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

بتن یکی از مهم‌ ترین و پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی است که در ساخت انواع سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که بتن معمولاً به‌ عنوان پایه و بخش اصلی هر سازه به کار می‌رود، محافظت از آن در برابر نفوذ آب و رطوبت از اهمیت بالایی برخوردار است. با وجود استحکام بالا، بتن به‌ صورت ذاتی ضد آب نیست و در صورت عدم استفاده از مواد یا روش‌ های مناسب، می‌ تواند دچار نفوذ آب، ترک‌ خوردگی و کاهش دوام شود. از این‌ رو، برای افزایش مقاومت بتن در برابر رطوبت، از مواد و تکنیک‌ های آب‌ بندی تخصصی استفاده می‌ شود.

در این مقاله قصد داریم به معرفی و بررسی روش‌ های مختلف آب‌ بندی بتن بپردازیم و انواع مواد مؤثر در ضد آب کردن بتن را بررسی کنیم. با ما همراه باشید تا با بهترین شیوه‌ های افزایش دوام و ماندگاری بتن آشنا شوید.

منظور از آب‌ بندی بتن چیست؟

منظور از آب‌ بندی بتن، ضد آب کردن آن است. وقتی از مواد، پوشش‌ ها یا چسب آب‌ بندی برای ضد آب کردن بتن استفاده کنیم، در واقع آن را آب‌ بندی کرده‌ ایم. این مواد و پوشش‌ ها یک مانع محافظ ایجاد می‌ کنند و از نفوذ یا خروج آب و رطوبت جلوگیری می‌ کنند. همین امر موجب می‌ شود 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 آسیب‌ پذیر می‌ کند. در نتیجه، ممکن است پس از مدتی ترک بخورد، پوسته‌ پوسته شود یا حتی کپک بزند. به همین دلیل آب‌ بندی سازه‌ های بتنی یک مرحله ضروری و مهم در ساخت‌ و ساز است؛ مخصوصاً اگر سازه چیزی مثل پل، تأسیسات زیر زمینی 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 ترک‌ خوردگی
• محافظت از بتن در برابر خوردگی و پوسته‌ پوسته شدن
• کاهش هزینه‌ های نگهداری و تعمیرات در دراز مدت
• افزایش استحکام سازه
• جلوگیری از زنگ‌ زدگی فولاد های تقویت‌ کننده و آرماتور ها
• به حداقل رساندن آسیب‌ های ناشی از انجماد – ذوب
• افزایش ارزش ملک
• بهبود زیبایی ظاهری در برخی موارد

مضرات آب بندی ضعیف یا عدم آب بندی بتن

غفلت از آب‌ بندی بتن می‌ تواند منجر به عواقب شدید و قابل‌ توجهی شود:

• آسیب‌ های سازه‌ ای مثل ترک خوردن بتن، پوسته شدن سطح و خوردگی آرماتور های فولادی تعبیه‌ شده
• مشکلات بهداشتی و زیبایی‌ شناختی مثل رشد کپک و قارچ
• کاهش ارزش ملک
• هزینه بالای تعمیرات
• کاهش استحکام و دوام سازه

محدودیت‌ ها و چالش‌ های بالقوه آب بندی بتن

در حالی که آب بندی کردن بتن مزایای قابل‌ توجهی را ارائه می‌ دهد، برای اجرای موفقیت‌ آمیز آن باید محدودیت و چالش‌ های بالقوه استفاده از این مواد را در نظر بگیرید:

• شرایط و محدودیت‌ های کاربردی: اثربخشی مواد آب بند کننده بتن می‌ تواند به عوامل محیطی مانند دما، رطوبت و شرایط آب و هوایی حساس باشد. ​دمای شدید یا هوای مرطوب می‌ تواند بر کاربرد و عمل‌ آوری مواد عایق رطوبتی تأثیر منفی بگذارد و به طور بالقوه منجر به نتایج نامطلوب شود. همچنین ​برنامه‌ ریزی و زمان‌ بندی 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 پیشرفته دارد. اجرای نا درست می‌ تواند کار را بدتر کند یا حتی در برخی موارد موجب چسبندگی سطح شود. به همین دلیل این کار باید توسط متخصص ماهر و با تجربه انجام گردد.
• محدودیت‌ های برخی از مواد آب بند کننده بتن: انتخاب نوع مواد بسیار مهم است، نمی‌ توان از همه مواد موجود برای هر نوع سازه بتنی یا هر شرایط محیطی استفاده کرد. به عنوان مثال، استفاده از ورق‌ های قیری برای هر سازه بتنی مناسب نیست. مخصوصاً آن‌ هایی که اشکال پیچیده و سطوح نا منظمی دارند. مثال دیگری می‌ آوریم: مواد ضدآب کریستالی نیز برای بتن‌ هایی که در معرض محیط‌ های 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 می‌ توان استفاده کرد. در ادامه به برخی از پر کاربرد ترین آنها اشاره می‌ کنیم:

• چسب بتن
• پرایمر بتن
• رزین اپوکسی
• ایزوگام و قیرگونی
• افزودنی‌ های کریستالی
• مواد نانو و آب‌ گریز
• رنگ عایق
• مواد پلیمری
• کاهنده‌ های آب
• حباب‌ ساز ها

برخی از این مواد در زمان اختلاط بتن به ترکیب اضافه می‌ شوند. برخی دیگر پس از بتن‌ ریزی استفاده می‌ گردند. در ادامه در مورد انواع آب بندی بتن توضیح می‌ دهیم.

روش‌های آب بندی بتن

آب بندی بتن را با توجه به زمان استفاده از مواد ضد آب کننده می‌ توان به 2 دسته تقسیم کرد:

• آب بندی اولیه: در این روش مواد آب بندی را در زمان اختلاط بتن به سایر مواد اصلی اضافه می‌ کنیم. برخی از این مواد به صورت پودر و برخی به صورت مایع هستند.
• آب بندی ثانویه: در این روش پس از بتن‌ ریزی از مواد پوششی مخصوص استفاده می‌ کنیم. به این معنی که مواد آب‌ بندی تنها پس از خشک شدن یا گیرش کامل بتن بر سطح آن اعمال می‌ شوند.

انواع تکنیک‌های آب بند بتن

برای آب بندی بتن می‌ توان از مواد و تکنیک‌ های مختلفی استفاده کرد. در ادامه پر کاربرد ترین این روش‌ ها را معرفی می‌ کنیم:

مواد پوششی مخصوص آب بندی بتن

پوشش‌ های مخصوص آب بندی بتن موادی مایع، نیمه‌ مایع، پودری و گاهی جامد هستند که به طور مستقیم روی سطح بتن اعمال می‌ شوند و یک‌ لایه نازک روی سطح ایجاد می‌ کنند. در واقع، در حالت آب بندی ثانویه از این روش استفاده می‌ کنیم. اگر این مواد به درستی اعمال شوند، یک غشای ضد آب یکپارچه تشکیل می‌ دهند که از نفوذ آب و رطوبت به درون بتن جلوگیری می‌ کنند.

از جمله مهم‌ ترین این مواد می‌ توان به پوشش‌ های اکریلیک، اپوکسی، پلی‌اورتان، رنگ مخصوص ضد آب، قیر و ایزوگام اشاره کرد. هر کدام از این پوشش‌ ها مزایا و ویژگی‌ های خاصی دارند که از این مواد می‌ توانید برای آب بندی بتن‌ های جدید و قدیمی استفاده کنید.

مواد کریستال کننده

مواد کریستال کننده (پودر کریستال شونده SQ2000) در آب بندی اولیه استفاده می‌ شود. این مواد شیمیایی هستند و در تماس با آب کریستالی می‌ شوند. مواد کریستال کننده را به مواد اصلی و پایه بتن اضافه می‌ کنیم. ترَک‌ های ریز و شکاف‌ ها را پر کنند و در نتیجه مسیر های ورود آب به درون بتن مسدود می‌ گردد. این کریستا‌ل‌ ها با گذشت زمان بیشتر شده و رشد می‌ کنند. در نتیجه محافظتی بلند مدت ارائه می‌ دهند. نا گفته نماند که این روش برای از بین بردن ترک‌ های ریز و جزئی نیز به کار می‌ رود.

مواد ضدآب کننده سیمانی

این مواد بر پایه سیمان مخلوط با پلیمر و دیگر افزودنی‌ ها هستند که به صورت دوغاب یا ملات مستقیماً روی سطح بتن اعمال می‌ شوند. پس از خشک شدن، یک‌ لایه متراکم و نفوذ ناپذیر تشکیل می‌ شود که در برابر آب مقاوم است. معمولاً از این روش برای آب بندی بتن‌ های زیر سطحی مثل زیر زمین‌ ها و فونداسیون‌ ها استفاده می‌ گردد.  یکی از مقرون به‌ صرفه‌ ترین تکنیک‌ های آب بندی بتن به ویژه برای مناطق مرطوب مثل سرویس بهداشتی است. این تکنیک پس از بتن‌ ریزی اجرا می‌ شود و جز روش‌ های ثانویه محسوب می‌ گردد.

قیر

قیر یکی از قدیمی‌ ترین مواد مورد استفاده برای آب‌ بندی بتن به شمار می‌ رود. این ماده‌ی نفتی با حالت چسبنده‌ی خود، معمولاً به‌عنوان یک لایه‌ی آب‌ بندی ثانویه مورد استفاده قرار می‌ گیرد. قیر بیشتر در آب‌ بندی سقف‌ ها، فضاهای زیر زمینی، پل‌ ها و سازه‌ های مشابه کاربرد دارد. اگر چه قیر تا حدی حفاظت مناسبی در برابر نفوذ رطوبت ایجاد می‌ کند، اما عملکرد آن در مقایسه با مواد مدرن آب‌ بندی محدود تر است؛ زیرا با گذشت زمان خشک شده، ترک می‌ خورد و پوسته‌ پوسته می‌ شود. علاوه بر این، اجرای آن دشوار و زمان‌ بر است. امروزه نوعی از قیر به‌ صورت رول‌ های پیش‌ ساخته در دسترس است که استفاده از آن‌ ها نسبت به روش سنتی آسان‌ تر بوده و نیاز به تجهیزات کمتری دارد. با این حال، قیر همچنان باید پیش از اجرا گرم شود تا چسبندگی لازم را به سطح بتن پیدا کند. در مجموع، هر چند قیر در ابتدا چسبندگی بالایی دارد، اما دوام و ماندگاری آن در طول زمان کاهش می‌ یابد و نمی‌ تواند جایگزین مناسبی برای فناوری‌ های نوین آب‌ بندی باشد.

پلی‌اورتان

​پلی‌اورتان یک ماده پلاستیکی همه‌ کاره است که از واحدهای آلی متصل به پیوندهای کاربامات (یورتان) تشکیل شده است و در اشکال مختلفی تولید می‌ شود. می‌ توانید آن را به صورت فوم انعطاف‌ پذیر، عایق فومی، رول، چسب، درزگیر و… خریداری کنید. ​پوشش‌ های پلی‌ اورتان می‌ توانند یک غشای بدون درز و ضد آب تشکیل دهند که از نفوذ آب جلوگیری می‌ کند. از مهم‌ ترین ویژگی‌ های مواد آب بندی ساخته شده از پلی‌ اورتان، چسبندگی عالی به زیر لایه‌ ها، مقاومت در برابر سایش، تغییرات دما و آب است. پلی‌ اورتان در آب بندی ثانویه به صورت مایع یا با اسپری اعمال می‌ گردد.

پوشش‌های پلیمری

پوشش‌ های پلیمری از پلیمر های لاستیکی یا شیشه‌ای ساخته می‌ شوند که حالتی انعطاف‌ پذیر دارند و معمولاً به شکل ورقه‌ای به فروش می‌ رسند. نکته مثبتی که در مورد این مواد آب بندی بتن وجود دارد این است که خاصیت خود ترمیمی دارند. از این ورق‌ ها بعد از بتن‌ ریزی و به شکل آب بندی ثانویه استفاده می‌ شود.

چسب بتن

چسب بتن، یکی از افزودنی‌ های مهم در صنعت ساختمان است که به‌منظور افزایش مقاومت و دوام بتن به کار می‌ رود. این ماده در هنگام مخلوط‌ کردن اجزای بتن به ترکیب افزوده می‌ شود تا استحکام نهایی آن به‌ طور قابل توجهی افزایش یابد.

علاوه بر تقویت مقاومت مکانیکی، چسب بتن با کاهش نفوذ پذیری و افزایش تراکم بتن، از ورود آب و رطوبت به درون سازه جلوگیری می‌ کند. به همین دلیل، استفاده از آن به‌ ویژه در سازه‌ های در معرض رطوبت یا تماس مستقیم با آب، بسیار توصیه می‌ شود.

پرایمر بتن

پرایمر از دیگر مواد افزودنی آب بندی بتن است و به عنوان آب بندی ثانویه استفاده می‌ شود. این مواد را پس از بتن‌ ریزی و خشک شدن آن، روی سطح پخش می‌ کنیم. پرایمر ها معمولاً به شکل مایع هستند و می‌ توان آن‌ ها را با قلم‌ مو، جارو یا برس روی سطح بتن پخش کرد. پرایمر سطح را برای لایه بعدی که می‌ تواند رنگ، کاشی، آجر و… باشد، آماده کرده و در عین حال، بتن را آب بندی می‌ کند و از نفوذ رطوبت و آب جلوگیری می‌ کند.

رزین اپوکسی

رزین‌های اپوکسی، که با نام پلی‌ اپوکسید ها نیز شناخته می‌ شوند، گروهی از پیش‌ پلیمر ها و پلیمر های واکنش‌ پذیر هستند که در ساختار خود دارای گروه‌ های اپوکسید می‌ باشند. این رزین‌ ها به‌دلیل چسبندگی بسیار بالا، قادرند مقاومت بتن را در برابر نفوذ آب، شرایط جوی نامساعد و مواد شیمیایی به‌ طور چشمگیری افزایش دهند. رزین نیز همانند پرایمر اعمال می‌ شود. پس از این که بتن خود را گرفت، می‌ توان آن را (معمولاً به صورت دو جزئی یا سه‌ جزئی به فروش می‌ رسد) روی سطح کار پخش کرد.

ژل میکروسیلیکا

تکنیک دیگر برای ضد آب کردن بتن، استفاده از ژل میکروسیلیکا است. این ماده که اغلب با پلی کربوکسیلات اتر، فوق‌ روان‌ کننده، پودر میکروسیلیکا و الیاف پلی‌پروپیلن تشکیل می‌ شود، مقاومت فشاری بتن را ارتقا می‌ بخشد و نفوذ پذیری آن را کاهش می‌ دهد. این ماده در حین اختلاط، به دیگر مواد بتن افزوده می‌ شود.

واتر استاپ

واتر استاپ عنصری است که در سازه‌ های بتنی تعبیه می‌ شود تا از عبور مایعاتی مانند آب جلوگیری کند. واتر استاپ‌ ها به گونه‌ ای طراحی شده‌اند که حتی تحت فشار هیدرو استاتیک، مانع از عبور آب شوند. واتر استاپ در اشکال مختلفی مثل PVC، نوار و درزگیر تولید می‌ شود و در طول فرایند بتن‌ ریزی، به ویژه هنگام تشکیل اتصالات ساختمانی، نصب می‌ شوند.

الیاف تقویت‌کننده بتن

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

رنگ عایق

رنگ‌ های عایق نیز خاصیت آب بندی دارند و می‌ توان آنها را با هر گونه رنگ یا پوشش دیگر مخلوط کرد. برخی از این رنگ‌ ها به دلیل داشتن فرمولاسیون خاص، دارای پوشش‌ های الاستومری پایه آب ۱۰۰٪ اکریلیک می باشد که خاصیت ضد آب را ارائه می‌دهند و عایقی در برابر گرما و سرما هستند. از این رنگ‌ ها بعد از بتن‌ ریزی می توان استفاده کرد.

افزودنی‌های حباب‌زا

افزودنی‌ های حباب‌ زا در حین اختلاط به بتن اضافه می‌ شوند تا عمداً حباب‌ های هوای ریز، یکنواخت و پایداری را در مخلوط ایجاد کنند. این حفره‌ های هوای میکروسکوپی، کیفیت مخلوط را بهبود می‌ بخشند و از میزان آب افتادگی و جدا شدگی مواد جلوگیری می‌ کنند. این حباب‌ ها به عنوان یک بافر فیزیکی عمل می‌ کنند و از ترک‌ خوردگی ناشی از تنش و افزایش حجم آب در دما های انجمادی جلوگیری می‌ کنند.

همین امر موجب افزایش مقاومت بتن در یخ‌ بندان شدید و چرخه‌ های انجماد – ذوب می‌ شود. در نتیجه، از میزان نفوذ ناپذیری بتن به شکل قابل‌ توجهی کاسته شده و دوام آن ارتقا می‌یابد. این افزودنی‌ ها در حین اختلاط به مخلوط بتن اضافه می‌ گردند.

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 محیط‌ های مختلف به انواع خاصی از آب بندی نیاز دارند. به عنوان مثال، آب بندی بتن‌ های زیر سطحی مثل زیر زمین‌ ها با سطوح رو باز مثل سقف‌ ها متفاوت است.
• دوام و طول عمر: برخی از روش‌ های 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 پوسته‌ پوسته می‌شود. در نتیجه، به مرور از سطح جدا می‌ گردد.
• بودجه: هر چه کیفیت مواد بالاتر باشد، قیمت نیز افزایش می‌ یابد. گرچه کیفیت مهم است؛ اما در زمان انتخاب مواد باید به بودجه نیز توجه کنید.
• پیچیدگی اجرا: سهولت در روش اجرا مهم است. اجرای برخی از روش‌های نام برده راحت‌تر است و به تخصص و نیروی کمتری نیاز دارند، همین امر می‌ تواند روی هزینه و زمان نیز گذار باشد.
• نگرانی‌ های محیطی: عواملی مثل دما، رطوبت، نور UV و… می‌ توانند روی مواد مختلف تأثیر متفاوتی بگذارند. به‌ عنوان مثال، اگر قصد دارید بتنی را آب‌ بندی کنید که در معرض مواد شیمیایی خورنده یا محیط‌ های صنعتی سخت قرار دارد، باید از مواد آب‌ بندی با مقاومت شیمیایی بالا استفاده کنید تا دوام و عملکرد سازه در بلندمدت حفظ شود.
• سهولت نگهداری: در زمان انتخاب شیوه آب بندی به الزامات نگهداری نیز توجه کنید. زیرا برخی از روش‌ ها نیاز به بازرسی و توجه بیشتری دارند که این امر می‌تواند روی هزینه‌ های شما در بلند مدت تأثیر بگذارد.
• تأثیر زیبایی‌ شناختی: برخی از مواد تأثیر قابل‌ توجهی بر ظاهر بتن می‌ گذارند. مثلاً در بتن‌ های اکسپوز نمی‌ توان از عایق قیری استفاده کرد، زیرا ظاهر کار کاملاً تحت تأثیر قرار می‌ گیرد. 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  دسته تقسیم کرد:

• نم بند
• آب بند

در جدول زیر تفاوت این 2 را می‌ آوریم:

نمونه‌ هایی از طرح اختلاط بتن آب بند

طرح اختلاط بتن آب بند کاملاً بستگی به مواد اولیه و افزودنی‌ ها دارد. به عنوان مثال، گاهی نیاز است که پس از مخلوط کردن مواد با ماده‌ای افزودنی مثل روان‌ کننده، 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 تشکیل‌ دهنده بتن
• ملاحظات اقتصادی

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

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 می‌ یابد و در عین حال، از بسیاری از هزینه‌ ها 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