آب بندی کریستالی نسبت به مواد شیمیایی در محدوده PH بین 11 - 3 در تماس مداوم و بین 12 - 2 در تماسهای دوره ای مقاوم است. رطوبت و اکسیژن تأثیر منفی بر این گروه محصولات ندارند.
ممانعت از تخریب بتن با استفاده از تکنولوژی کریستالی:
با استفاده از مواد نفوذگر کریستال شونده می توان از بتن در برابر آسیب های بسیاری محافظت نمود و بر عوامل مخرب زیادی غلبه نمود. از جمله مواردی که می توان از این تکنولوژی در مقابله با عوامل مخرب استفاده نمود عبارتند از:
آب مازاد اختلاط: استفاده آب بیش از حد مجاز در ساخت بتن منجر به آسیب های جدی چون کاهش مقاومت فشاری، افزایش ترکهای ناشی از جمع شدگی، افزایش میزان تخلخل و ضعف آب بندی، کاهش مقاومت در برابر سایش و فرسایش، و کاهش دوام می شود.
آب مازاد اختلاط که بیش از آب مورد نیاز برای فرایند هیدراسیون است منافذ و مسیرهای موئینه در بتن باقی می گذارد که نهایتا مسیر ورود آب و مواد شیمیایی به بتن خواهند بود. نفوذ آب و مواد شیمیایی خورنده چون کلرایدها، سولفاتها و دی اکسید کربن منجر به تخریب بتن به مرور زمان می شوند.
سیستم نفوذگر کریستال شونده با تشکیل کریستالهای نامحلول سوراخ ها و منافذ را مسدود کرده و ترکها را طی فرایند خود ترمیم شوندگی پر می کند. کریستالها در کلیه مسیرهای آب تشکیل می شوند: داخل ترکها، منافذ مویین و ... به جای کاهش تخلخل بتن، با استفاده از کاهنده های آب، روان کننده ها و فوق روان کننده ها، تشکیل کریستالی متعهد پرکردن و مسدود کردن تخلخل ها در بتن شده و به عنوان جزء دائمی و جدائی ناپذیر و یکپارچه با سازه در می آیند. کریستالها با ایجاد ساختار شبکه ای (Cross-linked) و متراکم (Dense) در توده بتن آن را نفوذ ناپذیر می نمایند.
کاور بتنی ناکافی : قرار گرفتن میلگردهای تقویت کننده فلزی در فاصله نزدیک از سطح خارجی بتن منجر به ترک خوردگی، تخریب در اثر سیکل های ذوب و یخ، و خوردگی میلگردها می شود. زمانیکه کاور بتنی روی میلگردها به حد کافی نباشد شبکه های فولادی در معرض خوردگی و زنگ زدگی قرار می گیرند. از آنجا که سرعت انبساط و انقباض فلز تحت تأثیر تغییرات دمایی، با بتن متمایز است. انبساط فلز باعث ایجاد نیروهای داخلی در بتن می شود. زمانیکه این نیروها از مقاومت کششی بتن بیشتر می شوند بتن ترک می خورد.
همچنین در بتن های نفوذپذیر با کاور ناکافی، آب و مواد شیمیایی خورنده به راحتی به بتن نفوذ کرده و به شبکه میلگردها دسترسی می یابد.
وقتی فلز در معرض محیط خورنده قرار می گیرد خوردگی اتفاق می افتد و ترک خوردگی یکی از عواقب آن است. سیستم آب بندی کریستال شونده می تواند تأثیر منفی کاور ناکافی را تا حد زیادی خنثی نماید. این سیستم نسبت به مواد شیمیایی در محدوده PH بین 11 - 3 در تماس مداوم و بین 12 - 2 در تماس های دوره ای مقاوم است. این سیستم در برابر نفوذ آب و مواد شیمیایی بداخل بتن مقاومت کرده و دسترسی آنها را به میلگردهای تقویت کننده محدود می نماید. همچنین در صورت مصرف این سیستم، ترکهای موئین، ترمیم شده و مسیر عبور آب و فاکتورهای مخرب مسدود می گردد.
عیوب ساخت : مشکلات نازک کاری و عملیات تکمیلی، کرموشدگی، نقایص مربوط به قالب بندی در این دسته قرار می گیرند.
کرموشدگی ها ( Honeycombs ) نواحی از بتن هستند که منافذ و سوراخ هایی در آنها باقی مانده است. زمانیکه خمیر سیمان نتواند فواصل اطراف سنگدانه های درشت را پر کند این معضل اتفاق می افتد.
خوردگی میلگردهای فولادی : بتن سخت شده از مقاومت فشاری خوبی برخوردار است اما مقاومت کششی ضعیفی دارد. استفاده از میلگردهای تقویت کننده در بتن، امکان افزایش ظرفیت باربری سازه ها را مهیا می نماید.
عمر مفید سازه بتنی تقویت شده، ارتباط مستقیم با سرعت خوردگی میلگردهای فلزی دارد.
زمانیکه میلگرد فلزی در معرض المانهای خورنده قرار می گیرد دچار خوردگی می شود. بتن شدیداً قلیایی است. این قلیائیت منجر به تشکیل لایه تأثیرناپذیر ( Passive ) بر سطح فلز می شود که آن را در برابر خوردگی محافظت می کند. این لایه تنها در PH بالای 5/12 دوام می یابد و با کاهش PH از بین می رود. این کاهش PHدر اثر ورود آب و المانهای مهاجم بداخل منافذ و ترکهای بتن اتفاق می افتد. با تخریب لایه پسیو، خوردگی اتفاق افتاده و اکسید آهن شکل می گیرد. محصولات خوردگی حجمی بالاتر از فلز اولیه دارند و نتیجتاً به فضای بیشتری نیازمند هستند. این امر منجر به ایجاد فشارهای داخلی بیش از مقاومت کششی بتن شده و ایجاد ترک می کند. ترکهای بیشتر و جداشدگی لایه ها، خوردگی را تسریع کرده و شرایط را وخیم تر می نمایند.
مهمترین دلایل خوردگی میلگردها عبارتند از : وجود ترک در بتن و نفوذ یون کلراید، دی اکسید کربن، سولفات، همچنین سیکل های یخ و ذوب، واکنش قلیایی سنگدانه ها و قرار گرفتن در معرض اسیدها.
در نتیجه پاشش نمکهای یخ زدایی ـ کلریدکلسیم و کلرید سدیم ـ و همچنین در صورت وجود کلراید در سنگدانه های طبیعی یا آب اختلاط یا قرار گرفتن در محیط دریایی و یا استفاده از افزودنی های تسریع کننده هیدراسیون حاوی کلراید، بتن در معرض حمله کلرایدها قرار می گیرد.
دی اکسید کربن در هوا وجود داشته و از طریق منافذ حاوی هوا ( Air - Filled pores ) به داخل بتن نفوذ می کند. دی اکسید کربن با هیدروکسید کلسیم واکنش داده و PH عادی بتن را کاهش می دهد. طی این فرایند کربناسیون اتفاق می افتد که لایه های سطحی بتن را نرم می کند.
هر دو یونهای کلراید و دی اکسید کربن از طریق منافذ بتن نفوذ می کنند. لذا محدود نمودن و مسدود کردن منافذ راه منطقی جهت ممانعت از بروز این معضلات خواهد بود.
با استفاده از تکنولوژی کریستالی، کریستالها در منافذ و لوله های مویین تشکیل می شوند و تخلخل بتن را کاهش می دهند. این آب بندی دائمی راه های ورود یونهای کلراید و CO2 را مسدود می نماید.
از آنجا که انتشار CO2 از طریق منافذ حاوی هوا، و انتشار یونهای کلراید از طریق منافذ حاوی آب ( Water - filled ) صورت می گیرد لذا مسدود شدن منافذ، فرایند انتشار را متوقف می کند.
مواد نفوذگر کریستال شونده تأثیر گازهای NO2 , SO2 , CO , CO2 را که منجر به کربناسیون می شوند محدود می نماید.
سازه های بتنی که با سیستم کریستالی محافظت شده اند از انتشار کلرایدها ممانعت می نمایند. این امر موجب محافظت میلگردهای تقویت کننده فولادی و ممانعت از تخریب های ناشی از آن است. همچنین این سیستم ها خود فاقد کلراید هستند و به عنوان منبع تأمین کلراید عمل نمی کنند.
سیکل های یخ و ذوب : زمانی که آب حبس شده در بتن منجمد می شود تا حدود %15 انبساط حجمی می یابد. این انبساط فشارهای داخلی در بتن ایجاد می کند. زمانیکه این نیروهای داخلی از مقاومت کششی بتن بیشتر می شود شکست و ترک اتفاق می افتد.
تخریب ناشی از سیکل های یخ و ذوب زمانی اتفاق می افتد که بتن در حالت اشباع قرار دارد. این امر ارتباط مستقیم با تخلخل بتن دارد. لذا کاهش جذب آب در بتن می تواند بتن را در برابر سیکل های ذوب و یخ محافظت نماید.
سیستم نفوذگر کریستالی، آب بندی یکپارچه دائمی تأمین می نماید که منافذ بتن را مسدود کرده و جذب آب را از هر دو جهت مثبت و منفی محدود می کند. وقتی بتن جذب آب نداشته باشد به حالت اشباع در نیامده و تخریب ناشی از سیکل های یخ و ذوب نیز در آن اتفاق نمی افتد.
واکنش قلیایی سنگدانه ها : سنگدانه های حاوی سیلیکا و مواد سیلیسی، به جهت محتوی سیلیکای بالا با یونهای قلیایی در سیمان پرتلند ـ هیدروکسیدهای کلسیم، سدیم و پتاسیم ـ وارد واکنش می شوند.
بسته به محتوی قلیایی سیمان ، PH حدود 5/13 - 5/12 خواهد بود. سنگهای اسیدی در این محیط شدیداً قلیایی استوار نمی مانند. در طی زمان نسبتاً طولانی، در اطراف سنگدانه های واکنش پذیر ژلی تشکیل می شود که در حضور آب و رطوبت، متحمل انبساط شدید می شود. انبساط و ترک خوردگی در اطراف قطعات سنگدانه اتفاق می افتد.
محدود کردن یا به تأخیر انداختن واکنش قلیایی سنگدانه ها به طریقی با استفاده از تکنولوژی کریستالی میسر است. نگهداشتن بتن در محیط خشک منجر به کاهش سرعت انبساط ژل می شود. از آنجا که شرط لازم برای انبساط ژل حضور رطوبت است حذف رطوبت با مسدود نمودن منافذ بتن، از انبساط ژل و آسیب های ناشی از آن ممانعت می نماید. آب بندی کریستالی، بتن را در برابر واکنش های قلیایی سنگدانه ها محافظت می نماید.
ترک خوردگی : ترک در اثر عوامل مختلفی ایجاد می شود. دو نوع اصلی ترک عبارتند از ترکهای سازه ای ( Structural ) و ترکهای غیرسازه ای ( Non - structural ). ترکهای سازه ای با بارهای زنده و مرده حادث می شوند.
ترکهای غیرسازه ای در اثر جمع شدگی و انقباض بتن در حین کیورینگ، گرادیانهای دمایی و انبساط و انقباض حرارتی بوجود می آیند.
ترکهای غیر سازه ای توانایی سازه را در تحمل بار تحت تأثیر قرار نمی دهند و معمولاً چندان عمیق نمی شوند. اما می توانند منجر به سایر تخریب های بتن شوند.
کلیه بتن های ساخته شده با سیمان، در طی فرایند هیدراسیون و کیورینگ مقداری جمع شدگی ( Shrinkage ) را تجربه می کنند. این انقباض منجر به بروز ترکهای جمع شدگی ( Shrinkage cracks ) موئین در انواع مختلف می شود. همچنین زمانیکه بتن تازه در معرض تبخیر شدید آب قرار می گیرد بتن دچار ترک می شود.
مواد نفوذگر کریستال شونده بروز و رشد این ترکها را محدود می نمایند.
این مواد با تشکیل نانو کریستال در ترکها، آنها را مسدود نموده و از جریان آب به داخل آنها ممانعت می نمایند. خاصیت خود ترمیم شوندگی مواد کریستال شونده، ترکهای حاصل از جمع شدگی تا عرض 4/0 میلیمتر را ترمیم می نماید.
نتیجه گیری :
بتن معمولاً در معرض آسیب های ناشی از تأثیر آب و مواد شیمیایی خورنده است. راههای زیادی در محدود نمودن تخریب بتن وجود دارد. استفاده از سیستم آب بندی نفوذگر کریستال شونده، چه بصورت افزودنی در مخلوط بتن تازه، و چه بصورت پوشش بر سطح نهایی بتن، یکی از مؤثرترین، مقرون به صرفه ترین و مطمئن ترین راهها در آببندی و محافظت سازه های بتنی است.
این سیستم به میزان قابل توجهی آب بندی، کاربری، عملکرد و دوام سازه بتنی را بهبود می بخشد. تخلخل ها و منافذ بتن را با تشکیل کریستالهای مقاوم و نامحلول مسدود می نماید و بتن را در برابر آب و عوامل خورنده محافظت می کند. از مهمترین مزایای این سیستم آب بندی بدون درز بودن (Seamless)، تحمل فشارهای هیدرواستاتیک تا 14 بار از جهات مثبت و منفی، و عملکرد دایمی آن میباشد.
روشهای سنتی محافظت و آب بندی بتن، مانند غشاهای آب بند و سایر پوششها، کماکان در معرض خطر آب و مواد شیمیایی و عوامل مخرب بیرونی قراردارند . تنها با اضافه نمودن تکنولوژی کریستال شونده می توان منافذ و ترکهای ریز ناشی از فرآیند اجرا و کیورینگ بتن را آب بندی و مسدود نمود.
