اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1396/10/06

نوارهای آب بند پی وی سی موسوم به واتراستاپ، محصولات شناخته شده ای در سازه های بتنی آبی و فاضلابی هستند. این محصولات به شکل نوار در مقاطع درزهای حرکتی بتن واقع شده و این درزها را در طول عمر سازه، در برابر نشتی آب مسدود می کنند. این نوارها در ضخامت و پهناهای مختلف تولید می شوند و ابعاد این نوارها بسته به فشار آب پشت درزها محاسبه و انتخاب می گردد. هر چه فشار بالاتر باشد، ضخامت یا پهنا یا هر دو باید افزایش یابد. علاوه بر ابعاد و ظاهر واتراستاپ که باید طبق محاسبات مهندسی و بر اساس استانداردهای مربوطه باشد، جنس این محصولات نیز باید از مواد معین و با کیفیت تعریف شده و تحت کنترل تشکیل شده باشد. این متن مروری است بر ساختار شیمیایی و پلیمری مواد مصرفی این محصولات.

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

پی وی سی:پ

پلی وینیل کلراید، که بطور مخفف به پی وی سی PVC معروف است، جزء دسته پلیمرهای ترموپلاستیک می باشد که دارای یک ساختار زنجیره پلی اتیلنی بوده و اتمهای کلر بر روی این زنجیر بطور یک در میان بر روی کربنها نشسته اند. تقریباً نزدیک به 60% وزن پی وی سی مربوط به اتمهای کلر است. حضور کلر بر روی این زنجیرها باعث ایجاد قطبیت نسبی نسبت به زنجیر پلی اتیلن می گردد و به همین دلیل زنجیره پی وی سی دارای سختی بالائی نسبت به پلی اتیلن است. همین سختی بالا باعث می شود که این پلیمر به تنهائی فرآیند نشود. نیم قرن تحقیقات بر روی فرآیند پذیری این ماده در نهایت منجر به یافتن راهی توسط شرکت گودریچ در اوائل قرن بیستم شد که حاصل این رهیافت، نرم کننده های فتالاتی بودند. از آن به بعد پی وی سی در ابتدا توسط یک فرآیند کامپوندینگجهت فرآیند نهائی آماده و در یک فرآیند نهائی این کامپوند به شکل مورد نظر در می آید. پایدارکننده های گرمائی، پایدارکننده های نوری، نرم کننده ها، کمک فرآیندها، فیلرها، بهبود دهنده های گرمائی، ضد باکتری ها، مقاوم کننده های در برابر آتش و رنگ، گستره ای از این مواد می باشند که بسته به محصول نهائی مورد نظر، از آنها در مقادیر مورد نظر استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

ترکیبات کامپوند مصرفی در واتراستاپ
پی وی سی مورد مصرف در واتراستاپ کامپوندی متشکل از چندین ماده در نسبتهای متفاوت بوده که هر کدام نقشی را در کیفیت واتراستاپ بر عهده دارند. در اینجا به ترتیب به این مواد و نقش آنها پرداخته می شود:
پودر پی وی سی:

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

جزء اصلی کامپوند مورد نظر ما پلیمر پلی وینیل کلراید است که به شکل پودر در واحدهای پتروشیمی تولید می شود. این ماده در کشور ما در مجتمع های بندر امام، آبادان و غدیر تولید شده و همچنین از کشورهای دیگر نیز وارد می گردد. کیفیت پی وی سی مرتبط با چندین عامل است. جرم مولکولی، توزیع جرم مولکولی و ساختار کریستالی ناشی از پیکربندی کلرها، تعیین کننده خصوصیات پی وی سی می باشد.

