انواع مواد پلیمری بتن جهت اصلاح ملات

بتن و ملات سیمانی علیرغم استفاده گسترده، از معایبی مانند: استحکام کششی کم، انقباض زیاد ناشی از خشک شدن، مقاومت چسبندگی کم در کاربردهای تعمیراتی و همچنین مقاومت شیمیایی کم، برخوردار هستند. برخی از این معایب را می توان با استفاده از سیمان، ملات یا بتن اصلاح شده با پلیمر برطرف نمود. پلیمرهای مورد استفاده شامل لاتکس ها، پودرهای پلیمری قابل پخش مجدد، رزین های مایع (اپوکسی، پلی یورتان، پلی استر) می‏باشند.

ملات و بتن اصلاح شده با مواد پلیمری بتن دارای یک ماتریس یکپارچه هستند که در آن ماتریس پلیمری آلی و ماتریس ژل سیمانی، همگن می شوند. در سیستم های اصلاح شده با لاتکس، پودرهای پلیمری قابل پخش مجدد تشکیل فیلم یا غشاء می‏دهد.

از اوایل سال 1960 به طور گسترده در زمینه ملات های اصلاح شده با پلیمر به عنوان چسب کاشی و سرامیک (میزان پلیمر <1٪) استفاده می شود. سایر پلیمرها مانند هیدروکسی اتیل سلولز و پلی وینیل الکل(PVA) برای ملات های اصلاح شده پلیمری محلول در آب موثر هستند.

کاربرد بتن و ملات اصلاح شده با پلیمر

ملات و بتن اصلاح شده با لاتکس دارای خواص برتری مانند مقاومت کششی و خمشی بالا، چسبندگی عالی، ضد آب بودن، مقاومت سایشی بالا و مقاومت شیمیایی خوب نسبت به ملات سیمان و بتن معمولی هستند. ملات اصلاح شده با لاتکس بیشتر از بتن اصلاح شده لاتکس استفاده می شود. کاربردهای معمول ملات و بتن اصلاح شده با لاتکس در جدول 1 فهرست شده است. اخیراً نیز ملات اصلاح شده با پودر پلیمری قابل پخش مجدد به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

جدول 1- کاربردهای معمول ملات اصلاح شده با لاتکس

کاربرد	محل استفاده
کفپوش ها و روسازی ها	کف برای خانه ها، انبارها، مدارس، بیمارستان ها، ادارات، مغازه ها، توالت ها، سالن های ورزشی و کارخانه ها، پاساژها، پله ها، گاراژها، سکوهای راه آهن، جاده ها، باند فرودگاه، مونوریل و غیره.
عایق رطوبتی یکپارچه و ضد آب غشایی با کاربرد مایع	عرشه سقف بتنی، دیوارهای ملات، دیوارهای بلوک بتنی، مخازن آب، استخرهای شنا، سپتیک تانک، سیلوها و غیره.
چسب ها	چسب کاشی، چسب کفپوش، مواد دیوارکشی و مواد عایق حرارت، چسب برای اتصال بتن یا ملات سیمانی جدید به بتن یا ملات سیمانی قدیمی و غیره
پوشش های تزئینی (از جمله مواد آماده کننده سطح)	پوشش های دیوار، مواد پوشش دهنده سنگدانه های سبک، ترکیبات پرکننده سیمان و سیمان های خود تراز برای آماده سازی سطح و غیره
مواد تعمیری	گروت برای ترمیم ترک ها و لایه لایه شدن سازه های بتنی، چسباندن مواد برای سازه های بتنی آسیب دیده، پوشش های ضد زنگ برای میلگردهای تقویت شده خورده و غیره.
آسترهای ضد خوردگی	تخلیه فاضلاب، کف کارخانه های شیمیایی یا ماشین آلات، دوغاب برای کاشی های ضد اسید، کف برای آزمایشگاه های شیمیایی و انبارهای داروسازی، مخازن سپتیک، حمام های چشمه آب گرم، پوشش های ضد زنگ برای عرشه های سقف فولادی و خاک و غیره.
پوشش های عرشه	عرشه کشتی داخلی و خارجی، عرشه پل، عرشه پل عابر پیاده، طبقه قطار و غیره.

 ملات و بتن اصلاح شده با رزین مایع (اپوکسی و ….) گران تر از ملات و بتن اصلاح شده با لاتکس است. آنها نسبت به سیستم های اصلاح شده با لاتکس، سخت شدن سریع تر، پایداری حرارتی بالاتر و ویژگی های مقاومت در برابر نفوذ آب، مقاومت در برابر مواد شیمیایی بهتری دارند. اصلاح ملات سیمان و بتن با مقادیر کمی پلیمرهای محلول در آب مانند مشتقات سلولز و پلی وینیل الکل برای بهبود کارایی استفاده می شود. پلیمرهای محلول در آب با ملات و بتن به صورت پودر یا محلول های آبی مخلوط می شوند.

در ژاپن، ملات اصلاح شده با پلیمر به طور گسترده ای به عنوان مصالح ساختمانی برای تکمیل و تعمیرات استفاده می شود، اما بتن اصلاح شده با پلیمر به ندرت استفاده می شود، زیرا مقرون به صرفه نیست. با این حال، بتن اصلاح شده با پلیمر به طور گسترده برای پوشش های عرشه پل و کارهای وصله کاری در ایالات متحده استفاده می شود، به ویژه، تخمین زده می شود که هر سال بیش از 1.2 میلیون متر مربع از عرشه پل با بتن اصلاح شده پلیمری پوشانده می شود.

ملات ها و بتن های اصلاح شده با پلیمر به مواد امیدوارکننده ای برای جلوگیری از خوردگی ناشی از کلرید و ترمیم سازه های بتن مسلح آسیب دیده به عنوان ترمیم کننده بتن تبدیل شده اند.

انواع کلی مواد پلیمری بتن

ملات و بتن اصلاح شده با پلیمر از اختلاط یک پلیمر یا مونومر به صورت پراکنده، پودری یا مایع با ملات سیمان تازه و مخلوط بتن تهیه می‌شود و سپس عمل آوری می‌گردند و در صورت لزوم، مونومر موجود در ملات یا بتن پلیمریزه می‌شود. در شکل 1 پلیمرها و مونومرهای مورد استفاده به عنوان اصلاح کننده سیمان در شکل نشان داده شده است. انواع مختلفی از ملات ها و بتن های اصلاح شده با پلیمر، یعنی ملات ها و بتن های اصلاح شده با پلیمر لاتکس -پودر پلیمر قابل پخش مجدد- پلیمر محلول در آب، ملات ها و بتن های اصلاح شده با رزین مایع و مونومر با استفاده از پلیمرها و مونومرها تولید می شوند.

از این میان، ملات و بتن اصلاح شده با لاتکس پرکاربردترین اصلاح کننده سیمان هستند.

اگرچه پلیمرها و مونومرها به هر شکلی مانند لاتکس، پلیمرهای محلول در آب، رزین های مایع و مونومرها در ملات و بتن استفاده می شوند، اما بسیار مهم است که هم هیدراتاسیون سیمان و هم تشکیل فاز پلیمری (ادغام ذرات پلیمر و پلیمریزاسیون مونومرها) ادامه یابد تا به خوبی بتواند یک فاز ماتریس یکپارچه با ساختار شبکه ای ایجاد کند که در آن فاز سیمان هیدراته و فاز پلیمری به یکدیگر نفوذ کنند. در ملات و سازه های بتنی اصلاح شده با پلیمر، سنگدانه ها توسط ماتریس متصل می شوند.

خواص برتر ملات و بتن اصلاح شده با پلیمر نسبت به ملات و بتن معمولی با چنین ساختار متمایزی مشخص می شود.