مواد آب بندی بتن دسته دیگری از مواد شیمیایی افزودنی به بتن هستند که در برخی مواد خاص کاربرد دارند و مانع از نفوذ یا عبور آب از بتن می‌شوند. این مواد سازوکارهای متفاوتی دارند و همان‌طور که در مطالب قبلی نیز شرح داده شد (ژل میکرو سیلیس و نقش آن در بتن آب بند) برخی از آنها به داخل بتن اضافه شده و حفره‌های آن را می‌بندند و برخی دیگر سطحی پوششی ایجاد کرده و مانع از نفوذ آب می‌شوند. اما دسته بندی مواد آب بندی بتن فقط به این دو دسته کلی چندان مناسب نیست و محدوده این مواد بسیار وسیع‌تر است.
مواد آب بندی بتن در قسمت‌های مختلفی استفاده می‌شوند و مهمترین کاربرد آنها مربوط به قسمت‌هایی است که به رطوبت سروکار دارند. به‌عنوان‌مثال، در کاربرد ساختمانی از این مواد، آنها را در حمام و سرویس بهداشتی به کار می‌برند. اما کاربرد صنعتی این مواد بسیار وسیع‌تر است و در حوزه‌های مختلفی مانند سدسازی، استخر سازی، تولید منابع آب، ایجاد سکوهای نفتی در اسکله و مواردی ازاین‌دست به کار برده می‌شود. بنابراین، حتی اگر کار همه مواد آب بندی بتن یکسان باشد و از یک شیوه یکسان بهره ببرند، بازهم با توجه به شرایط کاربرد آنها باید تغییراتی بر آنها اعمال شود.
ما در این مطلب چند نوع مختلف از این مواد را معرفی خواهیم کرد و دلیل استفاده از آنها و همچنین نحوه استفاده از آنها را شرح خواهیم داد. پس با ما همراه باشید!
مواد آب بندی بتن سدیم سیلیکات‌ها
سدیم سیلیکات‌ها یکی از قدیمی‌ترین مواد آب بندی بتن است که کشف آن و استفاده از آن به سال 1950 برمی‌گردد. سدیم سیلیکات‌ها به دلیل خاصیت شیمیایی خود علاوه بر اینکه می‌توانند مانع از نفوذ آب شوند، می‌توانند به عنوان روش ترمیمی برای بتن مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه اولین استفاده از این مواد به نقش آنها در سخت کننده بتن برمی‌گردد و دانشمندان قصد داشتند به کمک سدیم سیلیکات‌ها به نوعی سرعت سخت شدن و درجه سختی آن را بهبود بخشند، اما در سال‌های بعد به عنوان یک ماده ضد آب نیز مورد استفاده قرار گرفت و تقریباً هم مناسب به نظر می‌آمد.
اما به‌مرورزمان مشکلات مربوط به مواد آب بندی بتن سدیم سیلیکات‌ها مشخص شد و عنوان شد که این ماده در پروژه‌ها بزرگ بسیار ناکارآمد و نامناسب است. سدیم سیلیکات‌ها به عنوان یک لایه سطحی عمق نفوذ بسیار محدودی دارند و در برابر فشارهای استاتیکی ضعیف هستند. اگر قصد دارید که به روند سخت شدن بتن خود کمک کنید، استفاده از این مواد گزینه خوبی است، اما به عنوان یک ماده آب بندی بتن پیشنهاد نمی‌شود و بهتر است به سراغ گزینه‌های بعدی بروید.
سیلیکونات‌ها
سیلیکونات‌ها دسته دیگری از مواد آب بندی بتن هستند که به دلیل خاصیت قلیایی بسیار بالای خود می‌تواند سد محکمی در برابر نفوذ آب ایجاد کند. درواقع این ماده به صورت یک مایع خاص بر روی سطح بتن کشیده می‌شود و زمانی که آب آن تبخیر می‌شود، سیلیکون موجود در ترکیب آن با دی‌اکسید کربن موجود در جو واکنش می‌دهد و یک مانع سطحی بسیار محکم در برابر آب ایجاد می‌کند. باید اعتراف کرد که سیلیکونات‌های گزینه‌ای عالی برای آب بندی کردن بتن هستند و تنها مشکل آنها به خاصیت قلیایی آنها برمی‌گردد که استفاده از آنها را در منابع آب و استخرها محدود می‌کند.
ترکیب سیلیکات و سیلیکونات‌ها
این ترکیب یکی از بهترین روش‌ها برای آب بندی کردن بتن است که از فلسفه حضوری هر دو ماده استفاده کرده و به نوعی حفاظی محکم در برابر آب ایجاد می‌کند. درواقع در این ترکیب از خاصیت متراکم کنندگی سیلیکات‌ها و از خاصیت آب‌گریزی سیلیکونات‌ها استفاده می‌شود. برای استفاده از این دو ماده نیازی نیست که آنها را با هم ترکیب کرد و می‌توان آنها را به صورت جداگانه مورد استفاده قرار داد. زمانی که سیلیکات‌ها به بتن اضافه می‌شوند، سیلیکات‌های اضافی به سراغ هیدروکسید کلسیم رفته و ترکیب محکم و پایداری به صورت Ca-S-H تولید می‌کند. این ترکیب باعث می‌شود که بتن به‌مراتب متراکم‌تر و سخت‌تر شود و نفوذ کمتری داشته باشد.
اما سیلیکونات‌ها به عنوان مواد آب بندی بتن از دو شیوه استفاده می‌کند. بخشی از این ماده با دی‌اکسید کربن جو واکنش داده و تولید یک رزین سیلیکونی فعال می‌کند. این رزین سیلیکونی در مرحله بعد به سراغ هیدروکسید کلسیم رفته و یک رزین مایع ضد رسوبی بر سطح آب ایجاد می‌کند که دیدن آن در حالت معمولی تقریباً غیرممکن است. این ماده به سراغ منافذ مویرگی موجود در سطح بتن رفته و آنها را به طور کامل پوشش می‌دهد. این دسته از مواد آب بندی بتن بسیار پرکاربرد هستند و علاوه بر سخت کردن بتن، منافذ آن را به طور کامل پوشش می‌دهند. ترکیب سیلیکات‌ها و سیلیکونات‌ها برای زیرزمین‌های مرطوب و کانال‌های مسیر آب عالی است.
سیلان‌ها
دلیل اصلی تخریب بتن، خوردگی آن و پوسته‌پوسته شدن آن به‌مرورزمان است و این یکی از دلایلی است که باید از مواد آب بندی بتن استفاده شود. مؤثرترین شیوه محافظت از بتن در برابر آب و نمک و آب‌های شور استفاده سیلان‌ها بر اساس آب بندی بتن است. از آنجایی که سیلان‌ها تأثیر خاصی بر خصوصیات کلی بتن ندارند مقاومت و حتی لغزش سطحی آن را تغییر نمی‌دهند و این بدین معنی است که برای استفاده در سطوح عالی هستند. سیلان‌ها به دلیل اندازه کوچکی که دارند به خوبی منافذ بتن را پر می‌کنند و از طرفی سیلیس نسز با بتن واکنش می‌دهد و یک سد محکم در برابر عبور آب تشکیل می‌دهد. سیلان‌ها به دلیل خصوصیات خود یک لایه آب‌گریز عمیق ایجاد می‌کنند و مانع از نفوذ آب و آب آلوده به داخل بتن می‌شوند.
سیلوکسان‌ها
اما سیلوکسان‌ها شامل یک پلیمر بزرگ‌تر می‌شوند و همین موضع باعث می‌شود که نفوذ عمقی آن مانند سایر مواد آب بندی بتن نباشد. این ماده برخلاف سیلان‌ها، نیازی به pH بالا ندارد و هیچ وابستگی خاصی به خصلت اسیدی یا قلیایی محیط ندارند. با توجه به اندازه سیلوکسان‌ها، معمولاً از آنها برای آب بندی گچ و بلوک و اجر استفاده می‌شوند و در مورد بتن به عنوان مستقل مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. استفاده مستقل از سیلوکسان‌ها باعث ایجاد یک رنگ تیره در سازه می‌شود که چندان مطلوب نمی‌باشد و معمولاً از آنها به صورت ترکیبی با سیلان‌ها استفاده می‌کنند.
سیلان‌ها/ سیلوکسان‌ها
سیلان‌ها و سیلوکسان‌ها هر دو از خانواده سیلیکون مشتق شده‌اند. علیرغم ارتباط بسیار نزدیک این دو ماده، تفاوت قابل توجهی در عملکرد آنها وجود دارد و معمولاً به صورت ترکیبی به عنوان مواد آب بندی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجا که سیلان‌ها از مولکول‌های کوچکتر تشکیل شده‌اند، عمق نفوذ بهتری دارند و در شرایط سایشی و هوازدگی عکس‌العمل بهتری دارند. البته وزن کوچک آنها باعث می‌شود که به راحتی تبخیر شوند و مقدار بیشتری از آنها باید استفاده شود تا این تبخیر شدگی جبران شود.
اما سیلوکسان‌ها اندازه بزرگتری دارند، و در برابر تبخیر و سایش عملکرد خوبی دارند و در کل نوعی آب بندی خوب و ارزان ایجاد می‌کند. اما به دلیل اندازه بزرگ‌تر مولکول‌های آن، امکان نفوذ سیلوکسان وجود ندارد و بهتر است که به همراه سیلان مورد استفاده قرار گیرد. اما استفاده ترکیبی از سیلان و سیلوکسان به عنوان مواد آب بندی بتن می‌تواند ضعف هر دو را پوشش داده و یک سد محکم ایجاد کند. درواقع سیلوکسان‌ها به عنوان یک سد محکم مانع از تبخیر سیلان‌ها می‌شوند و سیلان نیز عمق بتن را به طور کامل پوشش می‌دهد.
پوشش‌های الاستومری
یکی از مواد آب بندی بتن که اخیراً وارد حوزه ساختمان و ساخت و ساز شده است، پوشش‌های الاستومری هستند که به دلیل خاصیت کشسانی و انعطاف‌پذیری خود گزینه‌ای مناسب به شمار می‌روند. درواقع پوشش‌های الاستومری یک لایه سنگین منعطف بر روی بتن ایجاد می‌کنند که در برابر آب نفوذناپذیر بوده و در برابر عوامل مکانیکی نیز مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. این پوشش‌های مشتقاتی از اوره‌ها و پلی اورتان هستند که به صورت یک غشاء آب بند مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لایه‌ها علاوه بر اینکه در برابر آب نفوذ ناپذیر هستند، در برابر بخارهای شیمیایی و گازهای سمی و خورنده نیز نفوذ ناپذیر هستند. مهمترین مشکلاتی که در مورد پوشش‌های الاستومری وجود دارد این است ک طول عمر کمتری نسبت به سایر مواد آب بندی بتن دارند و معمولاً رنگ و بافت و ظاهر سطح بتن را تغییر می‌دهند.
الیاف‌ها کریستالی
این الیاف‌ها را می‌توان جدیدترین مواد آب بندی بتن نامید که سازوکاری کاملاً متفاوت دارد. در مرحله اول این کریستال‌ها درون آب حل می‌شوند و می‌توانند به درون بتن نفوذ کنند. زمانی که این کریستال‌ها به حفره‌های میانی بتن نفوذ کردند، این فضاها را پوشش داده و فضای خالی در بتن مشاهده نمی‌شود. اما این پایان کار نیست و مرحله اصلی شامل واکنش این کریستال‌ها با مواد جانبی سیمان و واکنش هیدراتاسیون است. در اثر این واکنش یک ماده کریستالی نامحلول ایجاد می‌شود که بسیار مستحکم بوده و عمق بیشتری را پوشش می‌دهد.
هر کدام از این مواد آب بندی بتن و روش‌های استفاده شده از مزایا و معایب خاص خود را دارند، اما به نظر می‌رسد که روش‌های ترکیبی مکانیزم عمل بهتری داشته باشند و خاصیت آنها برای مدت بیشتری باقی بماند.
اگر در مورد نحوه آب بندی سازه بتنی خود با مشکل مواجه هستید و مواد آب بندی بتن را به خوبی نمی‌شناسید، با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد در تماس باشید. مشخصات محصولات ما را میتوانید از وب‌سایت مطالعه کنید.