نحوه عملکرد درزگیرها و عوامل موثر بر عملکرد آن ها

مقدمه

امروزه در تمامی سازه هاي بتنی درز یا شکاف به اشکال مختلف دیده می شود که با هدف جلوگیری از صدمه دیدن آن و بالابردن طول عمر و دوام آن میبایست با روشی صحیح درزبندي شوند. نکته قابل تامل این است که چنانچه درزبندی به صورت غیر اصولی انجام پذیرد، برخلاف تاثیر مثبت، باعث نقص سازه نیز می گردد. در این مقاله با اهتمام به نوع درزبند انتخاب شده و روش صحیح و مناسب بکارگیری آن، اهمیت دانش مصرف کنندگان و طراحان سازه در رابطه با محیط، اصول طراحی سازه ها و نحوه بکارگیری درزبندها در کنار محدودیتهاي اقتصادي پروژه، مورد بحث قرار می گیرد.

انواع درزها و کاربرد آنها

1. درزهای انقباضی: بطور کلی درزهاي انقباضی، سطوحی ضعیف می باشند که با هدف کنترل ترك هایی که به صورت ناگزیر و غیرقابل پیش بینی در سازه به وجود آمده اند، طراحی گردیدند. این درزها زمانی بی خطر خواهند بود که میزان انقباض و انبساط آنها در طول زمان بهره برداری، در هر بازه زمانی کمتر از فاصله بین دو واحد بتنی باشد.
2. درزهاي انبساطی (ژوئن): این نوع درزها براي ممانعت از شکستگی و اعوجاج قطعات بتنی کنار هم ایجاد میشوند. درصورتیکه این درزها در سازه ایجاد نشوند، احتمال گسترش نیروهای فشاری که در اثر انبساط و انقباض عناصر بتن ایجاد می شوند، منجر به تولید بارهای تخریبی بر روي بتن شوند.
3. درزهاي اجرایی: این درزهای دراثر وقفه های ایجاد شده در طول فرآیند بتن ریزی و یا در هنگام نصب قطعات پیش ساخته بوجود می آیند. محل این درزها عموما پیش از عملیات بتن ریزی، توسط طراح سازه مشخص می گردد اگرچه بدلیل مشکلات غیرقابل پیش بینی حین بتن ریزی ، احتمال بوجود آمدن این درزها وجود دارد.

چگونگی عملکرد درزگیرها

بر اساس ACI 504R-90 عموما عملکرد یک درزگیر، قابلیت تغییر شکل قابل قبول آن در زمان انبساط و انقباض و یا همان باز و بسته شدن درز است. تغییرشکل درزگیر میبایست به نحوی باشد که در خواص درزبندي تاثیری نگذارد. مواد درزگیر خواص الاستیک و پلاستیک داشته و عواملی که بر این خواص تاثیرگذار هستند شامل سرعت انقباض و انبساط درز، دماي محیط و خواص فیزیکی و مکانیکی مواد تشکیل دهنده درزگیر می باشد.

بطور کلی درزگیرها به دو دسته تقسیم میشوند:

1. دسته ای که بصورت شکل پذیر در زمان تزریق به داخل درز، به شکل درز درآمده و بصورت مایع و یا شبه مایع عرضه می گردند.
2. درزبندهای پیش ساخته که بصورت از پیش ساخته شده عرضه می گردند و درنتیجه فرآیند نصب آنها بسیار سریع می باشد.

درزهاي مجاور یکدیگر، می توانند در یکی از شرایط تنشی زیر قرار گیرند:

1. درزگیر ها دائما تحت تنش کششی قرار دارند. عملکرد بعضی از انواع واتراستاپ ها نیز به همین شکل بوده اگرچه ممکن است نیروهاي فشاري بر روی سطح آنها متمرکز شوند.
2. درزگیر ها دائما تحت تنش فشاری قرار دارند که در این شرایط یکی از ارکان اصلی، درزبندی فشاری است.
3. درزگیر به طور سیکلی تحت تنش فشاری و یا تنش کششی قرار می گیرد. اکثر درزگیرهای شکل پذیر و یا پیش ساخته در این حالت استفاده می گردند.

لازم به توضیح است نقص عملکرد درزگیرها در شرایطی بوجود می آید که بدلیل تنش وارد شده بر درزگیر، در نقطه اتصال درزگیر با سطح درز، شکست حاصل می شود.

اثر دما

تغییرات دمایی در زمان نصب درزگیرها و اختلاف زیاد کمترین و بالاترین درجه حرارت محیط در زمان بهره برداری از سازه، بر روی عملکرد درزبندها تاثیر منفی خواهد داشت. دمای واقعی مقاطعی از بتن که با درزگیرها به یکدیگر متصل شده اند تابعی از میزان حرکت درزهایی است که به وسیله ي درزبندها پر شده اند. در واقع تفاوت میان دماي محیط و دماي درزگیر را می توان با جذب و انتقال دمای حاصل شده از تابش نور خورشید بر روی سازه و درز در کنار شرایط و دمای محیط تعریف نمود. دمای کاربری درزگیر ها در بازه 29- تا 83 درجه سانتیگراد تعریف می شود. سرعت حرکت درز در بازه های زمانی کوتاه مانند ساعات روز و یا شب به اندازه جمع میزان حرکت درز در طول یک سال مهم است. زمانیکه حرکت درز، آهسته و با سرعت یکنواخت باشند عکس العمل و عملکرد درزگیرها نیز بصورت آهسته و با تابعیت از الگوي انقباض و انبساط درز است. که در نتیجه در این شرایط درزگیرها کارایی مناسبتری خواهند داشت.

