کاربرد واتر استاپ در ساختمان سازی

یدانیم که ساختار بتن با تغییرات دما منبسط و منقبض می‌شود و برای ایجاد فضا، برای این تغییرات، مفصل‌های انبساط در فاصله‌های معین در سراسر دیواره‌ها قرار داده می‌شود.

اگر این مفصل‌ها به‌درستی درزبندی نشده باشند آب را به درون سازه راه می‌دهند. راه حل چیست؟ واتر استاپ پی وی سی

مفاصل و محل‌هایی که در آن‌ها دو بتن مختلف در کنار هم قرار گرفته‌ اند، بیش‌ترین ضعف را در برابر نفوذ آب و دیگر مایعات را دارا هستند. برای جلوگیری از وقوع آن، در تمامی مفاصل بتن‌ها بایستی از واتراستاپ (Waterstop) استفاده شود.

مطلب پیشنهادی: درز انبساط چیست؟

واتر استاپ چیست؟

در سازه‌های بتنی آنچه سازه را در مقابل آب و سایر سیالات محافظت می‌کند، واتراستاپ(آب بند) است.

بنابر اعلام شیمی بازار، در طراحی این نوع سازه‌ها به دو علت درزبندی‌هایی در نظر گرفته می‌شود. اول اینکه سازه‌های بزرگ بتنی در یک بازه زمانی طولانی اجرا شده و بتن‌ریزی در مراحل متعددی انجام می‌شود. در هر توقف عملیات بتن‌ریزی که موجب سفت شدن بتن می‌شود، درز اجرایی ایجاد می‌شود. اگر سازه و قطعات بتنی در مجاورت فشار آب یا دیگر سیالات نفوذپذیری قرار گیرند، آن مایع از این درزها عبور می‌کند؛ به همین دلیل باید آب‌بندی شوند.

دلیل دیگر این است که حرکاتی که در آن سازه تحت تاثیر قرار می‌گیرد مانند حرکات ناشی از انبساط و انقباض حرارتی بتن و یا جابجایی در اثر تنش‌های احتمالی مانند زلزله باید پیش‌بینی شود. درزهای انبساطی و یا حرکتی، فضاهایی هستند که برای مدیریت این تنش‌ها در نظر گرفته می‌شوند تا جلوی تخریب سازه در اثر فشارهای وارد شده گرفته شود. این درزها فاصله بین ۱ تا ۳ سانتی‌متر را بین دو قطعه ایجاد می‌کند که باید با استفاده از یک ابزار مناسب پر شود.

بهترین ابزار برای پر کردن و آب‌بندی درزها، واتراستاپ یا آب‌بند است. واتراستاپ‌ها نوارهای منعطف با پهنا و ضخامت مشخص هستند که در طی بتن‌ریزی و طبق نقشه‌های طراحی در محل درزها و زمان قالب‌بندی در سازه نصب می‌شوند.

در مرحله اول بتن‌ریزی، واتراستاپ در بالاترین نقطه بتن به نحوی قرار داده می‌شود که نصف این عنصر داخل بتن و نصف دیگرش بیرون باشد. در گام بعدی قسمت دوم در بتن قرار می‌گیرد و به این ترتیب درز به طور کامل توسط واتراستاپ پوشانده شده و سازه آب‌بندی می‌شود.

مطلب پیشنهادی: دوره آموزش طراحی سازه بتنی

مزایا و کاربردهای واتراستاپ

مزایای استفاده از واتراستاپ‌ها بی‌شمار است. نصب ساده و آسان به وسیله گیره‌های مخصوص، مقاومت کششی بالا در زمان جابجایی درز، مقاومت شیمیایی مناسب در مقابل عوامل مخرب، مقاومت در برابر فشارهای هیدرواستاتیکی، تنوع در سایز و جنس و کارآیی مساوی با طول عمر بتن، آن را به محصولی مناسب و بی‌رقیب در این زمینه تبدیل کرده است.

تونل‌های زیرزمینی، طبقات منفی ساختمان‌ها، سدها، حوضچه‌های آب و فاضلاب و استخرها از نمونه‌های بارز سازه‌هایی هستند که به واتراستاپ‌ها نیاز مبرم دارند.

در زمان انتخاب نوع واتراستاپ عوامل گوناگونی از جمله نوع حرکت مفصل، میزان فشار هیدرواستاتیک، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خورنده، میزان ضروریت مهار این مواد و نوع سازه باید در نظر گرفته شود.

نحوه اتصال واتراستاپ

اتصال واتراستاپ از دو طریق صورت می‌گیرد. در برخی پروژه‌ها از چسب‌های صنعتی برای اتصال نرم واتراستاپ‌ها استفاده می‌شود. دوطرف واتراستاپ آغشته به این چسب‌ها می‌شود و سپس روی هم قرار داده می‌شوند. سپس این دو لایه برای مدتی تحت فشار قرار می‌گیرند تا کاملا به یکدیگر جذب شوند.

