Polimer beton ve Yüksek basınç mukavemeti elde etmek

Polimer beton kütlesi hazırlanırken, verilen kompozisyonun uygun olması ve karışım surecinde, üretilen harcın homojen olması önemlidir. Ayrıca bu homojenlik, üretim prosesinin sonuna kadar sürdürebilmelidir. Döküm makinesi kullanılması ile bu sağlanabilir. Polimer beton, üretilen parçaların boyutları, imalat teknolojisi gibi birçok değişkene bağlı olarak tipleri değişen döküm makineleri ile üretilir.

Polimerlerin beton teknolojisine girmesi 1950’1i Yıllar da önem kazanmaya başlamıştır. Daha önceki Yıllarda da bitüm doğal kauçuk lateksi betona katılmaya başlanmış, ancak yapay polimerlerden yararlanma daha sonralar gerçekleşmiştir. 1955’den sonra ise büyük gelişmeler elde edilmiştir.

Kalıplar, içlerine polimer beton harcının hızlı bir şekilde dolumunun yapılabilmesini sağlayacak geometride olmalıdır. Ayıca kalıp köşeleri ve kalıp malzemesinin yüzey özellikleri kalıp içindeki harcın hızlı bir şekilde akmasını sağlamalıdır. Kalıpta oluşan kuvvetler aynı zamanda polimer beton kütlesinde de oluşacağından dolayı titreşim esnasında kalıplar önemli bir rol taşımaktadır. Kalıplar vibratörün üzerine doğru olarak yerleştirilmiş olmalı eğer mümkünse sabitlenmelidir.

Polimer beton, titreşim veya merkezkaç kuvvetleri ile yoğunlaştırılabilir. Seçilen yoğunlaştırma teknolojisi ile polimer beton kütlesinin viskozitesinin uygunluğu önemlidir. Bununla beraber, pratikte, titreşimle yoğunlaştırma tercih edilir. Polimer betonun titreşimle yoğunlaştırılması esnasında göz önünde bulundurulması gereken kriterler şu şekilde sıralanabilir. Uzun sureli titreşimler olumsuz sonuçlar verir ve hem dolgu malzemesinin tane büyüklüğü bağlayıcının (reçinenin) homojen dağılımını bozar. Hem de Kütle içindeki homojen olmayan dağılma eğri yüzeylerin ortaya çıkmasına neden olur. Kalıp özellikle metal malzemeden yapıldığı zaman, eğer kalıplar masa üzerinde uygun bir şekilde bağlanmamışsa, şiddetli bir gürültü oluşur. Bir anahtar ile kontrol edilen basit bir mekanizmanın (pinomatik veya hidrolik) yardımı ile kalıp masaya sabitlenir. Böylece, polimer beton kütlesine gelen ilave kuvvetler de gerekli şekilde yönlendirilmiş olur.

Yüksek basınç mukavemeti elde etmek için pek çok yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Bunlar çoğunlukla çimento hamuru fazındaki boşlukların minimuma indirme esasına dayanır. Günümüzdeki en büyük gelişme, su/çimento oranı düşük, buna karşılık işlenebilme özelliği yüksek, beton harcı yapabilmeye olanak sağlayan süper akışkanlaştırıcıların gelişmesidir. Bu katkılar ile su/çimento oranı %30’Iar mertebesine çekilmiştir, böylece kılcal boşluklar ortadan kalkmaktadır.

Çimento tanelerinden 25 defa daha ince silis dumanı kullanımı ile mukavemet de artmıştır. Silis dumanı kılcaldan ince boşlukları tıkayarak, agrega çimento bağlanmasını puzolonik etkileri ile iyileştirir, hamur fazının mükemmelleşmesini sağlamaktadır. Beton sürekli çimento hamuru içinde agregalardan oluşan dağılı faza sahip bir kompozittir. Yüksek mukavemetli beton üretebilmek; çimento hamuru fazının mukavemetini arttırmak ve agregayla olan aderansını arttırmakla olur.

Elastik sabitlerin hesabında yararı olan kompozit malzeme modelleri, mekanik dayanımları tahmininde yararlı olmamaktadır. Ancak kompozitin mukavemeti, matriksin veya dağılım fazı mukavemetleri ile sınırlıdır. Normal ağırlıkta bir betonda, doğal kayaçlardan elde edilen agregaların mukavemetleri çimento matrisinin mukavemetinden yüksektir.

Polimer beton ve basınç mukavemeti

Sonuç olarak kompozitin mukavemetini, daha düşük mukavemetli olan çimento hamuru belirleyecektir. Bu yaklaşımdaki hata, sonuca daha çok etkide bulunan agrega-çimento birleşimini dikkate almamış olmasıdır. Bu birleşimin mukavemeti çimento fazının mukavemetiyle paralellik göstermekle beraber onun altında kalır. Betondaki boşluk oranını azaltmak ve işlenebilirliği sağlamak amacı ile betona kimyasal ve mineral katkılar katılmaktadır. Ancak klasik betondan elde edebileceğimiz mertebe 150 Mpa’ lar civarındadır.

Beton kalitesini artırmak ve kimyasallara direnç kazandırmak maksadıyla polimer beton ve harçların kullanılmaya başlanmasıdır. Beton-polimer kompozitleri, geleneksel harç ve betondaki suyla karıştırılmış çimento bağlayıcının bütünü veya bir kısmının polimerle yer değiştirmesiyle ve çimento hidrate bağlayıcının polimerle güçlendirilmesiyle elde edilen malzemelerdir. Polimerlerin beton teknolojisinde kullanımını üç grupta toplayabiliriz. Ancak her üç grupta polimer betonlarının alt grubudur.

• PCC veya PPCC (Polymer Cement Concrete) olarak adlandırılan polimer- portland çimento betonları. Polimerle geliştirilmiş harç.
• PIC (Polymer Impregnated Concrete) polimer emdirilmiş beton veya harçlar.
• PC (Polymer Concrete) sentetik reçine betonları.

PPCC’de agregalar çevresinde bir polimer filmi oluşmuştur, kılcal boşlukların bir bolümü de dolmuştur. PIC’ de tüm kılcal boşluklarla birlikte jel boşluklarının bir kısmı polimerle dolmuştur. PC’de agregaların çeviren matriks polimerdir, çimento yoktur.