مواد مصرفی در تولید اسپیسر های پلاستیکی

مهمترین عیب بتن، پائین بودن مقاومت کششی آن به نسبت به مقاومت فشاری می باشد. مقاومت کششی بتن تقریباً 10 برابر کمتر از مقاومت فشاری همان بتن است. این مسئله باعث می شود که بتن تحت تنش های کششی و برشی مقاومت کمی داشته و تخریب شود. مسلح کردن بتن با میلگرد، راهکاری جهت جبران نقص مقاومت کششی بتن می باشد. با مسلح کردن بتن توسط میلگرد، عملاً نیروهای کششی که به سازه بتنی وارد می شوند، به میلگردها منتقل می شوند که مقاومت کششی بالایی دارند و به این شکل از تخریب بتن جلوگیری می شود.

نقصی که بتن های مسلح دارند، ضعف میلگردها در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد. میلگردها که از جنس آهن می باشند در حضور آب و اکسیژن هوا اکسید می شوند و تشکیل اکسید آهن در سطح آهن شکل می گیرد که دارای دانسیته به مراتب پائین تری نسبت به آهن دارند. همین مسئله باعث افزایش حجم سطح میلگرد می شود و به شکل زنگ و پف کرده بر سطح میلگرد ها ظاهر می شوند. این مسئله وقتی که میلگرد داخل بتن محبوس می باشد، منجر به فشار به بدنه بتن شده و باعث ترکیدگی در بتن می شود که علاوه بر کاهش مقاومت بتن در آن ناحیه، منجر به افزایش نفوذپذیزی بتن شده و با نفوذ آب و عوامل خوردنده دیگر تخریب بتن و میلگرد را تسریع می کند.

از طرفی فلز آهن در محیط های قلیایی با قلیاییت بالای 12 نسبت به خوردگی مقاوم می باشد مگر اینکه غلظت یون کلر در آن ناحیه از حد معینی بالاتر باشد. زمانی که غلظت مولی یون کلر نسبت به غلظت مولی یون هیدروکسید از 0.6 تجاوز بکند، مقاومت آهن نسبت به اکسیداسیون از بین رفته و به سرعت شروع به زنگ زدگی می کند.

برای محافظت میلگرد در برابر زنگ زدگی دو مسئله ضروری است:

1. تا حد امکان میلگرد از سطح خارجی بتن فاصله داشته باشد و هیچ اتصال الکتریکی به سطح بتن نداشته باشد.
2. بتنی که بر روی میلگرد می باشد نفوذناپذیر باشد.

اسپیسرهای پلاستیکی

برای استقرار میلگرد در مکان مناسبی داخل بتن، استفاده از تکیه گاهی نیاز است که فاصله مجاز که به کاور بتن مشهور است الزامی است. در گذشته از هر ابزاری که وظیفه تکیه گاهی داشت استفاده می شد. تکه های سنگ، آجر، چوب و دیگر مصالح رایج بود، تدریجا مشخص شد که این تکیه گاه ها خود کانالی برای نفوذ آب و دیگر عوامل مهاجم شبیه یون کلراید و اکسیژن هوا می باشد. حدود نیم قرن پیش استفاده از اسپیسرهای پلاستیکی به عنوان تکیه گاه جایگزین مصالح سنتی گردیدند و به تدریج با اشکال مختلف تولید و به مصرف رسیدند. تجربه نشان داد که نفوذ عوامل مهاجم از ناحیه اسپیسرهای پلاستیکی نسبت به مصالح قدیمی بطور قابل توجهی کاهش می یابد. از این رو امروزه شاهد هستیم که در اکثر پروژه ها، این مصالح به طور گسترده ای به مصرف می رسند. اثربخشی در ایجاد کاور بتن، نظم بالای اجرائی، قیمت ارزان، سرعت تولید بالا و راحتی و سرعت استفاده از آنها از مزایای اصلی این ابزار نوین ساختمانی می باشد.

در تولید اسپیسرهای پلاستیکی دو مسئله باید رعایت شود:

• طراحی مناسب

طراحی اسپیسر باید به گونه ای باشد که علاوه بر تامین دقیق کاور بتن، مقاومت کمی در برابر جریان بتن داشته باشد.

• استفاده از مواد مناسب

همچنین مواد مصرفی باید مقاومت مکانیکی خوبی در گستره دماهای سرد و گرم داشته باشند. از آنجا که در هنگام سفت شدن بتن، واکنش شیمیایی هیدراتاسیون پیشرفت می کند و این واکنش گرمازا می باشد، در بتن ریزی های حجیم دمای بتن شدیدا افزایش می یابد ولذا اسپیسرها باید مقاومت های مناسبی در این دماها از خود نشان دهند. ممکن است که اسپیسرها در زیر میلگردها قبل از بتن ریزی مقاومت داشته باشند ولی پس از بتن ریزی و تجربه گرمای حاصل از واکنش بتن، اسپیسر مقاومت خود را از دست بدهد.

مواد مصرفی در اسپیسر

عمدتا مواد مصرف شده در اسپیسر از جنس پلاستیک های پلی الفینی می باشند.

دو دسته بزرگ از پلی الفین ها عبارتند از:

• پلی اتیلن ها
• پلی پروپیلن ها

این دو دسته بطور گسترده در صنایع پلاستیک مصرف می شوند. ارزانی و مقاومت شیمیایی این ترکیبات عامل استقبال انواع صنایع در مصرف این پلیمرها می باشند.

از آنجا که اسپیسرها الزامات بهداشتی نداشته و در بتن دفن می شوند، معمولا از مواد پلاستیک بازیافتی برای تولید آنها استفاده می شوند. مسئله ای که پلاستیک های بازیافتی دارند، نوسان کیفیتی است که این مواد نشان می دهند. از آنجا که در فرآیند بازیافت مواد، امکان جداسازی ایده ال وجود ندارد، در زمان های مختلف، ترکیبات متفاوت با درصدهای مختلفی در آمیزه بازیافتی تشکیل می شوند که باعث نوسان کیفیت می شوند. با اینحال گستره وسیعی از مواد بازیافتی از نظر کیفی وجود دارد و سیستم کنترلی تولید کنندگان اسپیسر باید قادر به شناسائی و کنترل دقیق مواد مناسب باشند. انتخاب موادی که نسبت خواص مکانیکی آن به قیمت آن حداکثر شود و تثبیت این شرایط یکی از نقاط کلیدی در تولید اسپیسرها می باشد و این کار مستلزم داشتن یک واحد کنترل کیفیت با تجربه و امکانات و تجهیزات آزمایشگاهی می باشد.

مراحل کنترل کیفیت مواد اولیه ورودی

• نمونه برداری:

این کار بر اساس استانداردهای رایج نمونه برداری می باشد. از بخش های مختلف بار ورودی نمونه برداری شده و به آزمایشگاه ارسال می شود.

• کنترل دانسیته:

دانسیته یا وزن مخصوص نسبت وزن یک ماده به حجم واحد آن بوده و با واحد گرم بر سانتیمتر مکعب گزارش می شود. پلی الفینها به صورت خالص دانسیته کمتر از آب داشته و در محدوده 0.9 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشند. بالا بودن دانسیته نشان از ناخالصی مواد دارد و ضمنا باعث افزایش وزن قطعات تولیدی می شود. سنگینی مواد اولیه معمولا شکنندگی قطعات در سرما را همراه دارد.

• کنترل درصد رطوبت:

از آنجا که در فرآیند تولید مواد بازیافتی، مواد تولید شده در آب خنک می شوند و سپس به شکل گرانول در می آیند، باید در مرحله آخر به شکل درستی خشک شوند. استفاده از خشک کن های صنعتی راهکار اصولی می باشد و نباید این مواد در آفتاب خشک شوند. نور آفتاب یکی از عوامل تخریب زنجیرهای پلیمر ها بوده و کیفیت آنها را بسیار تحت تاثیر قرار می دهند. برخی تولید کنندگان مواد بازیافتی فاقد تجهیزات لازم خشک کردن می باشند و لذا مواد همراه با رطوبت فروخته می شود. اینکار دو مشکل دارد. اول اینکه وزن مواد بالاتر از وزن واقعی بوده و دوم اینکه تولید قطعات با این مواد مشکلات کیفی در قطعات ایجاد می کند و ضمن اینکه باعث خوردگی در تجهیزات و قالب نیز می شود. مهمترین مشکل کیفی قطعات اینست که ایجاد حبابهایی در قطعه کرده که باعث کاهش کیفیت شدید قطعات می شود. برای کنترل رطوبت مواد، مقدار معینی از مواد مورد آزمون به دقت دو رقم بعد اعشار توزین شده و به مدت سه ساعت و نیم داخل آون آزمایشگاهی در دمای 105 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و بعد از خنک شدن مواد، مجدد توزین می شوند.

• تست سرعت جریان مذاب یا MFI:

این آزمون یکی از آزمونهای رایج در شناسایی و کنترل ترکیبات پلیمری است که توسط دستگاه صورت می پذیرد.

در این آمون مقدار معینی از مواد داخل دستگاه قرار داده می شود و پس از ذوب شدن تحت نیروی معینی قرار داده می شود و سرعت جریان مواد مذاب آن بر اساس گرم در هر ده دقیقه گزارش می شود. این آزمون به ما در شناسایی پلی اتیلن ها و پلی پروپیلن ها از یکدیگر کمک می کند. از آنجا که ماهیت شیمیایی این دو پلیمر یکسان می باشد و تنها ساختار مولکولی متفاوت است ظاهر آنها بسیار شبیه بوده ولی از نظر خواص مکانیکی تفاوت بالایی دارند و این روش برای تفکیک آنها کارا می باشد.

• تست عملکردی قطعات:

در این مرحله موادی که در مراحل بالا تایید شده اند به مرحله تولید آزمایشی رفته و تست ها بر روی قطعات صورت می پذیرد. دو تست اصلی بر روی قطعات گرفته می شود.

• • شکنندگی: قطعات تولید شده پس از رسیدن به دمای محیط از مقاطع پر تنش مثل بخش گیره مورد فشارهای دستی قرار گرفته که نباید هیچگونه شکست یا ترکی در آنها مشاهده شود. تست دیگر شکنندگی در سرما می باشد. قطعات تولید شده داخل انکوباتور در دمای منفی 10 درجه سانتیگراد قرار می گیرند و پس از 3 ساعت، تست شکنندگی مجدد تکرار می شود که قطعه نباید در این مرحله نیز شکنندگی در خود نشان دهد.
  • مقاومت فشاری: قطعات تولیدی تحت یک فشار نقطه ای توسط دستگاه مخصوص قرار می گیرند. قطعات باید تحمل بار تعریف شده در چارچوب استاندارد را در دمای محیط و دمای 40 درجه سانتیگراد را از خود نشان دهند. در مرحله تست عملکردی چون از مقادیر بیشتر مواد آزمون صورت می گیرد، تست های مربوط به وزن قطعات و گاز تولید شده در قطعات کنترل مجدد می شود.
• کنترل ابعادی:

قطعات تولیدی در انتها بر اساس نقشه های فنی از نظر ابعادی نیز کنترل می شود. تغییرات ابعادی در اثر نوسانات کیفی مواد محتمل می باشد که باید این کنترل نیز جهت مواد ورودی انجام پذیرد.

پس از آزمون های فوق الذکر مواد ورودی به تائید کنترل کیفیت رسیده و انبار تحویل می گیرد. در صورت عدم تائید کنترل کیفیت، مواد ورودی به مرجع تامین کننده عودت داده می شود. لذا مواد ورودی همواره باید دوره قرنطینه خود را سپری کرده و پس از انجام فرآیندهای فوق الذکر به مرحله تولید برسد.