عنوان :

مقاله سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری

تعداد صفحات : ۲۱

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

بتن به خاطر ساختمان حفره دار خود که ناشی از خروج آب ایجاد شده در واکنش ئیدراتاسون است در مقابل آب و یون های کلر و گاز (مانند CO₂) نفوذپذیر است و هر کدام از این عوامل به نوعی باعث خوردگی میلگردها و ایجاد تنش و در نتیجه ترک برداشتن و از هم پاشیدگ بتن می شود.

یکی از راه هایی که برای رفع مشکلات ناشی از ضعف بتن در کاربردهای خاص مطرح شده است، استفاده از کامپوزیت های پلیمر – بتن است. کامپوزیت های پلیمر – بتن ترکیباتی هستند که با جایگزین، کامل سیمان در بتن با مواد پلیمری با استفاده از ترکیب سیمان و پلیمر به دست می آیند. اگر حامل (Binder) سیمانی بتن بطور کامل با یک پلیمر جایگزین گردد، ترکیب حال را بتن پلیمری (Polymer Cncrete) می نامند.

بتن های پلیمری ترکیباتی هستند که با جایگزینی کامل ماتریس سیمانی بتن های معمولی با یک حامل پلیمری تهیه می گردد. بتن های پلیمری علیرغم داشتن خواص بسیار مطلوب و مزایای فراوان نسبت به بتن های سیمانی، به علت بالا بودن هزینه تهیه و کاربرد، تا کنون نتوانسته است جایگاه خود را در کشور پیدا کند و نیاز به تلاش های تحقیقاتی و کاربردی بیشتر برای استفاده از مواد داخلی و بومی کردن فناوری ساخت بتن های پلیمری در سالهای اخیر همواره احساس شده است.

در این تحقیق به منظور کاهش نسبی هزینه های تولید، از رزینهای ساخت داخل به عنوان پایه پلیمری استفاده شده است که این رزین ها با استفاده از مواد افزودنی ارزانقیمت برای کاربردهای مورد نظر اصلاح شده است.

پس از انتخاب مواد و تعیین ترکیب بندی مناسب و روش فراورش مطلوب با توجه به تجهیزات معمول، که پس از انجام آزمایش های منظمی بر اساس طرح آزمایش تاگوچی به دست آمده است، بتن پلیمری با خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار بالاتر از بتن های رایج تهیه شده است که اهم خواص اندازه گیری شده آن عبارت است از:

مقاومت فشاری Mpa 7/94، مقاومت خمشی Mpa 2/16، مقاومت کشش غیر مستقیم (برزیلین) Mpa 5/7 مدول الاستیسیته دینامیکی Gpa 29، نفوذ آب تحت فشار برابر صفر، چسبندگی به بتن معمولی Mpa 2/12، مقاومت بسیار خوب در انواع محیطهای خورنده مانند: سولفات سدیم، اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید نیتریک، سود سوزآور، بنزین و آب دریاچه ارومیه در ضمن، هزینه تمام شده محصول به میزان بیش از ۷۰ درصد کاهش را نسبت به بتن های پلیمری تهیه شده از رزین های وارداتی نشان می دهد در حالی که خواص مکانیکی تنها در مواردی به میزان ۳۵-۱۵ درصد کاهش داشته است.

واژه ها ی کلیدی: بتن های پلیمری، بتن های سیمانی، سازگارکننده های واکنشی، سازگارکننده های غیر واکنشی، خواص فیزیکی

فهرست مطالب

چکیده    ۱
مقدمه    ۲
سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری    ۴
چگونگی عملکرد سازگارکننده ها    ۵
سازگارکننده های مورد استفاده در بازیافت    ۶
آمیزه سازی با سازگارکننده ها    ۷
سازگارکننده های واکنشی    ۸
سازگارکننده های غیر واکنشی    ۹
روندها و فناوری های جدید    ۱۱
چند آلیاژ پلیمری    ۱۲
تجربی    ۱۴
نتیجه گیری و نهایی:    ۱۷
منابع    ۱۸

منابع

۱٫ Kaeding A.O, Dikeou J.T. “Design of Polymer Concrete Products”, International Congress on Polymers in Concrete (ICPIC), July 3-5, 1995, Ostend, Belgium.

۲٫ Rebeiz K.S. Fowler D.W and Paul D.R, Journal of Applied Polymer Science, Vol 44, PP. 1649-1655, 1992.

۳٫ Manson J.A, “Overview of Current Research on Polymer Concrete: Materials and Future Needs”, American Concerete Institute (ACI), SP-69, Ditroit, 1981.