در روش دیگر از دستگاه هویه یا اتو برای اتصال واتراستاپ استفاده می‌شود. بدین ترتیب که بعد از گرم کردن دو سر واتراستاپ و تبدیل آن به حالت مذاب این دو در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند تا به هم متصل شوند. پس از سرد شدن سطح واتراستاپ و بتن به شکل یکپارچه در می‌آید.

انواع واتراستاپ

این محصول با توجه به مکان استفاده و نوع پروژه در انواع مختلفی تولید و مصرف می‌شود که در ادامه این مقاله به انواع نوار واتراستاپ‌های مورد استفاده در پروژه‌ها می‌پردازیم.

واتر استاپ پلیمری (پی وی سی)

اولین واتراستاپ های پلیمری در سد هوور کلرادو آمریکا در سال ۱۹۳۰ به مصرف رسیده است و در دهه ۱۹۵۰ استفاده از این محصول به طور جدی در پروژه های عمرانی آغاز گردیده است. ارزانی این مواد نسبت به نوع لاستیکی آن و قابلیت جوش پذیری پی وی سی از مزیتهای پی وی سی نسبت به نوع لاستیکی می باشد. برتری واتراستاپهای لاستیکی نسبت به نوع پی وی سی، واکنش پذیری پائین آن نسبت به ترکیبات آلی هیدروفوبیک می باشد و مصرف این نوع واتراستاپها همچنان در پروژه هایی که سیال مجاور درز بتن از نوع ترکیبات نفتی و یا دیگر سیالات هیدروفوبیک می باشد رایج است.

واتر استاپ های فلزی

انواع نوارهای فلزی قدمتی طولانی جهت کسب این هدف مهم دارند که با ورود واتراستاپ‌های پلیمری از مصرف آنها کاسته شده است. مشکل واتراستاپ فلزی اینست که باید از جنس مقاوم در برابر اکسایش در شرایط درزهای بتن باشند. استفاده از فلزات نجیب و استیل گران بوده و انواع آهنی آن باید حتما تمهیداتی مانند پوشش دهی پلیمری داشته باشند تا در برابر اکسایش و خوردگی مقاوم شوند. دلایل فوق باعث گرانی این نوع واتراستاپ‌ها می شود.

 واتراستاپ هیدروفیلی

نوع جدیدی از واتراستاپ‌های پلیمری توسعه یافته اند که به واتراستاپ‌های هیدروفیلی معروفند. ترکیب مواد این محصولات از دو بخش اصلی تشکیل شده است.

1. یک بخش پلیمری الاستومری که اسکلت واتراستاپ را تشکیل می دهد. این پلیمر باید انعطاف لازم برای تغییرات حجمی را داشته باشد.
2. یک فیلر که در بافت بخش پلیمری فوق پخش شده است. این فیلر در تماس با آب، تمایل به جذب آب داشته و پس از جذب آب افزایش حجم پیدا می کند.

این نوع محصولات برای مقاطعی مصرف دارند که یک سازه بتنی جدید را بر روی یک سازه قدیمی اجرا شده و یا المانی غیر بتنی می خواهیم ایجاد کنیم و لازم است که درز ایجاد شده آب بند شود. این محصول در مقطع سازه قدیمی چسبانده شده و بتن جدید بر روی آن ریخته می شود. پس از سرویس گیری از سازه، چنانچه آب به درز راه یابد، پس از تماس با این محصول، جذب فیلر آب دوست شده و باعث ایجاد یک فشار بالا در شبکه پلیمری شده و این شبکه را به منافذ بتن با نیروی بالا می فشارد، بطوریکه حتی بافت پلیمری به منافذ بتن های مجاور نفوذ کرده و در نهایت مانع از عبور آب از درز می شود.

باید توجه داشت که این محصولات جایگزین واتراستاپ‌های پی وی سی نیستند و در پروژه های بزرگ حتما باید در زمان طراحی سازه، لحاظ شده و به شکل استاندارد مصرف شوند. فشارهای بالای هیدرولیکی در بازه های زمانی طولانی مواردی است که از عهده واتراستاپهای هیدروفیلی خارج می باشد. هرچند روند توسعه این ترکیبات همچنان ادامه دارد و باید منتظر نتایج جدید از این خانواده جدید بود.

 انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری

انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به انواع زیر تقسیم می شوند:

1. واتر استاپ های میانی
2. واتر استاپ های کفی (کف استخر)
3. واتر استاپ های روکار

نکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی این گونه نیست.

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها

• نوع و اندازه درز
• محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی
• ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند
• فشار هیدرواستاتیک درون سازه

نکته ۱: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد، چون گروه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.
نکته ۲: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود.
نکته ۳: ساده ترین راه همپوشانی (Overlap) هرچقدر که Overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند.