ایران شهرساز را در تلگرام دنبال کنید

[-]
[-]

پشتیبانی 09120592515 ایمیل: iranshahrsaz@yahoo.com

[-]
[-]
امتیاز موضوع:
  • 25 رأی - میانگین امتیازات: 3.04
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
1
معرفي بتن پليمری
قرن بيستم را به حق بايد قرن پليمر ها نيز دانست ، محصولات پليمري از لحاظ حجمي در سال 1990 بر حجم محصولات آهني فايق آمد و پيش بيني مي شود كه در قرن حاضر ، از لحاظ وزن نيز بالاتر رود . صنايع ساختمان بزرگترين مصرف كننده موادّ پليمري ، 25 تا 30 درصد از كلّ پليمر ها را مصرف مي كند .
يكي از مواردي كه در ساختمان به وفور استفاده مي شود بتن است . اين مادّه به دليل هزينه پايين توليد ، راحتي استفاده و استحكام فشاري ، يكي از موادّ پرمصرف در سازه هاست ولي به دليل نقايصي كه دارد ( نقايصي چون : 1 – تخريب يخ زدگي و ذوب 2 – تخريب پذيري توسّط موادّ شيميايي خورنده 3 – استحكام كششي كم 4- ديرپخت بودن و …. ) همزمان با توليد اين مادّه ، تركيب آن با فولاد ( مسلّح كردن بتن ) و ايجاد خاصيّت تاب خمشي مطرح شد و از همان موقع ، استفاده از موادّ و تركيبات شيميايي ، براي بهبود خواصّ آن مورد توجّه قرار گرفت . حاصل تحقيقياتي كه در اين زمينه صورت گرفت اين نتيجه را در بر داشت كه جايگزيني مناسبي ، با موادّ پليمري انجام شده است و با به كارگيري آنها به روش هاي مختلف ، خواصّ بتن ارتقا مي يابد . ( اين تحقيقات بيشتر در ژاپن ، آمريكا و روسيه انجام شده است ) . در اين رابطه خانواده بتن هاي پليمري ، بهترين خاصيّت ها را از خود نشان دادند . خواصّ اين نوع بتن ، برتر از بتن هاي سيماني بود و گاهي خواصّ
منحصر به فردي از خود نشان مي دهد . با توجّه به نياز بيشتر به استحكام در سازه ها و برتري هاي اين نوع بتن ، بتن پليمري مورد علاقه دانشمندان واقع شد و با وجود آنكه مدّت زيادي از اختراع آن نمي گذرد و عليرغم قيمت بالايي نيز كه داراست مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است . بتن هاي پليمري از حدود سال 1950 وارد بازار شده اند و پيش بيني مي شود در طيّ دهه پيش رو ، مصرفشان 10 برابر شود . كاربرد اين نوع پليمرها به دو شاخه استفاده جامد و استفاده غير جامد تقسيم مي شود .
در حالت جامد محصولات پليمري به جاي فولاد جايگزين مي شوند و بتن را مسلّح مي كنند كه در اين حالت ، پليمر به صورت رشته ، شبكه و يا ميلگرد در بتن استفاده مي شود . در حالت غير جامد با تزريق پليمر هاي پودري و مايع ، در دوام بتن بهبود حاصل مي شود .
در كشور ما كار خاصّي روي بتن پليمري صورت نگرفته است و هنوز در سطح يك موضوع تحقيقاتي براي دانشجويان
باقي مانده است ، موضوعي كه منابع تحقيق آن نيز غالباً خارجي هستند .
بتن هاي پليمري( Polymer Concrete ) حالت جامد :
اكثر موادّ و مصالح طبيعي به دليل ناپيوستگي هاي سطحي و تركيباتي كه در خود دارند ، داراي مقاومت لازم براي تحمّل
تنش هاي زياد نيستند و لازم است تا با موادّ ديگري مسلّح شوند . دانشمندان به دنبال موادّي هستند كه در ضمن مسلّح كردن بتن ، داراي وزن كمتر ، مقاومت بيشتر در برابر عوامل جوّي ، رفتار بهتر در بارگذاري هاي متناوب باشد و بتواند مقاومت خود را در دماهاي بالا مثل دماي كوره حفظ كند و …..از اين قبيل.
