Vrste i proizvodnja polimera koji se primenjuju u putogradnji

26.11.2008.

OPIS BITNIH PLASTIČNIH MATERIJALA KOJI SE PRIMENJUJU U NISKOGRADNJI

U ovom tekstu opisaće se plastični materijali koji se primenuju pri građenju puteva. Oni se često nazivaju i geosintetički materijali, asocirajući na tlo (geo) u kome se najčešće primenjuju i kompoziciju različitih izvedenih (veštačkih) plastičnih materijala (sintetički) od kojih su sastavljeni.

Opisaće se njihov strukturni sastav i dati njihova fizičko-hemijska svojstva, kao i mehaničke osobine. Navedena svojstva indirektno određuju primenu u putogradnji pojedinih geosintetičkih materijala, pa ih je zato važno poznavati.

Plastični ili geosintetički materijali koji se primenjuju pri izgradnji i održavanju puteva kao što su geotekstil, geomreže, geomembrane, geoposteljice, itd., u osnovi su sastavljene od raznih polimera, kao što su: polietilen (PE), polipropilen (PP), poliester (PET), polivinil hlorid (PVC), polivinil alhohol (PVA), aramid (A), itd. Polimeri koji se primenjuju pri proizvodnji geosintetičkih materijala imaju svoja svojstva, koja prenose na geosintetičke proizvode, koji se upotrebljavaju u putogradnji. Zato je neophodno poznavati genetsku strukturu geosintetičkih materijala, kako bi se ispravno primenili u putarskim objektima.

VRSTE I PROIZVODNJA POLIMERA KOJI SE PRIMENJUJU U PUTOGRADNJI

Plastične mase predstavljaju grupu materijala organskog porekla koje su sačinjene iz vezivne polimerske komponente i različitih dodataka (punioca), kao što su: očvršćivači, plastifikatori, stabilizatori, pigmenti, itd.

U zavisnosti od svog sastava, plastične mase mogu biti homogene (bez dodataka) i heterogene (sa dodacima). Kombinacijom navedenih materijala dobija se materijal koji može imati poželjna svojstva, podešena svrsi primene. Zato je sve veća primena raznih vrsta plastičnih materijala u putogradnji.

Najopštije, plastika je petrohemijski proizvod destilacije sirove nafte, naftnih gasova, prirodnog i rafinerijskog gasa. Osnovnim tehnološkim procesima: destilacijom, oksidacijom, konverzacijom, razdvajanjem, itd., dobijaju se monomeri. Oni mogu biti: vodonik, sintezni gas, izopren, butadien, eten, propen, C4 - frakcija, BTX-aromati.

Procesom polarizacije i sinteze monomera dobijaju se polimeri. Polimeri se dele na: plastomere, elastomere i silikone.

Plastomeri su polimerni materijali koji se dobijaju veštačkim putem iz derivata nafte.

Elastomeri su polimeri koji mogu biti prirodni ili veštački. Prirodni se dobijaju iz lateksa kaučukovog drveta, a veštački nastaje polimerizacijom monomera izoprena, butadiena, holoprena i dr. koji se dobijaju preradom sirove nafte.

Silikoni predstavljaju polimere sa silicijumom i imaju primenu kao zaštitni premazi, zbog izuzetne vodonepropustljivosti.

Postoje dve važne podele plastike: termoplastika i termostabilna plastika. Termoplastika može biti omekšana grejanjem, a očvrsla halađenjem. Termostabilna plastika kad jednom očvrsne iz njenog rastopljenog stanja, ona se više ne može razmekšati grejanjem.

Termoplastika je sirov neobrađen materijal za proizvodnju geosintetike. Osnovni element svake termoplastike je monomer, koji predstavlja molekul od više atoma. Jedan češće upotrebljavanje hidrokarboetilen, prikazan strukturno, na SI. 1.


SI. 1: Struktura molekula hidrokarboetilena

Svaka vrsta termoplastike-polimera, dodatkom određenih hemijskih aditiva dobija željene karakteristike.

Pomoću različitih hemijskih procesa monomeri mogu biti spojeni tako da obrazuju dugi molekularni niz. Ovaj proces se naziva polimerizacijom, a nastali proizvod se naziva polimer. Na strukturnoj šemi prikazujemo polietilenski molekularni niz, sačinjen od etilen monomera međusobno spojenih, SI. 2.


SI. 2: Molekularni niz etilena

Najviše primenjivani polimeri u putogradnji su: poliester (PET), polivinil hlorid (PVC), polistiren (PS), poliamid (PA), poluvinil alhohol (PVA), aramid (A), polipropilen (PP), polietilen (PE), zadnja dva čine familiju poliolefma.

Poliesteri (PET) su stabilniji materijali u mehaničkom smislu. Oni imaju znatne čvrstoće i otpornosti na zatezanje. Poliesteri nisu otporni na bazne sredine koje poseduju pH vrednost veću od 9, kao što je beton. Zato je nepoželjna direktna veza poliestera (PET-a) i betona, u građevinskim konstrukcijama, jer može nastati reakcija, koja se odražava na stabilnost poliestera, smanjenje njegovih mehaničkih svojstava i gubljenje funkcija.

