بتن آب بند یا بتن ضدآب به بتنی گفته می شود که در برابر نفوذ هرگونه عامل بیرونی که به سطح بتن حمله کند مقاوم باشد و در این مقاله قصد داریم تا شما را با ویژگی،انواع کاربرد،مزیت و مشکلاتش آشنا کنیم.
بتن آب بند چیست ؟
بتن آب بند یا بتن ضدآب به بتنی گفته می شود که در برابر نفوذ هرگونه عامل بیرونی که به سطح بتن حمله کند مقاوم باشد.
اسامی دیگری که برای بتن آببند استفاده می شود ، بتن آب کیپ ، بتن ناتراوا یا بتن ضدآب می باشد .جهت ضد آب کردن بتن از روش های گوناگونی استفاده می شود که عمده ترین این روش ها استفاده از افزودنی های بتن جهت آب بند کردن بتن ، پرایمر ها و … می باشد .
بتن مخصوص آب بند دارای چه ویژگی هایی است؟
این بتن تقریبا باید بدون هرگونه ترک خوردگی باشد و در حقیقت مناسب تر آن است که از اصطلاح بتن غیر قابل نفوذ استفاده گردد. زیرا امکان آببندی 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 گویند . به عبارت دیگر زمانی بتن آببند است که تهویه مناسب و دمای کافی برای ادامه تبخیر آب نفوذ یافته در سطح بیرونی در سازه وجود داشته باشد و قطرات تعریق بر روی سطح دور از آب در محل موجود نباشد. سازه های مخزنی و آبی ، سازه هایی هستند که این خصوصیت را باید داشته باشند . پس آب بندی سازه های بتنی یعنی لحاظ تمهیدات لازم برای جلوگیری از نفوذ یا عبور آب یا سایر مایعات از مقطع بتن می باشد.بتن یک ماده ی متخلخل است و به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان و سنگدانه های مختلف و در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی حاصل می شود و دارای ویژگی های خاص 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. اجرای استاندارد آب بندی بتن باعث عمر طولانی تر سازه علی الخصوص در سازه های آبی ، دریایی و مخرنی می گردد.
آب بندی بتن به چه معناست و چطور بتن را آب بند کنیم ؟
بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در سازه ها همیشه مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. انعطاف پذیری که بتن برای رسیدن به اهداف مختلف از خود نشان داده، اقتصادی بودنش در برابر سایر مصالح ، در دسترس بودن مواد اولیه، شکل پذیری و سازگاری نسبی با طبیعت باعث اهمیت بیشتر بتن می شود.
آب بندی بتن یعنی جلوگیری از نفوذ آب به آن جهت مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک می باشد. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمان ها که شامل پوزولان ها، سولفورها، پلیمرها و افزودنی های بتن جهت آب بند کردن آن ، تولید می شوند. امروزه صرف توجه به مقاومت بتن به عنوان یک معیار برای طرح بتن در محیط های مختلف و کاربردهای مختلف، نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در دراز مدت بر اثر تاثیر عوامل خارجی حادث می گردد ، باشد و پس طی مدت زمانی از عمر سازه نیاز به ترمیم سازه های بتنی نمود خواهد یافت . بهمین دلیل مسأله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. پس از مشاهدات فراوان از خرابی های بتن بر اثر عوامل شیمیای و فیزیکی مختلف لزوم توجه به مساله دوام بتن بیش از پیش احسس گردید ، بطوریکه در برخی از کشورهای توسعه یافته دستور العمل هایی نیز در خصوص تهیه و ساغت بتن های با دوام بالا تدوین شد دنیای بتن یک دنیای غیرخطی است و در محدوده این رفتار غیر خطی دارای ناپیوستگی و گسستگی هایی نیز می باشد . باید توجه داشت که 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، باید بتن را یک سیستم زنده در نظر گرفت که جهت ایجاد تغییر در رفتار و مشخصات آن با استفاده از افزودنی های بتن ، با چالش هایی روبرو خواهیم شد .
یکی از مهم ترین مشکلات در ساخت و نگهداری سازه ها، نفوذ آب و اثرات تخریبی آن می باشد. بنابراین ضد آب کردن بتن در 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 بوجود می آورد. این صدمات دو دسته اند :
1- صدمات ظاهری شامل شوره زدگی، پوسته شدن رنگ ، قارچ ها ، کپک ها و کثیف شدگی بوده
2- 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 انعطاف پذیری ( شکل پذیری سازه ) و کاهش مقاومت بتن تأثیر می گذارد.
باید توجه داشت که هزینه هایی ترمیم سازه های آسیب دیده بر اثر نفوذ آب یا تخریب و ساخت مجدد این سازه ها ، هزینه هایی بسیار سنگین تر از ساخت یک سازه با چنین بتنی که دوام و مقاومتی بالاتر از بتن عادی دارد را در بر خواهد داشت . لذا یکی از مهمترین مسایلی که در سازه های دریایی ، آبی و مخزنی با آن روبرو هستیم جلوگیری از نفوذ آب و مواد شیمیایی به بتن است و در این خصوص باید بتنی ساخته شود که علاوه بر مقاومت بیشتر ، یک بتن آب بند ( ناتراوا ) باشد .
انواع روش های واترپروف کردن بتن
روش سنتی و ساده ی آب بندی بتن این است که بتن را از طریق سطح خارجی یا سطح داخلی بتن ، آب بندی کنید.در این روش از ورقه ها یا پوشش های اب بند در سطوح بتن استفاده می گردد. این روش دارای محدودیت و مشکلات نگهداری در طول زمان بهره برداری است .این روش را آب بندی ثانویه بتن نیز می نامند . به دلیل اینکه پس از سخت شدن بتن ، اقدام به آب بندی آن میکنیم ، به این روش ، روش ثانویه آب بندی بتن اطلاق گردیده است . اما راه حل دیگر ، آب بندی بتن از طریق اجزای بتن است. در بسیاری از پروژه ها در سرتاسر دنیا از افزودنی های بتن برای آب بندی بتن استفاده کرده و می کنند . در این روش ذرات بتن خودشان مانع عبور آب می شوند و در واقع خود بتن به نوعی مانع آب تبدیل می گردد. این روش را روش اولیه آب بندی بتن یا روش در حین ساخت بتن نیز می نامند . به دلیل اینکه در زمان ساخت بتن از این روش ها جهت آب بندی استفاده می گردد ، عنوان روش اولیه به آنها اطلاق شده است . همچنین باید یادآور شد که استفاده از واتراستاپ ها نیز جز دسته ی آب بندی اولیه می باشند .
آب بندی بتن پیش از سخت شدن :
همانطور که در بالا به آن اشاره شد مهمترین و کاربردی ترین روش استفاده از افزودنی های بتن جهت آب بند کردن بتن می باشد . البته جهت آب بندی درزهای انبساط و اجرایی می بایستی از واتر استاپ ها استفاده نمود . در ادامه مطلب مزیت ها و نحوه استفاده از مواد افزودنی بتن جهت آب بند کردن آن را تشریح می کنیم .
مزیت استفاده از مواد افزودنی جهت آب بند کردن بتن
یکی از ویژگی های اصلی بتن قابلیت تغییر در طرح اختلاط بتن و استفاده از مواد افزودنی خاص به منظور دستیابی به اهداف خاص می باشد و باعث می گردد که بتن آب بند و با دوام تولید گردداین مواد افزودنی در حین ساخت بتن مورد استفاده قرار می گیرند و در ساختار اصلی بتن وارد میگردند . البته مواد افزودنی دیگری هم موجود می باشند که پس از سخت شدن بتن مورد استفاده قرار گیرند. در یک تعریف کلی می توان گفت که ضد آب کردن سازه های بتنی گویای لحاظ تمهیدات لازم برای جلوگیری از نفوذ یا عبور آب یا سایر مایعات از مقطع بتن می باشد. همچنین دوام بتن را به قابلیت حفظ توان خدمت رسانی یک سازه بتنی ،در مدت زمانی معین تعریف می کنند. توانایی خدمت رسانی، قابلیت سازه برای اجرای کارکردهایی است که به منظور تحقق آنها، در شرایط محیطی خاص ، طراحی و ساخته شده است. بنابراین، سازه باید توانایی ایستادگی و مقاومت در مقابل کل بارهای وارده در عمر خود و نیز شرایط محیطی را داشته باشد، بدون آنکه به زوال یا ریزش پیش از موعد دچار شود. دوام سازه به ماهیت نیرو ها و همچنین حملات محیطی بستگی دارد لذا لزوم بتن با کیفیت خوب و تامین مناسب پوشش آرماتور ، اهمیت اساسی دارد. پس نفوذپذیری کم را عامل کلیدی بتن بادوام تشخیص داده اند که عوامل مختلفی بر آن تاثیر گذار است. باید توجه داشت که واترپروف کردن بتن در بسیاری از مواقع با وجود اینکه ما شاهد ورود آب از قسمتی و خروج آن از سمتی دیگر نیستیم به لحاظ دوام سازه دارای اهمیت بالایی می باشند و مطمعن ترین و مناسبترین روش کاهش نفوذپذیری بتن ، استفاده از مواد افزودنی جهت آب بند کردن بتن می باشد . در این روش با استفاده از مواد افزودنی مناسب و اصلاح طرح اختلاط بتن مصرفی 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 ( W/C ) همچنین افزایش سهولت متراکم سازی بتن شده و با کاهش قطر لوله های مویینه، افزایش وزن مخصوص و تراکم بتن منتج به کاهش نفوذ پذیری می شوند. همچنین خاصیت روان کنندگی باعث بهبود کارایی بتن و خواص پمپ پذیری می شود.
2- این مواد تولید حباب در بتن میکننند و با ایجاد حباب های ریز هوا و در نتیجه قطع لوله های مویینه موجب کاهش نفوذپذیری بتن می گردد.
3- سطوح داخلی لوله های مویینه در بتن سخت شده را لغزنده نموده و از این طریق مانع نفوذ آب بخاطر خاصیت اُسمُزی میگردند و در نتیجه نفوذپذیری بتن را کاهش می دهند.
4- یون کلر فعال در بتن را غیر فعال نموده و از نفوذ سولفات ها و املاح خورنده در بتن جلوگیری میکنند.
5- باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می گردند.
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 ضد آب کردن یک سازه بتنی در حین ساخت می بایست اقدام به آب بند نمودن بتن کرد .
برای بررسی کیفیت بتن از نظر دوام اندازه گیری نفوذپذیری بتن حائز اهمیت است و عامل کنترل کننده این ویژگی در بتن سخت شده سیستم فضاهای خالی است. این عامل در مقاومت بتن در مقابل حملات مواد شیمیایی خارجی مثلا اسیدها، دی اکسیدکربن و سولفات ها یا عوامل شیمیای داخل بتن از درون بتن مثلا واکنش قلیایی سنگدانه و سیمان نامناسب و نیز در برابر سایر تنش های محیطی ناشی از نفوذ رطوبت مثل سیکل های یخ زدن و آب شدن و یا 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 و کیفیت ویبره
- نحوه عمل آوری و کیفیت نگهداری از بتن
- 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
از پر کاربردترین و اقتصادی ترین مواد افزودنی بتن که میتواند خواص ارزشمند فوق را به بتن تولید شده اضافه نماید ، آب بند کننده بتن پودری و ژل میکروسیلیس می باشد .
در خصوص استفاده از پودر میکروسیلیس و ژل میکروسیلیس جهت آب بند کردن بتن و نحوه استفاده آن در مقاله دیگری توضیحات تکمیلی ارائه گردیده است .
آب بندی بتن پس از سخت شدن :
همانطور که پیشتر هم توضیح داده شد پس از سخت شدن بتن و به منظور آب بند کردن بتن سخت شده می توان از روش های ثانویه آب بندی بتن استفاده کرد . پوشش هایی که بر روی سطح داخلی یا خارجی بتن قرار می گیرند می توانند مانع نفوذ آب به بتن گردند .همچنین در زیر ملات ها نیز می توان از این پوشش ها استفاده کرد . این پوشش ها انواع مختلفی دارند . یکی از انواع پر کاربرد این مواد آب بندی ، پرایمر آب بندی و آب بند کننده دو جزئی می باشد . انعطاف پذیری، و چسبندگی به مقاطع زیر کار نظیر سطوح سیمانی، سطوح گچی و سایر مصالح از خواص این ماده است.
مزایا و کاربرد استفاده از پرایمر آب بندی در حالت کلی بدین قرار است :
- آب بندی فشار منفی و مثبت در سطوح عمودی و افقی
- آب بندی و محافظت مخازن آب و فاضلاب
- سطوح بتنی در تماس با آب و زیر سطوح کاشیکاری و استخر ها
- آب بندی فونداسیون و زیرزمین ها
- آب بندی داخلی و بیرونی دیوارهای بیرونی و حائل
- کانالها ، تولنها و عرشه پل ها
- آب بندی و محافظت سطوح بتنی در برابر آب دریا در اسکله ها و بنادر
- محافظت از فونداسیون های در تماس با خاک و مواد خورنده
- برای محافظت بتن در برابر تاثیر یون کلر و کربناتاسیون
در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر و مشاوره در خصوص نحوه آب بندی بتن و انتخاب مناسب ترین روش و مصالح جهت آب بندی بتن با مشاورین و متخصصین شرکت برازین بتن شیمی تماس حاصل نمایید .
پایان
