بتن یک مادهی متخلخل است و اگر به خوبی آب بندی نشود، میتواند در طی زمان آب زیادی 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. اما چگونه بتن را آب بند کنیم؟ بهترین راه و جدیدترین مواد آب بندی بتن چه چیزهایی هستند؟ در این نوشتار سعی داریم اشارهای به این مسئله بکنیم. آب بندی بتن به معنای جلوگیری از نفوذ آب به بتن و نیز مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک میباشد.
تعریف کامل بتن
بتن در تعریف کلی به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته میشود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل هیداراتاسیون است. امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات میشود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان و نیز پوزولانها، 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 ملاحظهای 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 سیمانها که شامل پوزولانها، سولفورها، پلیمرها و افزودنی های متفاوتی هستند، تولید میشوند. همچنین میتوان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام میگیرد. 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 میشود 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، تونلها 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، نمیتواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در دراز مدت در ترمیم سازه های بتنی ایجاد میگردد.
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 بتنها 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 پارهای از کشورها دستورالعملها 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 دستورالعملها 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 نگرانهی از پیش تعیین شده احساس میشود.
در این راستا طبیعت بتن بگونهای 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 میباشد 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.
دلایل استفاده از افزودنی بتن
یکی از مهمترین مشکلات در ساخت و نگهداری سازه ها، نفوذ آب و اثرات تخریبی آن میباشد. بنابراین ضدآب سازی سازهها از اهمیت خاصی برخوردار بوده تا جایی که امروزه به یک تخصص تبدیل شده است. جذب آب صدمات ظاهری و سازهای متعددی را در سازهها بوجود میآورد. در واقع صدمات ظاهری شامل شوره زدگی، پوسته شدن رنگ،قارچ ها، کپکها و کثیف شدگی بوده و صدمات سازهای موجب واکنش سیلیکات های قلیایی، یخ زدگی و ذوب شدن پیاپی آب در مصالح، کربونیزاسیون، بارانهای اسیدی، سولفاته شدن و خوردگی آهن آلات بکار رفته در اسکلت ساختمان میشود که بر روی انعطاف پذیری و کاهش مقاومت آنها تأثیر میگذارد. هر ساله آمار و ارقام زیادی در مورد تخریب سازه های بتنی منتشر میشود و بدیهی است هزینه های سنگینی در طرح های عظیم ملی نظیر طرحهای فاضلابی، سازه های دریایی، ساخت اسکلهها و بنادر سدها و پلها و ... صرف میشود. در صورتی که تمهیدی برای حفظ این سازهها بکار گرفته نشود نه تنها این سرمایه عظیم از بین میرود بلکه ساخت مجدد آنها فوق العاده دشوارتر و پر هزینه تر بوده و رشد و شکوفایی اقتصادی را ناممکن میسازد. 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 میباشد 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 آببند یا ناتراوا گفته میشود.
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 میباشد. این افزودنیها در هنگام بتن ریزی به مخلوط بتن اضافه میشود و خود بتن را به یک مانع برای عبور آب تبدیل میکنند. این افزودنیها انواع مختلفی دارند و به دسته های افزودنی های هوا دهنده بتن، دافع آب و افزودنی های کریستال تقسیم میشوند.
اصول آب بندی سازه های بتنی
آب بندی سازه های بتنی به دو صورت کلی دسته بندی میگردد:
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 بتن ریزی انجام میگردد. لازم به ذکر است که آببندی در این مرحله اقتصادی ترین و بهترین روش محسوب میشود.
مواد افزودنی مناسب برای آب بندی بتن 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 نفوذپذیری میشوند. همچنین خاصیت روان کنندگی باعث بهبود خواص پمپ پذیری
می شود.
2. با لغزنده نمودن سطوح داخلی لوله های مویینه درون بتن سخت شده، بواسطه از میان بردن نفوذ آب از طریق خاصیت اُسمُزی، نفوذپذیری بتن را کاهش میدهند.
3. با ایجاد حباب های ریز هوا و در نتیجه قطع لوله های 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 می نمایند.
5. به دلیل عملکرد چند کاره بر مقاومت فشاری و دوام بتن میافزایند.
دارا بودن این خواص بصورت همزمان منجر به تولید بتنی ایده آل شده که انتظارات بهره بردار را برآورده میسازد.