بهبود خواص سیمان با استفاده ازمواد افزودنی رزین اکریلیک

کلمه سیمان از یک لغت لاتین به نام سیمنت (cement)گرفته شده است و ماده ای است که خاصیت چسبانندگی  مواد را به یکدیگر دارد و در حقیقت واسطه چسباندن است. در صنایع ساختمانی سیمان به ماده ای گفته میشود که برای چسباندن مصالح مختلف به یکدیگر از قبیل سنگ و شن، ماسه، آجر و غیره به کار میرود و ترکیبات اصلی این سیمان از مواد آهکی است. سیمانهای آهکی معمولاً از ترکیبات سیلیکاتها و آلومیناتهای آهک تشکیل شده اند که هم به صورت طبیعی یافت میشوند و هم قابل تولید در کارخانجات سیمانسازی هستند. اگرچه از زمانهای بسیار گذشته اقوام و ملل مختلف به نحوی با استفاده از سیمان در ساخت بنا سود میجستند، ولی اولین بار در سال 1824 سیمان پرتلند به نام ژوزف آسپدین که یک معمار انگلیسی بود، ثبت شد. به لحاظ شباهت ظاهری و کیفیت بتنهای تولید شده از سیمانهای اولیه به سنگهای ناحیه پرتلند در دورست انگلیس، سیمان به نام سیمان پرتلند معروف شد و تا به امروز برای سیمانهایی که از مخلوط نمودن و حرارت دادن مواد آهکی و رسی و مواد حاوی سیلیس، آلومینا و اکسید آهن و تولید کلینکر و نهایتا آسیاب نمودن کلینکر به دست میآید، استفاده میشود. اساسا سیمان با آسیاب نمودن مواد خام از قبیل: سنگ و آهک و آلومینا و سیلیسی که به صورت خاک رس و یا سنگهای رسی وجود دارد و مخلوط نمودن آنها با نسبتهای معین و با حرارت دادن در کوره های دوار تا حدود 1400درجه سانتیگراد بدست میآید. از آسیاب کردن آن به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ سیمان تیپهای مختلفی بدست میآید. امروزه عمده ترین سیمانی که مورد استفاده قرار میگیرد سیمان پرتلند میباشد.

تولید و مصرف بیرویه سیمان پرتلند در سراسر جهان یکی از چالش برانگیزترین مسائل زیستمحیطی بهحساب میآید. به طور معمول برای تولید یک تن سیمان به بیش از 1,5 تن مواد اولیه نیاز است که بهازای آن یک تن گاز گلخانهای از جمله کربن دیاکسید در محیط طبیعی منتشر میشود. درصد کل حجم CO2 که الان تولید میشود و موجب سوراخ شدن لایه ازن و آثار زیست محیطی مخرب میشود از ناحیه فرآیند تولید سیمان است. صنعت سیمان دارای دو عیب عمده مصرف انرژی بسیار بالا و ایجاد آلودگی محیط زیست میباشد. در سالهای اخیر تحقیقات زیادی در خصوص افزودن موادی به سیمان در جهت بهبود خواص آن و همچنین کاهش اثرات مخرب تولید انجام شده است. استفاده از مواد جدید به عنوان جایگزین سنگدانه و یا به عنوان جایگزین سیمان در بتن انجام میگیرد این جایگزینی به جهت کمک به محیطزیست، صرفه جویی در هزینه و یا بهبود خواص بتن انجام میگیرد . استفاده از موادی مانند ضایعات کاشی و سرامیک ، ضایعات بتن ، ضایعات شیشه و ضایعات پلاستیک و ... به عنوان پرکننده و یا به عنوان پوزولان در سیمان و در نتیجه در بتن استفاده شدهاست. همچنین استفاده از مواد پوزولانی (سیلیس آمورف) مانند نانوسیلیس و میکروسیلیس باعث تاثیرات چشمگیری در افزایش و یا کاهش مقاومتهای فشاری و خمشی در کارهای انجام شده است . تاکنون استفاده از متاکائولین نیز باعث بهبود خواص سیمان و در نتیجه بتن شده است. این ماده باعث بهبود در پایایی بتن شده است، به طوری که میتواند جایگزین مناسبی برای پوزولانها مورد استفاده در محیطهای خوردنده خلیج فارس در نظر گرفت .

استفاده از افزودنی های شیمیایی برای بتنهای با مقاومت طراحی بیش از 50 مگاپاسکال و یا مواردی که شرایط بهره برداری، شرایط جوی و یا ملاحظات هزینه های طول عمر سازه استفاده از بتنهای توانمند را طلب می کند، متداول میباشد. استفاده از مواد افزودنی به سیمان میتواند باعث بهبود خواص آن شود که کاهش تخلخل و پوکی در بتن، آب انداختگی کمتر، افزایش دوام و پایداری بتن نمونه هایی از بهبود خواص آن میباشد. از آنجا که بتن از جمله پرمصرفترین مصالح ساختمانی در دنیا شناخته میشود، با گسترش استفاده از بتن ویژگی هایی همچون دوام، کیفیت، تراکم و بهینه سازی آن از اهمیت ویژهای برخوردار میشوند. بتن خودمتراکم بتنی بسیار سیال و روان و مخلوط همگن است که بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جداشدگی، آبانداختن، جذب آب، نفوذپذیری و ... را مرتفع نموده است . این بتن تحت اثر وزن خودمتراکم شده و نیاز به هیچ لرزانندهای برای ایجاد تراکم ندارد. این بتن در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها نیز مقاوم است. بتن خودمتراکم به خصوص در مواردی که شبکه بندی آرماتورها فشرده است، گزینهای مطلوب میباشد. همچنین عدم نیاز به لرزاننده، آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش میدهد. به همین دلایل در این کار تحقیقاتی از بتن خودمتراکم با افزودنی رزین اکریلیک استفاده شده است. این ماده پیوندساز به منظور پیوند بهتر بتن که بیشتر از مواد پلیمری هستند، می باشد.

 رزین اکریلیک

تصور جهان پیشرفته کنونی بدون مواد پلیمری مشکل می باشد. امروزه این مواد جزئی از زندگی ما شده اند. کلمه پلیمر از کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت به وجود آمده است. بتن پلیمری یا بتن رزینی شامل یک چسباننده ی پلیمری که ممکن است ترموپلاستیکها باشند. اما غالبا بیشتر یک پلیمر ترموست می باشد و یک پرکنندهی معدنی مانند شن و ماسه، شن و یا سنگ گسسته است. بتنهای پلیمری مقاومت بالاتر، مقاومت بیشتر در برابر مواد شیمیایی

و خورنده ها، جذب آب کمتر و پایداری بالاتر در مقابل پدیده یخ زدگی- ذوب نسبت به سیمان پرتلند رایج دارند.

 رزینهای اکریلیک  قابلیت ترکیب در هر نوع ملاتی را دارا بوده و با انواع رنگهای اکریلیک نیز سازگار میباشد.این رزین در مقابل مواد شوینده و اشعه UV و گاز CO2 به شدت مقاوم است. ضد خزه، جلبک و باکتری بوده و اجازه رشد و تجمع این مواد را در سطح نمی دهد. این ماده اجازه تنفس سازهای را فراهم و فشارهای منفی و مثبت آب را به راحتی تحمل مینماید و به عنوان ماده ای همه کاره در صنعت ایزولاسیون شناخته میشود. این ماده به دو روش استفاده بدون ترکیب با سیمان و مصالح دیگر و استفاده در ملاتها و دوغابهای سیمانی استفاده میشود. از این ماده اغلب به عنوان لایه نهایی استفاده میشود. از کاربردهای دیگر افزودنی به همراه سیمان است که به بتن اضافه می شود و باعث بهبود خواص سیمان از جمله چسبندگی سیمان، جلوگیری از آب افتادگی، افزایش دوام و پایداری بتن و کاهش نفوذپذیری می شود.