روشهای آب بندی سازه های بتنی

آب بندی سازه‌ها یکی از حیاتی‌ترین جنبه‌ها در صنعت ساخت و ساز است که نقش کلیدی در دوام، پایداری و عملکرد طولانی‌مدت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها ایفا می‌کند. نفوذ آب و رطوبت می‌تواند منجر به تخریب مصالح، خوردگی آرماتورها، رشد قارچ و کپک، و کاهش کیفیت فضای داخلی شود. انتخاب روش و مصالح مناسب برای آب بندی ، نیازمند درک عمیق از شرایط پروژه، نوع سازه و محیط بهره‌برداری است. این مقاله به بررسی جامع روش‌های آب بندی در سه فاز اصلی (قبل، حین و پس از اجرا)، مصالح مورد استفاده، استانداردهای مرتبط، مزایا و معایب هر روش و اهمیت کیفیت محصولات می‌پردازد.

^{آب بندی دیواره مخزن بتنی با ECOPROOF FLEXIBLE}

اهمیت آب بندی و رویکردهای کلی

آب بندی فراتر از جلوگیری از نشت آب است؛ این یک سرمایه‌گذاری برای حفاظت از سازه در برابر عوامل مخرب محیطی، افزایش طول عمر مفید و حفظ ارزش دارایی است. رویکردهای آب بندی را می‌توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

• آب بندی پیش‌از‌اجرا (Pre-Applied Waterproofing): این روش‌ها قبل از بتن‌ریزی یا ساخت سازه اصلی اعمال می‌شوند و یک سد آب‌بند را در برابر نفوذ آب از خارج به داخل ایجاد می‌کنند.
• آب بندی حین‌اجرا (Integrated/During Construction Waterproofing): این روش‌ها شامل افزودن مواد آب‌بند به مخلوط بتن یا اعمال پوشش‌ها بر روی بتن تازه یا در مراحل اولیه ساخت هستند که بتن را ذاتاً نفوذناپذیر می‌کنند.
• آب بندی پس‌از‌اجرا (Post-Applied/Remedial Waterproofing): این روش‌ها پس از ساخت سازه و در صورت مشاهده نشت یا نیاز به بهبود عملکرد آب بندی ، اعمال می‌شوند.

آب بندی پیش‌از‌اجرا (Pre-Applied Waterproofing)

این روش‌ها برای محافظت از سازه‌های زیرزمینی مانند فونداسیون‌ها، دیوارهای حائل و تونل‌ها در برابر آب‌های زیرزمینی و رطوبت خاک طراحی شده‌اند.

الف) روش‌ها و مصالح:

1. غشاهای بنتونیتی (Bentonite Sheets / Geosynthetic Clay Liners – GCLs):
   • شرح: این غشاها از یک لایه خاک رس بنتونیت سدیم طبیعی تشکیل شده‌اند که بین دو لایه ژئوتکستایل یا یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه پلی‌اتیلن قرار گرفته است. بنتونیت در تماس با آب متورم شده و یک لایه ژل نفوذناپذیر تشکیل می‌دهد که آب را مسدود می‌کند.
   • اجرا: قبل از بتن‌ریزی فونداسیون یا دیوار، ورق‌های بنتونیتی روی سطح خاک یا شاتکریت قرار داده می‌شوند.
   • مزایا: خودترمیم‌شونده در برابر سوراخ‌های کوچک، سازگار با محیط زیست، قابلیت اجرا در دماهای مختلف.
   • معایب: حساسیت به خشک شدن مکرر (ممکن است ژل خشک شده و ترک بخورد)، نیاز به فضای کافی برای تورم، آسیب‌پذیری در برابر نفوذ مواد شیمیایی خاص.
2. غشاهای پلیمری پیش‌چسبان (Pre-Applied Sheet Membranes – PVC/TPO/HDPE):
   • شرح: این غشاها ورق‌های پلیمری هستند که دارای یک لایه چسبنده یا لمینت‌شونده در یک سمت خود می‌باشند. آن‌ها قبل از بتن‌ریزی روی سطح زیرین (مانند شاتکریت یا قالب) قرار می‌گیرند و بتن تازه به سطح چسبنده آن‌ها می‌چسبد و یک پیوند مکانیکی قوی ایجاد می‌کند.
   • اجرا: ورق‌ها بر روی سطح آماده شده پهن شده و درزها با حرارت یا چسب مخصوص آب بندی می‌شوند.
   • مزایا: ایجاد یک سد فیزیکی دائمی و بدون درز با پیوند کامل به بتن، مقاومت بالا در برابر فشار هیدرواستاتیک، مقاومت شیمیایی خوب.
   • معایب: نیاز به سطح زیرین صاف و تمیز، حساسیت به سوراخ شدن در حین اجرا، نیاز به مهارت بالا در نصب و آب بندی درزها.

آب بندی حین‌اجرا (Integrated/During Construction Waterproofing)

این روش‌ها با هدف کاهش نفوذپذیری ذاتی بتن و ایجاد یک سازه آب‌بند از درون، در حین فرآیند اختلاط یا بتن‌ریزی اعمال می‌شوند.

الف) روش‌ها و مصالح:

1. افزودنی‌های آب‌بند کریستالی (Crystalline Waterproofing Admixtures):
   • شرح: این افزودنی‌ها به صورت پودر به مخلوط بتن اضافه می‌شوند. مواد شیمیایی فعال در حضور رطوبت با هیدروکسید کلسیم و سایر محصولات جانبی هیدراتاسیون سیمان واکنش داده و میلیون‌ها کریستال نامحلول را در داخل منافذ و مویرگ‌های بتن تشکیل می‌دهند. این کریستال‌ها منافذ را مسدود کرده و بتن را نفوذناپذیر می‌کنند.
   • اجرا: در بچینگ پلانت یا در تراک میکسر به مخلوط بتن اضافه می‌شوند.
   • مزایا: آب بندی درونی بتن، قابلیت خودترمیم‌شوندگی (در صورت بروز ریزترک‌ها، کریستال‌ها مجدداً فعال شده و ترک را مسدود می‌کنند)، محافظت از آرماتور در برابر خوردگی، عدم نیاز به لایه محافظ پس از اجرا.
   • معایب: نیاز به عمل‌آوری صحیح بتن برای فعال شدن کامل کریستال‌ها، ممکن است بر زمان گیرش بتن تأثیر بگذارد، حساسیت به دوز مصرفی.
2. افزودنی‌های آب‌بند هیدروفوبیک (Hydrophobic Waterproofing Admixtures):
   • شرح: این افزودنی‌ها با ایجاد خاصیت آب‌گریزی در دیواره‌های منافذ بتن، از جذب و نفوذ آب جلوگیری می‌کنند. آن‌ها معمولاً بر پایه استئارات‌ها یا پلیمرهای خاص هستند.
   • اجرا: به مخلوط بتن اضافه می‌شوند.
   • مزایا: کاهش جذب آب بتن، بهبود دوام در سیکل‌های یخبندان-ذوب، عدم تأثیر بر مقاومت فشاری بتن.
   • معایب: عمدتاً برای کاهش جذب آب سطحی مؤثرند و ممکن است در برابر فشار هیدرواستاتیک بالا به تنهایی کافی نباشند.
3. پودرهای سخت‌کننده خشکه پاش (Dry-Shake Floor Hardeners):
   • شرح: همانطور که در مقاله قبلی ذکر شد، این پودرها (حاوی سیمان، سنگدانه‌های سخت و افزودنی‌ها) بر روی بتن تازه پاشیده و ماله کشی می‌شوند. اگرچه هدف اصلی آن‌ها افزایش مقاومت سایشی است، اما با متراکم کردن سطح، نفوذپذیری آن را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند.
   • اجرا: بر روی سطح بتن تازه و قبل از گیرش نهایی اعمال می‌شوند.
   • مزایا: افزایش مقاومت سایشی و نفوذپذیری سطحی، ایجاد سطحی متراکم و بادوام، امکان رنگی کردن سطح.
   • معایب: عمدتاً برای کف‌ها کاربرد دارند، نیاز به اجرای دقیق و ماهرانه.

آب بندی پس‌از‌اجرا (Post-Applied/Remedial Waterproofing)

این روش‌ها برای آب بندی سطوح موجود، ترمیم نشت‌ها یا بهبود عملکرد آب بندی سازه‌های ساخته شده استفاده می‌شوند.

الف) روش‌ها و مصالح:

1. پوشش‌های مایع‌اجرا (Liquid-Applied Membranes – LAMs):
   • پلی یورتان (Polyurethane):
     • شرح: پوشش‌های تک یا دو جزئی که به صورت مایع اعمال شده و پس از خشک شدن/پلیمریزاسیون، یک غشای الاستیک و بدون درز ایجاد می‌کنند. دارای چسبندگی عالی و قابلیت پل‌زنی ترک هستند.
     • اجرا: روی سطوح تمیز و خشک با رولر، برس یا اسپری اعمال می‌شوند.
     • مزایا: یکپارچگی کامل، انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت UV (در انواع آلیفاتیک)، چسبندگی عالی، قابلیت ترمیم آسان.
     • معایب: حساسیت به رطوبت بستر (در برخی انواع)، نیاز به آماده‌سازی دقیق سطح، بوی قوی (در انواع پایه حلال).
   • پلی اوره (Polyurea):
     • شرح: پوشش‌های دو جزئی که با سرعت بسیار بالا (چند ثانیه) پلیمریزه می‌شوند و یک غشای بسیار مقاوم، الاستیک و بدون درز ایجاد می‌کنند.
     • اجرا: با دستگاه‌های پاشش فشار بالا و گرم‌کننده اعمال می‌شوند.
     • مزایا: زمان خشک شدن فوق‌العاده سریع، عدم حساسیت به رطوبت بستر، مقاومت مکانیکی و شیمیایی بسیار بالا، پل‌زنی ترک عالی.
     • معایب: نیاز به تجهیزات و تکنسین‌های بسیار تخصصی و گران‌قیمت، بوی قوی، مقاومت UV پایین در انواع آروماتیک.
   • اکریلیک (Acrylic):
     • شرح: پوشش‌های پایه آب و تک جزئی که پس از خشک شدن، یک لایه الاستیک و مقاوم در برابر UV ایجاد می‌کنند.
     • اجرا: با رولر یا برس روی سطوح اعمال می‌شوند.
     • مزایا: اجرای آسان، پایه آب و دوستدار محیط زیست، مقاومت UV خوب، مقرون‌به‌صرفه.
     • معایب: مقاومت مکانیکی و شیمیایی پایین‌تر نسبت به پلی یورتان/پلی اوره، قابلیت پل‌زنی ترک محدودتر.
2. پوشش‌های سیمانی (Cementitious Coatings):
   • شرح: ملات‌های پلیمری اصلاح‌شده بر پایه سیمان که به صورت لایه‌های نازک روی سطوح بتنی/مصالح بنایی اعمال می‌شوند. می‌توانند انعطاف‌پذیر (با پلیمرهای الاستیک) یا صلب باشند.
   • اجرا: با برس، ماله یا اسپری روی سطوح تمیز و مرطوب اعمال می‌شوند.
   • مزایا: چسبندگی خوب به بستر سیمانی، قابلیت تنفس (اجازه عبور بخار آب را می‌دهند)، مقاومت در برابر فشار مثبت و منفی آب، مقرون‌به‌صرفه.
   • معایب: انعطاف‌پذیری محدودتر نسبت به پلیمرها، آسیب‌پذیری در برابر ترک‌های بزرگ سازه‌ای، نیاز به عمل‌آوری.
3. تزریق رزین (Injection Grouting):
   • شرح: شامل تزریق مواد رزینی (مانند اپوکسی، پلی یورتان، آکریلات) به داخل ترک‌ها، درزها یا فضاهای خالی در بتن برای مسدود کردن مسیر نفوذ آب.
   • اجرا: با استفاده از پمپ‌های فشار بالا و پکرها، رزین به داخل ترک‌ها تزریق می‌شود.
   • مزایا: آب بندی دقیق و موضعی ترک‌ها و درزها، قابلیت آب بندی در حضور آب جاری (در برخی رزین‌های پلی یورتان)، ترمیم ساختاری (در رزین‌های اپوکسی).
   • معایب: نیاز به مهارت و تجهیزات بسیار تخصصی، هزینه بالا برای کاربردهای وسیع، شناسایی دقیق مسیر نشت حیاتی است.
4. غشاهای ورقه‌ای (Sheet Membranes – Torch-Applied Bituminous / Self-Adhesive):
   • شرح: ورق‌های پیش‌ساخته‌ای از قیر پلیمری اصلاح‌شده (APP/SBS) یا مواد پلیمری که به صورت حرارتی (مشعل) یا با چسبندگی خودکار روی سطح اعمال می‌شوند.
   • اجرا: ورق‌ها روی سطح پهن شده و درزها با حرارت یا فشار به هم متصل می‌شوند.
   • مزایا: ضخامت یکنواخت، مقاومت بالا در برابر فشار هیدرواستاتیک، سرعت اجرای نسبتاً بالا.
   • معایب: وجود درزها (نقاط ضعف احتمالی)، نیاز به سطح زیرین صاف و تمیز، حساسیت به سوراخ شدن، بوی قیر در زمان اجرا.

کیفیت بالای محصولات و تأییدیه انستیتو ملی تعمیرات بتن ایران (ICRI)

کیفیت محصولات آب بندی نقش اساسی در عملکرد و دوام سیستم آب بندی دارد. استفاده از محصولات با کیفیت پایین می‌تواند منجر به شکست زودهنگام سیستم، هزینه‌های بالای ترمیم و آسیب‌های جبران‌ناپذیر به سازه شود.

انستیتو ملی تعمیرات بتن (Iranian Concrete Repair Institute – ICRI) یک سازمان پیشرو در صنعت بتن است که بر روی تعمیر، حفاظت و نگهداری سازه‌های بتنی تمرکز دارد. این مجموعه راهکارها و محصولاتی را ارائه می دهد که بر افزایش عمر سرویس دهی سازه ها اثرگذار بوده و هزینه های تعمیر و نگهداری سازه ها را کاهش دهد.

استانداردهای آب بندی

استانداردهای مختلفی برای مواد و روش‌های آب‌بندی وجود دارند که به تضمین کیفیت و عملکرد آن‌ها کمک می‌کنند:

• ASTM (American Society for Testing and Materials):
  • ASTM C836 / C957: برای غشاهای آب‌بندی مایع‌اجرا.
  • ASTM D412 / D624 / D2240: برای خواص مکانیکی (کشش، پارگی، سختی) غشاهای پلیمری.
  • ASTM D570: برای جذب آب.
  • ASTM C1240: برای سیلیکا فیوم (مرتبط با افزودنی‌های پوزولانی).
  • ASTM C494: برای افزودنی‌های شیمیایی بتن.
  • ASTM C779 / C944: برای مقاومت سایشی (مرتبط با کفپوش‌ها).
• ISO (International Organization for Standardization):
  • ISO 16770 / 17952: برای مقاومت در برابر پیری حرارتی و UV غشاهای آب‌بندی.
• EN (European Standards):
  • EN 1504-2: برای محصولات و سیستم‌های حفاظت سطح بتن.
  • EN 13813: برای مواد کفپوش.
• AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials):
  • استانداردهای مرتبط با آب‌بندی پل‌ها و روسازی‌ها.

آیا سازه شما دچار نشت شده و یا سازه ای میخواهید بسازید که از منظر آب بندی حائز اهمیت است ؟

آب‌بندی سازه‌ها یک فرآیند پیچیده و چندوجهی است که نیازمند برنامه‌ریزی دقیق در هر سه فاز قبل، حین و پس از اجرا می‌باشد. انتخاب صحیح روش و مصالح آب‌بندی، همراه با رعایت استانداردهای کیفی و اجرای حرفه‌ای، ضامن دوام و پایداری سازه در برابر نفوذ آب و رطوبت خواهد بود. سرمایه‌گذاری در محصولات با کیفیت بالا و بهره‌گیری از متخصصین مجرب، نه تنها از هزینه‌های گزاف تعمیرات آتی جلوگیری می‌کند، بلکه به حفظ ارزش و عملکرد طولانی‌مدت سازه نیز کمک شایانی می‌نماید. انستیتو ملی تعمیرات بتن ایران با تکیه بر تجربه و دانش مهندسی روز و توانمند در تولید و تامین محصولات مطابق استانداردهای بین المللی آماده خدمت رسانی به شما در زمینه آب بندی سازه ها می باشد.