بتن پلیمری؛ مشخصات و مزایای آن

بتن ها از گذشته تاکنون بسیار در ساخت و سازهای بناهای باستانی و ساختمان های مسکونی و تجاری استفاده شده اند. بتن نیز مانند دیگر مصالح ساختمانی پیشرفت بسیاری از نظر فرآیند تولید داشته و روز به روز خواص و ویژگی های آن بهبود می یابد.

امروزه از بتن های متنوعی در سازه ها استفاده می شود.انواع بتن های موجود در بازارشامل: بتن معمولی، غیرمسلح، پیش ساخته، آماده و پلیمری هستند. در این مطلب به شرح اختصاصی بتن پلیمری و کاربردهای آن می پردازیم.

بتن پلیمری چیست؟

بتن پلیمری نوعی از بتن است که در سال ۱۹۵۰ معرفی و در اواخر دهه ۱۹۷۰ رایج شد. این نوع بتن از رزین های پلیمر و سنگ دانه‌ های ریز و درشت تشکیل می شود. از رزین ها به عنوان ماده چسبنده به جای آب استفاده می شود که افزایش مقاومت در برابر خوردگی، یخ زدگی و غیره را به همراه دارد.

مشخصات بتن پلیمری

بتنی که با استفاده از مواد خاص به نام رزین تولید می شوند، دارای مشخصات زیر هستند:

مواد	تراکم kg/m3	مقاومت فشاری مگاپاسکال
بتن پلیمری اوره فرمالدئید	۲۲۶۰	(۵۴۰۰ psi) مگاپاسکال ۳۷
بتن پلی استر	۲۰۵۰	(۱۳۸۰۰ psi) مگاپاسکال ۹۵

انواع رزین های پلیمری

همانطور که گفتیم بتن های پلیمری از رزین ها و سنگدانه ها تشکیل شده اند. رزین پلیمری به عنوان ماده چسبنده عمل کرده در حالی که سنگدانه به عنوان ماده ای برای مقاومت فشاری شناخته می شود.

بتن از سنگدانه های کوارتز، سیلیس، سنگ ریزه های گرانیتی، شن های آهکی و سایر مواد با مقاومت فشاری بالا تشکیل شده است. یک سنگدانه خوب باید از مواد با کیفیت، تمیز و بدون گرد و غبار تشکیل شده باشد. این معیارها باید در همه فرآیندهای تولید بتن رعایت شوند، در صورت عدم انجام عوامل گفته شده، تأثیر منفی بر قابلیت اتصال بتن خواهد داشت.

انواع مختلفی از رزین هایی که در ساخت بتن های پلیمری استفاده می شوند، عبارتند از:

• رزین های فوران
• اکریلیک و استایرن-اکریلیک
• وینیل استات-اتیلن (VAE)
• پلی وینیل استات (PVA)
• رزین استایرن بوتادین (SBR)
• متیل متاکریلات (MMA)
• استایرن و پلی استر استایرن
• متانول
• رزین های اپوکسی
• رزین های پلی اورتان (PUR)
• رزین اوره فرمالدئید

خواص رزین های پلیمری

انتخاب رزین مورد استفاده تا حد زیادی به کاربرد و عواملی مانند مقاومت شیمیایی، آب و هوای محل پروژه، خواص مورد نظر و هزینه بستگی دارد.

بتن پلیمری بسته به رزینی که برای ساخت آن استفاده می شود، مزایای متفاوتی دارد. برای مثال چسب های اکریلیک خیلی سریع عمل کرده و در برابر عوامل جوی مقاومت دارند. رزین های فوران قابلیت تحمل در دماهای بالا را دارند و رزین های پلی اوره می توانند جایگزین فنول ها یا فرمالدئیدها در بسیاری از پروژه های ساختمانی شوند.

رایج ترین پلیمرهای مورد استفاده متاکریلات، رزین پلی استر، رزین وینیل استر، رزین اپوکسی و رزین فوران می باشند. در بین این رزین ها، رزین پلی استر غیر اشباع رایج ترین رزین پلیمری مورد استفاده در بتن است. دلیل استفاده فراوان از این نوع رزین در دسترس بودن، هزینه کم، خواص مکانیکی خوب و مقاومت فشاری بالا است.