۴٫ Figovsky O, Beilin D, Blank N, Patapov J. & Chenyshev V, “Development of Polymer Concrete with Polybutadiene Matrix, “Cement and Concrete Composites, Vol. 18, PP. 437-444, 1996

۵٫ Vipoladan C. and Mebarkaia S. “Flexural and Fracture Properties of Glass Fiber Reinforced Polyster Polymer Concrete”, ACI, Sp-166-1, 1996

۶٫ Ohama Y, “Recent Progress in Polymer and Concrete in Japan”, Proceedings of the Second East Asia Symposium on polymers in Concete (II EASPIC), E & FNSPON, LONDON, 1997

۷٫ Chen Chong Lin, “Strength Development Mechanism of Polymer / Cement / Stand Composite”, Chinese Journal of Materials Science, Vol. 26, pp 85-90, 1996

۸- خانبابائی قادر و کوکبی مهرداد، “بتن پلیمری با کارایی بالا برای شرایط سخت و غیر متعارف”، مجموعه مقالات سومین کنفرانس بین المللی سواحل، بنادر و سازه های دریایی (ICOPMAS 98)، جلد ۳، صفحات ۱۲۹ تا ۱۳۹، سازمان بنادر و کشتریانی، تهران، آذر ۱۳۷۷٫

مقدمه

ترکیبات بتنی تهیه شده از سیمان، آب و مصالح سنگی، عمده ترین مواد برای ساخت سازه های مختلف به شمار می روند. این ترکیبات غالباً خواص فیزیکی و مکانیکی خوبی دارند وبه طور گسترده ای در صنایع مختلف ساختمانی استفاده می گردند. ولی بتن های سیمانی به دلیل داشتن برخی خواص ضعیف در کاربردهای خاصی مانند سدها و سازه های دریایی، محیطهای خورنده صنعتی و همچنین در جاهای غیر همسطح و کاربردهای دیگری که نیاز به سرعت عمل بیشتر دارند، با مشکلات عدیده ای همراه هستند. عمده ترین موارد ضعف بتن در این کاربردها، مقاومت سایشی کم، نفوذ پذیری بالا، زمان گرایش زیاد، مقاومت کم در برابر مواد شیمیایی و پدیده هایی مانند کاویتاسیون و خوردگی ناشی از نفوذ کار و همچنین مقاومت کم در برابر یخبندان است.

بتن به خاطر ساختمان حفره دار خود که ناشی از خروج آب ایجاد شده در واکنش ئیدراتاسون است در مقابل آب و یون های کلر و گاز (مانند CO₂) نفوذپذیر است و هر کدام از این عوامل به نوعی باعث خوردگی میلگردها و ایجاد تنش و در نتیجه ترک برداشتن و از هم پاشیدگ بتن می شود.

یکی از راه هایی که برای رفع مشکلات ناشی از ضعف بتن در کاربردهای خاص مطرح شده است، استفاده از کامپوزیت های پلیمر – بتن است. کامپوزیت های پلیمر – بتن ترکیباتی هستند که با جایگزین، کامل سیمان در بتن با مواد پلیمری با استفاده از ترکیب سیمان و پلیمر به دست می آیند. اگر حامل (Binder) سیمانی بتن بطور کامل با یک پلیمر جایگزین گردد، ترکیب حال را بتن پلیمری (Polymer Cncrete) می نامند.

بتن های پلیمری بر پایه پلیمرهای آلی ترموست هستند که پس از اختلاط با مصالح سنگی در دمای اتاق پلیمریزه می شوند. پلیمرهایی که عموما استفاده می شوند عبارت است از: اپوکسیها، فورانها، اکریلیکها، پلی استرهای غیر اشباع و وینیل استرها، از این گروه، بسته به کارایی مورد نظر و قیمت پلیمرها، سیستم پلیمری برای کاربرد مورد نظر انتخاب می گردد. مصالح سنگی مورد استفاده نیز عمدتاً از مصالح سنگی قابل قبول برای بتن سیمانی، انتخاب می شود. اکثر مصالح سنگی که مطابق استاندارد ASTM C 33 دارای مشخصه های مطلوب است، کارایی خوبی نیز در بتن های پلیمری دارند در ضمن، بتن های پلیمری را می توان با تقویت کننده هایی شامل میله ها و الیاف تقویت نمود که در این مورد نیز سازگاری بسیار خوبی با انواع مواد مانند میلگردهای آهنی و الیاف فلزی، شیشه ای و پلیمری دارند.

در مقایسه با بتن های سیمانی، بتن های پلیمری خیلی قویتر و بادوام تر هستند و استحکام خمشی، فشاری و کششی بسیار بالاتری دارند. همین امر باعث می شود که در سازه های حاصل از بتن های پلیمری مواد کمتری مصرف گردد و در نتیجه این سازه ها در مقایسه با سازه های بتنی مشابه سبکتر هستند. علاوه بر آن این مواد دارای مزایای مهم دیگری مانند زمان گیرایش کم در دمای محیط و حتی در دماهای پایین، مقاومت سایشی بسیار بالا، نفوذ پذیری بسیار کم در برابر آب و نمک های محلول و گازها، مقاومت بسیار بالا در چرخه های انجماد و نیز سهولت فراورش و اجرا هستند.