عوامل موثر بر عملکرد درزگیرهای شکل پذیر

درزگیرهای شکل پذیر در محل، در دمای بهره برداری از سازه به حالت 100% جامد یا نیمه جامد می باشند. شکل این دسته از درزبندها در زمان انقباض و انبساط درز تغییر کرده اما حجم آنها ثابت است. از ایرادات واره به این نوع درزگیرها، عامل بحرانی شل شدن آنهاست که علت اصلی آن، اعمال کشیدگی و تاثیر آن بر روی میزان چسبندگی درزگیر به سطح درز می باشد. خاصیت کشسانی یا همان الاستیسیته درزبندها، تابعی از شکل، قالب شکل دهنده آن و همچنین خواص فیزیکی ماده می باشد.

نحوه اجرا و میزان مصرف مواد درزبندی شکل پذیر

با افزایش عرض به صورت عمومی کرنش کاهش یافته و کارایی درزبند شکل پذیر در محل افزایش می یابد و به طور مشابه درزبند کمتري مورد نیاز است. در درزبندهاي ماستیکی به دلیل غالب بودن خاصیت پلاستیکی نسبت به خاصیت لاستیکی ضریب شکلی از اهمیت کمتري برخوردار است.

یکی از عوامل موثر بر عملکرد درزبندها، نحوه اجرای صحیح آنها در محل درز است که بسته به نوع درزبند مورد استفاده میبایست اصول و ارکان مربوطه رعایت گردد.

درزگیر پلی‌یورتان یک جزئی ABAFLEX-LM آبادگران نوعی دزرگیر با قابلیت بالا از آخرین نسل الاستومرهای ترموست پرکننده درزها می‌باشد. عملکرد این ماده به گونه اس است که پس از اجرا در محل درزهای انبساطی یا همان درز ژوئن، علی رغم قرارگیری در مجاورت رطوبت هوا به حالت جامد انعطاف‌پذیر درآمده و با خاصیت کشسانی بالایی که دارد، طول عمر و ثبات کیفی آن حتی در شرایط سخت محیطی برابر با طول عمر سازه خواهد بود. از خواص دیگر این ماده میزان سختي SHORE A آن است که با استاندارد ASTM D2240 مطابقت دارد. لازم به ذکر است که این خاصیت در کنار مدول الاستیسیته مناسب و همچنین مقاومت کششی آن باعث می‌شود که در مقابل انواع تنش های وارده از خاصيت ميرايي بالايي برخوردار باشد که حتی در اثر بروز حوادث طبیعی از جمله زلزله و رانش‌های احتمالی، با توجه به خواص کشسانی بالایی که دراد همچنان سازه و مقاطع مربوطبه را آب‌بند نگه دارد. همچنین این ماده با موارد مندرج در نشريه 123 سازمان مديريت و برنامه‌ريزي كشور مطابقت دارد. همچنين میزان تغییر حرکتی اين نوع درزگیرهای برپایه پلي‌يورتان بر اساس استاندارد ASTM C719 قابل اندازه گیری می باشد. از خاصیت های ویژه این محصول می‌توان به چسبندگی بسیار زیاد به انواع مصالح ساختمانی مانند بتن، سنگ، فلزات مختلف و ...، درصد ازدیاد طول زیاد و خاصیت کشسانی بالا، انعطاف پذیری زیاد در گرمای شدید و یخبندان، مقاوم در برابر عوامل محیطی، مقاومت UV ، غیر سمی بودن و گواهی استفاده در مجاورت آب شرب و آشامیدنی، عدم انقباض و شره اشاره نمود.

در رابطه با درزگیرهای از پیش ساخته شده نیز می توان به نوارهای واتراستاپ های پی وی سی ABA WATERSTOP اشاره نمود که جهت درزبندی درزهای انقباضی و انبساطی با هدف کنترل رفتارهای سازه‌ای بتن و ممانعت از بروز ترک در مقطع های بزرگ استفاده می شود. نوارهای آب‌بند کننده واتراستاپ PVC میبایست از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار بوده تا با توجه به ابعاد و احجام سازه‌های بتنی و همچنین نظر به پیچیده شدن نوع مقاطع و شرایط اجرایی تغییر شکل یافته و متناسب با اندازه‌های سازه مدنظر از نظر ضخامت، عرض و پهنا، شکل آج‌ها و تغییرات حفرات و ... طراحی می گردد. از جمله مهمترین خاصیت های کیفی واتراستاپ PVC میزان ازدیاد طول، سختی و مقاومت کششی آن است که میبایست مطابق با الزامات استاندارد CRD-C572 و ISIRI 13277 طراحی و تولید گردد.

.