هر آنچه که باید در مورد آب بندی بتن بدانید
بتن یک ماده ی متخلخل است و اگر به خوبی آب بندی نشود، می تواند به مرور زمان مقدار زیادی آب را به خود جذب کند. این آب جذب شده می تواند حاوی آلودگی ها و مواد شیمیایی مختلفی باشد که تخریب بتن را رقم می زنند. اگر می خواهید که از عمر طولانی و دوام بالای بتن خود مطمئن شوید، لازم است که آب بندی آن را به صورت استاندارد انجام دهید. اما چگونه؟ بهترین راه و جدید ترین مواد آب بندی بتن چه چیزهایی هستند؟ در این نوشتار سعی داریم تا به توضیح این مسائل بپردازیم. آب بندی بتن به معنای جلوگیری از نفوذ آب به بتن و مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک می باشد. بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمان های هیدرولیکی و آب است. امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان و نیز پوزولان ها، سرباره کوره ها، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمان ها که شامل پوزولان ها، سولفورها، پلیمرها و افزودنی های متفاوتی هستند، تولید می شوند. همچنین می توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی حاصل می شود و دارای ویژگی های خاص است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، سدها، پل ها، تونل ها و راه ها، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده، که صرف توجه به مقاومت به عنوان یک معیار برای طرح بتن در محیط های مختلف و کاربردهای مختلف، نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در دراز مدت در ترمیم سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند. با گسترش دیدگاه و تفکر عصر بتن های سبز فرا صنعتی و تغییر جایگاه نگرش سنتی تک بعدی مقاومتی بتن به سمت و سوی بتن های مقاومتی دوامی، لزوم جانشینی برخوردی کل نگرانه و به عنوان یک سیستم زنده و پویا به جای برخورد قدیمی و جزء نگرانه ی از پیش تعیین شده احساس می شود. در این راستا طبیعت بتن بگونه ای است که رفتار آن با رفتار تک تک اجزاء تشکیل دهنده آن و نیز با حاصل جمع رفتار این اجزا متفاوت است. بنابراین، اگر بتن را چه به صورت فیزیکی و چه به صورت نظری به اجزا جدا از هم تفکیک کنیم. مشخصات ماده مخدوش شده، از بین خواهد رفت. لذا دنیای بتن یک دنیای غیرخطی است و در محدوده این رفتار غیر خطی دارای ناپیوستگی و گسستگی هایی نیز می باشد و اگر چنانچه این دانش را محدود به برداشت خود از یک معلول منفرد نماییم و استنباط مان فاقد هرگونه کل نگری باشد انگار که این معلول همه چیز است و خود را در یک محدوده کوچک قرار داده ایم. با در نظر گرفتن این تفکر جدید کل نگرانه به بتن بعنوان یک سیستم زنده و پویا هرگونه تغییر رفتار و ایجاد مشخصات جدید در بتن با استفاده از افزودنی های دنیای جدید باید بصورت استفاده از افزودنی های بتن چند منظوره که علاوه بر هدف رفتاری جدید در بتن، مقاومت و دوام آن را نیز در نظر دارد، باشد. یکی از مهم ترین مشکلات در ساخت و نگهداری سازه ها، نفوذ آب و اثرات تخریبی آن می باشد. بنابراین ضدآب سازی سازه ها از اهمیت خاصی برخوردار بوده تا جایی که امروزه به یک تخصص تبدیل شده است. جذب آب صدمات ظاهری و سازه ای متعددی را در سازه ها بوجود می آورد. در واقع صدمات ظاهری شامل شوره زدگی، پوسته شدن رنگ،قارچ ها، کپک ها و کثیف شدگی بوده و صدمات سازه ای موجب واکنش سیلیکات های قلیایی، یخ زدگی و ذوب شدن پیاپی آب در مصالح، کربونیزاسیون، باران های اسیدی، سولفاته شدن و خوردگی آهن آلات بکار رفته در اسکلت ساختمان می شود که بر روی انعطا�� پذیری و کاهش مقاومت آنها تأثیر می گذارد. هر ساله آمار و ارقام زیادی در مورد تخریب سازه های بتنی منتشر می شود و بدیهی است هزینه های سنگینی در طرح های عظیم ملی نظیر طرحهای فاضلابی، سازه های دریایی، ساخت اسکله ها و بنادر سدها و پل ها و... صرف می شود. در صورتی که تمهیدی برای حفظ این سازه ها به کار گرفته نشود نه تنها این سرمایه عظیم از بین می رود بلکه ساخت مجدد آنها فوق العاده دشوارتر و پر هزینه تر بوده و رشد و شکوفایی اقتصادی را ناممکن می سازد. یکی از مواردی که در مورد مقاوم سازی سازه های بتنی بالاخص مواردی که در مجاورت دائم یا غیر دائم با آب و مواد شیمیایی می باشد بسیار با اهمیت است. عملکرد مسدود کنندگی در برابر تراوش، نفوذ، فشار یا تهاجم آب حاوی مواد شیمیایی علاوه بر تحمل خوب باربری آن است. در این راستا باید بتنی ساخته شود که اصطلاحا آب بند یا ناتراوا گفته می شود. برای آن که بتن را آب بندی کنید چند راه پیش روی شماست.
✔ انواع روش های آب بندی بتن
اول این که بتن را از طریق سطح خارجی اش آب بندی کنید، راه دوم این است که از طریق سطح داخلی این عمل را انجام دهید و یا از راه سوم استفاده کنید که آن آب بندی بتن از طریق ذرات بتن است. یکی از معمول ترین راه های آب بندی بتن از طریق سطح خارجی استفاده از ورق های آب بندی است، اما این روش محدودیت های بسیاری دارد و هم چنین هزینه‌ی بالایی را نیز در بر می گیرد. از دهه ۱۹۸۰ تا کنون در بسیاری از پروژه های ساخت و ساز در سرتاسر دنیا از افزودنی کریستالی برای آب بندی بتن استفاده کرده و می کنند. این روش در واقع همان روش سوم آب بندی است (از طریق ذرات خود بتن) است که به آن اشاره کردیم. در این شیوه ذرات بتن خودشان سد راه عبور آب از هر جهتی می شوند و در واقع خود بتن به نوعی مانع آب تبدیل می گردد. تا کنون پیشرفت های زیادی در هر دو زمینه ی استفاده از ورق های آب بندی و استفاده از افزودنی کریستال صورت پذیرفته است. در این جا به اختصار به مرور به آنها می پردازیم تا انتخاب های موجود برای شما روشن تر شود.
علم نوین و شیوه های آب بندی سازه های بتنی
1. سیستم آب بندی بتن به وسیله ورقه
ورقه های آب بندی ورق هایی هستند که از مواد پلیمری، قیر و پلی اتیلن تشکیل شده‌اند. ترکیب این مواد باعث می شود تا این ورق ها در برابر تغییرات دمایی کم تر حساس باشند و کم تر تغییر شکل بدهند. این ورق ها به صورت خودکار از نزدیک شدن مواد و سموم شیمیایی خطرناک جلوگیری می نمایند و در عین حال باعث افزایش مقاومت کششی، افزایش مقاومت در برابر خاک های اسیدی، انعطاف پذیری، خود ترمیمی و افزایش توانایی پیوند می شود. با وجود پیشرفت هایی که در این نوع سیستم آب بندی بتن صورت پذیرفته، همچنان معایب زیادی در مورد آن ها وجود دارد. نصب این ورقه ها می تواند کار بسیار سخت و طاقت فرسایی باشد. خصوصا در اتصال میان ورقه های مختلف باید کارهای زیادی صورت بپذیرد تا آب بندی دچار هیچ گونه مشکلی نشود و این کارها بسیار سخت و زمان بر هستند. همچنین ورقه ها باید به سطوحی متصل شوند که در آن هیچ گونه تخلخلی وجود ندارد و دارای سطح کاملا صافی باشند، از این رو باید تخته های محافظی نیز بر روی بتن نصب گردد. با وجود تمام این مشکلات، استفاده از ورقه های آب بندی در سالیان متمادی جزو معمول ترین روش ها بوده و هم چنان نیز هست.
2. سیستم آب بندی بتن به روش پوسته های مایع
به وسیله ی یک قلم مو، اسپری یا غلتک می توان موادی نظیر اورتان یا آسفالت پلیمریک را بر روی سطح بتن کشید که به این روش آب بندی روش پوسته های مایع گفته می شود. این روش معمولا بر روی سطح خارجی بتن اجرا می شود. اما پیشرفت های اخیر فناوری باعث شده تا آب بندی سطح داخلی نیز میسر گردد. موفقیت آمیز بودن آب بندی به وسیله ی پوسته های مایع بستگی به ضخامت و نحوه‌ی وضع آنها دارد. از این روش تنها زمانی استفاده می شود که استفاده از ورق های پیش ساخته میسر نباشد.