بتن های پلیمری کاربردهای گسترده ای در سازه های مختلف پیدا کرده اند که مهمترین کاربردها شامل موارد زیر است:

– سازه های ئیدرولیکی مانند سدها، تونل ها، کانالها و سازه های دریایی

– تعمیرات جاده ها، کف پلها و پوشش پلها

– سازه های زیرزمینی

– قطعات پیش ساخته ساختمانی مانند دریچه های فاضلاب و دریچه های بازدید در مخازن و سیلوها

– تونل های خطوط کابل مخابرات، برق، گاز و فاضلاب

– پایه و بدنه ماشین ابزار

– سدها و مخازن آب های اسیدی، مخازن نگهداری اسید و محفظه های دفن زباله های اتمی و رادیواکتیو

در سال های اخیر کارهای تحقیقاتی چندی در مورد بتن های پلیمری، در کشور اجرا شده است که عمدتاً در حد تحقیقاتی و آزمایشگاهی بوده اند و در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار نگرفته اند. در گروه پلیمر دانشگاه تربیت مدرس نیز از اوایل سال ۷۵ کارهای تحقیقاتی منظمی در مورد بتن های پلیمری در قالب طرح پژوهشی صورت گرفته است که علیرغم نتایج آزمایشگاهی و نیمه صنعتی بسیار خوب، به علت استفاده از رزین های خارجی و بالا بودن هزینه تمام شده، در بخش صنعت با استقبال خوبی روبرو نشده است و تا کنون در مقیاس صنعتی، تنها در ساخت پایه ماشین ابزار خاص با ارتعاشات زیاد، استفاده شده است.

به همین دلیل از اوایل سال ۷۸ تحقیقات جدیدی به منظور کاهش نسبی هزینه های تولید و استفاده از منابع داخلی و همچنین بومی کردن فناوری ساخت بتن های پلیمری طرح ریزی و اجرا شد که مراحل تحقیقات و نتایج حاصله به طور مختصر در این مقاله گزارش می شود.

در این تحقیق، پس از انتخابمواد شامل رزین های پلیمری ساخت داخل و مصالح بستگی و مواد افزودنی مناسب، ترکیب بندی بهینه ای که در کارهای تحقیقاتی قبلی براساس طرح آزمایش تاگوچی تعیین شده بود، متناسب با مواد جدید اصلاح شد و روش فراورش مناسب با توجه به تجهیزات معمول نیز با انجام آزمایش های کیفی و تجربی تعیین گردید. پس از آن نمونه های مختلف تهیه شده و مورد آزمایش قرار گرفت که آزمایش های انجام گرفته و نتایج در ادامه ذکر می شود.

سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری

کاربرد آلیاژهای پلیمری به دلیل ارائه موازنه ای مطلوب از خواص فیزیکی و شیمیایی همچنان به رشد سریع خود ادامه می دهد. سازگارکننده ها مکانیسمی جهت اختلاط این پلیمرهای غیر قابل امتزاج فراهم می آوردند. در این مقاله به روند اخیر استفاده از سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری نگاهی می اندازیم.

استفاده از آلیاژهای پلیمری و به تبع آن سازگارکننده ها طبق پیش بینی کارشناسان، همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد. بازار سازگارکننده ها، بدون در نظر گرفتن آن میزان که در بازیافت استفاده می شود، در حدود ۶/۱۳ میلیون کیلوگرم (۳۰ میلیون پوند) در سال ۲۰۰۰ تخمین زده شده است و انتظار می رود تا با سرعت رشد سالانه % ۴/۵ در سال ۲۰۰۵ به ۶/۱۸ میلیون کیلوگرم (۴۰ میلیون پوند) برسد. کمپانی ارتباطات تجاری (BCC) که یک کمپانی آمریکایی است این مطلب را در گزارش سال ۲۰۰۱ خود تحت عنوان “بهینه سازی پلیمر پس از پلیمریزاسیون” بیان کرده است. دو عامل خواص و قیمت، رشد آلیاژها را تضمین میکنند. آلیاژهای پلیمری جهت حصول موازنه مطلوب میان خواص فیزیکی و شیمیایی به طور وسیعی استفاده می شوند. گرایش به پلیمرهای با نقاط ذوب بالاتر و پایداری حرارتی بهتر منجر به کاربرد بیشتر آلیاژهای پلیمری شده است که برای بهبود این پلیمرها که نوعا شکننده تر هستند، به کار گرفته می شوند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .