آشنایی با خواص و کاربرد بتن پلیمری

بتن پلیمری را می‌توان نسخه‌ی پیشرفته و اصلاح شده‌ی ملات و بتن سیمانی دانست. اگر در صنعت ساختمان فعالیت دارید قطعا بارها نام بتن پلیمری را شنیده‌اید. دراین محصول بخشی از سیمان، جایگزین مواد پلیمری شده و در ترکیبات آن از سنگدانه‌های سیلیسی، کوارتز و سنگ آهک استفاده می‌شود. سنگدانه‌های مصرفی کیفیت و خلوص بالایی داشته و دارای دانه‌بندی کاملا مشخص است. این محصول به دلیل خواص مختلف و مفیدی که دارد در طیف گسترده‌ای بنا به نیاز شرایط پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرد. ملات و بتن سیمانی علی رغم کاربردهای فراوان، عیوب و نقص‌هایی نیز دارد.

از عمده ضعف‌های ملات و بتن معمولی می‌توان تاخیر در گیرش، پایین بودن مقاومت کششی، انقباض زیاد پس از خشک شدن، مقاومت چسبندگی کم در کارهای تعمیراتی و ترمیمی و نفوذپذیری زیاد در برابر مواد شیمیایی و خورنده اشاره کرد. بسیاری از این ضعف‌ها را می‌توان با بتن پلیمری که در ساختار آن مواد پلیمری جایگزین بخشی از سیمان می‌شوند، برطرف نمود.

پلیمرهای مورد استفاده در ملات و بتن سیمانی دارای انواع گوناگونی می‌باشد و کاربری و هدف استفاده، تعیین‌کننده نوع پلیمر می‌باشد. استفاده از مواد پلیمری در بتن‌ریزی های حجیم به هیچ عنوان توجیه اقتصادی ندارد. از این رو بتن پلیمری بیشتر به صورت ملات با ضخامت کم برای اهدافی همچون آب‌بندی و تعمیرات آرایشی سطوح استفاده می‌شود. استفاده از سیستم پلیمر - سیمان اختراع تازه‌ای نیست و پیشینه آن به سال 1920 میلادی می‌رسد.

با محصولات ما بیشتر آشنا شوید.

کاربردهای بتن پلیمری

همانطور که در قسمت قبل توضیح دادیم بتن و ملات سیمانی دارای نقص‌هایی همچون چسبندگی پایین، نفوذپذیری بالا و مقاومت سایشی پایین است. بتن پلیمری تمامی این نقص‌ها را به خوبی برطرف کرده است و می‌تواند به‌عنوان روکش نهایی در قسمت‌های مختلف ساختمان مورد استفاده قرار بگیرد.

کفسازی

حتما بارها با سطوح بتنی فرسوده مواجه شده‌اید. اگر کمی دقت کرده باشید متوجه خواهید شد که اکثر کف‌های بتنی از ناحیه رویه دچار سایش و خوردگی می‌شوند. ناحیه‌ی بالایی بتن به دلیل تماس زیاد با بارهای سنگین معمولا بیشتر از سایر قسمت‌ها مورد آسیب قرار می‌گیرند. اولین و مهم‌ترین کاربرد این محصول در کفسازی خانه‌ها، انبارها، دفاتر و... است. مقاومت سایشی بالای این محصول باعث شده تا در کفسازی انواع محیط‌های دکوراتیو و صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد. بتن پلیمری با قدرت چسبندگی بسیار بالا می‌تواند با ضخامت بسیار پایین برروی انواع سطوح قدیمی اجرا شود و از هزینه‌های سنگین مرمت و بازسازی جلوگیری کند.

آب بندی

آب بندی از خصوصیات مهم بتن پلیمری بشمار می‌آید. مخازن نگهداری آب و سطوحی همچون عرشه‌ها، لوله‌های انتقال آب، استخرها و بلوک‌های بتنی که دائم در تماس با آب هستند نیازمند یک روکش آب بند و مقاوم هستند. پلیمرهای بکاررفته شده در این محصول با تشکیل یک غشاء لاستیکی مقاوم و غیرقابل حل در آب از نفوذ آب جلوگیری می‌کند. میزان مقاومت بتن پلیمری در برابر آب و قدرت آب‌بند کنندگی آن بستگی به نوع پلیمر بکاررفته در آن دارد. پلیمرهای این دسته به دونوع نم‌بند و آب‌بند تقسیم می‌شود.

پلیمرهای نم‌بند در محیط‌هایی که فشار هیدرواستاتیکی آب وجود ندارد استفاده می‌شود. این پلیمرها فقط برای جلوگیری از رطوبت به سطح استفاده می‌شوند. در طرف مقابل پلیمرهای آب‌بند در برابر فشار آب کاملا مقاوم بوده و برای مخازن آب و استخر استفاده می‌شوند. این پلیمرها می‌توانند در تماس دائم با آب باشند بدون اینکه در آب حل شوند و قدرت آب‌بندی خود را از دست بدهند. نکته حائز اهمیت در این محصول مقاومت بالای آن در برابر فشار هیدرواستاتیکی آب است که باعث می‌شود از نشت و خروج آب مخازن و استخرها جلوگیری به عمل آید.

چسب‌های اتصال و درزگیر

استفاده از روش ملاتی برای نصب انواع کاشی، سرامیک و آجرنما سال‌هاست که منسوخ شده است. ملات سیمانی به مرور زمان قدرت چسبندگی خود را از دست می‌دهد و برای نصب قطعات کاشی و آجرنما مناسب نیست. از طرفی اجرا و تهیه آن کار دشواری بوده و ضخامت بالایی را می‌طلبد. بتن پلیمری می‌تواند یک جایگزین عالی ملات ماسه سیمان به منظور نصب سرامیک و سنگ باشد.

علت این امر این است که پلیمرهای بکاررفته شده به انواع سطوح چسبندگی خوبی دارند و برخلاف ملات ماسه سیمان به مرور زمان خاصیت چسبندگی خود را از دست نمی‌دهند. از طرفی قادر است با خاصیت روانی و سختی بالا پس از خشک شدن منافذ و درزهای اجرایی را به خوبی پر کند. افزایش حجم و انبساط پس از خشک شدن باعث می‌شود تا کل شکاف و درز به خوبی پر شود.

ترمیم و تعمیرات سطوح

همانطور که می‌دانیم بتن در مقابل مواد شیمیایی زیاد مقاوم نیست و ممکن است به مرور زمان دچار خوردگی شود. جلوه اصلی این مشکل در کفسازی‌های بتنی نمود پیدا می‌کند که اکثرا از قسمت رویه بالایی دچار فرسودگی و خوردگی می‌شوند. از طرفی در بسیاری از پروژه‌های عمرانی پس از برداشتن قالب های بتنی شاهد کرمو شدن ستون‌ها و تیرهای بتنی هستیم. ترمیم و تعمیر این سطوح نیازمند یک ملات با قابلیت چسبندگی و گیرش سریع است.

بتن پلیمری با خاصیت گیرش سریع، افزایش حجم و چسبندگی بالا قادر است تا تمامی سطوح فرسوده و کرموشده را به خوبی ترمیم کند. این محصول قادر است در ضخامت های نازک بدون ترک و انقباض سطوح فرسوده را به خوبی ترمیم و پوشش دهد و خود در درازمدت دچار فرسودگی و خوردگی نشود.

سازوکار بین پلیمر و سیمان

پلیمرهای مورد استفاده شامل لاتکس‌ها، پودرهای پلیمری قابل پراکنده‌شدن مجدد(Redispersible Polymer Powder)، پلیمرهای قابل حل در آب، رزین‌های مایع و مونومرها هستند. بتن پلیمری دارای یک فاز مشترک و یکپارچه است که در آن ماده‌ی پلیمری با خمیر سیمان به‌صورت کاملا همگن و یکپارچه عمل می‌کنند. اما رفتار هریک از پلیمرها در خمیر سیمان کاملا متفاوت است. در بتن‌های اصلاح‌شده با لاتکس، پلیمرهای پودری پراکنده‌شونده و پلیمرهای قابل حل در آب تشکیل یک غشاء نازک می‌دهند.

اما در سیستم‌های اصلاح‌شده با رزین‌های مایع و مونومرها آب اضافه شده به مخلوط، سیمان را وادار به هیدراته‌شدن و رزین مایع و مونومرها را وادار به پلیمریزه‌شدن می‌کند.

در اولین مرحله وقتی مواد پلیمری با سیمان مخلوط می‌شوند، ذرات پلیمر به صورت یکنواخت در فاز خمیری سیمان پخش می‌شوند. در دومین مرحله ذرات پلیمر به تدریج منافذ موئین را مسدود می‌کنند. در نهایت با خروج آب از طریق هیدراسیون سیمان، ذرات پلیمر قرار گرفته در روی سیمان هیدراته، به صورت لایه‌های نازک بهم‌پیوسته منعقد می‌گردد و این لایه‌ها، هیدرات‌های سیمان را به یکدیگر پیوند داده و به صورت یک شبکه یکپارچه در می‌آورد. در این شبکه فاز پلیمر در سراسر فاز هیدرات سیمان نفوذ می‌کند.

خواص بتن پلیمری

چسبندگی بالا

مهم‌ترین خاصیت بتن و ملات تغییر یافته با لاتکس ایجاد اتصال محکم یا چسبندگی خوب به زیرکارهای متعدد است. این بهبود چسبندگی از خاصیت چسبنده بودن پلیمرها بدست می‌آید. معمولا چسبندگی تحت تاثیر نسبت پلیمر به سیمان و جنس زیرکار است. میزان چسبندگی بتن پلیمری با افزایش نسبت پلیمر به سیمان افزایش خواهد یافت. با افزایش نسبت پلیمر به سیمان شکست خمشی در ملات زیرکار اتفاق خواهد افتاد و به سطح آسیبی وارد نخواهد شد.

در بتن‌های مسلح به فولاد و آرماتور، چسبندگی پلیمر به فولاد باعث می‌شود تا تنش های برشی و خمشی به سطح بتن منتقل نشود و ترک‌ها به حداق مقدار خود برسد.

مقاومت در برابر ضربه

بتن‌های اصلاح‌شده با مواد پلیمری مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند. این خاصیت از ضربه‌پذیری بالای مواد پلیمری حاصل می‌شود. پلیمرهای بکاررفته شده در این محصول می‌تواند حالت کاملا الاستومری(لاستیکی) داشته و تمامی تنش‌های نقطه‌ای را به خوبی دفع کند. از طرفی در ترکیبات بتن پلیمری می‌توان با اضافه‌کردن الیاف میکروفایبر، مقاومت در برابر ضربه را افزایش داد. از این ترکیب می‌توان در کفسازی محیط‌های صنعتی که دائما در تماس با ضربه هستند استفاده کرد.

مقاومت در برابر سایش

مقاومت سایشی بتن پلیمری به میزان و نوع پلیمر بکاررفته دارد. برای رسیدن به یک مقاومت سایشی ایده‌آل باید از پلیمرهای ترموست در ترکیبات بتن پلیمری استفاده کرد. پلیمرهای ترموست با تشکیل یک لایه سخت(غیرالاستومری) از فرسودگی و ساییدگی سطح جلوگیری می‌کنند. برای محیط‌هایی که ترافیک سنگین را تحمل می‌کنند، استفاده از این نوع بتن پلیمری به عنوان یک لایه رویه، می‌تواند کمک زیادی به دوام کفپوش بکند.

مقاومت در برابر سیکل ذوب - انجماد

چرخه‌ی ذوب و انجماد می‌تواند آسیب جدی به بتن و ملات سیمانی معمولی وارد کند. علت اصلی عدم مقاومت بتن و ملات سیمانی معمولی در برابر سیکل ذوب و انجماد، تخلخل بالای آن است. نفوذ آب به لایه‌های مویین بتن و انبساط آن در درازمدت می‌تواند دچار فرسوگی بتن و ملات شود. بتن پلیمری به دلیل تخلخل پایین و نفوذپذیری کم از نفوذ آب کاملا جلوگیری کرده و به همین دلیل در مقابل سیکل ذوب و انجماد کاملا مقاوم است.

جمع‌بندی

در یک جمع‌بندی نهایی می‌توان گفت، بتن پلیمری یک بتن همه‌کاره است که طبق هر شرایط محیطی و فیزیکی می‌تواند فرموله شود. تصور اینکه بتن پلیمری فقط یک فرمول ساخت داشته باشد کاملا اشتباه و نادرست است. بسیاری از محصولات شیمیایی ساختمان مانند چسب‌های کاشی و مواد ترمیمی در زیرمجموعه بتن پلیمری قرار می‌گیرند.

ترمیم سطوح فرسوده، آب‌بندی و چسب‌های اتصال از کاربردی‌ترین موارد مصرف این محصول هستند. سیلیکا بتن با مطالعات گسترده برروی انواع مواد پلیمری سازگار با سیمان قادر به تولید انواع مختلف بتن پلیمری می‌باشد.

ما را در اینستاگرام فالو کنید.