پلیمرهای ساختمانی
معنی
پلیمرها (بسپارها)، از نظر شیمیایی، به مولکولهای زنجیر بلند، با وزن مولکولی بسیار زیاد در حد صدها هزار گفته میشود. در این زنجیرها، یک واحد اصلی، که مونومر (تکپار ) نامیده میشود، به تعداد زیاد تکرار میشود. این زنجیر ممکن است خطی یا شاخه باشد. این زنجیرها به دلیل طول زیاد به یکدیگر گرههای فیزیکی میخورند که باعث افزایش خواص مکانیکی آنها نسبت به کوچک مولکولها و مشابه خواص فلزات میشود. همچنین ممکن است زنجیرها با تعدادی اتصالات عرضی شیمیایی به یکدیگر پیوند برقرار کنند و خواص مشابه جامدات داشته باشند. از این رو، پلیمرها به صورت خالص و تقویت شده میتوانند به عنوان مصالح ساختمانی به کار برده شوند. پلیمرها به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم میشوند که انواع طبیعی ساختار و وزن مولکولی یکسان دارند، در حالی که در انواع پلیمرهای مصنوعی وزن مولکولی همه زنجیرها یکسان نبوده و توزیع نسبتاً وسیعی از وزنهای مولکولی و در نتیجه اندازه زنجیر متفاوت دارند.
برخی پلیمرها به تنهایی خواص مکانیکی مناسبی ندارند و نمیتوانند در ساخت مصالح ساختمانی استفاده شوند. پلیمرها را میتوان توسط مواد دیگر مانند مواد ذرهای لیفی تقویت کرد. مجموعه پلیمر و مواد تقویت کننده را کامپوزیت (مواد مرکب یا مواد چند سازهای) مینامند.
مهمترین کامپوزیتها، پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) هستند که فاز ناپیوسته آنها را الیاف تشکیل میدهند و این ناشی از آن است که توانایی دستیابی به استحکام بالا در آنها وجود دارد. پرمصرفترین الیاف تقویت کننده در صنعت کامپوزیت، الیاف شیشه میباشد که ناشی از خواص مکانیکی خوب همراه با قیمت نسبتاً پایین آن است. الیاف کربن، آرامید و بر مدول قابل توجهی دارند و پس از الیاف شیشه مهمترین تقویت کنندههای لیفی صنعت کامپوزیت هستند. در این میان الیاف کربن از تنوع زیادی برخوردار میباشند و به جهت مدول بالا و چگالی کمتر میزان استفاده از آنها رو به رشد است. محصولات FRP عمدتاً به صورت میلگرد یا ورق عرضه میشوند و کاربردهای گستردهای برای مصارف بهسازی و تعمیر سازهها دارند. همچنین با توجه به مشخصات منحصر به فرد میلگردهای FRP از قبیل مقاومت به خوردگی آنها نسبت به محیطهای آسیب رسان کلریدی و کربناسیون و خواص مکانیکی مناسب در مقاصد سازهای نیز استفاده میگردند.
کامپوزیتها خواص مکانیکی برجستهای داشته و از انعطافپذیری مناسبی در طراحی برخوردارند و روشهای ساخت آنها نسبتاً آسان است. کامپوزیتها موادی سبک، مقاوم در برابر خوردگی و ضربه، دارای مقاومت خستگی عالی، مستحکم و با دواماند و به روشهای مختلفی قابل تبدیل به یک محصول یا یک قطعه میباشند. لوله، نبشی، قوطی، میلگرد معمولی و آجدار، داکت، تیرهای I شکل، مخازن نگهداری مواد خورنده و صفحات نمای ساختمان نمونه کاربردهای کامپوزیتهای پلیمری در صنعت است.
علاوه بر کامپوزیتها شکل دیگری از پلیمرها به نام فومهای پلیمری در مصالح ساختمانی استفاده میشوند. مثالهای فومهای پلیمری فومهای پلی استایرن و پلییورتان میباشند.
[مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان]