بتن اصلاح شده با لاتکس

1- بتن اصلاح شده با لاتکس چیست؟

“بتن اصلاح شده با لاتکس” (LMC)، که به بتن پلیمری با سیمان پرتلند (PPCC) نیز موسوم است، همان بتن با سیمان پرتلند معمولی است که معمولا از جایگزین کردن یک لاتکس (امولسیون پلیمر) به جای بخشی از آب بتن ساخته می شود.

LMC و همچنین به طور کلی PC (بتن پلیمری) از سال های دهه 1950 به صورت تجاری استفاده شده اند.

LMC دارای قابلیت پیوستگی عالی به بتن قدیم است و از دوام زیاد در مقابل محلول های مخرب نیز برخوردار است؛ بنابراین عمدتا برای روکش های کف های صنعتی و نیز برای بازسازی دال های آسیب دیده به کار گرفته می شود.

2- ساختار شیمیایی لاتکس

مواد فن آوری تولید بتن نوع LMC مشابه همان است که در بتن معمولی با سیمان پرتلند استفاده می شود به جز آنکه در اینجا، از لاتکس، که یک سوسپانسیون کلوئیدی پلیمر درآب است، به عنوان مواد افزودنی استفاده می شود.

لاتکس های گذشته، دارای پایه ی پلی وینیل استات یا پلی وینیلیدن کلراید بودند، اما امروزه به ندرت از مواد مزبور استفاده می شوند، زیرا در مورد ماده اول، این احتمال وجود داردکه مقاومت بتن خیس کم باشد و در مورد ماده دوم نیز، خطر خوردگی آرماتور وجود دارد.

امروزه بیشتر، از پلیمرهای الاستومری یا پلیمرهای شبه لاستیکی با پایه استایرن بوتادین و هم از پلیمر پلی آکریلات، استفاده می شود.[1]

3- مکانیزم عمل لاتکس در بتن

عموما حدود 50 درصد وزنی یک لاتکس، ذرات کروی و بسیار کوچک پلیمری، به قطر 0.01 تا 1 میکرون است که با استفاده از مواد فعال کننده ی سطحی، به صورت سوسپانسیون در آب در آمده اند.

وجود عناصر فعال کننده ی سطحی در لاتکس تمایل به ایجاد مقادیر زیادی حباب هوا در بتن دارند، بنابراین، معمولا به لاتکس های تجاری مواد حذف کننده هوا افزوده می شود. از آنجا که برای ساخت بتن های متعارف LMC از پلیمر به میزان 10 تا 25 درصد وزنی سیمان استفاده می شود، لذا در صورت افزودن این پلیمر، بتن مزبور به مقدار زیادی آب اختلاط نیاز خواهد داشت.

بنابر دلایلی که ارائه خواهیم کرد کاربرد بتن اصلاح شده با لاتکس در روکش ها، به جاهایی محدود می شود که منظور اصلی ما، دوام در شرایط محیطی سخت است. بدین علت که برای ساخت LMC، باید میزان آب اضافی لازم برای آن را تا حد امکان، کم در نظر بگیریم. مولکول های کروی پلیمر و حباب هوا، همراه با لاتکس معمولا کارایی عالی ای فراهم می کنند. نسبت های متداول آب به سیمان در محدوده ی 0.4 تا 0.45 و مقادیر سیمان متعارف در حدود  kg/m^3   390 تا 420 می باشد. [1]

شایان ذکر است که بر خلاف پلیمریزاسیون شدن مونومرها، که با کمک مواد افزودنی و با فعالسازی حرارتی صورت می گیرد، سخت شدن لاتکس ها از طریق خشک شدن آنها یا افت آب درون آنها انجام می شود.

در یک مخلوط تازه حاوی بتن اصلاح شده با لاتکس، مقداری افت رطوبت داخلی وجود دارد، زیرا برای هیدراتاسیون سیمان پرتلند به آب نیاز است، با این وجود، این امر، برای کسب مقاومت مناسب بتن کافی نیست، در نتیجه، عمل آوری خشک برای LMC الزامی است، اعتقاد بر این است که ماده عمل آوری شده در هوا، موجب تشکیل یک لایه نازک پلیمر یکپارچه و چسبنده می شود که روی محصولات ناشی از هیدراتاسیون سیمان قطعات سنگدانه و حتی منافذ مویینه را می پوشاند.

مشخصات مکانیکی یک ملات متداول اصلاح شده با لاتکس (با نسبت ماسه به سیمان برابر با 3)، که شامل 20 درصد وزنی پلیمر جامد باشد و به مدت 28 روز در رطوبت نسبی 50 درصد تحت عمل آوری خشک قرار گرفته باشد، با مشخصات ملات های سیمان پرتلند (به عنوان کنترل)، مقایسه شده و در جدول ذیل درج شده است.

این داده ها به وضوح نشان می دهند که از نظر مقاومت کششی و خمشی LMC بهتر از مصالح کنترل مزبور است. با این وجود، مقاومت کسب شده، برای قضاوت در مورد استفاده وسیع از لاتکس ها به منظور ساخت محصولات LMC، به اندازه کافی گویا نیست. موثرترین ویژگی LMC قابلیت آن در پیوستگی قوی با بتن قدیمی، و نیز مقاومت آن در مقابل ورورد آب و محلول های مخرب است.

اعتقاد بر این است که لایه پلیمری که منافذ مویینه ریز ترک ها را اندود می کند، نقش عمده ای را در ممانعت از جریان مایع به داخل بتن اصلاح شده با لاتکس بر عهده دارد. این خصوصیات LMC، سبب شده است که از آن، به عنوان یک ماده مهم، برای باز سازی کف ها، پیاده رو ها و عرشه های پل های آسیب دیده استفاده شود. [1]

منابع :

[1] ریزساختار، خواص و اجزای بتن تالیف پروفسورمهتا، پروفسور مونته ئیرو؛ ترجمه: دکتر علی اکبر رمضانیان پور دکتر پرویز قدوسی، دکتر اسماعیل گنجیان؛ انتشارات دانشگاه امیر کبیر.