پليمر
پوشش نفوذگر كريستال‌شونده
از ويكي‌پديا، دانشنامهٔ آزاد
اين مقاله نيازمند تميزكاري است. لطفاً تا جاي امكان آن‌را از نظر املا، انشا، چيدمان و درستي بهتر كنيد، سپس اين برچسب را برداريد. محتويات اين مقاله ممكن است غير قابل اعتماد و نادرست يا جانبدارانه باشد يا قوانين حقوق پديدآورندگان را نقض كرده باشد.
اين مقاله نيازمند ويكي‌سازي است. لطفاً با توجه به راهنماي ويرايش و شيوه‌نامه، محتواي آن را بهبود بخشيد.
پوشش نفوذگر كريستال شونده در حال حاضر بتن مهمترين و پرمصرف‌ترين ماده در سازه‌هاي مدرن و مهندسي عمران مي‌باشد. اكثر سدها، تونل‌ها، كانال‌ها، پل‌ها، پايل‌ها، خطوط لول هف سقف‌ها، جاده‌ها، مخازن، استخرها، سكوها و ساختمان‌ها و... بتني مي‌باشد. بتن علي رغم استحكام ذاتي، به دليل معايبي چون ضعف در آب بندي، مقاومت شيميايي پايين، مقاومت كم در برابر ضربه، تخلخل ذاتي، انعطاف‌پذيري محدود، مقاومت سايشي ضعيف و... نيازمند محافظت و تقويت مي‌باشد.
در شرايط كاربري، شرايط محيطي مختلف و يا تحت تأثير بارهاي تحميلي، تنشهاي گوناگون به صور مختلف به سازه بتني وارد مي‌شود. بر اساس طبيعت حملات و فاكتورهاي موجود، عوامل مخرب به سه دسته تأثيرات فيزيكي، شيميايي و مكانيكي تقسيم مي‌شوند. تأثيرات شيميايي و فيزيكي مي‌توانند منجر به آسيبهايي گردند كه از آن به خوردگي بتن ياد مي شودو تأثيرات مكانيكي منجر به پديده‌هايي چون فرسودگي و پارگي و گسيختگي مي‌گردند كه به نوبه خود نامطلوب و نيازمند ترميم هستند.
تحميل هزينه‌هاي هنگفت جهت رفع نقايص فوق و حتي تعويض بخشهايي از سازه و همچنين لزوم حفظ و نگهداري منابع اوليه، دلايل اصلي بر لزوم ارائه راهكار در ترميم، محافظت و آب بندي سازه‌هاي بتني محسوب مي‌گردد. دركليه اين موارد، بالا بردن مقاومت بتن با استفاده از افزودني‌هاي خاص يا تغيير نسبت اختلاط بتن، استفاده از سيمانهاي مقاوم در برابر سولفوناتها، افزايش حجم منافذ بتن با استفاده از افزودني‌هاي خاص و ايجاد حبابهاي ريز هوا در عمق بتن به جهت ممانعت از يخ زدگي بتن، اعمال پوشش مناسب و مقاوم در برابر حملات شيميايي، توليد بتن متراكم تر و نفوذناپذير تر، اعمال پوششهاي ضد ضربه و ضد سايش به جهت محافظت از سطوح بتني، استفاده از جايگزين‌هاي سيمان، كاهش نسبت آب به سيمان، تأمين روكش بتني به حد كافي در اطراف آرماتورها، رعايت كامل شرايط لازم جهت بتن و مراحل بتن ريزي، محافظت كافي و... همگي از جمله راهكارهاي مؤثر پيشگيري از تخريبات ناشي از عوامل مخرب مي‌باشند. مواد نفوذگر و كريستال شونده با قابليت واكنش اجزا تشكيل دهنده با رطوبت و اجزاي بتن، تشكيل كريستال‌هاي نا محلول و ايجاد ساختار يكپارچه با بتن و متعاقب آن نفوذ در عمق بتن و آب بندي و محافظت داخلي، بعنوان يكي از مؤثرترين سيستمهاي آب بندي و محافظت سازه‌هاي بتني به حساب مي‌آيند. اين مواد تأثير منفي عوامل مخرب بتن را به حداقل رسانده، عمر سازه بتني را افزايش داده و هزينه تعميرات و نگهداري سازه‌ها به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌دهند. در اين مقاله بر نحوه عملكرد مواد نفوذگر كريستال شونده به عنوان افزودني در طرح اختلاط بتن و يا به عنوان پوشش بر روي سطح بتن ساخته شده قديمي ي سخت شده جديد تمركز شده و نقش پررنگ آنها در ممانعت از تخريب سازه‌هاي بتني بررسي مي‌گردد.
محتويات
۱ بتن
۲ طبيعت متخلخل و نفوذپذير بتن
۳ تخريب بتن
۴ عملكرد مواد نفوذگر كريستال شونده
۵ ممانعت از تخريب بتن با استفاده از تكنولوژي‌هاي كريستالي
۶ منابع
۷ پيوند به بيرون
بتن
ساختار بتن متشكل از سنگدانه، سيمان و آب است. زمانيكه ذرات سيمان در واكنش با آب اختلاط هيدراته مي‌شوند تشكيل سيليكات كلسيم مي‌دهند. اين تركيب سپس سخت شده و به شكل توده صخره‌اي در مي‌آيد. بتن يك ماده پايه آبي است جهت كارايي بهتر بتن، سهولت بتن ريزي و تحكيم آن، به ميزان آبي بيشتر از آب لازم جهت هيدراسيون نياز است. اين آب اضافي در توده بتن باقيمانده و به مرور تبخير مي‌شود. در اثر اين تبخير، مجراها و منافذ مويين در بتن باقي مي‌ماند كه مهمترين علت متخلخل و نفوذپذير بودن بتن محسوب مي‌شود. منافذ، سوراخها، لوله‌هاي مويين و تخلخلها در بتن سخت نيز باقيمانده و مسير ورود و نفوذ آب و مواد شيميايي خورنده به بتن را بازمي‌گذارند. هر چه اين منافذ متصل تر باشند بتن نفوذ پذير تر است. آب اضافي همچنين منجر به افزايش ميزان تركهاي جمع شدگي مي‌گردد. اين تركها خود مسير عبور آب و مواد شيميايي هستند. تركهاي عميقتر سريعتر به خوردگي آرماتورها منتهي مي‌شوند.
به منظور كاهش ميزان آب در مخلوط بتن مي‌توان از روان‌كننده‌ها استفاده نمود، هر چند منافذ مويينه، تخلخلها و سوراخها در بتن كماكان باقي مي‌مانند و راه ورود مواد شيميايي خورنده بتن را بازمي‌گذارند. وجود اين منافذ در بتن منجر به خوردگي آرماتورهاي تقويت كننده بتن، تخريب بتن و نتيجتاً به خطر افتادن كمال و يكپارچگي سازه مي‌گردد. به منظور كاهش ميزان آب در مخلوط بتن مي‌توان از روان‌كننده‌ها استفاده نمود، هر چند منافذ مويينه، تخلخلها و سوراخها در بتن كماكان باقي مي‌مانند وليكن ابعاد آنها كاهش مي‌يابد اما راه ورود آب، املاح و مواد شيميايي خورنده به بتن به دليل مسدود نشدن منافذ همچنان وجود دارد و استفاده از مواد فوق روان‌كننده به تنهايي به هيچ وجه بتن را آب بند نخواهد كرد. جز مهم در بتنهاي مسلح، فولاد است. ارماتورهاي تقويت كننده به منظور مقابله با تنشهاي كششي ناشي از بارهاي اعمال شده به سازه در مقاطع بتني استفاده مي‌شوند. در اينگونه سازه‌ها مقاومت فشاري بالاي بتن در تكامل با مقاومت كششي خوب فولاد قرار گرفته و امكان افزايش ظرفيت باربري سازه را بوجود مي‌آورد.
طبيعت متخلخل و نفوذپذير بتن
بتن يك ماده متخلخل و نفوذپذير است. تخلخل به ميزان سوراخها و منافذ باقيمانده در بتن بر مي‌گردد و به عنوان درصدي از حجم كل تعريف مي‌شود. نفوذپذيري به ميزان ارتباط منافذ مرتبط است. اين موارد راه را براي حركت آب در داخل بتن باز مي‌كنند. همچنين تركهاي حاصل از جمع شدگي نيز مسير مناسبي براي حركت آب به داخل بتن هستند. نفوذپذيري مبحثي مفصل تر از تخلخل مي‌باشد. نفوذپذيري يعني امكان جريان آب مايع تحت فشار در ماده متخلخل. نفوذپذيري با كميتي بنام ضريب نفوذپذيري تعريف مي‌شود. ميزان نفوذپذيري تركيب بتن شاخص خوبي براي تعيين كيفيت و دوام بتن است. هر چه ضريب نفوذپذيري كمتر باشد، بتن نفوذناپذير تر بوده و نتيجتاً كيفيت آن بالاتر است. گرچه ممكن است بتني از نفوذپذيري كم و نتيجتاً دوام نسبي برخوردار باشد، اما كماكان به عامل آب بند كننده جهت ممانعت از تراوش و نشتي از ميان تركها نيازمند است. با وجود دانسيته ظاهري، بتن ماده‌اي متخلخل و نفوذپذير است كه در اثر نشتي، به سرعت در معرض آب و مواد شيميايي خورنده چون دي اكسيد كربن، كلرايدها، سولفاتها و... تخريب مي‌شود.
تخريب بتن
عموماً عمرمفيد سازه بتني به سرعت خوردگي ميلگردهاي تقويت كننده و سرعت تخريب مستقيم بتن وابسته است. خوردگي آرماتورها معمولاً در اثر نفوذ يون كلرايد و دي اكسيد كربن اتفاق مي‌افتد. آسيبهاي مكانيكي، فيزيكي و شيميايي منجر به تخريب مستقيم بتن مي‌گردد.
عوامل اصلي آسيب بتن عبارتند از وجود آب اضافي در تركيب بتن، طرح اختلاط نامناسب، استفاده از سيمان يا سنگدانه‌هاي آلوده و بي كيفيت، استفاده از آب آلوده، ويبراسيون نامناسب، كيورينگ ناكافي، طراحي نامناسب درزهاي انبساط و اجرايي، پوشش بتني ناكافي بر روي آرماتورها، كرمو شدگي، سيكلهاي يخ و ذوب، بارگذاري بيش از ظرفيت، قرارگيري در معرض اسيد، حملات سولفاتي، واكنشهاي قليايي سنگدانه‌ها و...
اين عوامل منجر به آسيبهايي چون ترك خوردگي، سايش و فرسايش، تخريب سولفاتي، كاويتاسيون، خوردگي آرماتورها، كربناسيون، جداشدگي لايه‌ها، شوره زدگي، نشتي و... در بتن مي‌شوند.
دستاورد محققان دانشگاه تهران عرضه نانو عايق ضد اشعه و رطوبت براي سازه ها/ دفع ۹۰ درصدي اشعه خورشيد پژوهشگران پارك فناوري دانشگاه تهران نانو عايق با عمر مفيد ۲۰ سال را توليد كردند كه سازه را در برابر رطوبت مقاوم و قادر است ۹۰ درصد اشعه خورشيد را دفع كند.
نورمحمد رشيدي نيا- مجري طرح در گفتگو با خبرنگار مهر با بيان اينكه اين عايق‌ها از نوع عايق‌هاي نانو پليمري هستند، گفت: عايق نانو پليمري توليد شده علاوه بر آنكه جلوي نفوذ آب را مي‌گيرد، سطح را آب گريز مي‌كند كه اين امر موجب افزايش عمر سازه مي‌شود. وي با بيان اينكه در بازار مشابه اين عايق‌ها وجود دارد، اظهار داشت: اين عايق‌ها داراي ضعف‌هايي هستند كه در عايق نانو پليمري توليد شده اين ضعف‌ها برطرف شده است.
رشيدي نيا با اشاره به مزاياي عايق‌هاي توليد شده، يادآور شد: عايق‌هاي نانو پليمر در برابر سرما و گرماي شديد مقاوم هستند به اين معنا كه اين عايق‌ها در سرماي منهاي ۵۰ درجه سانتيگراد انعطاف خود را دارند و قادر به تحمل گرماي ۱۵۰ درجه سانتيگراد هستند.
مجري طرح نانو ذرات استفاده شده در اين عايق را نانو ذرات سيليكون دانست و يادآور شد: اين نانو ذرات به پليمر اين عايق اضافه شده است.
وي با اشاره به مزاياي استفاده از اين عايق خاطر نشان كرد: عايق توليد شده ضمن آنكه ضد رطوبت است، عايق حرارت نيز هست و حداقل ۵۰ درصد از هدر رفت گرما جلوگيري مي‌كند.
رشيدنيا ضد اشعه را از ديگر مزاياي اين عايق نام برد و اضافه كرد: عايق‌هاي توليد شده قادر به برگرداندن ۹۰ درصد اشعه خورشيد است.
اين محقق عمر مفيد عايق نانو پليمر را ۲۰ سال ذكر كرد و افزود: اين عايق به رنگ سفيد است كه با تركيب مواد رنگي مي‌توان آن را به رنگ‌هاي مختلفي توليد كرد.
منابع: ويكي پديا و talagostar . com
برچسب: ،