بتن ژئوپلیمری چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

در عصری که زندگی می کنیم، صنعت ساختمان سازی بسیار گسترش یافته است. به همین خاطر، ساخت و ساز و استفاده از مصالح ساختمانی بسیار بیشتر شده است. در نتیجه، برای ایجاد پایه های محکم از بتن استفاده می کنند. این نوع بتن شامل بتن معمولی، بتن سبز و بتن ژئوپلیمری می باشد.

باید عنوان کرد که با توجه به گسترش ساختمان سازی و استفاده زیاد از بتن، نیاز به سیمان زیادی برای تولید بتن احساس می شود. این نوع ماده باعث آلودگی زیست محیطی و انتشار گاز دی اکسید کربن می شود. علاوه بر آن، باعث مصرف انرژی همچون؛ برق و سوخت فسیلی می شود. استفاده از سیمان در تولید بتن و این اثرات آن، موجب شده است که به فکر یک جایگزین برای توسعه ی پایدار باشند. در نتیجه، باعث تولید بتن ژئوپلیمری که یک نوع بتن سبز جدید می باشد گردید.

در تولید بتن ژئوپلیمری به جای سیمان از چسباننده های پوزولانی فعال شده استفاده شده است که به این نوع چسباننده ها، ژئوپلیمر گفته می شود. برای اولین بار، اصطلاح ژئوپلیمر در سال ۱۹۷۹ میلادی توسط شخصی به نام «جوزف دیویدو ویتس» مطرح شد. وی اظهار کرد، ژئوپلیمرها یک نوع آلومینای سیلیکاتی با ساختار سه بعدی است. ژئوپلیمرها در دسته ی پلیمرهای معدنی قرار دارند که ترکیب شیمیایی آنها به مواد زئولیتی شباهت دارد. البته ساختار آنها در زیر میکروسکوپ به جای کریستالی، به صورت آمورف می باشد.

ویژگی های بتن ژئوپلیمری

بتن های ژئوپلیمری دارای ویژگی ها و مزایایی می باشد که باعث شده است، تا حد زیادی این نوع بتن ها جایگزین بتن های معمولی شوند. در ذیل به تعدادی از این ویژگی ها اشاره شده است:

• در ساختار بتن ژئوپلیمری؛ آلومینیوم، سیلیکون و یک محلول به عنوان چسباننده به کار رفته است.
• سازه هایی که از بتن ژئوپلیمری ساخته شده است، در برابر خوردگی و مواد خورنده بسیار مقاوم می باشند.
• استفاده از بتن های ژئوپلیمری در صنعت ساختمان سازی و دیگر کاربردها بسیار ارزان و مقرون به صرفه می باشد. یک نوع جایگزین بسیار مناسب به جای بتن های معمولی می باشد. چرا که مواد مورد نیاز برای ساخت بتن های ژئوپلیمری، ارزان می باشد و به راحتی در دسترس قرار می گیرد.
• میزان آلاینده ها و گاز دی اکسید کربن تولید شده در این بتن ها بسیار کمتر از بتن های معمولی می باشد و سازه های ساخته شده با این نوع بتن ها، دارای مصرف انرژی پایینی می باشد.
• به تعمیر و نگهداری زیادی احتیاج ندارند.
• این نوع بتن ذکر شده، دارای نفوذ پذیری مطلوبی می باشد.
• دارای دوام، طول عمر و ماندگاری بالایی می باشند.
• این نوع بتن ها، در برابر دمای ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه مقاومت بالایی دارند. قرار گرفتن تا این حرارت و دما به ساختار آنها، آسیبی وارد نمی کند‌.
• بتن های ژئوپلیمری در برابر هوازدگی می توانند مقاومت بالایی داشته باشند.
• بتن های ژئوپلیمری یک نوع بتن سازگار با محیط زیست می باشد که باعث جلوگیری از آسیب های زیست محیطی می باشد و میتوان آن را یک نوع بتن سبز جدید نام برد.

مواد و اجزای تشکیل دهنده بتن ژئوپلیمری

بتن های ژئوپلیمری از آلومینیو سیلیکات و مواد قلیایی ساخته شده است که البته قیمت این مواد در بازار ارزان می باشد و با قیمت پایین عرضه می شود.

روش ساخت بتن های ژئوپلیمری را میتوان در چهار مرحله بیان کرد: در مرحله اول، مواد آلومینیو سیلیکاتی وزن و اندازه می شوند و سپس در مرحله دوم به آن مواد قلیایی جهت چسبانده شدن اضافه می شود، در مرحله سوم، این مواد با هم ترکیب و مخلوط می شوند و در نهایت، در مرحله چهارم این مواد به هم می چسبند و تراکم را پیدا می کنند.

در روش ساخت این بتن به دلیل عدم وجود سیمان در ترکیب آن، پلیمریزاسیون جایگزین عمل هیدراتاسیون می شود. این امر سبب می شود بتن تولید شده، مقاوم تر، چگال تر، متراکم تر و بادوام تر باشد.

تفاوت بتن ژئوپلیمری با بتن معمولی

بتن ژئوپلیمری با بتن سیمانی یا همان بتن معمولی دارای تفاوت هایی می باشد؛ چرا که مواد تشکیل دهنده و اجزای آن با همدیگر متفاوت است. همچنین روش تولید این دو نوع بتن با هم متفاوت می باشد. در ذیل به تعدادی از تفاوت های بین این دو نوع سیمان اشاره شده است:

• این بتن ها مقاومت کششی و فشاری بیشتری نسبت به بتن های معمولی دارند.
• در مقایسه با بتن های سیمانی این بتن ها از مقاومت بیشتری در برابر حریق و حملات شیمیایی برخوردار هستند.
• علاوه بر آن؛ دیگر تفاوت بین این دو نوع بتن، سرعت بیشتر بتن ژئوپلیمری در سخت و متراکم شدن می باشد.
• همچنین، تخلخل و نفوذ پذیری بتن ژئوپلیمری در مقایسه با بتن معمولی کمتر می باشد.
• میزان مصرف انرژی بتن های ژئوپلیمری در مقایسه با بتن های معمولی کمتر می شود و به مقدار بسیار کمتری، دی اکسید کربن تولید می کند.
• یکی دیگر از تفاوت های بین این دو نوع بتن، بالاتر بودن مقاومت شیمیایی بتن های ژئوپلیمری در برابر مواد شیمیایی همچون اسید سولفوریک می باشد.
• از دیگر برتری این بتن ها، بیشتر بودن مقاومت خمشی آن نسبت به بتن های معمولی می باشد.

سخن پایانی

با تفاوت های گفته شده در مورد این دو نوع بتن، باید به این نکته اشاره کرد که بتن های ژئوپلیمری با ویژگی ها و مزایایی که دارد، دارای کاربردهای بسیاری در عمران و ساخت و ساز می باشد که باید به آن دقت کرد. همچنین باید توجه داشت که با وجود مزایا و ویژگی های مثبت این بتن، نمیتوان کاربرد بتن های سیمانی را در ساخت و ساز نادیده گرفت چرا که سیمان یک بخش مهم در صنعت ساختمان سازی می باشد؛ فقط به دلیل کمبود بودن منابع سیمان در کشور ما باید یک جایگزین بهتر برای سیمان در نظر گرفته شود که قابلیت و کیفیت لازم در استفاده در ساخت و ساز را داشته باشد.