يكي از مشهورترين اين مصالح ، كامپوزيت هاي پليمري مي باشند . اوّلين باري كه كامپوزيت ها در بنا استفاده شد در زمان جنگ جهاني دوّم بود . در آن زمان بر روي ساختمان هايي كه بايد رادار نصب مي كردند ، استفاده از سازه هاي فلزّي و يا حتّي بتن آرمه ، مشكل ايجاد مي كرد ، با مسلّح كردن بتن توسّط كامپوزيت هاي بتني ، اين مشكل برطرف شد . همچنين در همان بحبوحه جنگ بعضي از قسمت هاي هواپيماهاي جنگي را از پلي استرهايي كه با رشته هاي شيشه تقويت شده بودند
مي ساختند .
در ساختمان هاي مسكوني از كامپوزيت هايي با فيبر شيشه اي يا پلي استر استفاده مي شد . ( سازه كامپوزيتي GPR ) ، دو ساختمان استثنايي با سازه كامپوزيتي ساخته شده است كه يكي سازه گنبدي شكل در بن غازي ( 1968 ) و ديگري سقف فرودگاه دبي ( 1972 ) است كه تأثير محسوسي بر استفاده از اين نوع سازه ها داشته است .
اكثر اين سازه ها داراي سازه اصلي بتن مسلّح بود و براي ساخت پانل ها از GPR (Glass Polymer Reinforced ) بهره مي برد ، همانند سازه قوسي فضاكار زمين فوتبال شهر منچستر (1980 ) ، مهمّترين كاربردهاي GPR به قرار زير است :
1- ساختمان هايي كه تحت اثر خوردگي شديد هستند .
2- سازه هاي پيشرفته رادارها .
3- ساختمان هايي كه كنترل كيفيّت آنها مهم است .
4- ماهواره ها .
5- آنتن هاي بزرگ .
مهمّ ترين دلايل افزايش استفاده از كامپوزيت ( Composite ) :
1 – وزن كم 2- قابليّت ايجاد معماري هاي زيبا 3- مقاومت در برابر شرايط جوّي 4- خواصّ ضدّ خوردگي
5 – وجود سازه هايي كه در آنها نبايد از فلز استفاده كرد .
امروزه بسياري از پل هاي بتن آرمه به دليل وجود كلر در آب دريا ، تخريب شده اند كه بتن پليمري اين نقيصه را ندارد و خورده نمي شود ، محصولات پليمري در حالت جامد بيشتر به صورت ميلگرد و شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند .
انواع بتن هاي پليمري ( حالت غير جامد ) :
پيش از بيان انواع بتن هاي پليمري لازم است با فرآيند پليمريزاسيون بيشتر آشنا شويم :
پليمريزه شدن : از اتّصال واحد هاي مونومر به يكديگر ، رشته يا شبكه هاي مولكولي سطحي يا فضايي
تشكيل مي شود كه داراي وزن مولكولي بالايي هستند و به آنها پلي مر مي گويند ، اين فرآيند را پليمريزه شدن مي گويند .
انواع بتن هاي پليمري بدين قرارند :
1- بتن هاي باردار شده توسّط پليمر ( PIC ) : شامل بتن پورتلند پيش ريخته شده است كه توسّط يك سيستم مونومري باردار گرديده است ( آماده واكنش است ) و متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
2- بتن هاي پليمر – سيمان (PCC) : شامل يك مونومر است كه به مخلوط آبي بتن تازه افزوده مي شود و متعاقباً در محلّ، پليمريزه مي شود .
3- بتن هاي پليمري (PC) : شامل يك سيستم مخلوط از سنگريزه ( Aggregate ) و پركننده ( Filler ) در مونومر مي باشد كه متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
4- بتن هاي پليمر – گوگرد (PSC ) : شامل يك سيستم مخلوط از بتن هاي گوگردي است كه توسّط پليمر ها اصلاح خواصّ پيدا كرده باشد .
نحوه توليد بتن پليمري (حالت غير جامد ) :
بتن هاي پليمري از 80 تا 95 درصد پركننده هاي معدني و گاهي آلي تشكيل شده اند و حدود 5 تا 20 درصد بايندر پليمري نيز
بتن را نگاه مي دارد ( بايندر ( Binder ) به معناي پيوند دهنده يا متّصل كننده است و منظور همان محلول مونومر است كه پس از فرآيند پليمريزاسيون بتن را نگاه مي دارد ) ، خواصّ بتن هاي پليمري برتر از بتن هاي سيماني است .
با انتخاب : الف ) بايندر مناسب ب) نوع و ميزان مناسب پركننده ج ) به كار بردن افزودني هاي مناسب
مي توان طيف وسيعي از بتن هاي پليمري را با خواصّ فيزيكي ، مكانيكي ، ديناميكي ، الكتريكي ، حرارتي ، شيميايي ، تزئيني و … تهيّه كرد . در صورتيكه اين طيف وسيع براي بتن هاي سيماني وجود ندارد . از مجموعه موادّ رايج به عنوان بايندر پليمري سه نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – اپوكسي ( Epoxy ) 2- پلي استر 3 – پلي يورتان
از پركننده هاي رايج نيز دو نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – سيليس (Silica) 2- كربنات كلسيم
بر اساس آزمايش هايي از نوع برزيلي ، نتايج زير حاصل شد :
1 – نمونه هاي بتن پليمري با بايندر اپوكسي و پلي استر ، استحكاك بالاتري دارند .
2- نمونه هاي بتن پليمري با بايندر پلي يورتان ، ازدياد طول بسيار زيادي دارند . ( تعريف اپوكسي و …. در همين مقاله گفته خواهد شد . )
بايندر هاي پليمري 90% كلّ قيمت بتن را شامل مي شوند . با وجود اين ، قيمت بتن هاي پليمري ، بسيار كمتر از
پلاستيك هاست . انتخاب مناسب بايندر و پر كننده مناسب ، مي تواند سبب هر يك از حالات زير شود :
1 – بتن هايي با دي الكتريك بالا 2 – برعكس بتن هايي با هدايت الكتريكي بالا 3 – قطعاتي مناسب براي ايجاد خلاء و ..
تغيير خواصّ بتن پليمري بر حسب تغيير پركننده ها :
پركننده ها از دو دسته تشكيل مي شوند : 1- جزء زبر ( دانه بندي درشت ) 2- جزء نرم ( دانه بندي ريز )
پركننده هاي سبك وزن شامل سه دسته سنگ هاي رسي سبك ، پرليت و سنگ پا ( Pumice ) مي شوند و پر كننده هاي سنگين شامل 4 دسته قطير ، هماتيت ، ايلمنيت ، باريت مي شوند .
از اين موادّ براي توليد بتن هاي پليمري با وزن مخصوص بين 640 تا 5200 كيلوگرم بر متر مكعّب مي توان استفاده كرد . پركننده هاي بسيار نرم براي كاهش حجم خالي بتن به كار برده مي شود . مانند پودر سيليس ، كربنات كلسيم ، خاكستر ، كائولين . ميكا تالك ،تري هيدرات آلومينا ، سولفات كلسيم و سيمان پورتلند . پر كننده ها مي توانند سبك باشند مانند
دانه هاي شيشه اي سوراخ دار ، سراميك يا گلوله هاي پلاستيك .
با استفاده از پركننده هاي هادي مثل كربن يا پودرهاي فلزّي ، مي توان بتن را از نظر الكتريكي رساناتر كرد ، افزودني هايي مثل فيبرهاي شيشه اي ،آلي و فلزّي براي اصلاح استحكام ضربه اي ، خمشي و همچنين براي كاهش پديده انقباض ناشي از پخت به كار مي رود . عوامل تر كننده باعث كاهش سطحي زيرين مايع و سهولت ترشدگي سطوح پركننده مي شود . جهت تأمين رنگ و همچنين گاهي اوقات به منظور پايداري در مقابل نور از رنگدانه ها استفاده مي شود .
با افزودن لاتكس هاي SBR و اپوكسي به بتن معمولي به عنوان بتن سيمان پرتلند ، پلي مري استفاده شده است كه باعث بهبود خواصّمهندسي و پايايي بتن مي شود و همچنين با افزودن رزين هاي پلي اسراسيترن و اپكسي به مصالح سنگي
به عنوان بتن پليمري كه در مورد رزين پلي اسراسيترن، خواصّ مهندسي و پايايي بتن به طور چشمگيري بهبود مي يابد .



آخرین ارسال های من :

منم شهرسازی که می سازمت ، چو ایران جدم کوروش
موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده بازدید آخرین ارسال
  معرفي كليساي سن سرنن MHAKBARI 2,850 1391-10-20، 08:09 صبح
آخرین ارسال: MHAKBARI
  معرفي دهکده چوبی نیشابور Ƒanos 1,071 1391-5-5، 07:51 عصر
آخرین ارسال: Ƒanos
  عايق ها و فوم هاي پليمری ALI XxX 1,070 1389-12-24، 10:34 عصر
آخرین ارسال: ALI XxX
  معرفي تكنولوژي سازه هاي پيش ساخته سبك در صنعت ساختمان reza1366 1,197 1389-12-7، 02:11 صبح
آخرین ارسال: reza1366
کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان
[-]
جستجو
جستجوی گوگل