آب بندی بتن برای یک عمر!
بتن، همچون موجودی که اسرار خود را بیمحابا نشان نمیدهد، جلوهای متخلخل دارد که اگر به خوبی آب بندی نشود، تدریجاً آب را به خود میکشد. آبی که میتواند شامل آلودگیها و مواد مضر برای بتن باشد. اگر میخواهید عمر طولانی، دوام و پایداری را به سازههای خود هدیه دهید، نیاز دارید تا به روشهای استاندارد و حرفهای بتن را نفوذناپذیر کنید. اینجاست که اسرار و راهکارهای جدید آب بندی بتن را کشف خواهیم کرد.
آببندی بتن به معنای رسیدن به یک توافق با آب است. این توافق، جلوگیری از نفوذ آب به اعماق بتن و مقاومت در برابر فشارهای آن را به همراه دارد. بتن در تعبیری گستردهتر به هر مخلوط چسبندهای با خواص سیمانی اطلاق میشود که از ترکیب سنگدانهها و یک ماده چسبنده به وجود میآید. این ماده میتواند ترکیب سیمان و آب باشد. به عبارت دیگر، بتن به یک جهان پرپیچ و خم از مواد مختلف تبدیل شده است که از سیمانها، پوزولانها، سربارهها و الیاف گرفته تا پلیمرها و مواد افزودنی بتن تشکیل شده است.
با رشد علم و توسعه فناوری، بتن همچنان جذابتر میشود. از تنوع سیمانها گرفته تا ترکیبات پوزولانی، پلیمرها و افزودنیهای مختلف همچون چسب بتن، طیف گستردهای از مواد در اختیار ما قرار دارد. محققان بسیاری همچون نوژان سازه در پی تولید افزودنیهای بهتر برای بهبود خواص بتن هستند. طراحی و ساخت سازههای بتنی، مانند ساختمانها، پلها، تونلها و سدها، باعث مصرف گستردهای از این مواد شده است. از این رو توجه به جزئیات آببندی و مقاومسازی امری بیپایان تلقی میشود که به کمک آن میتوان جلوی تخریب و آسیبهای بتن را گرفت.
در طراحی و اجرای سازه، تنها مقاومت فشاری بتن، عامل تصمیمگیری نیست. آیا میتوانید تصور کنید که اگر بتن را با این تفکر جدید بسازیم، چه تغییراتی در زندگی سازههای بتنی ایجاد خواهد شد؟ بدون شک، تحولاتی عظیم در زمینه آببندی بتن، مقاومت، و دوام آن به وجود خواهد آمد. حالا به جای رویکرد تکبعدی ما به مقاومت فشاری، دنیای جدیدی از افزودنیهای بتن چندمنظوره پدیدار میشود که همچنان نه تنها به دوام سازه بتنی بلکه به مقاومت نیز اهمیت میدهد. این داستانی است از همآمیختگی علم و هنر در ساختوساز که تازهترین تکنولوژیها را به خدمت گرفته است.
با این همه مسائل پیچیده، یک چالش اساسی باقی میماند: آب!
آب با تمام مواد شیمیایی و اثرات زیست محیطی خود، به تدریج به بتن نفوذ و اثرات تخریبی سازهای و ظاهری ایجاد میکند. برای همین، ایجاد لایهای ضدآب و مقاوم به مواد شیمیایی، اکنون به یک تخصص تبدیل شده است. تسلط بر فنون و تکنیکهای آببندی بتن، امری ضروری و ضروریتر از گذشته به حساب میآید. بیتوجهی به دوام و سلامت بتن در بلندمدت میتواند منجر به آسیبهای مالی هنگفت و حتی فاجعه انسانی بیانجامد.
روشهای آببندی بتن
در حفظ دوام و پایداری سازههای بتنی، به طور کلی دو روش برای آببندی مورد استفاده قرار میگیرند که عبارتاند از:
- آببندی اولیه: در فرآیند ساخت، سعی میشود به طور کلی از ورود آب به سازه جلوگیری شود.
