روش‌های آب‌بندی بتن چیست؟

آب‌بندی بتن

بتن یک ماده‌ ی متخلخل است و اگر به خوبی آب بندی نشود، می‌تواند به مرور زمان مقدار زیادی آب را به خود جذب کند. این آب جذب شده می‌تواند حاوی آلودگی‌ها و مواد شیمیایی مختلفی باشد که تخریب بتن را رقم می‌زنند. اگر می‌خواهید که از عمر طولانی و دوام بالای بتن خود مطمئن شوید، لازم است که آب بندی آن را به صورت استاندارد انجام دهید.

آب بندی بتن به معنای جلوگیری از نفوذ آب به بتن و مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک می‌باشد.

آب بندی سازه‌های بتنی به دو صورت کلی دسته بندی می‌گردد:

آب بندی اولیه (در حین ساخت و بتن ریزی)

این روش با استفاده از مواد افزودنی شیمیایی بتن مناسب و اصلاح طرح اختلاط بتن مصرفی و قرار دادن واتراستاپ در درزهای اجرایی یا انبساطی و رعایت نکات مهم اجرایی انجام می‌گردد. لازم به ذکر است که آب بندی در این مرحله اقتصادی ترین و بهترین روش محسوب می‌شود. مواد افزودنی مناسب برای این سیستم دارای خواص زیر هستند:

1.  با داشتن خاصیت روان کنندگی سبب کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش سهولت متراکم سازی بتن شده که این مورد خود باعث کاهش قطر لوله‌های مویینه، افزایش وزن مخصوص و تراکم بتن و در نتیجه سبب کاهش نفوذ پذیری می‌شوند. همچنین خاصیت روان کنندگی باعث بهبود خواص پمپ پذیری می‌شود.
2. با لغزنده نمودن سطوح داخلی لوله‌های مویینه درون بتن سخت شده، به واسطه از میان بردن نفوذ آب از طریق خاصیت اُسمُزی، نفوذپذیری بتن را کاهش می‌دهند.
3. با ایجاد حباب‌های ریز هوا و در نتیجه قطع لوله‌های مویینه موجب کاهش نفوذپذیری بتن می‌گردد.
4. از نفوذ سولفات‌ها و املاح خورنده در بتن جلوگیری کرده و یون کلر فعال موجود در آن را غیر فعال می‌نمایند.
5. به دلیل عملکرد چند کاره بر مقاومت فشاری و دوام بتن می‌افزایند.

آب بندی ثانویه (بعد بتن ریزی)

پودر نفوذگر و کریستال‌ شونده نوعی مخلوط شیمیایی خاص است که برخی از اجزاء تشکیل دهنده آن خاصیت نفوذی قابل توجهی دارند. حفاظت بتن در اثر واکنش اجزاء گوناگون موجود در محلول هنگامی که با سطح بتن و با مکانیزم فشار اسمزی به عمق بتن نفوذ می‌کنند، انجام می‌شود. از واکنش مواد شیمیایی گوناگون با یکدیگر و با آب کریستال‌هایی تشکیل می‌شود که باعث انسداد حفره‌های مویین بتن و ترک‌های حاصل از جمع شدگی بتن می‌گردد و رطوبت را به بیرون میراند. این فرایند بر اثر فشار آب یا در مقابل فشار آب صورت می‌پذیرد. در صورت فقدان رطوبت اجزا تشکیل دهنده نفوذگر به صورت غیرفعال در محل باقی می‌مانند. به مجرد نفوذ آب نفوذگر مداوما درزبندی را بنا به طبیعت شیمیایی خود انجام می‌دهد. رشد کریستال‌ها و انسداد حفره‌های بتن تا اعماق نزدیک به یک متر از سطح بتن مشاهده و اندازه گیری شده است.

تشریح روش‌های آب بندی ثانویه در قطعات بتنی

• روش تزریق برای ترمیم قطعات بتنی: تزریق برای ترمیم بتن‌ های دارای ترک و یا نقاط درزها و ترک‌های آبدار استفاده می‌شود. دو روش اصلی برای ترمیم بتن با استفاده از تکنیک تزریق به کار گرفته می شود.
• تزریق رزین اپوکسی: رزین‌های اپوکسی عمل آوری شده بصورت جامد با مقاومت بالا و مدول الاستیسیته نسبتا بالا می‌باشند. چسبندگی رزین‌های اپوکسی به بتن در حدی می‌باشد که با اجرای مناسب قابلیت بازگرداندن استحکام سازه ای اولیه بتن ترک خورده را دارند. مدول الاستسیته بالای رزین اپوکسی باعث شده که برای چسباندن بتن‌های ترک خورده که در آینده دارای احتمال جابجایی هستند مناسب نباشند. از رزین اپوکسی برای آب بند نمودن ترک‌های آبدار استفاده می‌شود. اما با این حال به علت سرعت پایین عمل آوری رزین‌های اپوکسی به خصوص در دماهای پایین و نیز در صورت وجود جریان زیاد آب، استفاده از آن برای آب بندی ممکن نیست. ترک هایی که در آن‌ها رزین اپوکسی تزریق می‌شود باید دارای عرضی بین 0/005 تا 0/25 اینچ باشند. تزریق رزین اپوکسی در ترک‌های با عرض کمتر از 0/005 سخت و ناممکن است و همچنین نگهداری از رزین تزریق شده در ترک‌های عریض تر از 0/25 اینچ کار دشواری است، اگر چه گاهی این امر با استفاده از رزین‌های اپوکسی با چگالی بالا با موفقیت قابل انجام است. رزین‌های اپوکسی عمل آوری شده دارای حالت ترد و شکننده، با استحکام چسبندگی بیش از مقاومت برشی و کششی بتن می‌باشند. اگر این مواد برای اتصال مجدد بتن ترک خورده ی در معرض بارهای بیش از مقاومت برشی و کششی استفاده گردد، باید انتظار داشت که ترک‌هایی مجددا در کنار خط اتصال اپوکسی نمودار شود. به عبارت دیگر برای ترمیم ترک‌های فعال نباید از رزین اپوکسی استفاده نمود. موفقیت در اجرای رزین‌های اپوکسی برای ترک‌های مرطوب متفاوت و متغیر است. تعدادی تکنیک‌های ویژه و در حال توسعه برای چسبندگی مجدد و آب بندی ترک‌های آبدار به وسیله ی تزریق رزین اپوکسی وجود دارد. این روش و تکنیک‌های ویژه بسیار تخصصی و فنی بوده و در جاهای خاصی به کار برده می‌شوند. این روش‌ها صرفا زمانی در پروژه‌های تعمیراتی به کار گرفته می شوند که پس از بررسی و تحلیل به این نتیجه برسیم که سایر روش‌های موجود و استاندارد برای تعمیر پاسخگو و مناسب نیستند.

• تزریق رزین‌های پلی یورتان: از رزین‌های پلی یورتان برای آب بندی و حذف نشت آب از ترک‌ها و درزهای بتن استفاده می‌شود. آن‌ها همچنین می‌توانند در ترک‌هایی که امکان جابجایی‌های کوچک خواهند داشت، تزریق شوند. چنین سیستم‌هایی، به جز سیستم پلی یورتان دو جزئی جامد، مقاومت کمی داشته و نباید برای چسباندن دوباره ترک‌ها مورد استفاده قرار گیرند. رزین پلی یورتان نباید در ترک‌های بتا عرض کمتر از 0/005 اینچ استفاده و تزریق شود. تاکنون برای تزریق رزین‌های پلی یورتان، هیچ حدی برای حداکثر اندازه ترک مشخص نشده است. رزین‌های پلی یورتان با تنوع قابل توجهی از منظر خواص فیزیکی دردسترس می‌باشند. برخی از رزین‌های پلی یورتان پس از عمل آوری به شکل فوم منعطف در می‌آیند. سیستم‌های دیگر رزین پلی یورتان پس از عمل آوری به صورت جامد با انعطاف پذیری نسبی و چگالی بالا در می‌آیند که می‌توانند برای چسباندن مجدد درزهای با امکان جابجایی مورد استفاده قرار گیرند. رزین‌های پلی یورتان فوم شونده برای شروع عملیات عمل آوری نیازمند آب می‌باشند به همین دلیل طبیعتی است که از آن‌ها برای تعمیر و ترمیم بتن‌ های در معرض آب یا مرطوب استفاده کرد. تاکنون هیچ استانداردی برای رزین‌های پلی یورتان مانند آنچه در استاندارد‌های معتبر برای رزین‌های اپوکسی وجود دارد، ارائه نشده است. با توجه به فقدان استاندارد از یک سو و از سوی دیگر تغییرات گسترده در خواص فیزیکی رزین‌های پلی یورتان، لازم است که دقت و مراقبت زیادی در انتخاب این رزین برای تعمیر بتن صورت گیرد. راهنمای کاربردی برای این نوع رزین‌ها خیلی مفید و موفقیت آمیز نمی‌باشد. بعضی از مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی در حال انجام مطالعات و تحقیقات بر روی این نوع ارزشمند از رزین‌ها می باشند. در صورت نیاز به مشاوره و راهنمایی برای روش‌‎های اجرا می توان از این مراکز کمک گرفت.

روش پوشش‌های حفاظتی سازه‌های بتنی

جلوگیری از خوردگی سازه‌های بتنی و نیز آب بند کردن آن‌ها با حفظ سرمایه‌های عظیم ملی می‌گردد.

1. پوشش حفاظتی سطحی در سازه‌های بتنی:

این پوشش‌ها، سطحی پلاستیک و مقاوم بر روی سطح کار تشکیل داده و آن را از محیط خورنده جدا می‌کنند. اگر به هر دلیلی این پوشش‌ها آسیب ببینند و زخمی شوند و یا از سطح کار کنده شوند بتنی که در زیر آن‌ها قرار گرفته در اثر عوامل خورنده تخریب می‌شود. ضمنا این پوشش ها از میلگرد داخل بتن حفاظت نمی‌کنند و اگر رطوبت از سطح دیگر بتن به داخل نفوذ کند می تواند میلگرد را مورد تهاجم قرار دهد.