نرم کننده ها (Plasticizers)

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

جهت کاهش سختی کامپوندهای پی وی سی، از ترکیبات استری بر پایه فتالیک اسید، به شکل دی الکیل فتالات، استفاده می‌شود. دی اکتیل فتالات، معروف به DOP مهمترین نرم کنندهدر کامپوند واتراستاپ می باشد. این استر محصول واکنش انیدرید فتالیک و 2-اتیل هگزیل الکل بوده و از نظر وزن مولکولی جزو نرم کننده های متوسط است که هم امتزاج پذیری خوبی با پی وی سی دارد و هم مشکلات زیست محیطی ناشی از تبخیر سطحی استرهای سبک وزن را ندارد. کاری که این ماده انجام می دهد اینست که بر روی سطح زنجیرهای پی وی سی قرار گرفته و باعث کاهش بلورینگی این زنجیرها می گردد. استفاده از روان کننده های ارزان قیمت هیدروکربنی در تولید کامپوندهای ارزان قیمت نیز رایج بوده که باعث می شود محصول نهائی بوی مواد نفتی بدهد. این ترکیبات یک نرمی کوتاه مدت ایجاد می‌کنند که در اثر مرور زمان علاوه بر از دست دادن نرمی، محیط خود را آلوده به بخارات نفتی کرده و همچنین دوام واتراستاپ را در سازه پائین می آورند.

نرم کننده های بر پایه اپوکسی

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

روغن سویا تحت یک واکنش شیمیایی دارای گروه عاملی اپوکسی شده که در مقادیر کم در کامپوند پی وی سی واتراستاپ مصرف می شود. این مواد علاوه بر اینکه خاصیت نرم کنندگی دارند، هیدروکلریدریک اسید آزاد شده طی فرآیند را به دام انداخته و مانع از اسیدی شدن محیط و تاسیسات می شوند و علاوه بر این کیفیت واتراستاپ را نیز بهبود می دهند.

پایدار کننده های حرارتی

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC



ساختار پی وی سی در برابر حرارت ناپایدار بوده و در حرارتهای بالای 70 درجه سانتیگراد شروع به تخریب خود کاتالیستی می‌کند. این پدیده علاوه بر کاهش کیفیت پلیمر، گاز HCl نیز آزاد می کند که هم مشکلات بهداشتی ایجاد کرده و هم باعث خوردگی تاسیسات و تجهیزات تولیدی می شود. لذا نیاز است که برای پایداری این مواد از پایدار کننده ها استفاده شود. نمکهای فلزات سنگین اسیدهای آلی مهمترین این پایدار کننده ها هستند: مثل کلسیم استئارات. انتخاب این پایدار کننده ها بر اساس کیفیت و قیمت محصول نهائی می تواند متغیر باشد. نمکهای مضاعف زینک باریم و زینک کلسیم امروزه بطور مطلوبی در این صنعت به کار گرفته می شوند که خود این ترکیبات دارای فرمولاسیونهای بهینه می باشند.

فیلر

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

در کامپوندهای پی وی سی از مواد معدنی مثل کربنات کلسیم، تیتان، خاک رس و دیگر مواد معدنی می توان استفاده کرد که مهمترین این مواد پودر کربنات کلسیم می باشد. این ترکیبات در اندازه ذرات ریز استفاده می شوند. تقریباً در 80 درصد کامپوندها از کربنات کلسیم استفاده می گردد. فیلرها به منظورهای مختلف استفاده می شوند. کاهش قیمت کامپوند، افزایش سفتی و مقاومت کامپوند و بهبود ضربه پذیری کامپوند از این جمله‌اند. اندازه ذرات و خصوصیات ظاهری فیلر مهمترین خصوصیاتی است که باید کنترل شود. کاهش اندازه ذرات در محدوده یک میکرون، باعث می شود که پخش شوندگی این ذرات در کامپوند مشکل باشد و به همین دلیل معمولاً از پودرهای پوشش داده شده سطحی با ترکیبات آلی استفاده می شود که پخش شوندگی ذرات را افزایش می دهند. علاوه بر آن کاهش اندازه ذرات باعث گرد گوشه شدن ذرات شده و نقش آن در بهبود مقاومت در برابر ضربه کم می شود و به همین دلیل در این شرایط باید از مواد بهبود دهنده ضربه نیز استفاده کرد. مقاومت کششی کامپوند با میزان کربنات رابطه عکس دارد ولی در یک میزان ثابت فیلر، خصوصیات کششی کامپوند مرتبط با شکل ظاهری فیلر خواهد بود. کیفیت فیلر ارتباط با دانه بندی ذرات، نرمی و شکل ذرات داشته و ترجیحاً باید پوشش دهی خوبی با ترکیبات آلی داشته باشد و این عوامل تعیین کننده قیمت فیلر و در نهایت کیفیت واتراستاپ خواهند بود. نسبت قیمت یک فیلر با کیفیت، نسبت به یک فیلرکم کیفیت تا 3 برابر متفاوت می باشد.
رنگ

اجزای تشکیل دهنده واتراستاپ های PVC

رنگ نیز بخش دیگری از کامپوند پی وی سی مورد مصرف در واتراستاپ است. این رنگها بر پایه ترکیبات معدنی هستند که باید پایداری نوری و حرارتی مناسبی داشته باشند. در مورد واتراستاپ ، رنگ نشانه ایی از مبداء و تولید کننده واتراستاپ است و به نوعی یک معرف منحصر به فرد می باشد که هر تولید کننده ای با آن رنگ تولید کرده و شناخته می‌شود. البته در بازار ایران به این مسئله به این شکل توجه نمی شود.

       
سایر مقالات
تاثیر عمل آوری بر دوام سطح بتن
تاثیر عمل آوری بر دوام سطح بتن
ساخت بتن بادوام تر دلیل معمول برای مصرف میکروسیلیس یا یک ترکیب سه تایی از مواد سیمانی در عرشه ی پل ها یا سایر کف سازی هاست. این دوام از سطح بتن شروع می شود، زیرا عمل آوری بیشترین تاثیر را روی آن دارد. به دلیل w/cm پایین بتن های مصرفی در این نوع کاربردها ، به تامین آب بیشتری طی فرآیند عمل آوری نیاز است تا از هیدراته شدن کامل سطح بتن و کسب دوام لازم اطمینان حاصل شود. اگر چه عمل آوری بر مقاومت بتن نیز تاثیر می گذارد، اما اثر عمل آوری ناکافی بر مقاومت به اندازه اثر آن بر دوام درخور توجه نیست.
ادامه مطلب
کنترل ریز دانه بتن
کنترل ریز دانه بتن
تعیین آن به کمک آزمایش رنگ سنجی برای ماسه و سپس آزمایش مقایسه مقاومت ملات برای ماسه و گاه تعیین افت وزنی با کمک آب اکسیژنه برای شن و ماسه
ادامه مطلب
افزایش مقاومت بتن با استفاده از افزودنی های بتن
افزایش مقاومت بتن با استفاده از افزودنی های بتن
 کلینیک بتن ایران واحد فنی: روند توسعه مقاومت بتن دارای مواد پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد . سیمان های پرتلند پوزولانی به کندی کسب مقاومت می کنند و بنابراین احتیاج به یک زمان عمل آوردن طولانی تر دارند , ولی مقاومت نهایی آن ها تقریبا مساوی یا بیشتر از مقاومت بتن حاوی سیمان پرتلند است .
ادامه مطلب
خصوصیات بتن مسلح به الیاف فولادی (بخش2)
خصوصیات بتن مسلح به الیاف فولادی (بخش2)

شواهد تجربی نشان می دهد که مقاومت خستگی با افزایش درصد الیاف فولادی، افزایش می یابد. اضافه کردن الیاف به سازه های بتن مسلح متداول، عمر خستگی را افزایش و عرض ترک ها را کاهش می دهد. همچنین خیز ناشی از خستگی با اضافه کردن الیاف فولادی، کاهش می یابد.

ادامه مطلب