بتن یکی از عمومی ترین مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز می باشد. بتن یک ترکیب آبی است. برای ساخت این ترکیب کارا ، پیوسته و یکپارچه از آبی بیشتر از مقدار لازم برای هیدراتاسیون سیمان استفاده می گردد. این آب اضافی که برای روانی بتن استفاده می شود از منافذ و شیارهای نازک بتن بیرون می آید. با وجود اینکه بتن ظاهرا یک جسم صلب و سخت شده است، ولی یک جسم متخلخل و نفوذپذیر می باشد. بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن، مونواکسید کربن، کلراید ها، سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. نفوذپذیری مدت زمان انتشار از منافذ، توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد. از دلایل اصلی نفوذپذیری بتن ها، به خلل فرج ریز میکروسکوپی بین سنگدانه ها که عمدتاً ناشی از کسری فیلر می باشد و همچنین لوله های مویینه که به واسطه تبخیر آب در بتن پدیدار می گردند.

کاربرد

  • سدها و مخازن آب
  • کانال‌ها، آبراه‌ها، اسکله‌ها و نهر آب
  • پل‌ها و تونل‌ها
  • امکانات آب و فاضلاب
  • حوضچه‌های لجن
  • ساختارهای نگهداری اطراف نفت، مواد شیمیایی و سایر انواع پالایشگاه‌ها
  • مخازن ذخیره، بالادستی و پایین‌دستی، برای مایعاتی مانند سوخت یا مواد شیمیایی
  • زیرزمین و پایه بتنی برای ساختمان‌ها

خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن

بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است. تخلخل، مقدار منافذ و سوراخ های داخل بتن گفته میشود، که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید،. بتن معمولی و نرمال در مقابل آب ، رفتار و عملکردی مانند یک اسفنج متراکم دارد. یک متر مکعب بتن خشک معمولی با کیفیت خوب ، در تماس با آب (اشباع) ، معادل 60 لیتر تنها در 30 دقیقه جذب می کند. بتن حتی با بالاترین کیفیت خود، شبکه ای از خلل و فرج مویرگی  را داراست.

بطور کلی نفوذپذیری تحت تاثیر عوامل ذیل است:

  1. کیفیت سیمان و سنگدانه
  2. نسبت W/C
  3. درجه هیدراتاسیون
  4. میزان تراکم
  5. میزان عمل آوری
  6. حضور یا عدم حضور ترک ها واکنش هایی را که در دوام بتن موثرند

آب بندی بتن

از مشکلات مهم و اساسی که معمولا در سازه های بتنی به وجود می آید می توان به نفوذ آب به داخل سازه های بتنی اشاره کرد . این مشکل در ارتباط با سازه هایی که در نگهداری مایعات مورد استفاده قرار می گیرند از اهمیت بیشتر و بالاتری برخوردار هستند. بنابراین استفاده ازروش های آب بندی بتن در سازه های بتنی از اهمیت بالایی برخوردار است. بتن آببند به بتنی گفته می شود که در برابر نفوذ هرگونه عامل بیرونی که به سطح بتن حمله کند مقاوم باشد. بتن آب بند بدون هرگونه ترک خوردگی می باشد. بدین معنی که اگر حجم رطوبت نفوذ یافته در جسم بتن درسطح مجاور هوا تبخیر شود و در زمان تجزیه و تحلیل رطوبت هیچ صدمه ای ایجاد نشود در این صورت به چنین بتنی بتن آب بند (آب کیپ یا ناتراوا) گفته می شود. اصولا آب بندی بتن در سازه های بتنی به سه روش کلی تقسیم بندی میگردد

اول:  آب بندی بتن از طریق سطح خارجی‌ (آب بندی بتن ثانویه که پس از بتن ریزی در سازه های بتنی است . اساس آب بندی بتن در این مرحله آب بندی غشایی ست)

دوم:  آب بندی بتن از طریق سطح داخلی (آب بندی بتن اولیه که نوعی آب بندی است که در حین ساخت و بتن ریزی انجام می گیرد . این مرحله بهترین و اقتصادی ترین روش آب بندی بتن است)

 سوم : آب بندی بتن از طریق ذرات بتن است. (این شیوه ذرات بتن خودشان سد راه عبور آب از هر جهتی می شوند و در واقع خود بتن به نوعی مانع آب تبدیل می گردد. تا کنون پیشرفت های زیادی در زمینه‌ی استفاده از افزودنی کریستال صورت پذیرفته است)

مواد افزودنی جهت آب بند نمودن

استفاده از افزودنی های مختلف در مخلوط بتن می باشد. این افزودنی ها در هنگام بتن ریزی به مخلوط بتن اضافه می شود و خود بتن را به یک مانع برای عبور آب تبدیل می کنند. این افزودنی ها انواع مختلفی دارند و به دسته های افزودنی های هوا دهنده بتن، روان ساز ها ،  دافع آب و افزودنی های کریستال تقسیم می شوند.به کارگیری افزودنی های بتنی به دلیل اهمیت دوام سازه های بتنی و همچنین تاثیر مستقیم و غیر مستقیم کاهش نفوذپذیری بتن بر دوام بتن باعث رواج به کار گیری آن شده است

میکروسیلیس

میکروسیلیس یک محصول فرعی از کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید آلیاژهای فروسیلیس می باشد. این ماده با داشتن بیش از  90 درصد سیلیس با حالت غیر کریستالی و به شکل ذرات بی نهایت ریز با قطر متوسط 1/0 میکرون شدیدا پوزولانی است.

پودر میکروسیلیس یک ماده پوزولانی قوی است که جهت بهبود خواص مکانیکی و افزایش دوام بتن به کار می رود. این ماده محصول جانبی صنعت فروسیلیس است که از روی فیلتر هوای خروجی از کوره های قوس الکتریکی در صنایع فروسیلیس بدست می آید. پودر میکروسیلیس به رنگ خاکستری روشن تا تیره عرضه می شود. رنگ مشاهده شده به دلیل حضور اکسید آهن و کربن در ساختار میکروسیلیس می باشد. هرچه میکروسیلیس تیره تر باشد مقدار کربن بیشتری دارد. ذرات میکروسیلیس دارای سطح مخصوص تقریبی 20000 هستند. ذرات منفرد میکروسیلیس تقریبا صد برابر ریزتر از ذرات سیمان می باشند. مقدار مصرف بهینه پودر میکروسیلیس در بتن، بتن 5 تا 10 درصد وزن سیمان مصرفی می باشد. افزودن میکروسیلیس به مخلوط بتن باعث می گردد SiO2 فعال آن با محلول هیدروکسید کلسیم ((OH)Ca2) آزاد موجود در منافذ مویین بتن ترکیب گردد و کریستال سیلیکات کلسیم نامحلول تولید نماید و در نهایت باعث تراکم ساختار خمیر سیمان و کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت فشاری، الکتریکی، خمشی و کششی بتن، افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش، کاهش قابل توجه نفوذپذیری، جلوگیری از نفوذ یون کلر، سولفات ها و سایر مواد شیمیایی مخرب به داخل بتن گردد.

پودر آب بند کننده نفوذگر

ماده ای تک جزئی، غیر آلی و پایه سیمانی می باشد. پودر آب بند کننده بتن نفوذگر و کریستال شونده است و سازه های جدید و قدیمی بتنی را آب بندی کرده و از عمق محافظت می نماید. بطوری که حتی اگر پوشش صدمه ببیند، آببندی بتن همچنان کامل باقی می ماند. بنابراین این ماده تنها یک پوشش نیست، بلکه در اثر واکنش اجزاء تشکیل دهنده آن با رطوبت، ساختاری یکپارچه با بتن ایجاد کرده و توده مقاوم و با دوامی تشکیل می دهد.

پودر آب بند کننده نفوذگر پس از اعمال و خشک شدن، ترک ها تا عرض چهاردهم میلیمتر را سیل می نماید و دارای اثر خود ترمیمی است. بدین معنا که در نتیجه رشد کریستال ها در تمامی جهات و جوانب، اگر بتن ترک بخورد، توسط کریستال ها خود بخود ترمیم می شود.

آب بند کننده های قیری

یک پوشش محافظتی پایه قیری می باشد که به منظور ایجاد مانعی دائمی در مقابل عبور آب و بخار آب طراحی شده و می تواند برای ایجاد لایه های مانع تبخیر، پوسته های نم گیر، پوشش مخازن و لوله های آب آشامیدنی، حفاظت از سازه های بتنی زیرزمینی، عمل آوری بتن ضمن حفظ آب و نیز محافظت از سطوح فلزی در برابر خوردگی مورد استفاده قرار گیرد. عایقی مناسب  جهت عایق کاری دیوارها، سقف ها، زیر زمین ها، تونل ها، سردخانه ها، استخر ها، سرویس های بهداشتی، مخازن و مخصوصا فنداسیون ها و محافظت در برابر تاثیر کلر.

فن آوری در Xypex

تکنولوژی کریستالی انحصاری (زایپکس) ، یک استاندارد بین المللی بی نظیر در ضد آب کردن بتن تنظیم کرده است. زایپکس وقتی که با آب مخلوط می شود خمیر خاکستری روشن تشکیل میشود که به عنوان پوشش ساده چه پوشش دوگانه به صورت دوغاب سیمای بالا و زیر بتن به کار می رود. برای تعمیر کردن ترک خوردگی ها.