آب‌بند (واتراستاپ) چیست و بهترین نوع آن کدام است؟
مقدمه
سالهاست استفاده از آب‌بند (واتراستاپ) به منظور آب‌بندی درزهای اجرایی و محل‌های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه‌یافته و پیشرفته از آب‌بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب‌بندی درزهای اجرایی استفاده می‌کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت‌سازی آب‌بندها در بین آرماتورها می‌باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می‌کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قرار دارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن‌ریزی شده و لوله‌های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ‌زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک‌خوردگی می‌گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می‌باشد. آب‌بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق‌الذکر را رفع می‌کنند.
اصول آب‌بندی درزها
-
واتراستاپ: ابزار اصلی برای آب‌بندی درزها.
-
درزگیر: به عنوان مکمل استفاده می‌شود، نه جایگزین.
کاربرد واتراستاپ‌ها
واتراستاپ‌ها برای آب‌بندی درزهای اجرایی و انبساط در سازه‌های بتنی آبی استفاده می‌شوند. اهمیت واتراستاپ‌ها را در سازه‌های آبی می‌توان به مانند بادبندها در سازه‌ها عنوان نمود. واتراستاپ طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می‌کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذپذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذپذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند. یکی از نکات در طراحی، عرض واتراستاپ است، که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.
انواع درزها
1. درزهای ثابت
-
آرماتور قطع نمی‌شود.
-
شامل:
-
درزهای اجرایی (مثل قطع بتن‌ریزی و عدم پیوستگی)
-
ترک
-
2. درزهای حرکتی
-
شامل:
-
انبساط حرارتی
-
انقباض
-
فرعی ترکیبی
-
همه واتراستاپ‌ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می‌باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می‌شوند. در واتراستاپ‌هایی که در وسطش حفره دارند، حفره دقیقاً وسط درز حرارتی انبساطی می‌افتد که از بازی کردن درز جلوگیری می‌شود.
انواع واتراستاپ‌ها از لحاظ محل قرارگیری
-
واتراستاپ‌های میانی
-
واتراستاپ‌های کفی (کف استخر)
-
واتراستاپ‌های روکار
نکته: در درزهای انبساطی، واتراستاپ‌ها مستقیماً با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرایی این‌گونه نیست.
معرفی انواع واتراستاپ‌ها
1. واتراستاپ‌های پی‌وی‌سی (PVC)
عملکرد
عملکرد این نوع واتراستاپ‌ها بر اساس ایجاد یک سد در مسیر عبور آب و افزایش طول مسیر گذر آب می‌باشد. این نوع واتراستاپ در دو نوع تخت (برای درزهای اجرایی) و حفره‌دار (برای درزهای انبساطی) تولید و اجرا می‌گردد.
ابعاد
-
ضخامت: 4، 6 و 10 میلی‌متر
-
عرض: 15، 17، 20، 25 و 30 سانتی‌متر
-
انتخاب ضخامت و عرض متناسب با تنش وارده، فشار و هد آب است.
کنترل کیفی
برابر استاندارد ایران، واتراستاپ‌های PVC نیازمند چندین پارامتر کنترلی می‌باشند که بنا بر شرایط بهره‌برداری و محیطی باید از طریق تست‌های آزمایشگاهی کنترل گردد:
-
مقاومت کششی طولی و عرضی
-
مقاومت شیمیایی
-
وزن مخصوص
-
جذب آب
-
مقاومت در برابر اشعه UV
روش نصب
-
واتراستاپ‌ها باید در مرکز عرضی دیوار نصب گردد.
-
نیمی از عرض واتراستاپ در بتن اولیه و نیم دیگر در بتن ثانویه نصب گردد. در صورتی که شبکه روی آرماتور در بتن فونداسیون اجازه این کار را ندهد، باید نسبت به اجرای رامکا (بتن پایه) به‌صورت یکپارچه با بتن فونداسیون اقدام نمود.
-
برای نصب و گیرندگی واتراستاپ، باید از واتراستاپ‌های دارای سوراخ تعبیه‌شده در فواصل معین در کارخانه استفاده نمود و به هیچ وجه اقدام به سوراخ کردن واتراستاپ ننمود.
-
برای اتصال واتراستاپ‌ها باید از قطعات اتصالی دو راه، سه راه و چهار راه استفاده نمود.
-
برای جوش واتراستاپ باید از چسب‌های اتصال و هویه‌های استاندارد استفاده نمود و به هیچ وجه از حرارت مستقیم که باعث سوخت واتراستاپ و از بین رفتن خصوصیات آن می‌گردد استفاده نشود.
-
برای نصب واتراستاپ باید از گیرهای مسی یا گالوانیزه استاندارد بهره گرفت.
-
در کف‌های بتنی مانند فونداسیون مخازن، بهتر است از واتراستاپ‌های کف‌خواب برای آب‌بندی استفاده شود.
-
واتراستاپ باید به نحوی متصل گردد که در جریان بتن‌ریزی و تردد کارگران و فشار بتن به هیچ وجه جدا و جابجا نگردد.
واتراستاپ‌ها باید به نحوی نصب گردد که زمانی زیادی از نصب تا بتن‌ریزی نگذرد تا واتراستاپ در معرض تابش مستقیم آفتاب نباشد و در صورت اجبار، واتراستاپ‌ها باید محافظت گردند.
2. واتراستاپ‌های لاستیکی
این نوع واتراستاپ‌ها از نظر عملکرد، نصب و مشخصات تولید و اجرا همانند واتراستاپ‌های PVC هستند. مزیت واتراستاپ‌های لاستیکی نسبت به واتراستاپ‌های PVC در انعطاف و مقاومت کششی طولی و عرضی بیشتر است. در حال حاضر این نوع واتراستاپ در ایران تولید نمی‌شود و صرفاً در صورت نیاز به‌صورت وارداتی تأمین می‌گردد.
3. واتراستاپ‌های منبسط‌شونده
عملکرد
عملکرد این نوع واتراستاپ‌ها بر اساس جذب آب و افزایش حجم و به تبع ممانعت از عبور آب از درون ترک‌ها و درزهای اجرایی است.
انواع
-
واتراستاپ منبسط‌شونده بنتونیتی: پس از یک بار جذب آب و انبساط، ساختار اولیه خود را از دست می‌دهد و در صورت عدم تماس با آب به حالت اولیه از نظر فیزیکی بازنمی‌گردد.
-
واتراستاپ منبسط‌شونده هیدروفیلی (اکریلیکی): در صورت تکرار چندین باره فرآیند انبساط، ساختار فیزیکی اولیه خود را حفظ می‌کند.
نکات
-
امکان نصب در جلوی شبکه آرماتور و ممانعت از ورود آب به درون بتن و تماس با میلگردها و در نتیجه خوردگی میلگردها به‌خصوص در سازه‌های فاضلابی.
-
باید بر روی سطح نسبتاً هموار با استفاده از چسب‌های سیلیکونی یا میخ‌کوب فیکس شوند. برخی از انواع این واتراستاپ‌ها دارای چسب برای نصب هستند.
-
باید زمانی نصب شوند که محل نصب خشک باشد و بارندگی صورت نگیرد. در صورت بارندگی، باید از این نوع واتراستاپ‌ها محافظت گردد.
-
صرفاً برای درزهای اجرایی مناسب هستند.
یکی از منحصربه‌فردترین محل‌های کاربرد این واتراستاپ‌ها، دور لوله‌ها و قطعات فلزی و پلی‌اتیلن وارد شده به بتن در استخرها، مخازن و سازه‌های بتنی است.
4. واتراستاپ‌های درزبند پایه قیری
کاربرد
کاربرد اصلی این نوع واتراستاپ‌ها در بتن‌های پیش‌ساخته است. این واتراستاپ‌ها بر پایه بیتومن بوده و برای آب‌بندی درزهای اجرایی و انبساطی در سازه‌های بتنی پیش‌ساخته مانند منهول‌ها و استخرهای پیش‌ساخته کاربرد دارند. از جمله کاربردهای دیگر این واتراستاپ برای درب‌های بتنی کانال‌های انتقال آب و تأسیسات است.
ویژگی‌ها
-
ابعاد: 2 سانتی‌متر در 1 سانتی‌متر
-
نصب در مرکز عرضی دیوار در سازه‌های بتنی پیش‌ساخته، بین دو قطعه.
-
مقاومت شیمیایی بالا و الاستیسیته بالا.
5. واتراستاپ‌های سطحی بتن بر پایه کامپوزیت
کاربرد
این واتراستاپ‌ها بیشتر در زمانی که واتراستاپ در حین اجرا فراموش شده، به علت مشکلات اجرایی واتراستاپ‌های نصب‌شده در عرض دیوار دچار اختلال آب‌بندی شده‌اند، یا به‌عنوان یک آیتم پشتیبانی‌کننده آب‌بندی به‌خصوص در درزهای انبساطی، کاربرد دارند. در برخی کشورها به‌عنوان تنها سیستم آب‌بند نیز استفاده می‌شود.
نکات اجرایی
-
-
-
-
عرض‌های 20 و 25 سانتی‌متر.
-
نصب با استفاده از چسب یا بتونه‌های اپوکسی بر روی درزها.
-
سطح زیر چسب اپوکسی باید تمیز و فاقد بتن ضعیف باشد. در صورت عدم یکنواختی و کرمو بودن سطح کار، برای حداکثر چسبندگی، ترمیم گردد.
-
محل اعمال نصب در زمان اجرا باید خشک باشد.
-
برای درزهای اجرایی و انبساطی قابلیت استفاده دارد.
-
مقاومت کششی بالا و تحمل تنش‌ها و جابجایی‌های شدید در صورت اجرای صحیح.
-
مشکل: امکان آسیب‌دیدگی به علت سطحی بودن و هزینه بالا.
-
-
-
6. واتراستاپ‌های تزریقی بتن
عملکرد
این سیستم برای درزهای اجرایی مناسب است. پس از بتن‌ریزی اولیه، لوله‌های پلاستیکی مخصوص که در بدنه خود دارای سوراخ‌های یک‌طرفه هستند در طول درز نصب می‌گردد. پس از بتن‌ریزی و کسب مقاومت بتن، با استفاده از پمپ‌های ویژه، تحت فشار رزین در لوله‌های پیش‌نصب‌شده تزریق می‌گردد. این رزین بر پایه پلی‌اورتان از سوراخ‌های موجود در بدنه شلنگ تزریق خارج شده و با حرکت در عرض دیوار، کل ترک را پر کرده و مانع نفوذ آب و مایعات از ترک می‌گردد.
نکات اجرایی
-
-
-
-
-
مزایا: آب‌بندی کامل درز و جلوگیری از هرگونه ورود آب و مایعات و در نتیجه خوردگی و کاهش دوام سازه بتنی.
-
مشکلات: تخصصی بودن و نیاز به تجهیزات خاص.
-
قبل از به‌کارگیری، باید از عملکرد مناسب شلنگ تزریق اطمینان حاصل کرد.
-
دوام بالا و مقاومت شیمیایی خوب.
-
-
-
-
عوامل مؤثر در تعیین اشکال و ابعاد واتراستاپ‌ها
-
نوع و اندازه درز
-
محل قرارگیری واتراستاپ‌ها در مقطع بتنی
-
ضخامت قطعه بتنی که واتراستاپ‌ها در آن قرار دارند
-
فشار هیدرواستاتیک درون سازه
آزمایش کنترل کیفیت واتراستاپ
دو قطعه I شکل از واتراستاپ در هر دو جهت آنها بریده می‌شود و مورد بررسی قرار می‌گیرد.
نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومت مهم است.
در سال‌های گذشته از واتراستاپ‌های مسی استفاده می‌شد که راحت پاره می‌شدند، در جوش دادن آنها به مشکل برمی‌خوردند و گران بودند و استفاده از آنها به‌صرفه نبود. واتراستاپ‌های PVC در مقابل اشعه ماوراء بنفش خشک و شکننده می‌شوند.
ویژگی‌های واتراستاپ‌های مرغوب
-
-
-
-
-
-
دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه است).
-
سطح آنها حتماً آج‌دار باشد.
-
زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد.
-
به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.
-
-
-
-
-