آب بندی بتن چیست و معرفی کامل افزودنی بتن جهت آب بندی

بتن از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است که کاربردهای بسیار زیادی در ساخت انواع سازه‌ها دارد. از آنجایی که از بتن معمولاً به عنوان پایه و اساس سازه استفاده می‌شود، مهم است که جلوی نفوذ رطوبت و آب را بگیرد. بتن به‌خودی‌خود ضد آب نیست و باید با مواد مخصوص و روش‌های گوناگون مقاومتش را در برابر آب و رطوبت بالا برد. به فرایند ضد آب کردن بتن، آب‌بندی گفته می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم به بررسی تکنیک‌های مختلف آب بندی بتن بپردازیم و انواع موادی را که بتن را ضد آب می‌کنند، معرفی کنیم. با ادامه این مطلب ما را همراهی کنید.

منظور از آب‌بندی بتن چیست؟

منظور از آب‌بندی بتن، ضد آب کردن آن است. وقتی از مواد، پوشش‌ها یا چسب آب‌بندی برای ضدآب کردن بتن استفاده کنیم، در واقع آن را آب‌بندی کرده‌ایم. این مواد و پوشش‌ها یک مانع محافظ ایجاد می‌کنند و از نفوذ یا خروج آب و رطوبت جلوگیری می‌کنند. همین امر موجب می‌شود تا بتن کمتر آسیب ببیند و مشکلات ساختاری ناشی از نفوذ رطوبت کاهش یابد.

بتن به طور طبیعی متخلخل است و همین ویژگی، آن را در برابر نفوذ آب آسیب‌پذیر می‌کند. در نتیجه، ممکن است پس از مدتی ترک بخورد، پوسته‌پوسته شود یا حتی کپک بزند. به همین دلیل هم آب‌بندی سازه‌های بتنی یک مرحله ضروری و مهم در ساخت‌وساز است؛ مخصوصاً اگر سازه چیزی مثل پل، تأسیسات زیرزمینی و موارد این‌چنینی باشد.

مزایای بتن آب بند چیست؟

آب بندی کردن بتن مزایای زیادی را به همراه دارد، از جمله:

• افزایش طول عمر سازه
• جلوگیری از فرسودگی و ترک‌خوردگی
• محافظت از بتن در برابر خوردگی و پوسته‌پوسته شدن
• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در درازمدت
• افزایش استحکام سازه
• جلوگیری از زنگ‌زدگی فولادهای تقویت‌کننده و آرماتورها
• به حداقل رساندن آسیب‌های ناشی از انجماد – ذوب
• افزایش ارزش ملک
• بهبود زیبایی ظاهری در برخی موارد

مضرات آب بندی ضعیف یا عدم آب بندی بتن

غفلت از آب‌بندی بتن می‌تواند منجر به عواقب شدید و قابل‌توجهی شود:

• آسیب‌های سازه‌ای مثل ترک خوردن بتن، پوسته شدن سطح و خوردگی آرماتورهای فولادی تعبیه‌شده
• مشکلات بهداشتی و زیبایی‌شناختی مثل رشد کپک و قارچ
• کاهش ارزش ملک
• هزینه بالای تعمیرات
• کاهش استحکام و دوام سازه

محدودیت‌ها و چالش‌های بالقوه آب بندی بتن

در حالی که آب بندی کردن بتن مزایای قابل‌توجهی را ارائه می‌دهد، برای اجرای موفقیت‌آمیز آن باید محدودیت و چالش‌های بالقوه استفاده از این مواد را در نظر بگیرید:

• شرایط و محدودیت‌های کاربردی: اثربخشی مواد آب بند کننده بتن می‌تواند به عوامل محیطی مانند دما، رطوبت و شرایط آب و هوایی حساس باشد. ​دمای شدید یا هوای مرطوب می‌تواند بر کاربرد و عمل‌آوری مواد عایق رطوبتی تأثیر منفی بگذارد و به طور بالقوه منجر به نتایج نامطلوب شود. ​برنامه‌ریزی و زمان‌بندی دقیق برای آب بندی بتن مهم است.
• نیاز به دانش و تخصص: استفاده از انواع افزودنی بتن جهت آب بندی نیاز به تخصص، مهارت و تجهیزات تخصصی دارد. اجرای نادرست می‌تواند کار را بدتر کند یا حتی در برخی موارد موجب چسبندگی سطح شود. به همین دلیل این کار باید توسط متخصص ماهر و باتجربه انجام گردد.ّ
• محدودیت‌های برخی از مواد آب بند کننده بتن: انتخاب نوع مواد بسیار مهم است. نمی‌توان از همه مواد موجود برای هر نوع سازه بتنی یا هر شرایط محیطی استفاده کرد. به عنوان مثال، استفاده از ورق‌های قیری برای هر سازه بتنی مناسب نیست. مخصوصاً آن‌هایی که اشکال پیچیده و سطوح نامنظمی دارند. مثال دیگری می‌آوریم. مواد ضدآب کریستالی نیز برای بتن‌هایی که در معرض محیط‌های شیمیایی تهاجمی قرار دارند، مناسب نیست. زیرا این مواد مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی ندارند.

انواع مواد آب بندی بتن

همان طور که پیش‌تر اشاره کردیم از مواد مختلفی برای آب بندی بتن می‌توان استفاده کرد. در ادامه به برخی از پرکاربردترین این مواد اشاره می‌کنیم:

• چسب بتن
• پرایمر بتن
• رزین اپوکسی
• ایزوگام و قیرگونی
• افزودنی‌های کریستالی
• مواد نانو و آب‌گریز
• رنگ عایق
• مواد پلیمری
• کاهنده‌های آب
• حباب‌سازها

برخی از این مواد در زمان اختلاط بتن به ترکیب اضافه می‌شوند. برخی دیگر پس از بتن‌ریزی استفاده می‌گردند. در ادامه در مورد انواع آب بندی بتن توضیح می‌دهیم.

روش‌های آب بندی بتن

آب بندی بتن را با توجه به زمان استفاده از مواد ضدآب کننده می‌توان به 2 دسته تقسیم کرد:

• آب بندی اولیه: در این روش مواد آب بندی را در زمان اختلاط بتن به سایر مواد اصلی اضافه می‌کنیم. برخی از این مواد به صورت پودر و برخی به صورت مایع هستند.
• آب بندی ثانویه: در این روش پس از بتن‌ریزی از مواد پوششی مخصوص استفاده می‌کنیم. یعنی مواد را زمانی اعمال می‌کنیم که بتن خشک شده یا خود را گرفته است.

انواع تکنیک‌های آب بند بتن

برای آب بندی بتن می‌توان از مواد و تکنیک‌های مختلفی استفاده کرد. در ادامه پرکاربردترین این روش‌ها را معرفی می‌کنیم.

مواد پوششی مخصوص آب بندی بتن

پوشش‌های مخصوص آب بندی بتن موادی مایع، نیمه‌مایع، پودری و گاهی جامد هستند که به طور مستقیم روی سطح بتن اعمال می‌شوند و یک‌لایه نازک روی سطح ایجاد می‌کنند. در واقع، در حالت آب بندی ثانویه از این روش استفاده می‌کنیم. اگر این مواد به درستی اعمال شوند، یک غشای ضدآب یکپارچه تشکیل می‌دهند که از نفوذ آب و رطوبت به درون بتن جلوگیری می‌کنند.

از جمله مهم‌ترین این مواد می‌توان به پوشش‌های اکریلیک، اپوکسی، پلی‌اورتان، رنگ مخصوص ضدآب، قیر و ایزوگام اشاره کرد. هر کدام از این پوشش‌ها مزایا و ویژگی‌های خاصی دارند. از این مواد می‌توانید برای آب بندی بتن‌های جدید و قدیمی استفاده کنید.

مواد کریستال کننده

مواد کریستال کننده(پودر کریستال شونده SQ2000)  در آب بندی اولیه استفاده می‌شود. این مواد شیمیایی هستند و در تماس با آب کریستالی می‌شوند. مواد کریستال کننده را به مواد اصلی و پایه بتن اضافه می‌کنیم. این مواد ترک‌های ریز و شکاف‌ها را پر می‌کنند. در نتیجه مسیرهای ورود آب به درون بتن مسدود می‌گردد. این کریستا‌ل‌ها با گذشت زمان بیشتر هم می‌شوند و رشد می‌کنند و ترک‌های بعدی را هم پر می‌کنند. در نتیجه محافظتی بلندمدت ارائه می‌دهند. ناگفته نماند که این روش برای از بین بردن ترک‌های ریز و جزئی به کار می‌رود.

مواد ضدآب کننده سیمانی

این مواد بر پایه سیمان مخلوط با پلیمر و دیگر افزودنی‌ها هستند که به صورت دوغاب یا ملات مستقیماً روی سطح بتن اعمال می‌شوند. پس از خشک شدن، یک‌لایه متراکم و نفوذناپذیر تشکیل می‌شود که در برابر آب مقاوم است. معمولاً از این روش برای آب بندی بتن‌های زیرسطحی مثل زیرزمین‌ها و فونداسیون‌ها استفاده می‌گردد. این روش یکی از مقرون به‌صرفه‌ترین تکنیک‌های آب بندی بتن به ویژه برای مناطق مرطوب مثل سرویس بهداشتی است. این تکنیک پس از بتن‌ریزی اجرا می‌شود و جز روش‌های ثانویه محسوب می‌گردد.

قیر

قیر یکی از قدیمی‌ترین موادی است که برای آب بندی بتن استفاده می‌شود. قیر ماده‌ای نفتی است که حالتی چسبنده دارد. از این ماده به عنوان آب بندی ثانویه استفاده می‌شود. قیر بیشتر برای آب بندی بتن سقف، زیرزمین، پل و موارد این چنینی کاربرد دارد. محافظتی که قیر ارائه می‌دهد مناسب است؛ اما معمولاً به اندازه مواد مدرن نیست؛ زیرا قیر می‌تواند به مرور زمان خشک و پوسته‌پوسته شود.

کار با آن نیز دشوار است. البته می‌توان رول‌های قیر را به صورت آماده و از پیش‌ساخته خریداری کرد که در این صورت کار با آن راحت‌تر می‌شود. قیر باید گرم شود تا چسبندگی لازم را پیدا کند و به سطح بتن بچسبد. قیر چسبندگی بالایی دارد؛ اما با گذشت زمان از میزان چسبندگی آن کاسته می‌شود و همان طور که اشاره کردیم، ماندگاری زیادی ندارد.

پلی‌اورتان

​پلی‌اورتان یک ماده پلاستیکی همه‌کاره است که از واحدهای آلی متصل به پیوندهای کاربامات (یورتان) تشکیل شده است. این ماده در اشکال مختلفی تولید می‌شود. می‌توانید آن را به صورت فوم انعطاف‌پذیر، عایق فومی، رول، چسب، درزگیر و… خریداری کنید. ​پوشش‌های پلی‌اورتان می‌توانند یک غشای بدون درز و ضد آب تشکیل دهند که از نفوذ آب جلوگیری می‌کند.

از مهم‌ترین ویژگی‌های مواد آب بندی ساخته شده از پلی‌اورتان، چسبندگی عالی به زیرلایه‌ها، مقاومت در برابر سایش، تغییرات دما و آب است. پلی‌اورتان در آب بندی ثانویه به صورت مایع یا با اسپری اعمال می‌گردد.

پوشش‌های پلیمری

پوشش‌های پلیمری از پلیمرهای لاستیکی یا شیشه‌ای ساخته می‌شوند که حالتی انعطاف‌پذیر دارند و معمولاً به شکل ورقه‌ای به فروش می‌رسند. نکته مثبتی که در مورد این مواد آب بندی بتن وجود دارد این است که خاصیت خودترمیمی دارند. از این ورق‌ها بعد از بتن‌ریزی و به شکل آب بندی ثانویه استفاده می‌شود.

چسب بتن

چسب بتن ماده‌ای است که مقاومت بتن را ارتقا می‌بخشد. این ماده را در حین مخلوط کردن مواد بتن اضافه می‌کنیم تا استحکام آن بیشتر شود. چسب بتن، در کنار افزایش مقاومت، باعث جلوگیری از نفوذ آب هم می‌شود؛ زیرا روانی بتن را کاهش می‌دهد و آن را متراکم‌تر می‌کند.

پرایمر بتن

پرایمر از دیگر مواد افزودنی آب بندی بتن است. پرایمر به عنوان آب بندی ثانویه استفاده می‌شود. این مواد را پس از بتن‌ریزی و خشک شدن آن، روی سطح پخش می‌کنیم. پرایمرها معمولاً به شکل مایع هستند و می‌توان آن‌ها را با قلم‌مو، جارو یا برس روی سطح بتن پخش کرد. پرایمر سطح را برای لایه بعدی که می‌تواند رنگ، کاشی، اجر و… باشد، آماده می‌کند. در عین حال، بتن را آب بندی می‌کند و از نفوذ رطوبت و آب جلوگیری می‌کند.

رزین اپوکسی

رزین‌های اپوکسی که با نام پلی‌اپوکسیدها نیز شناخته می‌شوند، دسته‌ای از پیش پلیمرها و پلیمرهای واکنش‌پذیر حاوی گروه‌های اپوکسید هستند. رزین اپوکسی چسبندگی بالایی دارد و به همین دلیل می‌تواند مقاومت بتن را در برابر مواد شیمیایی، آب و هوا و آب بالا ببرد. رزین نیز همانند پرایمر اعمال می‌شود. پس از این که بتن خود را گرفت، می‌توان آن را که معمولاً به صورت دوجزئی یا سه‌جزئی به فروش می‌رسد، آماده کرد و روی سطح کار پخش کرد.

ژل میکروسیلیکا

تکنیک دیگر برای ضدآب کردن بتن، استفاده از ژل میکروسیلیکا است. این ماده که اغلب با پلی کربوکسیلات اتر، فوق‌روان‌کننده، پودر میکروسیلیکا و الیاف پلی‌پروپیلن تشکیل می‌شود، مقاومت فشاری بتن را ارتقا می‌بخشد و نفوذپذیری آن را کاهش می‌دهد. این ماده در حین اختلاط، به دیگر مواد بتن افزوده می‌شود.

واتر استاپ

واتر استاپ عنصری است که در سازه‌های بتنی تعبیه می‌شود تا از عبور مایعاتی مانند آب جلوگیری کند. واتراستاپ‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حتی تحت فشار هیدرواستاتیک، مانع از عبور آب شوند. واتر استاپ در اشکال مختلفی مثل PVC، نوار و درزگیر تولید می‌شود. واتر استاپ‌ها در طول فرایند بتن‌ریزی، به ویژه هنگام تشکیل اتصالات ساختمانی، نصب می‌شوند.

الیاف تقویت‌کننده بتن

الیاف تقویت‌کننده بتن از مواد مصنوعی، طبیعی یا شیشه‌ای ساخته می‌شود. این الیاف باعث افزایش یکپارچگی ساختاری بتن می‌شوند. علاوه بر آب بندی کردن بتن، از دیگر مزایای استفاده از این الیاف می‌توان به بهبود مقاومت کششی بتن، کاهش میزان ترک‌خوردگی و خرد شدن، افزایش مقاومت در برابر ضربه و ارتقای مقاومت خمشی اشاره کرد. این الیاف به عنوان شیوه آب بندی اولیه استفاده می‌شود و در حین ترکیب مواد اصلی اضافه می‌گردند.

رنگ عایق

رنگ‌های عایق نیز خاصیت آب بندی دارند و می‌توان آنها را با هر گونه رنگ یا پوشش دیگر مخلوط کرد. برخی از این رنگ‌ها به دلیل داشتن فرمولاسیون خاص، دارای پوشش‌های الاستومری پایه آب ۱۰۰٪ اکریلیک هستند که خاصیت ضد آب را ارائه می‌دهند و هم عایقی در برابر گرما و سرما هستند. از این رنگ‌ها بعد از بتن‌ریزی استفاده می‌کنیم.

افزودنی‌های حباب‌زا

افزودنی‌های حباب‌زا در حین اختلاط به بتن اضافه می‌شوند تا عمداً حباب‌های هوای ریز، یکنواخت و پایداری را در مخلوط ایجاد کنند. این حفره‌های هوای میکروسکوپی، کیفیت مخلوط را بهبود می‌بخشند و از میزان آب افتادگی و جداشدگی مواد جلوگیری می‌کنند. این حباب‌ها به عنوان یک بافر فیزیکی عمل می‌کنند و از ترک‌خوردگی ناشی از تنش و افزایش حجم آب در دماهای انجمادی جلوگیری می‌کنند.

همین امر موجب افزایش مقاومت بتن در یخ‌بندان شدید چرخه‌های انجماد – ذوب می‌شود. در نتیجه، از میزان نفوذناپذیری بتن به شکل قابل‌توجهی کاسته می‌شود و دوام آن ارتقا می‌یابد. این افزودنی‌ها در حین اختلاط به مخلوط بتن اضافه می‌گردند.

چگونه بهترین مواد را برای آب بندی بتن انتخاب کنیم؟

عوامل مختلفی بر انتخاب بهترین مواد آب بندی بتن تأثیر می‌گذارند. از جمله:

• نوع سازه و بخشی که قرار است بتن در آن به کار رود: سطوح و محیط‌های مختلف به انواع خاصی از آب بندی نیاز دارند. به عنوان مثال، آب بندی بتن‌های زیرسطحی مثل زیرزمین‌ها با سطوح روباز مثل سقف‌ها متفاوت است.
• دوام و طول عمر: برخی از روش‌های آب بند کردن بتن دوام بیشتری دارند. به عنوان مثال، رزین اپوکسی دوام بیشتری نسبت به قیر دارد. مخصوصاً اگر دمای هوا همیشه بالا باشد. قیر در دمای بالا زود خشک و پوسته‌پوسته می‌شود. در نتیجه، به مرور از سطح جدا می‌گردد.
• بودجه: هر چه کیفیت مواد بالاتر باشد، قیمت نیز افزایش می‌یابد. درست است که کیفیت مهم است؛ اما در زمان انتخاب مواد باید به بودجه خود توجه کنید.
• پیچیدگی اجرا: سهولت کاربری و اجرای روش نیز مهم است. اجرای برخی از روش‌های نام برده شده راحت‌تر است و به تخصص و نیروی کمتری نیاز دارند. همین امر می‌تواند روی هزینه و زمان تأثیر بگذارد.
• نگرانی‌های محیطی: عواملی مثل دما، رطوبت، نور UV و… می‌توانند روی مواد مختلف تأثیر متفاوتی بگذارند. به عنوان مثال، اگر می‌خواهید بتنی را آب بند کنید که قرار است در معرض مواد شیمایی سخت قرار بگیرد، باید موادی را انتخاب کنید که در برابر این گونه چیزها مقاومت بالایی داشته باشند.
• سهولت نگهداری: در زمان انتخاب شیوه آب بندی به الزامات نگهداری نیز توجه کنید. زیرا برخی از روش‌ها نیاز به بازرسی و توجه بیشتری دارند. این امر می‌تواند روی هزینه‌های شما در بلندمدت تأثیر بگذارد.
• تأثیر زیبایی‌شناختی: برخی از مواد تأثیر قابل‌توجهی بر ظاهر بتن می‌گذارند. مثلاً در بتن‌های اکسپوز نمی‌توان از عایق قیری استفاده کرد. زیرا ظاهر کار کاملاً تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در مواردی که ظاهر مهم است، باید سراغ موادی بروید که روی ظاهر اثر نمی‌گذارند یا تأثیرشان مثبت است.

تفاوت بتن نم‌بند و آب بند

مقاومت بتن در برابر رطوبت و نفوذ آب را می‌توان به 2 درجه تقسیم کرد:

• نم بند
• آب بند

در جدول زیر تفاوت این 2 را می‌آوریم:

نمونه‌هایی از طرح اختلاط بتن آب بند

طرح اختلاط بتن آب بند کاملاً بستگی به مواد اولیه و افزودنی‌ها دارد. به عنوان مثال، گاهی نیاز است که پس از مخلوط کردن مواد با ماده‌ای افزودنی مثل روان‌کننده، از میزان آب به اندازه مشخصی کاسته شود. از دیگر عوامل مؤثر بر طرح اختلاط بتن آب بند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• درجه آب بندی (نم بند یا آب بند کامل)
• شرایط محیطی و محل کاربرد بتن
• نوع و خواص مواد تشکیل‌دهنده بتن
• ملاحظات اقتصادی

در ادامه چند نمونه از طرح اختلاط بتن آب بند را می‌آوریم.

سخن نهایی

در این مقاله آب بندی بتن، روش‌های انجام این کار و انواع مواد آب بند کننده بتن را معرفی کردیم. توصیه ما این است که در هر شرایطی بتن را آب بند کنید تا از هر گونه مشکل احتمالی در آینده جلوگیری کنید. این گونه دوام سازه نیز ارتقا می‌یابد و در عین حال، از بسیاری از هزینه‌ها در آینده پیشگیری خواهید کرد.

منابع

https://alphateqwaterproofing.com/waterproofing/concrete

https://www.bostik.com/philippines/en/bostik-academy/library/5-key-tips-for-durable

https://hissan.co.id/en/article/know-the-5-best-types-of-waterproofing-for-your-concrete-deck

https://www.bigeasyconcrete.com/a-guide-to-waterproofing-concrete

https://www.drfixit.co.in/resources/blog/renovation/what-is-the-best-waterproofing-process-for-concrete-slabs

https://drycretewp.com/how-to-waterproof-concrete