پلیمر ها در حوزه ساخت و ساز

دسته: مقالات منتشر شده در 04 ارديبهشت 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 460

از کدام پلیمرها در حوزه ساخت و ساز بهره گرفته می شود؟

پلیمر به عنوان ماده اصلی موجود در پلاستیک شناخته می‌شود و مونومرها نیز واحدهای سازنده آن هستند و واکنش انجام گرفته نیز با نام بسپارش یاد می شود. در طی فرایند های تولیدی از مواد شیمیایی نفتی، کلرین، هیدروکلریک اسید، فلوئورین، نیتروژن، اکسیژن و سولفور استفاده می شود. تقریباً تمامی انواع پلاستیک های موجود شامل مواد افزودنی همانند نرم‌کننده‌ها، رنگدانه ها و یا پایدارساز هایی می باشند که از آنها در برابر تابش های خورشیدی، مواد نگهدارنده و یا انواع عطرها حفاظت می‌کند. پلاستیک ماده ای است که دارای ذرات ارگانیک با وزن مولکولی بالا به صورت طبیعی و مصنوعی می باشد و می توان آنرا به حالت مایع تبدیل کرد و سپس در داخل قالب های مختلف ریخت. کیفیت را می توان میزان تناسب ویژگی های ماده با تقاضا و نیازمندی های مشتری عنوان کرد و کیفیت یک محصول و یا یک ساختمان تکمیل شده و یا سایر سازه ها می توانند این ویژگی را نشان دهد. کیفیت این امکان را به وجود می‌آورد تا یک وظیفه مشخصی انجام شود و یا به نتایج رضایت بخشی در طی مدت زمان مشخصی دست پیدا کنیم. در صورتی که یک ماده از کیفیت پایینی برخوردار باشد، دوام آن نیز کاهش پیدا خواهد کرد. سازه های پلاستیکی معمولاً برای کف زمین، سقف و دیواره ها به کار برده می شود و تعمیر و یا جایگزینی آنها با دشواری زیادی صورت گرفته و پر هزینه نیز می باشد. مدت زمان کارکرد پلاستیک ها باید حداقل ۵۰ سال باشد و این مساوی با سایر موادی است که در حوزه ساخت و ساز به کار برده می شود. احتمال بسیار کمی وجود دارد که هر کدام از پلاستیک های موجود در دوران حاضر بتوانند پاسخگوی چنین نیازمندی‌هایی باشند. در این بخش به انواع مواد پلیمری موجود در حوزه ساخت و ساز پرداخت می‌شود.

 

مقدمه

در دهه ۹۰ میلادی از مواد پلیمری به خصوص پلاستیک ها به میزان بسیار گسترده ای در صنعت ساخت و ساز استفاده می شد. استحکام بالای این مواد در برابر وزن زیاد و مقاومت در برابر سایش، پایداری محیطی، عایق سازی و هزینه های پایین از مهمترین خواص این پلیمرها می‌باشند که برای حوزه ساخت و ساز گزینه‌های مطلوبی هستند. اگرچه این پلیمرها در مقایسه با پلیمرهای سنتی از مزیت‌های برخوردار می باشند ولی معایبی نیز دارند همانند اشتعال پذیری و ایجاد بخارهای سمی. اگرچه استفاده از مواد افزودنی و یا ترکیب آنها با سایر مواد باعث می‌شود تا پلاستیک‌ها از خواص متمایزی برخوردار باشد.

 