2. پوشش نفوذی یا دائمی در سازه‌های بتنی:

این دسته از پوشش‌ها برخلاف دسته اول پوشش‌های حفاظتی، فعالیت خود را تنها به سطح محدود نکرده و می‌توانند از سطح شروع و با نفوذ در داخل عمق بتن به علت خاصیت اسمزی لوله‌های مویینه سطح بتن و در اثر واکنش‌های شیمیایی با اجزاء بتن، کریستال‌های جامدی را تشکیل دهند و در نتیجه حفره‌های موئین داخل بتن را پر کنند و از نفوذ آب یا مواد خورنده شیمیایی جلوگیری کرده و علاوه بر محافظت بتن، از میلگرد داخل بتن نیز محافظت به عمل آورند. زیرا علاوه بر ضد آب کردن بتن به آن اجازه تنفس می‌دهند و با خروج رطوبت از بتن، میلگرد داخل بتن از تهاجم عوامل خورنده که آب محیط مساعدی برای نفوذ این عوامل فراهم می‌کند، مصون می‌ماند و در واقع یک نوع حفاظت کاتودیک نیز انجام می‌دهند. این پوشش‌ها را می توان بر روی سازه‌های بتنی نو و یا کهنه اجرا کرد. روش اجرا بصورت پاشش (اسپری) یا با استفاده از قلم مو خواهد بود.

انواع سیستم‌های آب بندی بتن

سیستم آب بندی بتن به وسیله ورقه (انعطاف پذیر)

ورقه‌های آب بندی ورق‌هایی هستند که از مواد پلیمری، قیر و پلی اتیلن تشکیل شده‌اند. ترکیب این مواد باعث می‌شود تا این ورق‌ها در برابر تغییرات دمایی کم تر حساس باشند و کم تر تغییر شکل بدهند. این ورق‌ها به صورت خودکار از نزدیک شدن مواد و سموم شیمیایی خطرناک جلوگیری می‌نمایند و در عین حال باعث افزایش مقاومت کششی، افزایش مقاومت در برابر خاک‌های اسیدی، انعطاف پذیری، خود ترمیمی و افزایش توانایی پیوند می‌شود. با وجود پیشرفت‌هایی که در این نوع سیستم آب بندی بتن صورت پذیرفته، همچنان معایب زیادی در مورد آن‌ها وجود دارد. نصب این ورقه‌ها می تواند کار بسیار سخت و طاقت فرسایی باشد. خصوصا در اتصال میان ورقه‌های مختلف باید کارهای زیادی صورت بپذیرد تا آب بندی دچار هیچ گونه مشکلی نشود و این کارها بسیار سخت و زمان بر هستند. همچنین ورقه‌ها باید به سطوحی متصل شوند که در آن هیچ گونه تخلخلی وجود ندارد و دارای سطح کاملا صافی باشند، از این رو باید تخته‌های محافظی نیز بر روی بتن نصب گردد. با وجود تمام این مشکلات، استفاده از ورقه‌های آب بندی در سالیان متمادی جزو معمول ترین روش‌ها بوده و هم چنان نیز هست.

از آب بندکننده‌های فلزی مانند فولادی (معمولی،نرمه،گالوانیزه،زد زنگ) با ضخامت 0.5-0.75 متر  نیز می توانیم استفاده کنیم اما مشکل اصلی این آب بندکننده‌های فلزی خستگی منجر به شکست ترد می‌باشد.

به طور خلاصه خصوصیات آب بندکننده‌های انعطاف پذیر باید به صورت زیر باشد:

• در عمل و تحت شرایط محیطی مختلف بسیار با دوام باشد.
• در صورت کاربرد در مخازن آب آشامیدنی غیرسمی باشد.
• از نظر شیمیایی غیرفعال بوده و محیط مناسبی جهت رشد قارچ‌ها و میکروب‌ها نباشد.
• صلبیت کافی در زمان نصب،بتن ریزی و ارتعاش بتن داشته باشد.
• انعطاف پذیری کافی برای تغییرشکل در زمان نصب،بتن ریزی و ارتعاش بتن داشته باشد.

سیستم آب بندی بتن به روش پوسته‌های مایع

به وسیله‌ ی یک قلم‌ مو، اسپری یا غلتک می‌توان موادی نظیر اورتان یا آسفالت پلیمریک را بر روی سطح بتن کشید که به این روش آب بندی روش پوسته‌های مایع گفته می‌شود. این روش معمولا بر روی سطح خارجی بتن اجرا می شود. اما پیشرفت‌های اخیر فناوری باعث شده تا آب بندی سطح داخلی نیز میسر گردد. موفقیت آمیز بودن آب بندی به وسیله ‌ی پوسته‌های مایع بستگی به ضخامت و نحوه‌ی وضع آن‌ها دارد. از این روش تنها زمانی استفاده می‌شود که استفاده از ورق‌های پیش ساخته میسر نباشد.