مزایا بتن پلیمری

به طور کلی کیفیت بتن به خواص سنگدانه، نحوه مخلوط، تمیزی سنگدانه ها و کیفیت رزین های پلیمری بستگی دارد. در ادامه به برخی از مزایا و خواص بتن پلیمری می پردازیم:

• بتن پلیمری در مقایسه با بتن معمولی مسلح نشده، به دلیل خاصیت چسبندگی قوی، استحکام کششی بیشتری دارد.

• مقاومت فشاری بتن پلیمر، مشابه یا بیشتر از بتن معمولی است.

• بتن پلیمر در برابر آب و دیگر محلول ها، نفوذپذیری بسیار کمی دارد. همچنین در برابر انجماد و ذوب سریع، بسیار بادوام است.

• بتن پلیمری در برابر حملات شیمیایی مانند سولفات، کربنات، روغن، اسید و غیره آسیب نمی بیند و همچنین در برابر خوردگی از مقاومت بالایی برخوردار است.

• بتن پلیمری وزن سبک تر و چگالی کمتری نسبت به بتن معمولی دارد؛ در نتیجه به سبک تر شدن وزن سازه بتنی کمک می کند.

• این نوع بتن عایق الکتریکی است.

• بتن های پلیمر را می توان در مقاطع بسیار نازک اجرا کرد.

• بتن پلیمری اجازه نفوذ CO2 را نمی دهد و بتن را از کربناته شدن نجات می دهد.

معایب بتن پلیمری

معایب بتن پلیمری به صورت زیر می باشند:

• هزینه بتن های پلیمر در مقایسه با بتن معمولی بسیار بالا است.

• در هنگام اختلاط، نیاز به مهارت بالا و دقت دارد.

• کار با مواد شیمیایی و رزین ها بسیار خطرناک است؛ بنابراین استفاده از ماسک، دستکش و سایر ابزارهای محافظ پوست به شدت مورد نیاز می باشد.

کاربردهای بتن پلیمری

بتن پلیمر به علت داشتن خاصیت چسبندگی بالا، در تعمیرات سازه های بتنی استفاده می شود. علاوه بر آن، به دلیل نفوذپذیری کم و مقاومت در برابر خوردگی، می توان از آن در استخرهای شنا، مخازن آب، کانال های زهکشی و سایر سازه های زیر آب استفاده کرد.

به دلیل فقدان مهارت های فنی و هزینه بالا، این نوع بتن نمی تواند به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، پیشرفت های اخیر منجر به کاهش قابل توجه هزینه های اجرایی آن شده است، به این معنی که استفاده از آن به تدریج در حال گسترش است.

قیمت بتن پلیمری

در حقیقت بتن پلیمری به علت موادی که در ساختار آن موجود است، هزینه بالاتری نسبت به بتن معمولی دارد. همچنین ساخت این نوع بتن نیازمند متخصصان باتجربه است که در نتیجه هزینه ساخت بالاتر می رود.

می توان گفت به علت وجود ویژگی های مثبت این بتن نسبت به بتن سنتی، در محیط هایی که شرایط خوردگی و آسیب به بتن بسیار بالا است، استفاده از بتن پلیمری، مقرون به صرفه می باشد.

سخن آخر

در این مطلب به شرح اختصاری بتن پلیمری پرداختیم. همانطور که خواندید این نوع بتن به علت مواد رزینی که در ساخت آن به کار می رود، از مقاومت بالا در برابر خوردگی، یخ زدگی، ضربه و غیره برخوردار است.

بتن پلیمری در ساخت استخرهای شنا، مخازن آب، سازه های فاضلاب، کانال های زهکشی، همچنین در تعمیرات سازه های بتنی و لوله هایی که به پوشش نیاز ندارند، بسیار مناسب است. انواع مختلفی از رزین هایی که در ساخت این بتن استفاده می شوند، عبارتند از: رزین های فوران، اکریلیک و استایرن-اکریلیک، وینیل استات-اتیلن (VAE)، پلی وینیل استات (PVA)، رزین استایرن بوتادین (SBR)، متیل متاکریلات (MMA) و غیره می باشند.

سوالات متداول بتن پلیمری؛ مشخصات و مزایای آن