- آببندی ثانویه: این مرحله شامل استفاده از روشهای مختلف آببندی برای بهبود دوام و مقاومت در برابر نفوذ آب به سازه است که در ادامه شرح داده میشود.
2.1. پوششهای سطحی یا نفوذکننده
در این روش، از موادی مانند واتر استاپ یا پوششدهنده های دیگر بر روی سطح بتن استفاده میشود تا از نفوذ آب جلوگیری شود. پوشش این مواد بر روی سطوح خارجی بتن، موجب مهار و کنترل جریان آب به سمت سازه میشود.
2.2. آببندی با روش تزریق
در این روش، مواد آببندی به داخل بتن سازه تزریق میشوند. این مواد با پر کردن شکافها، درزها و ترکهای ریز و درشت موجود در بتن، آن را در برابر نفوذ آب محافظت میکنند.
در انتخاب روش آببندی بتن، کارایی و دوام آن روش، امکان اجرا با توجه به شرایط بتن و سپس تناسب هزینه و دسترسی به نیروی کار ماهر از اهمیت بالایی برخوردار است. به همین دلیل، استفاده از مواد آببندی مناسب و توجه به تمهیدات آببندی در مراحل ساخت میتواند در بهبود دوام سازههای بتنی تاثیرگذار باشد.
در ادامه با جزئیات بیشتر، روشهای موجود آب بندی را شرح میدهیم:
- پوششهای ورقهای
یکی از روشهای معمول آببندی بتن، استفاده از ورقهای آببندی است. این ورقها از مواد مختلفی مانند پلیمرها، قیر و پلیاتیلن ساخته میشوند. ترکیب این مواد باعث کاهش حساسیت به تغییرات دما و تغییر شکل آنها میشود. این ورقها میتوانند از نفوذ مواد شیمیایی جلوگیری کنند و در عین حال مقاومت کششی، مقاومت در برابر خاکهای اسیدی، انعطافپذیری، ترمیم خودکار و توانایی پیوند را افزایش دهند. با وجود پیشرفتها، نصب ورقهای آببندی همچنان با مشکلاتی مواجه است؛ از جمله قیمت بالای آن. همچنین سطح بتنی که ورق آب بندی به آن متصل میشود، باید بدون هیچ تخلخلی باشد و نیازمند استفاده از تختههای محافظی است.
- پوششهای مایع
در این روش، از موادی نظیر اورتان یا آسفالت پلیمریک به عنوان پوشش آب بند استفاده میشود که با قلممو، اسپری یا غلتک بر روی سطح بتن پخش میشوند. این روش معمولاً بر روی سطوح خارجی بتن اجرا میشود. با پیشرفت فناوری، امکان آببندی سطح داخلی بتن نیز وجود دارد. در این روش، ضخامت و نحوه اجرای پوشش آب بند کننده در دوام و میزان عایق بودن آن تأثیرگذار است. استفاده از پوششهای مایع همچون آب بند کننده سطوح و آنی گیر بتن هزینه به مراتب کمتر و سرعت اجرای بالاتری نسبت روش اول (پوششهای ورقهای) دارد.
- افزودنیها
یک روش جدید برای آببندی بتن، استفاده از افزودنیهای مختلف همچون چسب آب بندی در مخلوط بتن است که هنگام ساخت بتن به مخلوط اضافه میشوند و جسم بتن را به یک مانع در برابر نفوذ آب تبدیل میکنند. این افزودنیها در دستههای مختلفی همچون هوادهندهها، افزودنیهای کریستال و دفع کننده آب تولید میشوند. این روش جدید، به دلیل عملکرد و کارایی یکنواختتر و بادوامتر و قیمت مناسب به طور گستردهای مورد استفاده قرار گرفته است.
مزایا و اصول آببندی بتن
بتن آببند به بتنی اطلاق میشود که در برابر نفوذ عوامل خارجی مقاومت میکند. اگر حجم رطوبت نفوذ یافته به سطح بتن در معرض هوا تبخیر شود و هیچ آسیبی به بتن وارد نشود، این نوع بتن را بتن ناتراوا یا آب بند مینامند. بهعبارت دیگر، بتن آببند در شرایطی تشکیل میشود که امکان تهویه مناسب برای تبخیر و خروج آب نفوذ یافته در سطح بیرونی بتن در سازههایی مانند مخازن و در سازههای آبی مانند استخرها وجود داشته باشد. در غیر این صورت بتن آب بند تشکیل نمیشود و به طور مثال نیاز به آب بندی استخر است.
استفاده از روش تزریق به عنوان یکی از روشهای آببندی بتن، دارای مزایا و اهمیت زیادی است. این روش با جلوگیری از ورود آب به سازه، دوام سازه بتنی را تضمین میکند. سرعت بالای اجرا نیز یکی از مزایای این روش میباشد. با این حال، استفاده از این روش با چالشهایی همراه است. بهعنوان مثال، نیاز به تخصص بالا و تجهیزات خاص و گران قیمت از جمله مشکلات این روش هستند.
آببندی سازههای بتنی به دو دستهی اصلی تقسیم میشود:
آببندی اولیه (هنگام ساخت و بتنریزی)
در این روش، با بهرهگیری از مواد افزودنی مناسب، بهینهسازی ترکیب بتن و استفاده از واتراستاپ در درزهای اجرایی یا انبساطی، آببندی اولیه انجام میگیرد. این روش، از نظر اقتصادی و عملی، بهترین و موثرترین راه آببندی است. مواد افزودنی مناسب این سیستم، دارای ویژگیهای زیر هستند:
- خاصیت روانکنندگی: همانند مواد روان کننده با کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش سهولت متراکمسازی بتن، ابعاد لولههای مویینه کاهش مییابد و تراکم بتن افزایش مییابد که باعث کاهش نفوذپذیری میشود.
- خاصیت لغزنده کنندگی: با لغزنده کردن سطوح داخلی لولههای مویینه درون بتن، نفوذپذیری بتن کاهش مییابد.
- ایجاد ریزحبابهای هوا: ریزحبابهای هوا باعث قطع لولههای مویینه و کاهش نفوذپذیری بتن میشوند.
- جلوگیری از نفوذ سولفات و املاح خورنده: این مواد از ورود سولفاتها و املاح خورنده به بتن جلوگیری و یون کلر فعال موجود در بتن را غیرفعال مینمایند.
- تقویت مقاومت و دوام بتن: این مواد به عنوان یک ماده چندکاره، مقاومت فشاری و دوام بتن را افزایش میدهند.
بهبود آب بندی بتن
کیفیت و دوام بتن در واقع با نفوذپذیری آن به وسیله فضاهای خالی داخل جسم بتن تعیین میشود. این نفوذپذیری از جهت مقاومت در مقابل حملههای شیمیایی خارجی از جمله اسیدها، اجزای بتن از جمله سنگدانه و سیمان آلوده و نامناسب و همچنین تنشهای ایجاد شده توسط نفوذ رطوبت نظیر یخزدگی از اهمیت اساسی برخوردار است. به طور کلی، عوامل زیر تأثیرگذار بر نفوذپذیری بتن هستند:
- کیفیت سنگدانه و سیمان
- نسبت آب به سیمان و درجه هیدراتاسیون
- میزان تراکم بتن
- کیفیت عملآوری
- میزان ترکها و ابعاد آن ها
در واقع، واکنشهای موثر بر دوام بتن به دو دسته تقسیم میشوند:
- واکنشهای داخل جسم بتن
- واکنشهای سطح بتن
حملههای سطحی به معنای تخریب ساختار بیرونی بتن و ملات است و بیشتر از تأثیر محلولهای مهاجم به وجود میآید. حملههای داخلی نیز معمولاً ناشی از تغییرات شدید دما مثل یخزدگی یا واکنشهای شیمیایی سنگدانه با سیمان (واکنشهای قلیایی) هستند.
برای مقابله با این مشکلات، تغییراتی در ساختار بتن مورد نیاز است. برخی از این تغییرات عبارتند از:
- اصلاح دانهبندی و کنترل اندازهی ذرات ریزدانه تا حداقل 400 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن با استفاده از سیمان، مواد افزودنی پودری (مثل میکروسیلیس) و سنگدانههای نرمدانه (عبور کننده از الک 100#).
- کاهش دادن نسبت آب به سیمان.
- افزایش دادن نرخ هیدراتاسیون.
- دقت در اجرا بتن ریزی به منظور جلوگیری از کرموشدگی و بروز درزهای اجرایی.
اهمیت آببندی به خصوص در سازههای بتنی به جهت تأثیر آن بر کیفیت بتن است. امروزه تمایل به ساخت سازههای بتنی با ضخامت کم و غیرقابل نفوذ با رعایت شرایط مشخصی بسیار زیاد است. همچنین با اضافه کردن مواد افزودنی شیمیایی میتوان کیفیت و کارکرد بتن را بهبود بخشید. برای اطمینان از کیفیت بتن آببند، لازم است تا در زمان اختلاط، بتن به طور کامل هیدراته شده و متخلخل باقی نماند. همچنین، تأمین حبابهای هوا باعث کاهش نفوذ رطوبت و آب میشود. افزودنیهایی که به این منظور استفاده میشود همچون چسب آب بندی باید دارای ویژگیهایی مانند کاهش نفوذپذیری، دفع آب و افزایش دوام باشند.
آب بندی درز اجرایی و درز انبساط
هنگام ساخت سازههای بتنی، ضروری است که درزهای اجرایی و انبساطی به خوبی آببند شوند تا از ورود رطوبت و آسیب به سازه جلوگیری شود. به منظور انجام این کار، میتوان از روشهای زیر استفاده کرد:
- آببندی درزهای اجرایی بتن:
واتراستاپ نوع تخت برای آببندی درزهای اجرائی به کار میرود به این صورت که در محل اتصال کف به دیواره، واتراستاپ با گیره ثابت میماند.
- آببندی درزهای انبساطی بتن:
برای آببندی درزهای انبساطی از واتراستاپ نوع حفرهدار با انعطاف پذیری بالا استفاده میشود. این نوع واتراستاپ قادر است با تغییر ابعاد سازه در اثر انبساط و انقباض مطابقت یابد.
آببندی ثانویه
در مرحله ثانویه آببندی که پس از ریزی بتن انجام میشود، از مواد نفوذ کننده به عنوان مخلوطهای شیمیایی خاص استفاده میشود. اجزاء تشکیلدهنده این مخلوط خاصیت نفوذپذیری دارند و در مواجهه با رطوبت و فشار آب، به عمق بتن نفوذ کرده و باعث حفاظت از بتن میشوند. در مواقعی که رطوبت از بتن کاسته شود، اجزاء تشکیلدهنده ماده نفوذ کننده به صورت غیرفعال در بتن باقی میمانند. این روشهای آببندی ثانویه، میتوانند به طور موثری از رطوبت و آسیب به سازه بتنی جلوگیری کنند.
سعی کردیم در این مطلب، معرفی وشرح کوتاهی درباره آب بندی بتن داشته باشیم.
نظر شما چیست؟ بهترین روش آب بندی بتن کدام است؟
خوشحال میشویم اگر تجربه ای در این زمینه دارید با ما و دیگر مخاطبان عزیز در میان بگذارید.
انتخاب روش آب بندی بتن وابسته به شرایط گوناگونی است و تصمیمگیری در این باره نیازمند تجربه و اطلاعات کافی است. همکاران ما در واحد مشاوره گروه نوژان سازه آماده خدمت رسانی به شما هستند.