پلیمر های کاربردی در حوزه ساخت و ساز

پلاستیک ها در ابتدا در حوزه ساخت و ساز به عنوان مواد زینتی، پوششهای سطحی و بخش‌های ثانویه در سیستم‌های بسته به کار برده می‌شدند ولی امروز از مصارف بسیار بیشتری نیز برخوردارند همانند براق کننده ها، تثبیت کننده ها،لوازم بهداشتی و قطعات ساختاری. به تازگی این ماده به عنوان گزینه‌ای مطلوب و کاربردی در نظر گرفته شده است. پلاستیک ها مقاومت چندانی در برابر آتش سوزی ندارند و در مقایسه با سایر مواد کاربردی در حوزه ساخت و ساز ضعیف تر می باشند و این در حالی است که این مواد مزیت های متفاوتی نیز دارد همانند سبکی، قیمت کمتر، مقاومت در برابر سایش و رطوبت و همچنین این مواد نسبتاً قوی بوده و می توان آنها را به سادگی شکل داد. از دیگر معایب پلاستیک‌ها در این حوزه می‌توان به عمر کوتاه آنها، شکنندگی و یا تغییر رنگ اشاره کرد اما به تازگی پیشرفت های بسیار زیادی در حوزه مواد پلاستیکی صورت گرفته که توانسته محصولات بسیار نوینی را با تنوع بسیار زیاد و خواص فیزیکی بهبود یافته تولید کنند. از آنجایی که پلاستیک ها توسط انسان ها ساخته می شوند هیچ محدودیتی برای بهبود خواص و ویژگی های آن ها وجود نخواهد داشت. مواد پلاستیکی به دو دسته تقسیم می‌شوند ترموپلاستیک ها و ترموستینگ ها. از هر دو نوع این موارد در حوزه ساخت و ساز استفاده می‌شود ولی پلاستیک‌ های ترموستینگ سخت تر و مقاوم تر از نوع دیگر میباشند. از مصارف پلاستیکهای ترموستینگ می‌توان به تولید چسب، لامینت، عایق سازی با فوم های سخت، لایه های ضد آب و قاب پنجره اشاره کرد. پلی وینیل کلراید، پلی کربنات و آکریلیک ها سه نوع از پلاستیک ها می باشند که از مصارف بسیار متعددی در صنعت ساخت و ساز برخوردارند. پلی وینیل کلراید که به بیشترین میزان در این حوزه به کار برده می‌شود از خواصی همانند مقاومت در برابر رطوبت و تعدادی از مواد شیمیایی، هزینه‌های پایین و مقاومت در برابر برش برخوردار است. در صورتیکه پلاستیک ها به عنوان فوم مورد استفاده قرار بگیرند، همگی از خاصیت عایق و مقاومت خوب در برابر رطوبت و بخار برخوردارند. پلی ایزو بوتیل، پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید سه نوع از پلاستیک هایی هستند که برای ساخت ورقه ها به کار برده می شوند این ورقه ها نیز برای حفاظت از ماده در برابر بخار و یا رطوبت استفاده می شوند. بتونه ها نیز به منظور ایجاد دوام و انعطاف پذیری به کار برده می شوند. پلی سولفید، سیلیکون، پلی اورتان و انواعی از مواد آکریلیک همگی به عنوان بتونه مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر ترکیبات شامل پنج نوع ماده شیمیایی متفاوت به همراه حداقل ۸ نوع از مواد افزودنی می باشند. نوارهای درزگیر معمولاً بین ورقه‌های شیشه داخل پنجره و یا دور در به کار برده می شوند و پلی اورتان و پلی آمید، پلی وینیل کلراید، اتیلن پروپیلن و لاستیک سیلیکون همگی از مهم‌ترین پلاستیک هایی هستند که در این قسمت به کار برده می شوند. پلی استایرن، پلی اورتان و فرمالدهید اوره از پلاستیک هایی هستند که برای عایق سازی مواد به کار برده می شوند. در دنیای غرب حجم بالایی از زباله های پلاستیکی تولید می شود که می تواند به عنوان مواد خام ممکن برای المان های ساختاری ساده باشد. در صورتی که از مواد اضافی به نسبت ۱۰ تا ۱۵ درصد استفاده شود زباله های پلی استایرنی را می‌توان به تیرک ها و ستونهای سخت و محکم تبدیل کرد. این قطعات برای اره کاری و یا میخ زنی مناسب بوده و از نظر خواص ساختاری نیز مشابه الوار میباشند. پروفیلهای پلترود تقویت شده به کمک فایبرگلاس نیز از پتانسیل زیادی در حوزه ساخت و ساز برخوردارند و از خواصی مانند نسبت بالای استحکام به وزن، وزن پایین و شفافیت الکترومغناطیسی، سادگی نصب و نگهداری ساده و دوام بالا در محیط های خشن برخوردارند. اگرچه این پروفیل ها تاکنون برای سازه های ثانویه و یا موارد غیر سازه ای به کار برده می‌شدند همانند نردبان، کفپوش خیابان ها و سایر موارد ولی نتایج حاصل از تحقیقات نشان می دهند که آنها از عملکرد مکانیکی و سبکی بسیار خوبی برخوردارند و همچنین می توانند بسیار بادوام باشند.

سیستم‌های مرمت کننده ترک نیز از مدت‌ها پیش مورد استفاده قرار می‌گرفتند و از مواد پلیمری برای بهبود این طرح ها استفاده می شده است. رزین های اپوکسی از قابلیت اتصال خیلی خوبی برخوردارند و علاوه بر آن دارای دوام زیادی نیز می باشند که می تواند در جهت بهبود ویژگی های ماده به کار برده شود. عملکرد ساختاری انواعی از تخته های بتنی تقویت شده که با استفاده از تزریق رزین های اپوکسی ترمیم شده بودند در مقایسه با آنهایی که از پلی استر و رزین های متیل متاکریلات استفاده کرده بودند بهتر می باشد. استفاده از پلیمرهای تقویت شده به کمک الیاف کربنی نیز متدی جدید در ترمیم و بازیابی بتن های تقویت شده می باشد. در سال‌های اخیر به کارگیری این مواد به منظور بهبود سازه ها به مقدار بسیار زیادی افزایش پیدا کرده است. پلیمرهای تقویت شده به کمک الیاف کربنی از عملکرد ویژه‌ای برخوردارند مانند مقاومت در برابر سایش و نسبت استحکام به وزن بالا. نتایج تحقیقات انجام گرفته بر روی ترکیبات پیشرفته نشان می دهد که ترکیبات پلاستیکی نسبت به فولاد و بتن با دوام تر بوده و همچنین سبک وزن تر می باشند و می توانند انرژی را به میزان بیشتری جذب کنند، خاصیت سایشی کمتری داشته و روش‌های نوین و کم هزینه ای می باشند که به کمک آن ها می توان پل ها و سازه ها و یا سایر زیرساختارهای شهری را تقویت نمود.

 

نتیجه گیری

 مواد پلیمری در صنعت ساخت و ساز با سرعت بسیار زیادی توسعه پیدا کردند و در دهه ۹۰ نیز مورد استفاده قرار گرفتند. برخورداری از تنوع زیاد و همچنین امکان طراحی های متفاوت برای این مواد باعث شده است آنها در بین معمارها از محبوبیت زیادی برخوردار باشند. مواد سازه ای پلیمری به خصوص پلاستیک ها توسط انسان ساخته می شوند و بنابراین هیچ محدودیتی برای ایجاد ویژگی های متفاوت و توسعه بیشتر آن وجود نخواهد داشت. این امکان وجود دارد که محصولات جدید با خواص بسیار بهتری تولید شوند و این توسعه همان تفاوتی است که بین پلیمرهای سازه ای و سایر پلیمرهای سنتی وجود دارد. استفاده از مواد افزودنی باعث می‌شود تا ویژگی های ماده بهبود پیدا کند و مقاومت بیشتری در برابر آتش، اشعه فرابنفش و سایر موارد داشته باشد. می توان توانایی های عملکردی این ترکیبات را بهبود بخشید و انواعی از ترکیبات قدرتمند را تولید نمود. این بدین معنی است که حتی می توان کیفیت مواد و سازه پلیمری را نیز بهبود بخشید. مواد هرکدام از ویژگی های متفاوتی برخوردارند ولی توصیفی کلی برای کیفیت یک ماده پلیمری عبارت است از.: یک ماده پلیمری باید در برابر آتش، اشعه فرابنفش، آب و تعدادی از مواد شیمیایی و سایش، رطوبت، فشارهای مکانیکی و گرمایی، اوزون و سایر آلاینده‌های هوایی مقاوم باشد و علاوه بر آن باید بتواند به عنوان یک عایق خوب گرمایی عمل کند و استحکام بالایی داشته باشد و بتواند وزن زیادی را تاب آورد. ویژگیهایی همانند وزن کم، هزینه های پایین و همچنین تناسب برای محیط های خارج از خانه نیز می تواند در این لیست جای بگیرند.