✔آب بندی بتن با استفاده از افزودنی های بتن
نوع بسیار جدید و مدرنی از آب بندی بتن که در سال های اخیر بسیار از آن استفاده شده، استفاده از افزودنی های مختلف در مخلوط بتن می باشد. این افزودنی ها در هنگام بتن ریزی به مخلوط بتن اضافه می شود و خود بتن را به یک مانع برای عبور آب تبدیل می کنند. این افزودنی ها انواع مختلفی دارند و به دسته های افزودنی های هوا دهنده بتن، دافع آب و افزودنی های کریستال تقسیم می شوند.
روش های نوین آب بندی بتن
✔ روش های نوین آب بندی بتن و اعضای بتنی
بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در سازه ها همیشه مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. انعطاف پذیری که این ماده برای رسیدن به اهداف مختلف از خود نشان داده، اقتصادی بودنش در برابر سایر مواد مصرفی، در دسترس بودن مواد اولیه، شکل پذیری و سازگاری نسبی با طبیعت باعث اهمیت بیشتر آن می شود. یکی از ویژگی های اصلی بتن قابلیت تغییر در طرح اختلاط و اضافه کردن مواد افزودنی خاص به منظور دستیابی به اهداف مختلف می باشد که باعث می گردد با در نظر گرفتن تمهیدات خاص، بتن آب بند و انواع دیگر بتن حاصل گردد که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارا می باشند. در این تحقیق ساختار بتن آب بند به عنوان یک ماده با نفوذپذیری کم مورد بررسی قرار گرفته و عوامل موثر بر طرح اختلاط، نحوه اجرا و برخی افزودنی های بتن به منظور دستیابی به نتایج مطلوب تفسیر می گردد. محوریت اصلی تحقیق مواد افزودنی ست که به منظور ساخت بتن آب بند مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد می توانند هم به صورت ترکیب با اجزا تشکیل دهنده بتن و هم پس از سخت شدن بتن مورد استفاده قرار گیرند.. مقدار مصرف این مواد و نوع به کارگیری آنها در بتن های مختلف، متفاوت است. سازه های بتنی از سه منظر دوام، بهره برداری و زیبایی نیازمند آببندی می باشند. دوام را به قابلیت حفظ توان خدمت رسانی یک محصول تولیدی، جزء سازنده، یا مجموعه اجزایی سرهم شده در مدت زمانی معین تعریف می کنند. توانایی خدمت رسانی، قابلیت سازه برای اجرای کارکردهایی است که به منظور تحقق آنها، در شرایط رخ نمایی ) در معرض محیطی خاص بودن( طراحی و ساخته شده است. بنابراین، سازه باید توانایی ایستادگی و مقاومت در مقابل کل بارهای منظور شده در عمر خدمت رسانی خود و نیز شرایط محیطی را داشته باشد، بدون آنکه به زوال )فروسایی) سایش یا ریزش پیش از موعد دچار شود. دوام به مفهوم وسیع خود به ماهیت بتن و به تهاجم در محیط خدمت گیری بستگی دارد. لزوم بتن با کیفیت خوب و تامین پوشش کافی آرماتور برای آن در تعیین مشخصات فنی بتن بادوام اهمیت اساسی دارد. نفوذپذیری کمرا عامل کلیدی بتن بادوام تشخیص داده اند که عوامل مختلفی بر آن تاثیر گذار است. آب بندی سازه های بتنی گویای لحاظ تمهیدات لازم برای جلوگیری از نفوذ یا عبور آب یا سایر مایعات از مقطع بتن می باشد.
روش های آب بندی سازه های بتنی عبارتند از:
آب بندی اولیه آب بندی در حین ساخت
آب بندی ثانویه 1. آب بندی به روش پوشش های سطحی یا نفوذگر
2. آب بندی به روش تزریق
باید توجه داشت که آب بندی بتن در بسیاری از مواقع با وجود اینکه ما شاهده ورود آب از قسمتی و خروج آن از سمتی دیگر نیستیم به لحاظ دوام سازه دارای اهمیت بالایی می باشند. بدیهی است که مطمئن ترین و کارآمد ترین روش همواره مواد آب بندی بتن در سازه های بتنی با به کارگیری تمهیدات در حین ساخت می باشد. این امر می تواند با استفاده از کاهش نفوذپذیری بتن، استفاده از افزودنی های بتن آب بند کننده و نصب واتر استاپ آب بند کننده بتن در قسمت درزها یا استفاده از پوشش های آب بندی در جهت فشار مثبت تحقق یابد. اما متاسفانه با این وجود در بسیاری از مواقع مشاهده می شود به دلایل اقتصادی و یا عدم آگاهی کافی سازندگان و تصمیم گیران، این سیستم آب بندی در سازه های بتنی صورت نمی گیرد.
در این صورت در گام دوم میتوان برای آب بندی بتن از یکی از دو روش رایج آب بندی سازه های بتنی یعنی آب بندی به روش تزریق و یا روش آب بندی با استفاده از انواع پوشش های آب بند استفاده کرد. لازم به ذکر است که پوشش های آب بندی دارای گونه های مختلفی می باشند که هر یک متناسب با شرایط بهره برداری و محدودیت های مالی و اجرایی، انتخاب و قابل استفاده می باشند. لذا آنچه در این بین می تواند در انتخاب روش آب بندی بتن مورد توجه باشد لحاظ حداکثر دوام آب بندی سازه های بتنی می باشد.
✔ مزایای استفاده از آب بندی بتن
از مزایای استفاده از آب بندی به روش تزریق می توان به امکان اجرای آب بندی در فشار مثبت و منفی، حداکثر دوام سازه بتنی به علت جلوگیری از ورود آب به سازه و سرعت بالای اجرا اشاره نمود. از مشکلات عمده این روش آب بندی بتن، تخصص بالای مورد نیاز، نیاز به تجهیزات خاص و گران قیمت و هزینه بالای این روش آب بندی بتن می باشد. در این تحقیق علاوه بر تحلیل ساختار بتن آب بند و روش های آب بندی بتن، انواع مواد افزودنی به منظور آب بندی بتن و اعضای بتنی معرفی و تشریح می گردد.
1. بتن آب بند و اصول آب بندی بتن
بتن آب بند به بتنی گفته می شود که در برابر نفوذ هرگونه عامل بیرونی که به سطح بتن حمله کند مقاوم باشد. بتن آب بند بدون هرگونه ترک خوردگی می باشد. از نظر محدود کردن آسیب دیدگی بتن، در حقیقت مناسب تر آن است که از اصطلاح بتن غیر قابل نفوذ استفاده گردد. زیرا امکان آب بندی مطلق در مخلوط نامتجانسی همچون بتن به سختی میسر می باشد. بدین معنی که اگر حجم رطوبت نفوذ یافته در جسم بتن در سطح مجاور هوا تبخیر شود و در زمان تجزیه و تحلیل رطوبت هیچ صدمه ای ایجاد نشود در این صورت به چنین بتنی بتن آب بند (آب کیپ یا ناتراوا) گفته می شود. یا به عبارت دیگر زمانی بتن آب کیپ است که تهویه مناسب و دمای کافی برای ادامه تبخیر آب نفوذ یافته در سطح بیرونی در سازه های مخزنی و سطح دور از آب در سازه های آبی وجود داشته باشد و قطرات تعریق بر روی سطح دور از آب در محل موجود نباشد.
2. اصول آب بندی سازه های بتنی
آب بندی سازه های بتنی به دو صورت کلی دسته بندی می گردد:
آب بندی اولیه (در حین ساخت و بتن ریزی)
این روش با استفاده از مواد افزودنی مناسب و اصلاح طرح اختلاط بتن مصرفی و قرار دادن واتراستاپ در درزهای اجرایی یا انبساطی و رعایت نکات مهم اجرایی انجام می گردد. لازم به ذکر است که آب بندی در این مرحله اقتصادی ترین و بهترین روش محسوب می شود. 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 لوله های مویینه، افزایش وزن مخصوص و تراکم بتن و در نتیجه سبب کاهش نفوذ پذیری می شوند. همچنین خاصیت روان کنندگی باعث بهبود خواص پمپ پذیری می شود.
2. با لغزنده نمودن سطوح داخلی لوله های مویینه درون بتن سخت شده، به واسطه از میان بردن نفوذ آب از طریق خاصیت اُسمُزی، نفوذپذیری بتن را کاهش می دهند.
3. با ایجاد حباب های ریز هوا و در نتیجه قطع لوله های مویینه موجب کاهش نفوذپذیری بتن می گردد.
4. از نفوذ سولفات ها و املاح خورنده در بتن جلوگیری کرده و یون کلر فعال موجود در آن را غیر فعال می نمایند.
5. به دلیل عملکرد چند کاره بر مقاومت فشاری و دوام بتن می افزایند.
دارا بودن این خواص به صورت همزمان منجر به تولید بتنی ایده آل شده که انتظارات بهره بردار را برآورده می سازد. نتیجه آن که برای آب بندی یک سازه بتنی در حین ساخت دو کار اساسی را بایستی انجام داد:
- آب بند نمودن ساختار جسم بتن
کیفیت بتن از نظر دوام برحسب نفوذپذیری اندازه گیری می شود. عامل کنترل کننده این ویژگی در بتن سخت شده سیستم فضاهای خالی است. همین عامل در مقاومت در مقابل حمله شیمیایی از منابع خارجی (مثلا اسیدها، دی اکسیدکربن و سولفات ها) یا از درون بتن (مثلا واکنش قلیایی سنگدانه و سیمان نامناسب) و نیز در برابر سایر تنش های محیطی ناشی از نفوذ رطوبت (مثل دوره یخ زدن و آب شدن و تراوش) از اهمیت اساسی برخوردار است. به طور کلی نفوذ پذیری تحت تاثیر عوامل ذیل است:
- کیفیت سیمان و سنگدانه
- نسبت W/C و درجه هیدراتاسیون
- مقدار تراکم
- میزان عمل آوری
- حضور یا عدم حضور ترک ها
واکنش هایی را که در دوام بتن موثرند، به طور کلی می توان به دو نوع تقسیم کرد:
- واکنش های سطحی
- واکنش های رخ دهنده در جسم بتن
حمله سطحی که ریزساختار بیرونی بتن و ملات را خراب می کند، بیشتر ناشی از تاثیر مضر محلول های مهاجم است. حمله درونی نتیجه دوره های یخ زدن و آب شدن و واکنش انبساطی شدید سنگدانه ها با سیمان است. حمله داخلی در صورتی رخ می دهد که کیفیت سیمان پایین بوده یا آنکه سیمان حاوی اکسید کلسیم یا اکسید منیزیم بیش از اندازه باشد. اگر مخلوط بتن طوری طراحی شود که بتن سخت شده سیستم حفره های هوای کافی در برداشته باشد، می توان از خرابی ناشی از دوره های یخ زدن و آب شدن اجتناب کرد. ایجاد این خاصیت در بتن به خصوص زمانی که بهره برداری از بتن در شرایط اشتباه باشد، ضروری است.
عامل تعیین کننده مقاومت بتن، حفرات موجود در آن است. تاثیر سنگدانه با همه اهمیت خود کمتر از خمیر سیمان است.
نسبت W/C مبین این اثر است. به طوری که هر چه نسبت W/C بیشتر باشد، فضای مویینه خمیر بیشتر، و بنابراین مقاومت آن کمتر است.
این نظر توسط پاورز در قانون نسبی فضا - ژل بیان کمی یافته است:
« هر چه نسبت ژل (خمیر سیمان هیدراته) به فضای موجود برای آن بیشتر باشد، مقاومت بیشتر خواهد بود.»
نفوذپذیری عامل اصلی تعیین کننده دوام بتن است. نفوذ مواد شیمیایی مضر و دی اکسید کربن، و نیز خرابی ناشی از یخ زدن و آب شدن در هنگامی که رطوبت در حد اشباع است، همه با نفوذ پذیری بتن ارتباط مستقیم دارند. نفوذ پذیری بتن نسبت به آب تحت فشار هیدرواستاتیک )همه جانبه) بیشتر به نفوذ پذیری اجزای خمیر سیمان بتن بستگی دارد. کل آب تراوشی باید از میان اجزای خمیر بتن )بخش پیوسته) عبور کند و اگر نفوذ پذیری خمیر کم باشد، بتن نیز خواص مشابه را نشان خواهد داد. نفوذ پذیری با پیشرفت هیدراتاسیون به سرعت کاهش می یابد. لذا اصلاح ساختار بتن جهت آب بندی شامل تراکم، توسعه دوام و ایجاد مقداری حباب هوا می باشد که با رعایت نکات زیر حاصل می گردد:
1. اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان ذرات ریزدانه به این معنی که میزان سیمان، مواد افزودنی پودری (میکروسیلیکا) و نرم دانه مصالح سنگی )عبوری از الک 100#) جمعاً در هر متر مکعب حداقل 400 کیلوگرم باشد.
2. کاهش نسبت آب به سیمان
3. افزایش نرخ هیدراتاسیون
4. دقت در مراحل اجرا (جلوگیری از ایجاد درزهای اجرایی و کرموشدگی)
امروزه تمایل به ساخت سازه های بتنی غیر قابل نفوذ با ضخامت پایین با رعایت شرایط فوق زیاد می باشد. قوام یا کار پذیری را نیز می توان با اضافه نمودن مواد افزودنی شیمیایی اصلاح نمود. کیفیت بتن آب کیپ را می بایست در زمان اختلاط مناسب مورد بررسی قرارداد. لایه نهایی بتن به منظور آب کیپ بودن بسیار حائز اهمیت است که بطور کامل هیدراته شده، و متخلخل باقی نماند و تحت شرایط نرمال عمل آوری شود. از طرف دیگر به دلیل قطع شدن لوله های مویینه توسط حباب های هوا امکان عبور و انتقال رطوبت و آب بسیار کم می شود و بتن آب کیپ (آب بند) یا ناتروا به وجود می آید. در این مرحله افزودنی های آب بند کننده می بایست دارای خواص کلی ذیل باشد:
1. دارای خاصیت کاهش دهندگی نفوذ پذیری
2. خاصیت دفع کنندگی آب یا آبگریز / دور کننده آب
- آب بند نمودن درزهای اجرایی و انبساطی در سازه بتنی
سازه آب بند می بایست در قسمت درزهای اجرایی یا انبساطی دارای شرایط زیر باشد:
الف- درزهای اجرائی تا آنجا که ممکن است موجود نباشد و چنانچه وجودشان اجتناب ناپذیر بود می بایست برای آب بندی درز از واتراستاپ نوع تخت استفاده نمود.
ب - برای آب بندی درزهای اجرایی محل اتصال کف به دیواره از واتراستاپ نوع تخت در داخل پاشنه استفاده شده و توسط گیره کار گذارده شود.
ج - برای آب بندی درزهای انبساطی از واتراستاپ نوع حفره دار که قابلیت انعطاف پذیری تقریبا بالایی را دارا باشد استفاده نمود.
3-2- آب بندی ثانویه (پساز بتن ریزی)
ماده نفوذگر 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 می کنند، انجام می شود. از واکنش مواد شیمیایی گوناگون با یکدیگر و با آب کریستال هایی تشکیل می شود که باعث انسداد حفره های مویین بتن و ترک های حاصل از جمع شدگی بتن می گردد و رطوبت را به بیرون میراند. این فرایند بر اثر فشار آب یا در مقابل فشار آب صورت می پذیرد. در صورت فقدان رطوبت اجزا تشکیل دهنده نفوذگر به صورت غیرفعال در محل باقی می مانند. به مجرد نفوذ آب نفوذگر مداوما درزبندی را بنا به طبیعت شیمیایی خود انجام می دهد. رشد کریستال ها و انسداد حفره های بتن تا اعماق نزدیک به یک متر از سطح بتن مشاهده و اندازه گیری شده است.
تشریح روش های آب بندی ثانویه در قطعات بتنی
- روش تزریق برای ترمیم قطعات بتنی: تزریق برای ترمیم بتن های دارای ترک و یا نقاط، درزها و ترک های آبدار استفاده می شود. دو روش اصلی برای ترمیم بتن با استفاده از تکنیک تزریق به کار گرفته می شود.
- تزریق رزین اپوکسی: رزین های اپوکسی عمل آوری شده بصورت جامد با مقاومت بالا و مدول الاستیسیته نسبتا بالا می باشند. چسبندگی رزین های اپوکسی به بتن در حدی می باشد 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 بتن های ترک خورده که در آینده دارای احتمال جابجایی هستند مناسب نباشند. از رزین اپوکسی برای آب بند نمودن ترک های آبدار استفاده می شود. اما با این حال به علت سرعت پایین عمل آوری رزین های 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 می شود باید دارای عرضی بین 005/0 تا 25/0 اینچ باشند. تزریق رزین اپوکسی در ترکهای با عرض کمتر از 005/0 سخت و ناممکن است و همچنین نگهداری از رزین تزریق شده در ترک های عریض تر از 25/0 اینچ کار دشواری است، اگر چه گاهی این امر با استفاده از رزین های اپوکسی با چگالی بالا با موفقیت قابل انجام است. رزین های اپوکسی عمل آوری شده دارای حالت ترد و شکننده، با استحکام چسبندگی بیش از مقاومت برشی و کششی بتن می باشند. 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 ترک هایی مجددا در کنار خط اتصال اپوکسی نمودار شود. به عبارت دیگر برای ترمیم ترک های فعال نباید از رزین اپوکسی استفاده نمود.
موفقیت در اجرای رزین های اپوکسی برای ترک های مرطوب متفاوت و متغیر است. تعدادی تکنیک های ویژه و در حال توسعه برای چسبندگی مجدد و آب بندی ترک های آبدار به وسیله ی رزین اپوکسی وجود دارد. این روش و تکنیک های ویژه بسیار تخصصی و فنی بوده و در جاهای خاصی به کار برده می شوند. این روش ها صرفا زمانی در پروژه های تعمیراتی به کار گرفته می شوند که پس از بررسی و تحلیل به این نتیجه برسیم که سایر روش های موجود و استاندارد برای تعمیر پاسخگو و منا��ب نیستند.
- تزریق رزین های پلی یورتان: از رزین های پلی یورتان برای آب بندی و حذف نشت آب از ترک ها و درزهای بتن استفاده می شود. آنها همچنین می توانند در ترک هایی که امکان جابجایی های کوچک خواهند داشت، تزریق شوند. چنین سیستم هایی، 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 005/0 اینچ استفاده و تزریق شود. تاکنون برای تزریق رزین های پلی یورتان، هیچ حدی برای حداکثر اندازه ترک مشخص نشده است. رزین های پلی یورتان با تنوع قابل توجهی از منظر خواص فیزیکی دردسترس می باشند. برخی از رزین های پلی یورتان پس از عمل آوری به شکل فوم منعطف در می آیند. سیستم های دیگر رزین پلی یورتان پس از عمل آوری به صورت جامد با انعطاف پذیری نسبی و چگالی بالا در می آیند که می توانند برای چسباندن مجدد درزهای با امکان جابجایی مورد استفاده قرار گیرند. رزین های پلی یورتان فوم شونده برای شروع عملیات عمل آوری نیازمند آب می باشند 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 رزین های پلی یورتان مانند آنچه در استاندارد های معتبر برای رزین های اپوکسی وجود دارد، ارائه نشده است. با توجه به فقدان استاندارد از یک سو و از سوی دیگر تغییرات گسترده در خواص فیزیکی رزین های پلی یورتان، لازم است که دقت و مراقبت زیادی در انتخاب این رزین برای تعمیر بتن صورت گیرد. راهنمای کاربردی برای این نوع رزین ها خیلی مفید و موفقیت آمیز نمی باشد. بعضی از مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی در حال انجام مطالعات و تحقیقات بر روی این نوع ارزشمند از رزین ها می باشند. در صورت نیاز به مشاوره و راهنمایی برای روش های اجرا می توان از این مراکز کمک گرفت.
- 4-2- روش پوشش های حفاظتی سازه های بتنی: جلوگیری از خوردگی سازه های بتنی و نیز آب بند کردن آنها با حفظ سرمایه های عظیم ملی می گردد.
✔ انواع پوشش های حفاظتی سازه های بتنی
1. پوشش حفاظتی سطحی در سازه های بتنی:
این پوشش ها، سطحی پلاستیک و مقاوم بر روی سطح کار تشکیل داده و آن را از محیط خورنده جدا می کنند. اگر به هر دلیلی این پوشش ها آسیب ببینند و زخمی شوند و یا از سطح کار کنده شوند بتنی که در زیر آنها قرار گرفته در اثر عوامل خورنده تخریب می شود. ضمنا این پوشش ها از میلگرد داخل بتن حفاظت نمی کنند و اگر رطوبت از سطح دیگر بتن به داخل نفوذ کند می تواند میلگرد را مورد تهاجم قرار دهد.
پوشش های حفاظتی سطحی در سازه های بتنی خود به دو نوع تقسیم می شوند :
- پوشش هایی که از طریق پاشش یا قلم مو بر سطح کار اجراء می شوند و ماده اساسی حافظ سازه بتنی، رزین های ترموست (رزین هایی که در اثر حرارت سخت می شوند نظیر پلی استر پلی یورتان اپوکسی و...) می باشند. اساس این روش اجرای لایه آب بندی غشائی می باشد. در این روش ماده مورد نظر در یک یا چند لایه با رعایت نکات فنی بر روی اعضای بتنی اجرا می شود. یکی از پیش نیازهای اساسیاین سیستم آماده سازی زیر کار می باشد که با مضرس کردن کلیه سطوح صاف و صیقلی بتن آغاز می گردد. سپس باید کلیه ترکها و درزهای اجرائی از قبیل محلهای قطع بتن ریزی به صورت جناقی (V) تا رسیدن به یک بتن سالم و بی نقص حداقل با عمق و عرض 5 سانتی متر شکافته شود. لازم است که تمام قسمت های کرمو شده نیز تا رسیدن به سطح بتنی متراکم و یکنواخت تخلیه گردد. پیش از اجرای لایه آب بندی ضمن شستشوی کامل سطوح از گرد و غبار موجود، تمام قطعات سست و لق از سطح بتن باید جدا گردند. همچنین در این روش برای چسبندگی بهتر لایه آب بند به سطح زیر کار استفاده از چسب رابط مخصوص الزامی می باشد. در ادامه فصل درباره خصوصیات این چسب توضیحاتی بیان می گردد.
- پوشش های سطحی که بصورت ورقه پلاستیکی آماده از جنس ترموپلاست (که در اثر حرارت نرم می شوند نظیر پی وی سی و پلی اتیلن و... ) بصورت ساده یا گیردار می باشند.
2. پوشش نفوذی یا دائمی در سازه های بتنی:
این دسته از پوشش ها برخلاف دسته اول پوشش های حفاظتی، فعالیت خود را تنها به سطح محدود نکرده و می توانند از سطح شروع و با نفوذ در داخل عمق بتن به علت خاصیت اسمزی لوله های مویینه سطح بتن و در اثر واکنش های شیمیایی با اجزاء بتن، کریستال های جامدی را تشکیل دهند و در نتیجه حفره های 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 می دهند و با خروج رطوبت از بتن، میلگرد داخل بتن از تهاجم عوامل خورنده که آب محیط مساعدی برای نفوذ این عوامل فراهم می کند، مصون می ماند و در واقع یک نوع حفاظت کاتودیک نیز انجام می دهند. این پوشش ها را می توان بر روی سازه های بتنی نو و یا کهنه اجرا کرد. روش اجرا بصورت پاشش (اسپری) یا با استفاده از قلم مو خواهد بود. برای محافظت از سازه هایی که در مجاورت آب و مواد خورنده قراردارند راه های مختلفی وجود دارد. ما در اینجا به شرح دو روش برای محافظت از سازه هایی که در تماس با آب و مواد خورنده می باشند می پردازیم:
I- استفاده از مواد شیمیایی برای سازه هایی که اجرا شده اند:
این مواد نوعی مخلوط شیمیایی بر پایه سیمان به همراه فعال کننده های شیمیایی می باشند که پس از مخلوط شدن با آب و تماس با سطح بتن مرطوب با آهک آزاد آن واکنش نشان داده، تشکیل کریستال می دهد و به عمق بتن نفوذ کرده و ترکهای موجود در آن را مسدود کرده و جزئی از سازه بتنی می گردد.
II- استفاده از ورقهای پلی اتیلن که همزمان با اجرا بکار می روند:
این مواد نیز مانند سایر مواد ذکر شده وظیفه محافظت از بتن را برعهده دارند با این تفاوت که این مواد قبل از بتن ریزی و همزمان با قالب بندی در محل خود قرار داده می شوند این ورق ها در یک طرف کاملا صاف بوده و در طرف دیگر برای ایجاد چسبندگی با بتن دارای زائدهایی می باشند.
