آب بندی ساختمان های تراز منفی یا گود ها ، در حین و پس از احداث
آب بندی یا نفوذ ناپذیری سازه های بتنی به لحاظ شکل دیداری ، مشکلات بهره برداری و دوام سازه های بتنی دارای اهمیت می باشد. این موارد در هر سازه بسته به شرایط می تواند از اهمیت مضاعفی برخودار باشد. به طور مثال در یک اسکله یا سازه صنعتی دوام و مشکلات بهره برداری مهمترین عامل و در یک ساختمان مسکونی و تجاری مبحث دیداری نیز اهمیت بالایی در کنار دو مورد مذکور برخودار است.
آب بندی سازه های بتنی به صورت استاندارد در دو حالت لحاظ تدابیر در حین ساخت و آب بندی پس از ساخت قابل انجام است.
در خصوص سازه های با شرایط بهره برداری فشار مثبت ( مانند مخازن آب و فاضلاب ) باید گفت که هر دو روش آب بندی دارای مزیت هایی است و در کل دو سیستم در صورت اجرای صحیح دارای اختلاف کیفی فاحشی نمی باشد.
لذا در شرایط فشار منفی ، مانند ساختمان یا سازه های زیرزمینی ، کاملا متفاوت است ، در روش پس از ساخت معمولا دوام سازه ها به خطر می افتد، چرا که عموما شاهد هستیم آب تا حدود زیادی درون بتن نفوذ نموده و صرفا جلوی خروج گرفته می شود. علاوه براین در بعضی مواقع آب بندی در حالت پس از اجرا و فشار منفی دارای صعوبت های بالایی می باشد که گاه موفقیت عملیات آب بندی رو با مخاطره روبرو می کند ، یا ناچار به بکارگیری روش های غیر استاندارد و نامطمئن و یا صرف هزینه ها نا متعارف و غیر منصفانه هستیم.
چیزی که کارفرمایان باید به آن توجه ویژه داشته باشند برخورد واقع بینانه با ماهیت هر دو روش و مزایا و معایب آنها می باشد و برخورد صرفا کاغذی می تواند منجر به صرف زمان و هزینه بالا و ورود به مشکلات حقوقی فی مابین مجری و کارفرما گردد.
در این راستا ، این مجموعه با عنایت به تجربه چندین ساله و تیم تخصصی خود ، اقدام به تنظیم و ارائه این راهنما برای آب بندی سازه های زیرزمینی نموده تا کارفرمایان و مجریان محترم بتوانند با استفاده از آن تصمیمی موثر و درست با حداکثر ضریب اطمینان از موفقیت فرآیند آب بند نمودن سازه اخذ نمایند.
اصول آب بندی سازه های تراز منفی :
با توجه به موارد گفته شده در پیش ، بهترین و اطمینان بخش ترین روش حفاظت و آب بند نمودن بتن و ساختمان ، به کارگیری تدابیر در زمان ساخت می باشد. در حال حاضر به طور کلی سه روش ذیل برای تحقق آب بند سازی در حین ساخت وجود دارد .
- طراحی و اجرای سیستم زهکشی
- استفاده از سیستم های ژئوسنتتیک ( ژئوممبرین و ژئوتکستایل یا GCL )
- اجرای بتن آب بند و نفوذناپذیر ، در کنار تمهیدات اجرایی
در اینجا سعی می شود به برخی جزئیات اجرایی و معایب و مزایای هر یک از سیستم های فوق الذکر پرداخته شود.
طراحی و اجرای سیستم زهکش :
در این روش ، بسته به شرایط محلی ، دسترسی ها به سیستم دفع فاضلاب ، نقشه و جانمایی سازه یا ساختمان ، با حفاری چاه های عمودی و افقی و تعبیه لوله های زهکش و لترال ، آب منطقه به بخشی از محل هدایت شده و از آنجا به دورن فاضلاب شهری یا مکان مقتصی پمپاژ می گردد.
پر واضح است که این روش ، سیستمی غیر ایمن بوده و از این رو در اکثر پروژه ها به عنوان روشی موقت و یا پوششی و تکمیلی در کنار سایر روش ها به کار می رود. چرا احتمال گرفتی لوله های انتقال به مرور زمان و یا خراب شدن پمپ های پمپاژ می تواند منجر به مختل شدن فرآیند و نفوذ آب به درون سازه گردد.
لذا سیستم زهکش می تواند روشی بهینه در کنار دو روش بعدی و همچنین برای پایین آوردن و کنترل آب برای اجرای سازه ها و فراهم کردن شرایط اجرای خاکبرداری و بتن ریزی باشد.
ژئوسنتتیک ( ژئوممبرین و ژئوتکستایل یا GCL ):
در این سیستم ، پس از اتمام عملیات خاکبرداری ، با اجرای ورق های ژئوممبرین پی وی سی یا پلی اتیلن به ضخمات 1.5 یا دو میلیمتر و دو لایه ژئوتکستایل در طرفین برای محافظت از آن در طرفین ، گود ایجاد شده به صورت کاسه آب بند و نفوذ ناپذیر می گردد. در این سیستم باید توجه ویژه ای به جوش ورق ها صورت پذیرد تا اطمینان خاطر از عملکرد نفوذ ناپذیری گود حاصل شود.
آنچه باید در این جا مورد توجه ویژه ای قرار گیرد ، مشکل رایج در سیستم ژئوسنتتیک ها ، یعنی احتمال سوراخ شدگی ورق در حین اجرا براثر عملیات اجرایی به صورت سهوی و یا عمدی، می باشد. چرا که در این شرایط با نفوذ آب درون گود و کاسه ژئوممبرین ، عملا کارکرد کل سیستم مختل و بلا اثر می شود.
نکته پر اهیمت این امر در این شرایط ، زمانی است که این روش به تنهایی انجام می شود و عملا به اطمینان از این روش ، اجرای سازه بدون لحاظ تمهیدات آب بندی خاصی صورت پذیرفته و هیچ گونه پیش گیری برای آب بندی سازه دیده و اجرا نشده و عملا با نفوذ آب به درون کاسه ژئوممبرین، آب به راحتی از نقاط مختلف به درون سازه وارد می گردد.
با توجه به احتمال بالای این آسیب دیدگی در حین ساخت از یک سو و عدم دسترسی پس سیستم ئوسنتتیک اجرا شده پس از ساخت ساختمان به منظور ترمیم نقاط آسیب دیده ، بسیاری از کارشناسان و کارفرمایان به این نتیجه رسیده اند که این سیستم به تنهایی دارای ریسک بالایی بوده و می بایست به همراه این روش از تمهیدات بتن آب بند ( روش سوم ) نیز به صورت توامان استفاده نمود.
از دیگر معایب این سیستم می توان به هزینه بالاتر آن نسبت به سایر روش ها اشاره کرد که با توجه به ریسک ذکر شده در بالا که می تواند کل عملیات را با تردید مواجه کند ، استفاده از این روش به تنهایی با تردید هایی روبرو می باشد.
آب بند نمودن سازه به روش اجرای بتن آب بند و نفوذ ناپذیر :
در سیستم آب بندی سازه های بتنی ، دو مبحث در دستور کار قرار دارد. مبحث اول اجرای بتن آب بند و مبحث دوم آب بندی درزهای های اجرای بین مراحل مختلف کار ، درزهای فونداسیون و دیوار ، ستون و تیر با دیوار ( در استراکچرهای فلزی ) ، آب بندی دیوار با تیر و سقف و … می باشد. در این راستا دو بخش به صورت مجزا شرح داده می شود.
- بخش نخست ، به کارگیری تمهیدات جهت نفوذ ناپذیری حداکثری جسم بتن :
با توجه به اینکه بتن محصولی نا همگن می باشد ، بررسی آن ( حتی بتن های با مقاومت بالا ) زیر میکروسکوپ مشخص می نماید که بتن دارای حفرات موئینه کوچک و بزرگ می باشد که باعث نفوذ آب و مایعات درون آن می شود. با این وجود به طور معمول این حفرات در بتن های با کیفیت ، باعث نشت آب ، به خصوص در کوتاه مدت نمی گردد.
اما آنچه نیاز به آب بندی بتن را لازم نموده است، مشکلات ، محدودیت و حوادث اجرای بتن می باشد. پر واضح یک بتن یکپارچه و به خوبی متراکم شده در ضخامت های بالا جلوی نفوذ آب را به صورت جاری خواهد گرفت . لذا بروز مشکلات اجرایی که تجربه نشان داده بسیار واقع بینانه است باعث نقاط ضعف در بتن شده که باید برای جلوگیری از بروز و تاثیر منفی آن و به تبع بروز نشت آب تمهیدات لازم پیش بینی گردد. از جمله این مشکلات می توان به تراکم ناکافی ، تراکم زیاد که باعث کرمو شدگی گردد ، جداشدگی بتن ، ترک های ناشی از جمع شدگی ، تراکم نا کافی به علت تراکم میلگردها ، درزهای اجرایی پیش بینی نشده به علت نامنظم بودن تخلیه بتن ناشی از خراب شدن پمپ بتن یا تراک میکسر ها ، نسبت آب به سیمان بالا و … شاره کرد.
بدیهی است که بروز برخی از این مشکلات مانند خراب شدن تراک میکسر یا پمپ بتن در اختیار عوامل اجرایی نبوده و حادثه ای غیر قابل پیش بینی می باشد. از سوی دیگر با توجه به عدم دسترسی به پشت دیوار پس از بتن ریزی ( نظر به اینکه اغلب قالب ها یک طرفه می باشند ) امکان تعمیر نقاط از بیرون و فشار مثبت وجود ندارد.
در این چارچوب ، باید تدابیر لازم برای کم شدن حداکثری اثرات ناشی از این مشکلات به کار گرفته شود. از این رو طبیعتا راهکار استفاده از افزودنی های بتن می باشد. در اینجا دو محصول مناسب و کاربردی اولی تولید مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( رایحه بتن سبز ) و دومی محصول شرکت معظم پنترون معرفی می گردد. تا با توجه به شرایط موجود از منظر واردات درصورت عدم موجودی محصول شرکت پنترون از محصول اول استفاده شود.
- استفاده از افزودنی بتن Dezomix 4500 : این محصول بر پایه ترکیبات معینی از پودر میکروسیلیکا ، ابروان کننده بتن بر پایه پلی کربوکسیلات ، الیاف بتن و آب می باشد. میزان مصرف این محصول 5 تا 9 درصد وزن سیمان مصرفی در بتن می باشد. این محصول علاوه بر کاهش نفوذپذیری بتن دارای مزایایی چون افزایش اسلامپ بتن و سهولت بتن ریزی و تراکم بتن و کاهش نسبت آب به سیمان ، افزایش دوام به علت کاهش مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری و مقاومت بتن می باشد. عملکرد آب بندی این محصولات علاوه بر کاهش نسبت آب به سیمان ، برمبنای خواص فیزیکی ذرات ریز میکروسیلیس و پر کردن منافذ از یک سو و از سوی دیگر ، واکنش شیمیایی میکروسیلیس با اجزا آزاد سیمان و ایجاد ترکیبات سیلیکاتی می باشد. این محصول می بایست در پایکار به نسبت تعیین شده به بتن اضافه و پس از اختلاط 3 تا 5 دقیقه ای بتن تخلیه گردد. اسلامپ بتن باید پیش از اضافه شدن Dezomix 4500 ، در حدود 6 باشد. بتن حاصله پس از اضافه شدن افزودنی دارای اسلامپی مناسب برای پمپاژ می باشد.
- استفاده از افزودنی بتن Penetron Admix : این محصول که آخرین تکنولوژی افزودنی های آب بند در سطح دنیا می باشد بر پایه ترکیبات شبه سیمانی و افزودنی های فرموله شده اختصاصی می باشد. این محصول نسل آخر کریستال سازه های می باشد که تکنولوژی آن صرفا در اختیار شرکت های زایپکس ، کریستالاین اسپانیا ، کرایتون و پنترون می باشد. عملکرد این محصول بر مبنای واکنش با آهک آزاد در سیمان بتن و ایجاد کریستال های آب بند و پر کردن کلیه حفرات و حتی ترک و درزهای اجرایی تا 400 میکرون می باشد. این محصول با آب بند جسم بتن ، حتی قابلیت خود ترمیم و آب بندی درزهای اجرایی و ترکهای احتمالی در آینده را دارا می باشد. این محصول نیز می بایست در پایکار مخلوط و پس از اختلاط 3 تا 5 دقیقه ای ، بتن آماده ریختن در محل می باشد. میزان مصرف این محصول دو درصد وزن سیمان مصرفی در بتن می باشد.
توجه : می توان برای کاهش هزینه و نیز ضخامت بالای فونداسیون ، از به کارگیری افزودنی های فوق الذکر در بتن فونداسیون خود داری و صرفا از یک فوق روان کننده برای تراکم بهتر و امکان پمپاژ و کاهش نسبت آب به سیمان بهره جست. همچنین برای اطمینان خاطر از اجرای دوغابی یا خشکه پاشی پوشش Betogard P-30 به میزان 1.5 کیلوگرم بر مترمربع ، بر روی بتن مگر ، پس از آرماتور بندی و پیش از ریختن بتن می توان بهره جست.
- بخش دوم ، به کارگیری تمهیدات جهت آب بندی درزهای اجرایی سازه :
بدون شک مهمترین بخش از عملیات ، این قسمت می باشد. چرا که بالاترین پتاسنیل نشت در این بخش وجود دارد و به واقع در صورت عدم به کارگیری تمهیدات لازم نشت از این قسمت ها قطعی است. از این رو ، باید بیشتر و بهترین عملکرد در این محل ها صورت پذیرد.
برای آب بندی درزهای اجرایی پیش بینی شده ، سه روش وجود دارد که بسته به محل درز و شرایط می بایست از آنها استفاده نمود.
- آب بندی درز اتصال فونداسیون به دیوار : در این محصل های با توجه به شرایط محلی بهترین گزینه استفاده از واتراستاپ PVC می باشد. این واتراستاپ باید به نحو درست ، که واتراستاپ دچار در رفتگی نگردد ، در مرکز عرض دیوار نصب شود. واتراستاپ بهینه در این محل از نوع تخت ، سی سانتیمتر عرض و 4 میلیمتر ضخامت می باشد. بهتراست در محل دیوار بیرونی و نصب واتراستاپ ، برای اینکه بتن تا مرکز واتراستاپ ریخته شود ، رامکا اجرا شود. از سوراخ کردن واتراستاپ باید به شدت خود داری نمود.
- آب بندی درزهای اجرایی ارتفاعی و طولی در دیوار ، درزهای زیر و روی سقف و قطع بتن ها : در این درزها دو روش وجود می توان استفاده نمود. که البته با توجه به حساسیت موضوع ، برای اطمینان خاطر پیشنهاد می گردد به صورت توام ، از دو روش استفاده نمود. گزینه نخست ، مبتنی برای اجرای واتراستاپ های منبسط شونده هیدورفیکی می باشد. عملکرد این واتراتساپ ها بر اساس انبساط حجمی در مجاورت با آب می باشد و مسدود کردن درز و جلوگیری از عبور آب می باشد. واتراستاپ های هیدروفیلی باید در طول و در مرکز عرضی دیوار نصب شوند. باید توجه داشت درزها به شکلی ایجاد شوند که سطح نهایی ( محل نصب واتراستاپ ) تقریبا صاف باشد تا واتراستاپ به خوبی روی آب بچسبد. میزان افزایش حجم واتراتساپ ها به طور متوسط بتن 300 تا 700 درصد می باشد که البته منطق ایجاب می کند با توجه به ابعاد مویی درز ، بیش از 50 درصد نیاز به افزایش حجم نباشد. گزینه دوم ، مبتنی بر استفاده از چسب اپوکسی اتصال بتن قدیم به جدید Dezobond P-1800 می باشد. این چسب به میزان 1 کیلوگرم در مترمربع ، به صورت شره ای ( با توجه به عدم دسترسی به محل درز ) بر روی سطح درز اجرا می گردد و سپس بتن مرحله دوم بر روی آن اجرا می گردد. باید چسب به میزان اعمال گردد که بتن روی آن حداکثر ظرف 20 دقیقه بر روی آن ریخته شود ( بتن پایکار باشد ) . خصوصیات این محصول به نحوی است که پس از حشک شدن بتن ، درز به کلی غیر قابل نفوذ و در برابر بارهای سازه ای نیز مقاوم می باشد.
نتیجه گیری :
با توجه به شرایط گفته شده و آب بندی اصل سازه و کمترین احتمال آسیب دیدگی سیستم آب بندی بهترین و اطمینان بخش ترین سیستم آب بند نموده ساختمان و سازه های زیر تراز آب زیرزمینی ، اجرای بتن آب بند می باشد. البته این امکان وجود دارد که از دو روش اول نیز به برای تقویت اطمینان بهره جست . ولی اگر بنا به مباحث فنی و اقتصادی عزم بکاری تنها یه روش وجود داشته باشد ، بدون شک اقتصادی ترین روش استفاده از روش بتن آب بند و نفوذ ناپذیر می باشد.
لذا موفقیت این امر نیز مستلزم به اتخاذ تدابیر کارشناسی در قطع های بتن ، اختلاط و مشخصات بتن مصرفی و سایر راهکارهای مرتبط و دقت در اجرای گام به گام عملیات توسط کارشناسان با تجربه و کاربلد می باشد.
پیشنهاد همکاری :
در این راستا مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، با اتکا به بیش از پانزده سال سابقه تخصصی و اجرای پروژه ها پر تعداد و برجسته تعمیر و آب بندی ، در اختیار داشتن دانش و تیم کارشناسی و اجرایی و نیز متریال مورد نیاز وارداتی و تولیدی ، آمادگی دارد تا با کارفرمایان محترم در آب بندی نمودن سازه های بتنی همکاری نماید.
لازم به ذکر است نحوی همکاری این شرکت با کارفرمایان محترم به نحوی است که در صورت نشت و نفوذ آب درون سازه که به علت قصور این مجموعه باشد ، عملیات آب بندی ثانویه با بهترین روش های و متریال به صورت رایگان صورت می پذیرد. باشد که تخصص و تعهد این مجموعه باعث اطمینان خاطر کارفرمایان محترم گردد.