آب بند سازی مخازن آب و فاضلاب

در تصفیه خانه های فاضلاب ، فسفین و سولفور با رطوبت موجود واکنش داده و اسید سولفوریک و اسید فسفریک رقیق تولید می کنند که این دو اسید در کنار سایر مواد شیمیایی مخرب موجود در تصفیه خانه های فاضلاب با سطح بتن در تماس قرار گرفته و به واسطه جریان سیال آشفته موجود در تماس با مقاطع بتنی منجر به انجام واکنش شیمیایی تولید نمک و نهایتا شسته شدن نمک از روی سطح در مدت زمان خیلی کوتاه و تداوم این سیکل منجر به سنگ نما شدن و از بین رفتن کاور بتنی و تشدید پدیده خوردگی آرماتورها می­گردد.

از سوی دیگر باید توجه داشته باشیم در تمامی سازه های آبی علاوه بر لزوم دسترسی به مقاومت فشاری مد نظر طراح می­بایست استحکام در برابر نفوذ سیالات و کاهش جذب آب نیز حتما به عنوان شاخص های کیفی در طرح اختلاط بتن لحاظ نموده و حین اجرا مورد آزمون قرار بگیرد. لذا توصیه می شود بتن های این تصفیه خانه با استانداردهای BSEN12390 و BSEN 1881 تحت کنترل قرار بگیرند.

آببندی اولیه

در این مقاله می خواییم تمامی عوامل اثرگذار بر عدم آببند شدن و نشت مخازن فاضلابی را مورد بحث قرارداده و راهکارهای نوین را ارائه بدهیم.

واتراستاپ

ضوابط اجرایی مرتبط با اجرای واتراستاپ ها در نشریات 123 و 124 دفتر امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی بیان گردیده است. که استفاده از نوارهای آب‌بند از جنس PVC به منظور آب‌بندی درزهای اجرایی، انبساطی و انقباضی الزام گردیده است.نوارهای آب‌بند کننده واتراستاپ PVC باید با ابعاد و احجام سازه‌های بتنی و با پیچیده شدن نوع مقاطع و شرایط اجرا تغییر شکل داده و متناسب با ابعاد و اندازه‌های سازه از نظر ضخامت، پهنا، نوع آج‌ها و تغییرات حفره و .... طراحی گردند.

شرکت آبادگران برای پاسخگویی به نیاز‌های طراحان و مجریان سازه‌های بتنی طیف متنوعی از نوار‌های واتراستاپ پی‌وی‌سی را تحت کد واتر استاپ پی وی سی ABA WATERSTOP طراحی و تولید نموده همچنین قابلیت بازطراحی و متناسب‌سازی این نوارها را با خواسته‌های مخاطبین فنی و مهندسی خود دارد. تولید واتراستاپ ها بر اساس روش آزمون‌های متنوعی مورد تجزیه و تحلیل کیفیتی قرار می‌گیرند که از آن جمله می توان به روش‌های استانداردهای CRD-C572 یا ISIRI 13277-1&2 و ... اشاره نمود.

طرح اختلاط بتن

از دلایل پایین بودن عمر سازه های بتنی می توان به شاخص‌های رایج در خصوص کیفیت بتن (به خصوص در ایران) اعم از مقاومت بالای بتن، کارایی مناسب در زمان ساخت و بتن ریزی اشاره نمود.همان طور که در تصویر ذیل مشخص می باشد این بتن دارای مقاومت بالا بوده ولی به دلیل متراکم نبودن بتن نفوذ از محل کرمو رخ خواهد داد و پس از چند سال به بالا ترین حد خوردگی می رسد.حال در ادامه به دلایل اصلی این اتفاق خواهیم پرداخت.

عوامل اصلی موثر بر نفوذ پذیری بتن

• بالابودن نسبت آب به سیمان

یکی از راهکار های بالا بردن کارایی بتن(‌کارایی‌  یا همان workability بتن عبارت است از قابلیت حمل، ریختن، جا انداختن، متراکم کردن و پرداخت بتن که به عواملی همچون ‌روانی‌، شکل قالب، تراکم میلگردها و تجهیزات مورد استفاده بتن ریزی وابسته است)، افزایش آب در طرح اختلاط اصلی می باشد که این امر باعث افزایش لوله های موئینی در بتن می گردد و عاملی نفوذ املاح مختلف خواهد شد و جزء چسباننده بتن که متشکل از آب و سیمان می باشد در زمان گیرش دچار جمع شدگی ناشی از تبخیر آب می گردد. جمع شدگی ناشی از تبخیر آب ، منجر به ایجاد فضاهای موئینه ای خواهد شد که با بالا رفتن نسبت آب به سیمان به شدت افزایش می یابد و با بالا رفتن 0.1 در نسبت آب به سیمان نفوذپذیری بتن بیش از 100 برابر بیشتر می شود. راه کار شرکت صنایع شیمی آبادگران استفاده از محصولات نوین با پایه پلی کربوکسیلات های می باشد که می توان توسط افزدونی های بتن 20 تا 30 درصد آب بتن را کاهش و با فوق کاهنده های آب جایگزین نمود.

• کسری فیلر سنگدانه ها

اکثرا طراحان اختلاط بتن،  به دلیل ترس از وجود خاک رس، کاربرد دانه بندی با قطر 0.3- 0.75 میلیمتر ( که در حقیقت باقی مانده روی الک شمـاره 200 می باشـد)  را حذف می نمایند و در فرآیند شستشو برای بالا بردن عدد هم ارز ماسه ، ذرات ریز را به روش نا صحیح حذف می کنند این کار به دلیل عمده بتن ها در کشور دچار کسری فیلر می شوند. برای رفع این نقص افزایش مصرف سیمان گریز ناپذیر می باشد.

• بالا بردن مقدار مصرف سیمان

نقش اصلی سیمان در بتن چسبانندگی بتن سنگدانه ها می باشد در صورتیکه به واسطه کسری فیلر، ناگزیر به افزایش مقدار مصرف سیمان برای پر نمودن فضاهای خالی ریز بین سنگدانه باشیم، مقادیر اضافه شده سیمان با جذب آب از مخلوط بتنی باعـث افت اسلامپ می گردند لذا برای حفظ کارایی مقدار آب بتن را افزایش می دهیم یا میزان مصرف افزودنی بتن را افزایش می دهیم که ممکن است از لحاظ اقصادی به مرقون به صرفه نباشد.

در نتیجه با افزایش مقدار سیمان، خمیـر سیمان درصد فضای خالی در مخلوط بیشتر شده که این امر منجر به افزایش میزان نفوذ پذیری و کاهش دوام و مقاومت بتن می گردد.

• کمبود تراکم بتن

تراکم بتن به معناي فشرده سازي بتن تازه است تا در اطراف قالب ­ها و ميلگردها دقيقاً شکل گرفته و دور آنها را بپوشاند. همچنين هواي محبوس در بتن نیز بتواند از آن خارج گردد.

از عوارض کمبود تراکم بتن می توان به دور بودن ذرات جامد از يکديگر  و غیر یکنواختی بتن،کاهش مقاومت فشاری بالقوه طرح اختلاط،کرمو شدن و افزایش نفوذ پذیری،ظاهر بدشکل مقاطع بتنی اشاره نمود.راهکار شرکت آبادگران به جهت افزایش کارایی و تراکم بتن استفاده از افزودنی های پلی کربوکسیلاتی می باشد که این ماده با افزایش کارایی در بتن تراکم بین دانه ها مصالح سنگی را کمتر کرده  بتنی خودمتراکم را به وجود می آورد.

• عدم انجام عملیات کیورینگ با روش مناسب

طبق استاندارد ACI-214  چنانچه اختلاف دما بین مغزه بتن و سطح رویه آن به 30 درجه سیلیسیوس برسد، بتن دچار ترک خوردگی شده در نتیجه نفوذ پذیری بتن تا دو برابر افزایش خواهد یافت.

کیورینگ یکی از مهمترین عوامل موثر در افزایش کیفیت نهایی بتن ساخته شده و کاهش نفوذپذیری آن می باشد.

ABACURE  با ایجاد فیلم غیر چرب بسیار نازک روی سطح بتن علاوه بر انعکاس بخش عمده ای از تابش نور خورشید و جلوگیری از بالارفتن دمای سطح بتن، از تبخیر سریع آب بتن جلوگیری به عمل می آورد.

استانداردهای موبوط به ماده کیورینگ شامل, BS7542   ASTM C309, ACI308 می باشد.

• سرطان بتن (واکنش قلیایی سنگدانه ها)

یکی از جدی ترین مشکلات معمول برای بتن که براساس خوردگی یا زنگ زدن در فولاد در داخل بتن (میلگرد) به وجود می آید سرطان بتن نام دارد وجود سه عامل همزمان باعث بروز سرطان بتن می شود:

رطوبت : كه مي تواند به صورت آب موجود در ملات تازه باشـد و يا آب و رطوبتـي كه به طور مستقيم از محيط خارج به داخل بتن نفوذ مي كند.

محيط قليايي : قليايي بتـن بيشتـر توسـط سيمـان تاميـن مـي شود زيرا سيمان مواد قلیائی و ئيدروكسيدهای لازم جهت به وجود آمدن واكنش قلیائی سنگدانه ها  را تامين مي كند.

سنگدانه هاي واكنش زا : بيشتر سنگدانه هاي كربناتـي ، سيليـسي و سيليكاتي مطرح مي باشند .

یکی از عمومی ترین راهکارهای نقایص ‌‌‌یادشده ‌و ساخت بتن‌های نفوذناپذیر به‌ویژه در مناطق آب و هوایی مهاجم نظیر مناطق ساحلی، مناطق کویری و ... که عموماً بر بهره‌گیری از مواد افزودنی شیمیایی و معدنی بتن تکیه دارند مصرف همزمان ماده افزودنی ميكروسيليس براي ارتقاء کیفی جزء چسباننده به همراه مواد كاهنده آب بتن اشاره نمود.

در اثر افزودن پودر ميكروسيليس به‌عنوان یکی از مواد جایگزین سیمان به مخلوط بتنی، SiO₂  فعال موجود در این ماده با محلول هيدروكسيد كلسيم ₂(OH) Caآزاد شده تحت واکنش هیدراسیون سیمان تركيب و كريستال سيليكات كلسيم نامحلول (C-S-H) توليد می‌گردد و در نهايت با متراكم شدن جزء چسباننده، در کنار بهبود مشخصه‌های مکانیکی از

جمله استحکام فشاري، پارامترهای دوام بتن نیز به‌طور چشمگیری بهبود پیدا خواهد نمود. تنها نقص کاربردی مبحث یاد شده افت کارایی ناشی از افزودن یک ماده پودری به مخلوط بتنی می‌باشد که لازم است با بهره‌گیری از مواد کاهنده آب بتن یا به اصطلاح مواد روانساز برطرف گردد.

شرکت صنایع شیمی آبادگران برخی از تولیدات خود را که براساس نوع منطقه و میزان خوردگی توسط متخصصین بتن طراحی نموده را معرفی می نماید:

مکمل بتن (A.C.P)

پاورژل POWER GEL

سوپرژل MS-5

آببندی ثانویه

• انتخاب نوع پوشش براساس نوع مواد در فرآیند مخازن

محافظت از بتن در برابر محیط­ های خورنده فاضلاب ­های صنعتی و شهری نیاز به یک لایه حفاظتی قوی دارد. رنگ آمیزی یا پوشش دادن سازه­ های بتنی به­ منظور حفظ دوام و زیبایی آن عموماً با بهره­مندی از بنیان­ های شیمیایی، پلی یورتان و اپوکسی و پلی یوریا صورت می­پذیرد که حسب نظر طراح بر اساس شرایط محیطی و اجرایی و الزامات زمان بهره برداری و بودجه تخصیص یافته انتخاب بنیان و ضخامت لایه محافظتی صورت می­پذیرد.

• آماده­ سازی زیرآیند بتنی

به جهت اعمال هر پوششی بر روی سطح لازمه آن اخذ اطمینان از کیفیت سطوح بتن می باشد،سطح بتن می بایست بدون ترک و بدون خلل و فرج باشد همچنین حداقل مقاومت فشاری بتن باید N/mm² 25 و حداقل مقاومت pull off بتن باید N/mm² 5_/1 باشد. تمامی سطوح باید تمیز، خشک و بدون هرگونه آلودگی نظیر گرد و غبار، روغن، گریس، رنگ، مواد عمل آوری و سخت­کننده سطح بتن باشند. ترمیم بتن پیش از اجرای مواد باید مطابق با راهنمای ICRI 310.2 انجام شود. آماده سازی سطوح بتنی، مطابق با استاندارد SSPC-Guide 11 توصیه می­شود. سطوح بتنی باید به صورت مکانیکی و به­وسیله گرانیت ساب، اسکراچر یا سندبلاست آماده­سازی شوند تا تمامی ذرات و قسمت­های سست از بین رفته و عیوب بتن مانند حباب­ها و سوراخ­ ها به طور کامل نمایان گردد.ذرات گرد و غبار به­وسیله جارو و مکش از روی سطح پاک شود. در صورت وجود برجستگی و عوارض، سطح بتن در حین فرآیند ساب زدن باید صاف و یکنواخت گردد. ترک­های عمیق تخلیه و نواحی سست خارج شود.ترک­های سطح باید به وسیله ماده مناسب از خانواده ABADUR نظیر ملات اپوکسی پر شده و گوشه ها و کناره های موجود به وسیله ملات اپوکسی ABADUR MP-5-25 به صورت اریب زاویه دار شده و حباب و خلل و فرج سطوح پر گردد تا سطحی کاملا صلب و محکم حاصل گردد.

• اجرای پوشش هدف

به منظور حل تمامی مشکلات یاد شده، می توان از یک پوشش حفاظتی چند منظوره با بنیان اپوکسی فاقد حلال استفاده نمود که از  لایه محافظتی توانمند بر پایه رزین اپوکسی و هاردنرهای آلیفاتیک تشکیل شده و طراحی فرمولاسیون آن با در نظر گرفتن شاخص ­های حصول مقاومت شیمیایی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و ثبات نسبی در برابر شرایط جوی انجام شود. این نوع از رنگ قابل استفاده در محیط­های داخلی و خارجی می باشد و به راحتی در سطوح افقی و عمودی اجرا می­گردد. مقاومت شیمیایی این پوشش ها در محیط ­های خورنده و شیمیایی عالی است و جهت استفاده در مخازن مواد شیمیایی، سوخت و فاضلاب توصیه می­گردد.

رنگ اپوکسی بدون حلال ABADUR-280

پوششی است که تمامی خواص بالا را داشته و این ماده ثبت اختراع شرکت آبادگران می باشد یکی از مهمترین

دلیل استفاده از رزین­ های اپوکسی اصلاح شده در ساختار این رنگ، امکان سرویس­ دهی در محیط­ های در معرض جو نیز وجود دارد.

• درزهای انبساطی و آببندی دور لوله ها

مهندسین طراح و مجریان متخصص تصفیه‌خانه‌های فاضلاب همواره به موضوع انتخاب مواد و مصالح مناسب برای پرنمودن درزهای انبساطی سازه توجه ویژه‌ای داشته‌اند و این مهم را از چند بعد مد نظر قرار می‌دهند.

 مواردی نظیر:

1.  حصول اطمینان از عملکرد کاملاً متناسب و سازگار مواد پر کننده با رفتارهای سازه‌ای
2. حصول اطمینان از آب‌بندی کامل و نفوذناپذیر بودن درزها
3. حفظ خواص بلندمدت در تماس با فاضلاب

درزگیر پلی‌یورتان یک جزئی ABAFLEX-LM گونه توانمندی از نسل جدید پر کننده ها برای درزهای انبساطی و سرد می باشد که پس از اجرا در محل درزهای انبساطی و ژوئن ها،پس از خشک شدن به حالت جامد انعطاف پذیر با خاصیت کشسانی بسیار بالا تبدیل شده که ماندگاری طولانی مدت بر روی سازه را دارد.

• آزمایش آببندی مخازن دارای پوشش

مطابق نشریه 124 پس از اتمام عملیات اجرایی و قبل از هرگونه خاکریزی در پشت دیوار های جانبی و سقف،مخزن باید کاملا تمیز شده و برای آببندی مورد آزمایش قرار گیرد. برای آزمایش،مخزن با سرعت حداکثر یک متر در روز پر می شود. بعد از گذشت حداقل 3 روز (زمان لازم برای جذب آب دیوار و کف)،سطح آب اندازه گیری می شود پس از گذشت 7 روز مجددا سطح آباندازه گیری می شود. میزان افت سطح آب پس از اصلاح برای اتلافات ناشی از تبخیر یا اضافات ناشی از بارندگی،نباید از کوچکترین دو مقدار 10 میلی متر آب تجاوز نماید.

در صورتی که نتیجه آزمایش رضایت بخش نباشد،باید ترک و محل های احتمالی نشت آب مورد جستجو قرار گرفته و تعمیر گردند. پس از تعمیر، مجددا آزمایش آببندی باید انجام شود.

منابع:

ACI 515.1R

ACI 515.2R