Poliolefini (PE) i (PP) imaju dobru otpornost na dejstvo organskih kiselina i baza, ali poseduju slabije mehaničke karakteristike od poliesterskih materijala.

Polivinil alhohol (PVA) i aramid (A) imaju dobra fizičko-mehanička svojstva, kao i svostva otpornosti na uticaje kiselina, baza, soli, UV (ultra violetnih) zračenja, itd.

Pri izradi fleksibilnih kolovoznih konstrukcija sve više se koristi polimer-modifikovani bitumen i polimer-modifikovani asfalt.

Polimer-modifikovani bitumen izrađuje se od sledećih polimera: elastomera (SBS, SBR i SISO); plastomera (EVA, EPDM, Elivoli).
Za izradu polimer-asfalta (PmA) koristi se polietilen, polipropilen, etilvinilacet i SBR.

Izolacije na objektima puteva, npr. mostova, tunela, itd., obavljaju se korišćenjem polimera: APP-ataktički polipropilen, SBS za proizvodnju hidroizolacionih traka. Kao prethodna izolacija objekata (mostovi, tuneli) koriste se akrilni i epoksidni premazi.

Horizontalna signalizacija na putevima obavlja se bojama sačinjenih od polimera akrilata.

Pri izradi vertikalnih saobraćajnh znakova koriste se polimeri: polietilen visoke gustine ili polivinilhlorid.

Polimerni materijali odgovaraju principima zaštite životne sredine. Oni su podobni za recikliranje, posle prvobitnog korišćenja. Koriste se kao sekundarane sirovine za dobijanje drugih građevinskih materijala. Npr., stare hidroizolacione trake mogu se koristiti za proizvodnju polimer modifikovanih asfalta.

U nastavku dajemo osnovna fizičko-mehanička svojstva polimernih materijala:

Polietilen (PE)

specifična masa γs 910-930 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 80°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,13 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 120-140 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 7-15 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 9-10 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 300-700 (%)
modul elastičnosti E 120-140 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: smanjuje mu čvrstoću!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga kiseline!

Polipropilen (PP)

specifična masa γs 900 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 100-120°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,88 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 120 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 33-35 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 35 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 20-300 (%)
modul elastičnosti E 900-1400 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: bez uticaja!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga kiseline!

Polivinil hlorid (PVC)

specifična masa γs 1350 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 56-850°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,16-0,29 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 50-60 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 40 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 90 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 60 (%)
modul elastičnosti E 2000-2800 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: dekompozicija!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga aromati!

Poliester (PET)

specifična masa γs 100-1400 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 75-85°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,17-0,19 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 100-150 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 31-70 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 90-240 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 5 (%)
modul elastičnosti E 2800-7000 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: neznatni efekat!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga jake baze!

Poliamid (najlon) (PAN)

specifična masa γs 1420 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 175°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,21-0,23 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 1 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 9 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 110-124 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 15-75 (%)
modul elastičnosti E 2750-3100 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: neznatni efekat!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga baze i kiseline!

Polistiren (PS)

specifična masa γs 1040-1110 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 82-103°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,09-0,21 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 60-80 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 35-62 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 8-110 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 1-3 (%)
modul elastičnosti E 2410-4130 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: smanjenje čvrstoće!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga kiseline!

Poliakril (PA)

specifična masa γs 1140 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR 250-265°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,24 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 80 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 86 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 110 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 40-80 (%)
modul elastičnosti E 1200-2860 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: efekat postoji!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga kiseline!

Epoksidi

specifična masa γs 1200 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR do 300°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,17-0,21 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 50-90 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 35-85 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 105-210 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 5-10 (%)
modul elastičnosti E 1400-4200 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: promena boje!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: bez efekta!

Aminofor maldehin

specifična masa γs 1400-1500 kN/m3
temparatura razmekšavanja TR do 75°C
koeficijent toplotne provodljivosti λ 0,25-0,38 W/m°C
termički koeficijent linearnog širenja αT 35-45 (x 10-60C-1)
čvrstoća pri zatezanju βz 38-56 (MPa)
čvrstoća pri pritisku βP 70-110 (MPa)
izduženje pri kidanju ε 0,50-1,00 (%)
modul elastičnosti E 7000-12000 (MPa)
efekat delovanja ultravioletnih zrakova EUV: neznatni efekat!
efekat delovanja hemiskih agenasa EHA: rastvaraju ga baze i kiseline!

 

Komentari: 0

Vezane kategorije


TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Da li će projekat "Beograd na vodi" značajno pokrenuti građevinarstvo u Srbiji?
Slobodan 17.07.2017.
Dejane, hvala puno na lepim i objektivnim r...
Balkan 17.07.2017.
Znaci ovde se ne radi o Energoprojektu jer ...
Dejan 15.07.2017.
Kompanija Konstruktor može da predaje mnogi...
Siva 12.07.2017.
Preeeevelika vam je cena 1300-1500e bez PDV...
Darko 10.07.2017.
A da proširite Kružni put od Bulevara oslob...