تعریف و کاربرد آب بندی بتن

آب بندی بتن به معنای مسدود کردن منافذ مویینه بتن در برابر فشار هیدرواستاتیکی آب است. بتن یک ماده تقریبا متخلخل است و پس از گیرش نهایی منافذ مویینه زیادی در درون اون شکل میگیره. اگر این منافذ به خوبی آب بندی و مسدود نشود آب به راحتی به درون بتن نفوذ میکنه و با گذشت زمان آب زیادی جذب بتن خواهد شد. نفوذ و جذب آب به درون بتن می تواند انواع آلودگی ها و مواد شیمیایی خورنده را وارد بتن بکند که نتیجه آن تخریب بتن از درون خواهد بود. اگر تمایل دارید که یک بتن با عمر و دوام بالا داشته باشید، نیاز دارید که یک آب بندی اصولی و استاندارد انجام بدهید اما آب بندی استاندارد بتن چگونه انجام میشه؟
جدیدترین و بهترین مواد آب بندی بتن چه چیزهایی هستند؟ دراین مقاله سعی میکنیم تا به سوال های شما در مورد آب بندی بتن جواب بدهیم. در ابتدا باید یک تعریف از آب بندی ارائه بدهیم. آب بندی یعنی جلوگیری از نفوذ آب به بتن تحت فشار هیدرواستاتیکی. تفاوت آب بندی و نم بندی در این تعریف کاملا مشخص و واضح است. آب بندی را در برابر فشار هیدرواستاتیکی آب(مانند دیواره استخر و سد)کاملا مقاوم میکنه ولی در نم بندی چون فشار آب وجود نداره و فقط دفع رطوبت مطرح هست روش های ارزان تر و ساده تری اجرا میشه. بتن در یک مفهوم کلی به ترکیب شدن چند ماده با خاصیت چسبندگی و سیمانی شدن گفته میشه.

این ماده چسبنده معمولا حاصل واکنش شیمیایی سیمان های هیدرولیکی و آب هست. این تعریف طیف گسترده ای از مواد شیمیایی ساختمان را شامل میشه. بتن این امکان را داره که  با انواع سیمان، سرباره کوره ها، پوزولان ها، پلیمرها، مواد افزودنی، الیاف ها و غیره تهیه بشه. با توسعه و گسترش علم و پدیدار شدن تکنولوژی های فراوان در طی سال های گذشته، شناخت خواص بتن و تکنولوژی آن هم پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته، طوری که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و عرضه میشه که هرکدوم کاربرد و خواص مخصوص به خود رو دارن. امروزه انواع مختلف سیمان پوزولانی، آلومینی، پلیمری و افزودنی های شیمیایی تولید میشه. علاوه بر تنوع مواد اولیه تهیه بتن، روش های مختلفی مثل اتوکلاو، حرارت، بخار، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی و غیره برای تهیه بتن وجود داره.

بتن به طور معمول از ترکیب شدن آب، سیمان و سنگدانه دانه بندی شده حاصل میشه و ویژگی های خاصی داره. یکی از عواملی که باعث شده بتن تا این حد پرمصرف باشه در دسترس بودن مصالح، دوام نسبتا زیاد و قیمت پایین این ماده ست. بتن در سازه های فراوانی همچون ساختمان، سد، پل، تونل و راه کاربرد گسترده داره و چندین دهه ست که مورد استقبال فعالان صنعت قرار گرفته است. با بررسی و مطالعات انجام شده برروی بتن های قدیمی و بررسی رفتارهای بتن پس از گذشت چند سال مشخص شده که صرفا توجه به مقاومت فشاری بتن به عنوان معیار اصلی و اولویت قرار دادن مقاومت فشاری به عنوان طرح بتن نمی تونه جوابگوی مشکلات و حفظ دوام بتن در درازمدت بشه. طی سالیان اخیر مسئله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه مهندسین و تکنسین های صنعتی قرار گرفته است.

ایجاد خرابی و پوسیدگی تحت تاثیر عوامل شیمیایی و فیزیکی در بتن در بیشتر کشورهای جهان خصوصا در کشورهای اروپایی، اذهان و افکار رو به سمت تولید بتن هایی با ویژگی های مفید و دوام بیشتر سوق داده است. به همین جهت در بعضی کشورها استانداردها و دستورالعمل هایی برای اختلاط و فرمولاسیون تولید بتن ارائه شده است و فعالان این صنعت به رعایت این استانداردها ملزم شده اند. با تغییر دیدگاه و تفکر از بتن صنعتی مقاومتی به سمت بتن مقاومتی بادوام، ما نیز سعی کردیم با این مسئله به عنوان یک عامل زیست محیطی برخورد کنیم که کل زندگی بشر به اون وابسته ست.

به همین جهت ماهیت بتن به گونه ای است که رفتار هر جزء تشکیل دهنده با حاصل رفتار کل اجزاء پس از ترکیب کاملا متفاوت است. یکی از اصلی ترین مشکلات نگهداری و ساخت سازه های بتنی، نفوذ آب و اثرات تخریبی اونه. بنابراین آب بندی بتن از اهمیت زیادی برخورداره و امروزه ضدآب کردن بتن یک تخصص به شمار میاد. نفوذ آب به داخل بتن آسیب های درونی و ظاهری زیادی به سازه وارد میکنه.

آسیب های ظاهری شامل پوسته شدگی، شوره زدگی، قارچ زدگی، کپک زدگی و... و آسیب های درونی شامل واکنش سیلیکات قلیایی، چرخه ذوب و انجماد، باران های اسیدی،کربونیزاسیون، خوردگی فولاد و سولفاته شدن است. این آسیب ها موجب کاهش مقاومت و طول عمر ساختمان های بتنی می‌شود. در طی دوره های اخیر آمار تخریب سازه های بتنی رو به افزایش است. سازه هایی نظیر اسکله ها، بنادر، پل ها و سدها که هزینه های زیادی برای احداث آنها صرف شده به دلیل پایان عمر مفید بتن تخریب می‌شوند.

اگر برای حفظ این سازه ها تمهیدی در نظر گرفته نشود نه تنها باعث از دست رفتن یک سرمایه عظیم می‌شود بلکه ساخت مجدد هر یک از این سازه ها دشوارتر و هزینه بر خواهد بود که از شکوفایی اقتصادی جلوگیری می‌کند. یکی از کارهایی که برای افزایش دوام بتن هایی که در مجاورت آب و مواد شیمیایی است می‌توان انجام داد، مسدودکردن منافذ مویینه بتن در برابر فشار یا تهاجم آب است. به همین جهت باید بتنی بسازیم که هم باربری خوبی داشته باشد و هم آب بند باشد. برای آب بندی بتن چندین راه مختلف وجود دارد که در قسمت های دیگر به اون اشاره می‌کنیم.

روش های آب بندی بتن

آب بندی برای بتن هایی که در مجاورت و تماس دائم و غیردائم با آب و مواد شیمیایی خورنده هستند بسیار حائز اهمیت است. برای آب بندی از روش های مختلفی استفاده می‌شود. به طور کلی می‌توان آب بندی بتن را به دو روش کلی تقسیم کرد:

آب بندی در هنگام ساخت بتن

در این روش تمامی مواد آب بندی بتن به مخلوط بتن در کارخانه اضافه می‌شود و کل حجم بتن آب بند می‌شود. برای آب بندی در حین ساخت مجبور به تغییر طرح اختلاط بتن هستیم.این روش بیشتر برای بتن ریزی های حجیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش از توجیه اقتصادی بیشتری برخوردار است و بیشتر برای بتن هایی مناسب است که در تماس دائم با آب نیستند زیرا این مواد توانایی مسدود کردن منافذ مویینه بتن را ندارند و اصولا به عنوان نم بند و ضدرطوبت مورد استفاده قرار می‌گیرند. ژل میکروسیلیس الیافدار پرمصرف ترین محصول برای آب بندی در حین ساخت بتن است.

آب بندی بعد از ساخت بتن

در این روش از یک پوشش ثانویه برروی سطح بتن برای ایجاد لایه آب بند استفاده می‌شود و یا این مواد آب بند از طریق تزریق وارد بافت بتن می‌شود. این روش تنوع بسیار زیادی دارد و دامنه وسیعی از مواد را شامل می‌شود. شرایط آب و هوایی، مدت زمان اجرا، جهت فشار آب و میزان اسید آب مواردی است که باید حتما در این روش مورد توجه قرار بگیرد. این روش معمولا برای سازه هایی استفاده می‌شود که در تماس و فشار دائم آب هستند. چسب بتن اکریلیک یکی از پرمصرف ترین مواد در این روش است.

انواع مواد آب بندی بتن

آب بندی با بتن پلیمری

بتن پلیمری یک بتن اصلاح شده با مونومرهای اکریلیک و استات است و در ساختار آن از ماسه سیلیسی ریزدانه استفاده شده است. این مواد چسبندگی خوبی به بتن داشته و از طرفی با تشکیل یک فیلم منعطف (الاستومری)از نفوذ آب به داخل بتن جلوگیری می‌کند. بتن پلیمری برای آب بندی استخر، مخازن نگهداری مایعات و رفع نم زیرزمین گزینه خوبی است. این محصول معمولا به صورت نرمه کشی و با ضخامت 2 الی 3 میلیمتر برروی بتن به منظور آب بندی بتن اجرا می‌شود. اجرای آب بند پلیمری نیاز به نیروی تخصصی خاصی نداشته و به راحتی قابل اجراست و از لحاظ قیمتی تقریبا ارزان است.

این مواد مقاومت خوبی در برابر جلبک و مواد اسیدی و قلیایی دارد. از معایب اصلی بتن پلیمری مقاومت پایین آن در مقابل یخ زدگی و سیکل ذوب و انجماد است به طوریکه ممکن است دچار ترک خوردگی و نشتی شود پس در زمستان باید به خوبی از آن محافظت شود. بتن پلیمری برای آب بندی سازه های با اهمیت زیاد اصلا گزینه مطمئن و خوبی نخواهد بود.

آب بندی با مواد کریستال شونده نفوذگر

این مواد با تشکیل ذرات کریستالی در منافذ مویینه بتن، نفوذپذیری بتن رو در مقابل آب و مواد شیمیایی کاهش میدن. این مواد برپایه سیمان و سیلیکون دی اکساید و چند ماده فعال شیمیایی دیگر تشکیل شده و موثرترین روش برای آب بندی بتن به صورت دائم است. مواد آب بندی بتن با مکانیزم تشکیل کریستال، حالت پودری دارد و وقتی با آب ترکیب می‌شود، تشکیل دو فاز مایع و جامد می‌دهد.

فاز مایع شامل مواد شیمیایی فعال کریستالی محلول در آب میشه و فاز جامد باعث چسبندگی بهتر این مواد به بتن میشه و در واقع وظیفه محافظت از بتن در برابر مواد شیمیایی خورنده را به عهده داره. این مواد وقتی با آب ترکیب می‌شوند در اثر فشار اسمزی (حرکت مایع از غلظت کمتر به غلظت بیشتر) به داخل منافذ مویینه بتن در همه جهت ها مکیده می‌شود و تا جایی که آب قابلیت نفوذ داشته باشد این مواد نیز به همراه آب به جان بتن نفوذ می‌کند.

این مواد با اکسیدهای داخل بتن مخصوصا اکسید کلسیم کریستال های سوزنی شکل و سفیدرنگ نامحلول در آب تشکیل می‌دهد که به مرور در جان بتن رشد کرده و تمام حفره های ریز بتن رو مسدود میکنن که برای آب بندی بتن بسیار مفید است. عملیات کریستال سازی هم در جهت فشار آب و هم در جهت مخالف فشار آب فعالیت می‌کند. این مواد می‌توانند تا عمق یک متری در بتن نفوذ کنند و تشکیل کریستال بدهند به همین خاطر نگرانی بابت مخدوش شدن لایه آب بندی وجود ندارد. اثربخشی مواد کریستال شونده نفوذگر بسیار بهتر از روکش های ممبرین چسبیده به بتن است زیرا این مواد خود جزئی از بتن می‌شوند.

این مواد خاصیت خودترمیمی دارند و در صورت ایجاد ترک در بتن تا ضخامت 4 میلیمتر مجددا با تشکیل کریستال محل ترک را پر و آب بند می‌کنند. این مواد برخلاف روکش های آب بند به بتن اجازه می‌دهد که تنفس کند و از جمع شدن بخار آب در داخل بتن جلوگیری می‌کند و بتن رو خشک میکنه. این مواد برای آب بندی بتن مخازن آب آشامیدنی کاملا تاییدیه دارد و سمی نیست.

پرایمر آب بندی(چسب بتن)

پرایمر آب بندی که با نام چسب بتن بر پایه آب و مونومر استایرن و اکریلیک فرموله شده و مکانیزم عملکرد اون ایجاد یک فیلم نازک و انعطاف پذیر برروی بتن است. این پرایمر معمولا حاوی 50درصد آب و 50درصد مونومر اکریلیک و استایرن است. این محصول به دو روش قابل استفاده است. روش اول اینه که چسب بتن رو به ملات و بتن درحین ساخت اضافه کنید که از لحاظ اقتصادی در بتن ریزی های حجیم توجیه دار نیست. روش دوم هم اینه که این محصول به عنوان پرایمر در سطح خارجی بتن اعمال بشه و با تشکیل یک غشاء و لایه نازک مانع نفوذ آب به داخل بتن بشه. کیفیت آب بندی بتن این محصول وابسته به سطح خارجی بتن است و قبل از اجرا سطح خارجی بتن باید به خوبی تمیز و عاری از هرگونه روغن باشد.

این محصول روش اجرای بسیار آسانی داشته و به وسیله یک غلطک معمولی برروی سطح بتن اعمال می‌شود. چسب بتن آب بندی در مقابل اشعه UV آسیب پذیر است و در سطوح تحت سایش و ترافیک دوام پایینی دارد. اگر قصد دارین از این محصول برای آب بندی سطوح استفاده کنید باید بدونید که هر ساله نیاز به شارژ مجدد دارد.

آب بندی با ژل میکروسیلیس

توی چندسال اخیر مسئله دوام بتن به عنوان یک فاکتور مهم در کنار مقاومت بتن قرار گرفته. یعنی توی این سال ها همونقدر که به مقاومت بتن اهمیت داده میشه به دوام و عمر اون هم اهمیت میدن. یکی از موادی که برای افزایش دوام و آب بندی بتن استفاده میشه ژل میکروسیلیس هست. توی این قسمت میخوایم ژل میکروسیلیس رو بررسی کنیم. دوده سیلیسی یک پوزولان بحساب میاد که به عنوان جایگزین بخشی از سیمان به صورت ژل شده به همراه مواد کاهنده آب به بتن اضافه میشه.

اندازه ذرات این ماده یک صدم ذرات سیمان هست و چگالی بسیار پایینی داره یعنی خیلی سبکه و رنگ اون معمولا خاکستری روشنه.این ماده پسماند حاصل از کوارتز و کربن در کوره قوس الکتریکی است و ساختار اون آمورف(غیرکریستالی) است و در صنعت بتن با نام میکروسیلیس هم شناخته میشه. اندازه ذرات دوده سیلیسی حدود 100 برابر از سیمان ریزتره. این ذرات بسیار ریز کمک میکنه که دوده سیلیسی بیاد فضای خالی بین سیمان و سنگدانه بتن رو به خوبی پر بکنه و از این طریق آب بندی بتن انجام بشه.

پر شدن این فضا باعث میشه تخلخل و نفوذپذیری بتن کم بشه و منافذ مویینه بتن مسدود بشه. این خاصیت عامل اصلی افزایش عمر بتن هست و اگر به بتن هایی که در مجاورت آب دریا و مواد شیمیایی (کلر و سولفات) هستن، دوده سیلیسی اضافه بشه عمر این بتن ها افزایش پیدا میکنه. آیا جایگزینی بخشی از سیمان با دوده سیلیسی زل شده بتن رو آب بند میکنه؟ در جواب باید بگیم که این مواد در برابر فشار آب ضعیف عمل میکنن و برای آب بندی سازه هایی که در تماس دائم با آب هستند گزینه خوبی نیستند. این مواد بیشتر به عنوان مواد نم بند استفاده میشن تا مواد آب بند. برای دیوارهای حایل بتنی و سایر سازه هایی که در مجاورت خاک مرطوب و مواد شیمیایی هستن ژل میکروسیلیس بسیار عملکرد خوبی داره.

واترپروف پودری(پودر آب بندی بتن)

واژه واترپروف و آبگریز در بین افزودنی‌های بتن، بسیار رایج و زیاده. بسیاری از فعالان صنعت ساختمان از این افزودنی برای آب بندی بتن استفاده می‌کنند و اون رو با نام پودر آب بندی بتن میشناسن. ولی این مواد تا چه اندازه میتونن از نفوذ آب به داخل بتن جلوگیری کنند؟ در این پست میخوایم شمارو با معایب و مزیت‌های این نوع از افزودنی‌ها بیشتر آشنا کنیم و نحوه عملکرد و مکانیزم این مواد رو بررسی کنیم.با اضافه کردن مواد واترپروف یا آبگریز به بتن قطرات آب به صورت گلوله روی سطح بتن جمع میشن و به داخل بتن نفوذ نمیکنن.

مکانیزم عملکرد پودر آب بندی بتن کاهش سطح تماس قطره آب با بتن است. در حالت عادی زاویه تماس قطره آب با بتن کمتر از 90درجه است و با اضافه کردن واترپروف اندازه این زاویه بیشتر از 90درجه میشه و قطره آب نمیتونه به داخل بتن نفوذ پیدا کنه و از این طریق آب بندی بتن انجام میشه.ولی آیا از این مواد می‌توان در استخر و سدسازی هم استفاده کرد؟ در جواب باید گفت خیر. این مواد فقط میتونن بعنوان مواد نم بند و ضدرطوبت استفاده بشن و در جاهایی مانند استخر که در تماس و فشار دائم آب هستند، خاصیت آب بندی ندارند.

در دیوارهای حائل بتنی که در تماس با خاک مرطوب هستند و حجم بتن ریزی زیاد است، استفاده از این مواد بسیار توجیه پذیر است.واترپروف بتن به صورت پودر ارائه میشه و به میزان 1 الی 3 درصد وزن سیمان به بتن اضافه میشه. یک نکته مهم اینکه این مواد درحالت پودری در آب حل نمیشن و باید در ابتدا به صورت خشک در میکسر ترکیب بشه و سپس آب اضافه بشه.

آب بندی با مواد پلی یورتان

لاک پلی یورتان صنعتی شامل دو جزء شفاف رزینی شامل پلی استر اول و هاردنر ایزوسیانات است. این محصول پس از اجرا یک فیلم تقریبا نازک برروی بتن تشکیل می‌دهد و در مقابل رطوبت، اشعه UV، آلاینده های محیطی، تردد و ترافیک و روغن ها بسیار مقاوم است و برای آب بندی بتن هم کاربرد داره. این محصول به دلیل مقاومت سایشی و خوردگی بالا به عنوان پوشش محافظ برروی سطح خارجی کفپوش های بتنی و انواع سنگ کف و نما استفاده می‌شود. برای اجرای این محصول باید قبل از هرچیز سطح را از هرگونه روغن و آلودگی تمیز کنید. لاک پلی اورتان در دو نوع مات و براق موجود است و علاوه بر کاهش نفوذپذیری بتن زیبایی و جلوه بسیار خوبی به سطح می‌بخشد به همین خاطر در پوشش های بتنی دکوراتیو کاربرد زیادی دارد.

آب بندی بتن با صفحات ممبرین

این روش از مرسوم ترین پوشش های آب بندی بتن است. این روکش ها به کمک مواد الاستومری پلیمری به آب بندی کمک می‌کند. صفحات ممبرین همان قیر پلیمری اصلاح شده سرد است که از آسفالت و صفحات پلی اتیلن ساخته شده است و از کاربردی ترین مواد آب بندی بتن است. مواد پلیمری که با آسفالت ترکیب می‌شود باعث افزایش مقاومت دمایی و همچنین افزایش لزجت آسفالت می‌شود. از این رو آسفالت پلیمری نسبت به آسفالت معمولی استفاده راحت تری خواهد داشت. یک مزیت بزرگ صفحات ممبرین خاصیت خودچسبندگی این محصوله که باعث میشه برای نصب مواد چسباننده مضر و مخرب محیط زیست حذف بشن. این محصول مقاومت کششی بتن رو افزایش میده و از خوردگی بتن در برابر خاک های اسیدی به خوبی مراقبت میکنه.

آب بندی بتن با ممبرین مایع

ممبرین مایع با عایق امولسیون یکی دیگر از روش های مرسوم آب بندی سطح خارجی بتن است. این مواد به کمک غلطک، ماله و اسپری برروی سطح اعمال می‌شود و به عنوان چسب بتن هم شناخته می‌شود. پایه ممبرین مایع آسفالت پلیمری و پلی یورتان است. این مواد خاصیت الاستومری بالایی دارند و باید پس از اعمال برای آب بندی بتن باید به خوبی در سطح بتن عمل آوری شوند. با استفاده از تکنولوژی های جدید این امکان فراهم شده است که این مواد مستقیما به داخل بتن اضافه شوند. یکی از پارامترهای مهم که در عملکرد این محصول تاثیرگذار است، نوع پرداخت سطح بتن و خشک بودن بتن است. ممبرین مایع در برابر اشعه UV ضعیف عمل می‌کند و ممکن است تحت بار ترافیکی مقاومت خود را از دست بدهد.

ما را در اینستاگرام دنبال کنید.