مزایای روش محافظت از سازه های بتنی که در تماس با آب و مواد شیمیایی می باشند
1. سرعت اجرای بیشتر
2. نیروی کار کمتر
3. هزینه خرید و اجرای کم
✔ روش های کلی آب بندی بتن
در اینجا به روش های کلی آب بندی بتن با استفاده از مواد مختلف می پردازیم:
1. آب بندی بتن با استفاده از مواد جدید
قطعات بتنی فونداسیون ها، مخازن نگهداری آب آشامیدنی، آب های صنعتی و کشاورزی، فاضلاب های شهری و صنعتی، سازه های زیر زمینی و سازه های در معرض رطوبت جوی زیاد، همگی نیازمند استفاده از محصولی مناسب برای آب بندی می باشند. امروزه بسته به نوع سازه، نیازهای متفاوتی در مورد آب بندی مطرح می شود. قابل اعتماد بودن، دوام طولانی و یا مقاومت در برابر انواع تنش های وارده مکانیکی و پایداری شیمیایی. این چالش وقتی پررنگ تر می شود که به مسایل زیست محیطی نیز توجه کنیم. چرا که در برخی از موارد نفوذ مایعات شیمیایی و آب های آلوده به خاک و یا آب باعث آلوده شدن آنها می شود. در مواردی کارکرد صحیح یک سازه اثرات مستقیم و یا غیر مستقیم در جامعه و مسائل اقتصادی دارد. از این رو در سال های اخیر و در پی پیشرفت های علمی جامعه جهانی روش های مدرنی به وجود آمده که صنعت آب بندی را دچار تحولی بزرگ نموده است. از جمله این محصولات می توان به پودرهای آب بند کننده مورد استفاده در طرح اختلاط بتن، ملات های آب بند برای بتن های اجرا شده، ملات های زودگیر جهت بند آوردن نشت آب، ملات های نفوذگر جهت مقابله با فشارهای منفی و مواد آب بند تزریقی جهت کمک به آب بندی تونل ها، درزهای اجرایی، استحکام خاک در مناطق دریایی و آب بندی ترک های مویی در سازه ها اشاره نمود.
2. آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش تزریق
پلی یورتان ها پلیمرهایی هستند که دارای پیوند یورتانی بوده و از طریق واکنش افزایشی بتن یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل شکل می گیرند. مهم ترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش، ساختاری پایدار به وجود می آید. در این روش آب بندی بتن، رزین های پلی یورتان یک جزئی یا دو جزئی با پمپ مخصوص تزریق در محل های نفوذ آب تزریق می شوند و باعث آب بندی جسم بتن از داخل و عمق می گردد.
مزایای آب بندی بتن به روش تزریق پلی یورتان
1. آب بندی جسم بتن و عدم ورود آب به درون بتن و جلوگیری از اثرات مخرب ورود آب به بتن مانند خوردگی
2. امکان آب بندی از هر دو سمت سازه (آب بندی در فشار مثبت و منفی)
3. امکان آب بندی در محل هایی با دبی آب بالا
4. مقاومت در برابر فشار معکوس آب
5. امکان آب بندی ترک های بتن با ابعاد مختلف
3. آب بندی بتن با استفاده از کفپوش های پلی یورتان
دسته بندی: آب بندی ثانویه - روش پوشش های حفاظتی با مقاومت های مکانیکی، شیمیایی و سایشی مطلوب جهت اجرا در کارخانجات صنعتی، ورزشگاه ها، محیط های دارای لرزش و نیز محیط هایی که در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV) دارد مورد استفاده قرار می گیرد.
4. آب بندی بتن با استفاده از پوشش های محافظتی پلی یورتان
دسته بندی: آب بندی ثانویه - روش پوشش های حفاظتی پوشش های محافظتی پلی یورتان با قابلیت اجرا در ضخامت های مختلف بر حسب نوع کاربری سطوح مورد نظر و همچنین دارا بودن خواص مطلوب فیزیکی و بهداشتی و از همه مهمتر مقاوم در برابر اشعه (UV) خورشید، مناسب برای پوشش مخازن آب آشامیدنی، لوله ها و اتصالات، سطوح لوله های بتنی انتقال آب، قابل ارائه می باشند.
5. آب بندی بتن با استفاده از پَکِرگذاری و تزریق اپوکسی و پلی یورتان به بتن
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش تزریق
ترک های موجود در بتن را می توان با توجه به اهمیت سازه و علل وقوع آن ها دسته بندی و تعمیر و بازسازی نمود. تزریق رزین اپوکسی تحت فشار و پکر گذاری به منظور جوش دادن عضو بتنی گسیخته شده در اثر ترک خوردگی، از جمله روش های مقاوم سازی کاربردی می باشد. اپوکسی تزریقی خلل ها و ترک های بتن را پر کرده و همچنین مانند سد پوشش محافظ از ورود آب به داخل سطوح جلوگیری می نماید.
رزین های اپوکسی مو��د استفاده در سیستم های تزریق به بتن از اختلاط دو جزء رزین سخت شده و جز عمل آورنده یا سخت کننده حاصل می شود. رزین تزریقی ویژگی های چسبندگی بسیار عالی، مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها، افت کم، زود سخت شونده (زمان عمل آوری پایین) و مقاوم در برابر رطوبت دارند.
مراحل پر کردن ترک های بتن توست تزریق اپوکسی
- تمیز نمودن سطوح ترک های موجود با استفاده از مواد شیمیایی مخصوص و نصب روزنه های تزریق در فواصل مشخص
- درز بندی سطوح ترک توسط چسب های ویژه به منظور تحمل فشار ناشی از تزریق تا امکان نفوذ رزین اپوکسی فراهم شود.
- تزریق رزین اپوکسی مخصوص (با چسبندگی کم و زمان گیرش مناسب و تنظیم شده) توسط پمپ های ویژه از پایین ترین روزنه
- به محض ریزش رزین از روزنه تزریق بعدی، شیر روزنه بسته می شود و از روزنه بعدی ادامه عملیات تزریق انجام می شود. فشار اولیه تزریق معمولا 25 اتمسفر می باشد که در طی اجرای تزریق به تدریج فشار افزایش داده می شود.
- به منظور بررسی و اطمینان از تزریق صورت گرفته و میزان نفوذ رزین اپوکسی در بتن، مغزه گیری از ترک ها صورت می گیرد. همچنین می توان نمونه های بدست آمده را با استفاده از جک بارگذاری، در شکست و صفحه شکست مغزه بررسی کرد.
نحوه ی آب بندی بتن
6. آب بندی بتن با استفاده از تزریق پلی یورتان دو جزئی
دسته بندی:آب بندی ثانویه – روش تزریق
آبریزش در بتن هایی که تحت فشار آب می باشند (نظیر آب بندی تونل ها، تاسیسات بتنی زیر دریایی، چاله آسانسورها و..) توسط تزریق پلی یورتان دو جزئی قابل ترمیم و آب بندی می باشد.
نحوه تزریق پلی یورتان دو جزیی
پلی یورتان در ترکیب با آب واکنش نشان داده و حدودا 10 تا 15 برابر متورم می شود. بدین ترتیب کلیه درزها، خلل ها و ترک های داخل بتن پر می شود. این محصول توسط پمپ مخصوص جهت آب بندی فشار منفی آب در بتن تزریق می شود.
نحوه تزریق پلی یورتان
7. آب بندی بتن با استفاده از پودر میکروسیلیس
دسته بندی : آب بندی اولیه – روش آب بندی حین ساخت پودر میکروسیلیس یک ماده پوزولانی قوی است که جهت بهبود خواص مکانیکی و افزایش دوام بتن به کار می رود. این ماده محصول جانبی صنعت فروسیلیس است که از روی فیلتر هوای خروجی از کوره های قوس الکتریکی در صنایع فروسیلیس بدست می آید. سالانه 110،000 تن پودر میکروسیلیس در دنیا به مصرف می رسد که بر این اساس، برآورد میزان مصرف سالانه بتن حاوی میکروسیلیس در دنیا، 6 میلیون مترمکعب است. پودر میکروسیلیس یکی از افزودنی های معدنی بتن به حساب می آید. میکروسیلیس یا میکروسیلیکا یک محصول جانبی از فرآیند تولید شیشه می باشد. میکروسیلیس به علت خواص منحصر به فرد خود امروزه جایگاه بزرگی در ساخت بتن بدست آورده است. پودر میکروسیلیس به رنگ خاکستری روشن تا تیره عرضه می شود. رنگ مشاهده شده به دلیل حضور اکسید آهن و کربن در ساختار میکروسیلیس می باشد. هرچه میکروسیلیس تیره تر باشد مقدار کربن بیشتری دارد. ذرات میکروسیلیس دارای سطح مخصوص تقریبی 20000 هستند. ذرات منفرد میکروسیلیس تقریبا صد برابر ریزتر از ذرات سیمان می باشند. پودر میکروسیلیس ذرات بسیار ریز با ساختار غیر کریستالی و آمورف است که اندازه ذرات آن در حدود
2/0- 1/0 میکرون می باشد بخشی از ذرات آن به هم جوش خورده و کلوخه تشکیل می دهند.
مقایسه ابعاد ذرات سیمان و میکروسیلیس در شکل زیر آمده است. درجه کلوخه شدن ذرات بستگی به فرآیند تولید و دمای کوره دارد. این ذرات به دلیل سطح موثر بالا دارای جاذبه زیادی بوده و تمایل به کلوخه شدن دارند. یک آزمون مهم در خصوص توزیع ذرات میکروسیلیس، میزان باقیمانده میکروسیلیس روی الک 45 میکرون می باشد. استفاده از پودر میکروسیلیس به ویژه در مناطق ساحلی و یا مناطقی که بتن نیازمند محافظت ویژه ای در برابر فرآیند خوردگی می باشد رو به گسترش است. از جمله خواص استفاده از میکروسیلیس در بتن را می توان به افزایش مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت سایشی بتن، کاهش نفوذ پذیری، کاهش واکنش قلیایی و سولفاته شدن، کاهش اثر فرآیند ذوب و یخ و... اشاره کرد.
در عکس زیر سیمان پرتلند (سمت چپ) و ذرات میکروسیلیس (سمت راست) با بزرگی تصویر یکسان. میله سفید طولانی تر در عکس مربوط به میکروسیلیس 1 میکرومتر می باشد. ACI R234 تخمین می زند که با جایگزینی 15 درصد سیمان توسط میکروسیلیس تقریبا 2،000،000 ذره میکروسیلیس به ازای هر ذره سیمان وجود خواهد داشت.
میکروسیلیس در حال حاضر به سه صورت پودر میکروسیلیس، دوغاب میکروسیلیس و ژل میکروسیلیس مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار مصرف بهینه پودر میکروسیلیس در بتن، بتن 5 تا 10 درصد وزن سیمان مصرفی می باشد. در استفاده از پودر میکروسیلیس باید توجه ویژه ای جهت رعایت مسائل ایمنی به خصوص استفاده از ماسک تنفسی استاندارد به کار گمارد. استفاده از میکروسیلیس در بتن ریزی های مجاور سواحل دریاها به طور جدی مورد توجه مهندسین ساختمان قرار گرفته است. به دلیل خصوصیات بارز پوزولانی میکروسیلیس، استفاده از آن جهت بهبود خواص مکانیکی و افزایش دوام بتن در کشورهای پیشرفته رو به افزایش است. میکروسیلیس یک محصول فرعی از کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید آلیاژهای فروسیلیس می باشد. این ماده با داشتن بیش از 90 درصد سیلیس با حالت غیر کریستالی و به شکل ذرات بی نهایت ریز با قطر متوسط 1/0 میکرون شدیدا پوزولانی است و برای استفاده به عنوان یک ماده سیمانی در بتن بسیار مناسب است و با استاندارد ASTM C1240 مطابقت دارد.
مزایای مصرف پودر میکروسیلیس
افزودن میکروسیلیس به مخلوط بتن باعث می گردد SiO2 فعال آن با محلول هیدروکسید کلسیم ((OH)Ca2) آزاد موجود در منافذ مویین بتن ترکیب گردد و کریستال سیلیکات کلسیم نامحلول تولید نماید و در نهایت باعث تراکم ساختار خمیر سیمان و کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت فشاری، الکتریکی، خمشی و کششی بتن، افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش، کاهش قابل توجه نفوذپذیری، جلوگیری از نفوذ یون کلر، سولفات ها و سایر مواد شیمیایی مخرب به داخل بتن گردد.
8. آب بندی بتن با استفاده از ژل میکروسیلیس
دسته بندی: آب بندی اولیه – روش آب بندی حین ساخت
ژل میکروسیلیس ترکیبی مناسب جهت بتن های با مقاومت بالا، حفاظت شده و آب بند می باشد. ژل میکروسیلیس برای استفاده در بتن های ساحلی، آببند و در معرض عوامل خورنده و مخرب کاربرد دارد. ژل میکروسیلیس علاوه بر استفاده در ساخت بتن های با مقاومت بالا، آب بند، نفوذپذیری کم، دوام بالا و ملات های ویژه، در بتن هایی که کاهش ترک های پلاستیک، ارتقاء نسبی مقاومت های کششی و خمشی بتن مدنظر می باشد کاربرد دارد. همچنین در شرایطی که بتن در معرض ضربه و بارهای متناوب دینامیکی است استفاده از ژل میکروسیلیس توصیه می شود.
کاربردهای ژل میکروسیلیس
- سازه های ساحلی
- سازه های نگهدارنده آب
- روسازی های بتنی
- بتن های پر مقاومت
- سازه های در معرض بارهای دینامیکی ، ضربه و خستگی
- مقاطع نازک بتنی
- سازه های بتنی در معرض سیکل های شدید ذوب و انجماد
- بتن های نظامی و پدافندی
مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس
- کاربرد آسان و مرتفع سازی مشکلات ناشی از استفاده مستقیم از پودر میکروسیلیس
- کاهش هزینه حمل در مقایسه با میکروسیلیس
- افزایش مقاومت فشاری
- کاهش نسبت آب به سیمان
- کاهش نفوذ پذیری
9. آب بند کننده بتن با استفاده از مواد الاستومری و انعطاف پذیر
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش پوشش های حفاظتی
یک ترکیب دو جزئی الاستومر، منعطف و اصلاح شده با پلیمر است که جهت حفاظت و آب بندی سطوح بتنی، سیمانی، آجری و برخی سنگ های طبیعی به علت خاصیت ایجاد پل بر روی ترک ها بکار می رود.
خواص و مزایا مواد الاستومری و انعطاف پذیر آب بند کننده
1- قابل اعمال بر روی سطوح مرطوب بدون نیاز به پرایمر
2- اجرای آسان توسط برس، رولر، اسپری وماله
3- قابلیت ایجاد پل بر روی ترک ها تا عرض 1.6 میلیمتر
4- عدم ایجاد مانع در برابر خروج آب، )پوشش سد بخار نیست.
5- مقاوم در برابر سایش، فرسودگی مکانیکی، UV و همچنین نمک های یخ زدائی.
6- مقاوم در برابر آبهای مهاجم بتن مطابق استاندارد DIN4030
7- دارای ازدیاد طول تحت کشش بیش از 80 درصد.
8- قابل استفاده به عنوان پوشش نهایی همچنین قابل پوشش دهی با ملات های سخت، یا منعطف و انواع رنگ ها و پوشش های دیگر
موارد مصرف مواد الاستومری و انعطاف پذیر آب بند کننده
جهت آب بندی سازه های آبی، پلن های فاضلاب، سطوح خارجی دیوارهای زیرزمینی، دیوارهای حائل، استخرهای شنا، آبنماها، آکواریوم، دریاچه های مصنوعی، آبراه ها، سطوح مرطوب، سطوح زیر کاشی کاری، بام های سرباز، درزهای انبساط و اجرایی به همراه نوار تقویت درز.
توصیه های مهم جهت استفاده از مواد الاستومری و انعطاف پذیر آب بند کننده
1- در مناطق گرم و مرطوب پوشش ممکن است در طول سخت شدن چسبناک گردد. اگر این پدیده اتفاق افتاد، پوشش را بشکل مه مانند با آب به مدت 24 ساعت مرطوب نموده تا از تکمیل فرایند هیدراتاسیون اطمینان حاصل شود.
2- فشار منفی آب در طول شرایط یخبندان می تواند به پوشش صدمه بزند.
3- این ماده را می توان با انواع رنگ های بدون حلال، پوشش ها و ملات های منعطف دیگر پوشش داد.
4- در سطوح دارای رطوبت بالا به عنوان مثال در مخازن آب باید صبر کرد تا زمان لازم جهت خشک شدن کامل سطح سپری گردد.
5- پوشش را باید در طول اعمال از تابش مستقیم خورشید حفاظت نمود.
6- سطحی که قرار است اعمال روی آن صورت گیرد ابتدا باید به اندازه کافی مرطوب گردد.
7- سطوحی که قرار نیست این ماده بر آن ها اعمال شود باید پوشانده شده و محافظت گردند.
8- هنگام تماس مستقیم با فلزاتی نظیر مس، روی، آلومینیوم یا سوراخ های تنگ ابتدا باید از پرایمر در دو لایه استفاده شود. لایه اول را بر روی سطح تمیز با برس و به دقت پس از گذشت زمان کوتاهی (حدود 3تا 6 ساعت) که لایه اول به اندازه کافی خشک شد باید اعمال نمود و سپس بر روی سطح پرایمر خورده کوارتز با اندازه ذرات دو دهم تا هفت دهم میلیمتر) پخش شود. جهت آب بندی PVC و فلنج های از جنس استیل، ابتدا سطح مورد نظر باید ساییده شود و سپس با ایزوپروپانول یا استن شستشو گردد. و بعد مواد همراه نوار به شکل بدون حباب اعمال گردد.
10. آب بند کننده بتن با استفاده از پودر آب بند کننده نفوذگر بتن
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش پوشش های حفاظتی
ماده ای تک جزئی، غیر آلی و پایه سیمانی می باشد. پودر آب بند کننده بتن نفوذگر و کریستال شونده است و سازه های جدید و قدیمی بتنی را آب بندی کرده و از عمق محافظت می نماید. به طوری که حتی اگر پوشش صدمه ببیند، آب بندی بتن همچنان کامل باقی می ماند. بنابراین این ماده تنها یک پوشش نیست، بلکه در اثر واکنش اجزاء تشکیل دهنده آن با رطوبت، ساختاری یکپارچه با بتن ایجاد کرده و توده مقاوم و با دوامی تشکیل می دهد.
خواص و مزایای پودر آب بند کننده نفوذگر بتن
1- اجرای این محصول آسان و مقرون به صرفه است
2- در تماس با آب و رطوبت به سرعت سخت می شود
3- در برابر فشارهای هیدرواستاتیک قوی مقاوم است
4- چسبندگی بسیار عالی به بتن دارد
5- بر روی سطوح مرطوب قابل اعمال است
6- در برابر فشار مثبت و منفی آب مقاوم است و فشار تا 13 بار را تحمل می کند
7- فاقد کلراید می باشد
8- در مقابل زنگ زدگی آرماتورها، یخبندان، شبنم و یا تغییرات دمایی تا 50 درجه سانتی گراد مقاوم می باشد
9- بتن را در مقابل اثرات مخرب آب های شیرین و شور، جریان های فاضلابی، آبهای خورنده زیرزمینی، کربنات ها، کلرایدها، سولفات ها و نیترات های محلول محافظت می نماید
10- دارای تاییدیه های آب شرب می باشد
11- غیر سمی و سازگار با محیط زیست است
موارد مصرف پودر آب بند کننده نفوذگر بتن
آب مورد نیاز جهت کیورینگ بتن این محصول از لحاظ تجزیه ای باید سختی برابر با ] ≤ 3[ ^˚dH داشته باشد. جهت تشخیص میزان نفوذ پودر نسبت به بتن مطابق استاندارد DIN4030 دانستن سطح دی اکسید کربن محلول در بتن ضروری است. این محصول پس از اعمال و خشک شدن، ترک ها تا عرض چهاردهم میلی متر را سیل می نماید و دارای اثر خود ترمیمی است. بدین معنا که در نتیجه رشد کریستال ها در تمامی جهات و جوانب، اگر بتن ترک بخورد، توسط کریستال ها خود بخود ترمیم می شود.
نحوه عملکرد پودر آب بند کننده نفوذگر بتن
بندکننده فعال است این ماده شامل ترکیبات شیمیایی آب که با رطوبت و آهک آزاد موجود در داخل بتن وارد واکنش شده، ترکیبات کریستالی غیر محلول تشکیل می دهند که منافذ و ترکهای بتن را پر می کند. این ماده حتی در معرض فشار هیدرواستاتیک قوی نیز نفوذ می نماید و خود جزئی از بتن می شود. در واقع تنها فضاهای خالی را پر کرده و افزایش حجم ایجاد نمی نماید. از آنجا که این ماده با آب موجود در بتن تازه واکنش می دهد، بمنظور آغاز فرآیند نیاز به پاشش مجدد آب نیست. پروسه ای که در مکانیزم آببندی این محصول طی می شود،
شیمیایی و زمانبر می باشد. در واقع هر کریستال نقطه شروعی برای تشکیل کریستال های بعدی است. اگر چه ترکیبات شیمیایی بند کننده برای همیشه فعال باقی مانده و سازه را در مقابل نفوذ آب محافظت
می کنند، اما در مدت زمان قابل قبولی از زمان اعمال، سطح را تا عمق مناسبی آببند می نمایند. حداقل زمان لازم برای خشک شدن این ماده سه روز می باشد و ممکن یک ماه تا حصول ماکزیمم خواص نیاز باشد. عوامل محیطی از جمله دمای محیط، دانسیته بتن، میزان رطوبت موجود و شرایط جوی، همگی بر زمان پروسه آب بندی تاثیرگذارند. برای ایجاد و رشد کریستال های بیشتر جهت آببند نمودن ترک ها، زمان بیشتری لازم است. پودر نفوذگر در شرایط محیطی خشک غیر فعال شده و به محض تماس مجدد با رطوبت فعال می گردد. بتن آببند شده توسط این پودر در تماس دائم با محیط دارای PH در محدوده 4 تا 11 و همچنین تماس دوره ای با محیط دارای PH در محدوده ی 2 تا 12 کاملا مقاوم می باشد.
11. آب بند کننده بتن با استفاده از ملات و پوشش آب بند کننده نفوذگر با خواص کریستال شوندگی بالا
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش پوشش های حفاظتی
یک محصول آب بند کننده پایه سیمانی تک جزئی کریستال شونده می باشد. پس از اجرا بر روی سطوح بتنی به صورت فشار منفی و یا مثبت، با نفوذ در عمق بتن باعث ایجاد لایه آب بند در بتن می گردد. پس از اعمال بر روی سطح بتن دارای مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالا می باشد. مواد شیمیایی موجود در این محصول پس از نفوذ در عمق بتن در مجاورت رطوبت با آهک آزاد سیمان واکنش داده و با ایجاد بلورهای نامحلول درون حفرات مویینه باعث پرشدن و آب بندی خلل و فرج موجود در بتن می گردد. این محصول را می توان بر روی سطح بتن جدید اجرا نمود تا ضمن کاهش زمان هیدراتاسیون، باعث کاهش ایجاد ترک های انقباضی در سطح بتن و محافظت از آن در برابر خوردگی و مواد شیمیایی رقیق گردد. در برنامه های آب بندی جهت کنترل و مهار نشت های فعال، شدید و سریع آب از بتن، می توان از ملات آببند آنی گیر استفاده نمود.
موارد مصرف و کاربرد ملات و پوشش آب بند کننده نفوذگر با خواص کریستال شوندگی
از این محصول می توان در موارد ذیل استفاده نمود:
1- آب بندی فشار منفی و مثبت در سطوح عمودی و افقی
2- آب بندی و محافظت مخازن آب و فاضلاب
3- سطوح بتنی در تماس با آب
4- آب بندی فونداسیون و زیرزمین ها
5- آب بندی داخلی و بیرونی دیوارهای بیرونی و حائل
6- کانالها ، تولنها و عرشه پل ها
7- آب بندی و محافظت سطوح بتنی در برابر آب دریا در اسکله ها و بنادر
8- محافظت از فونداسیون های در تماس با خاک و مواد خورنده
9- برای محافظت بتن در برابر تاثیر یون کلر و کربناتاسیون
ویژگی ها و مزایای ملات و پوشش آببند کننده نفوذگر با خواص کریستال شوندگی
1- دوام و آب بندی بلند مدت
2- اجرای آسان و سریع
3- محافظت از آرماتور در برابر آب و مواد خورنده
4- قابلیت آب بندی در فشار مثبت و منفی
5- غیر سمی و مناسب برای تماس با آب شرب
6- امکان تنفس بتن با وجود خواص آب بندی بالا
7- مقاومت و کارآیی بالا در محافظت در برابر کربناتاسیون و نفوذ یون کلر
8- آب بندی بتن از عمق و عدم آسیب دیدگی لایه آب بند بر اثر عوامل فیزیکی
به علاوه این محصول از خوردگی آرماتور داخل بتن، ترک خوردن و تخریب های ناشی از عوامل جوی جلوگیری می نماید.
12.آب بند کننده بتن با استفاده از پوشش محافظتی قیری
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش پوشش های حفاظتی
یک پوشش محافظتی پایه قیری می باشد که به منظور ایجاد مانعی دائمی در مقابل عبور آب و بخار آب طراحی شده و می تواند برای ایجاد لایه های مانع تبخیر، پوسته های نم گیر، پوشش مخازن و لوله های آب آشامیدنی، حفاظت از سازه های بتنی زیرزمینی، عمل آوری بتن ضمن حفظ آب و نیز محافظت از سطوح فلزی در برابر خوردگی مورد استفاده قرار گیرد.
خصوصیات پوشش محافظتی قیری
- تک جزیی است و با آب رقیق می گردد.
- خشک شدن سریع
- قابل استفاده بر سطوح مرطوب
- بعد از مصرف و پس از تبخیر آب، خشک شده و یک لایه قابل انعطاف الاستیک از خود ایجاد می نماید.
- پس از خشک شدن در برابر رطوبت مقاوم بوده و در آب حل نمی شود.
- برخورداری از خاصیت حفظ و نگهداری فوق العاده آب به منظور عمل آوری مخلوط بتنی
- چسبندگی عالی به اکثر سطوح رایج در ساختمان
- سهولت در اجرا به سبب رقیق شدن با آب، که می توان از جاروب پلاستیکی، برس، ماله و یا اسپری (پیستوله نازل درشت) برای اجرای آن روی سطح کار استفاده نمود.
موارد مصرف خصوصیات پوشش محافظتی قیری
عایق جهت عایق کاری دیوارها، سقف ها، زیر زمین ها، تونل ها، سردخانه ها، استخر ها، سرویس های بهداشتی، مخازن و مخصوصا فونداسیون ها و محافظت در برابر تاثیر کلر.
13. آب بندی بتن با استفاده از فن آوری در xypex ناتراوا نمودن بتن
دسته بندی: آب بندی ثانویه – روش پوشش های حفاظتی
تکنولوژی کریستالی انحصاری (زایپکس) xypex، یک استاندارد بین المللی بی نظیر در ضد آب کردن بتن تنظیم کرده است. تکنولوژی xypex به صرت مختلف تست و اثبات شده که در بسیاری از طرح های علمی و عملی استفاده می شود. xypex یک راه حل شیمیایی بی نظیر برای ضد آب کردن، حفاظت و ترمیم و بازسازی بتن است. بتن متشکله از xypex فعال ترین محصول شیمیایی با سیستم ضد آب کردن، حفاظت و ترمیم و بازسازی بتن است. بتن متشکل از xypex فعال ترین محصول شیمیایی با سیستم ضد آب کریستالی است. وقتی که با آب مخلوط می شود، این پودر خاکستری روشن به عنوان پوشش ساده چه پوشش دوگانه به صورت دوغاب سیمای بالا و زیر بتن به کار می رود. برای تعمیر کردن ترک خوردگی ها، Dry-pac همچنین به فرم محصولات کریستالی ترکیبات پودری خشکی هستند که از سیمان پرتلند، سنگدانه سیلیکات و مواد شیمیایی فعال و ویژه دیگری تشکیل شده اند. Xypex با ایجاد یک واکنش کاتالیزوری که یک فرم غیر حل شدنی کریستالی با حفره ها و اجزای مویین بتن و مواد سیمانی را تولید می کند که از نفوذ آب و هر مایع دیگری از هر جهتی جلوگیری می کند.
تکنولوژی کریستالی Xypex
Xypes یک راه حل شیمیایی برای ضد آب کردن و حفاظت از بتن است. ویژگی عملکردی موقتی و قابل تشخیص xypes و توانایی منحصر به فرد آن در تولید فرم غیر حل شدنی کریستال با منفذها و کشش مویین قطعات بتن است. یک ساختار کریستالی دائماً بتن را در برابر نفوذ آب و مایعات دیگر از هر جهتی آب بندی می کنند. محصولات کریستالی ترکیبات پودری خشکی هستند که از سیمان پرتلند، شن (ماسته)سیلیکات و مواد شیمیایی فعال و ویژه دیگری تشکیل شده اند.
نتیجه گیری تکنولوژی کریستالی Xypex
آب بندی بتن و قطعات بتنی با توجه به تاثیر آن در دوام سازه و به تبع آن توجیه اقتصادی که به همراه دارد همواره یک اصل مهم برای سازه هایی که در معرض رطوبت هستند می باشد. در سال های گذشته عوامل اجرایی بیشتر از روش هایی برای آب بندی بتن استفاده می کردند که بسیار پرهزینه و دارای مراحل اجرایی دشواری بود و در نهایت نتیجه ای که می بایست حاصل می گردید عملا قابل لمس نبود. پس از ورود مواد افزودنی جدید به دنیای ساخت بتن، تحولی عظیم در تولید بتن با خواص مختلف بوجود آمد. یکی از این خصوصیت ها آببندی بتن می باشد که با ورود مصالح جدید شکل تازهای به خود گرفت. مصالح جدید در زمان اختلاط بتن و پس از بتن ریزی برای قطعات بتنی قابل استفاده بوده و نتایج قابل قبولی از خود نشان داده اند. مهندسان برای سازه هایی که قبلا بتن ریزی شده و به هر دلیلی نفوذپذیری آن قابل کنترل نیست
می توانند با توجه به ضرورت سازه و توجیهات اقتصادی بدون هیچگونه تخریب و اجرای قطعات جدید، نسبت به بهسازی خصوصیات نفوذپذیری و آب بندی سازه اقدام نمایند. این روش علاوه بر توجیه اقتصادی
می تواند در بسیاری از مواقع ضعف های اجرایی را پوشش داده و عملکرد سازه را منطبق بر نظر طراح نماید. ضمن اینکه هر کدام از مواد معرفی شده دارای تکنولوژی خاص تولید می باشد و می توانند در محیط های مختلف با کاربردهای متفاوت مورد استفاده قرار گیرند.
مراجع
1- س. حاجتی ضیابری، "استفاده از فن آوری xypex در ناتروا نمودن بتن" در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت، 1390.
2- ع. خیری مرغزار، ع. وحیدی، ا. علوی مقدم و ا. قدس، “استفاده از فن آوری نانو در ناتراوایی بتن" در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت 1390 .
3- ک. دهقانیان، “ساختار کلی دیواره های آب بند بنتونیتی" در چهاردهمین کنفرانس دانشجویان مهندسی عمران سراسر کشور، سمنان، 1387.
4- م. قلهکی و ف. ناطقی، “دیوار آب بند بتن پلاستیک" در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت، 1390.
5- ع. عجم و ر. مهاجری بر قلعه “بررسی نسبت آب به سیمان بر روی بتن های پلاستیک دیوار آب بند سدها" ، در اولین همایش ملی سازه، زلزله، زئوتکنیک، بابلسر، . 1389
6- م. نژاد نادری “بررسی عوامل موثر بر آب بند نمودن ساختار جسم بتن" ، در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت، .1390
7- م. صباغی فیروز آبادی، م. رحمیان، ا. نمازی و م. صداقت “بررسی تاثیرات طرح اختلاط بر تراوایی بتن" ، در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب ، رشت . 1390
8- م. نورپرور، ر. کارباتی اصل و ی. زندی “بررسی تاثیر پوزولان طبیعی بر خواص بتن پلاستیک" در دومین کنفرانس ملی بتن ایران، تهران . 1389
9- ت. قنبری و ز. فر پور “بررسی برخی روشهای محافظت از بتن در برابر نفوذ آب و مواد خورنده" در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت، . 1390
10- م. نیلی و. خزائی “بررسی آزمایشگاهی اثر تغییرات طرح مخلوط بتن پلاستیک روی خصوصیات آن" در دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه، تهران، . 1384
11- م. عبدی و ن. ا. نصرالهی “بررسی اثرات فیزیکی و ترکیبات ناشی از واکنش سیمان و بنتونیت در بتن پلاستیک" در دومین کنگره ملی مهندسی عمران، تهران، . 1384
12- ر. کرباسی و ا. نادری “بتن پلاستیک" در اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا مخازن ذخیره آب شرب، رشت، . 1390
روش های نوین آب بندی بتن
شما می توانید برای دریافت اطلاعت بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید: