اهمیت درزبندی در ساختمان و درزگیرها در سازه‌های بتنی، اصول طراحی و عملکرد طبق استاندارد ACI 504R
درزها و درزگیرها اجزای مهم در طراحی و اجرای سازه‌های بتنی محسوب میشوند. درزبندی در ساختمان به کنترل ترک‌ها و سازگاری بتن با تغییرات محیطی کمک کرده و درزگیرها در سازه های بتنی برای حفاظت از این درزها در برابر نفوذ آب و مواد شیمیایی ضروری هستند. یکی از رایج‌ترین مواد درزگیر پلی‌یورتان است که به دلیل ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی برتر خود، در پروژه‌های مختلف ساختمانی و صنعتی کاربرد فراوان دارد. این مقاله با گسترش مبحث استاندارد ACI 504R، به بررسی جامع‌تر عملکرد درزگیرهای پلی‌یورتان، انواع، کاربردها و نکات اجرایی آن‌ها می‌پردازد.
بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی، ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی نظیر مقاومت فشاری بالا، طول عمر مناسب و قابلیت اجرا در سازه‌های متنوع را داراست. اما این ماده به دلیل ماهیت شکننده و کمبود انعطاف‌پذیری، در برابر تنش‌های ناشی از تغییرات دما، بارگذاری‌های مکرر و انقباض و انبساط‌های داخلی آسیب‌پذیر است. ترک‌خوردگی در بتن نه تنها بر دوام و عملکرد سازه تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند مسیر نفوذ رطوبت، یون‌های خورنده و سایر عوامل تخریبی به داخل سازه باشد.
برای مدیریت این چالش‌ها، طراحی مناسب درزها و استفاده از درزگیرهای کارآمد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، نقش و اهمیت درزها و درزگیرها، انواع آن‌ها، خصوصیات درزگیرهای پلی‌یورتان و بنیان‌های مختلف درزگیرها بر اساس استاندارد ACI 504R بررسی میشود. این استاندارد به عنوان مرجع اصلی، راهنمایی‌های لازم برای طراحی، اجرا و نگهداری درزها و درزگیرها را ارائه می‌دهد.
اهمیت ایجاد درز در سازه‌های بتنی :
درزها به عنوان بخش‌هایی از سازه طراحی میشوند که به کنترل تنش‌ها، جلوگیری از ترک‌خوردگی و مدیریت تغییرات حرارتی و مکانیکی کمک می‌کنند. دلایل اصلی ایجاد درز در سازه‌های بتنی عبارتند از:
1. کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و انقباض
جمع‌شدگی ناشی از خشک‌شدن بتن می‌تواند به ایجاد ترک‌های تصادفی و غیرقابل کنترل منجر شود. درزهای انقباضی به عنوان مسیری از پیش تعیین‌شده برای ترک‌ها عمل کرده و از انتشار آن‌ها در سایر بخش‌های سازه جلوگیری می‌کنند.
2.کاهش تمرکز تنش‌ها
سازه‌های بتنی بزرگ نظیر مخازن ذخیره‌سازی، دیوارهای حائل و کف‌سازی‌های صنعتی معمولاً در معرض تنش‌های شدید قرار دارند. درزهای انبساطی با ایجاد فضای مناسب برای انقباض و انبساط بتن، این تنش‌ها را کاهش می‌دهند.
3. انعطاف‌پذیری در برابر حرکات سازه‌ای
در مناطق لرزه‌خیز یا مناطقی که تغییرات دمایی شدید دارند، درزها به سازه اجازه می‌دهند تا تغییرات جزئی شکل را جذب کرده و از ایجاد ترک‌های مخرب جلوگیری کنند.
4. جلوگیری از نفوذ مواد خورنده:
سازه‌هایی که در معرض مواد شیمیایی یا آب هستند، نیازمند حفاظت بیشتری در برابر نفوذ عوامل مضر هستند. وجود درزگیرها از آسیب به بتن و آرماتورها جلوگیری میکند.
انواع درزها در بتن
1- درزهای انقباضی (Contraction Joints)
این درزها برای کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی طراحی شده‌اند و معمولاً به شکل شیارهای سطحی یا قطعات پیش‌ساخته در بتن اجرا میشوند. فاصله این درزها به ضخامت دال بستگی دارد و باید به گونه‌ای تعیین شود که ترک‌های ناخواسته ایجاد نشوند.
بر اساس استاندارد ACI 504R، نباید فاصله آن‌ها از 24 تا 36 برابر ضخامت دال بیشتر باشد.
2- درزهای انبساطی (Expansion Joints)
این درزها فضای کافی برای انبساط و جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از تغییرات دما را فراهم می‌کنند.
متریال هایی که برای این مقاطع استفاده میشوند شامل مصالح فشرده پذیری (Compressible Filler) که تغییر شکل‌پذیری بالایی دارند میشود.
3- درزهای ساختمانی (Construction Joints)
در محل توقف بتن‌ریزی ایجاد شده و برای حفظ یکپارچگی سازه، از اتصالات مکانیکی مانند میلگردهای عبوری یا اتصالات دندانه‌دار استفاده میشود.
برای اطلاع بیشتر در این خصوص میتوانید به مقاله معرفی انواع درز در سازه های بتنی و انواع درز در ساختمان ها مراجعه فرمایید.
نقش و عملکرد درزگیرها:
درزگیرها، موادی انعطاف‌پذیر و مقاوم هستند که برای پرکردن درزها و محافظت از آن‌ها در برابر نفوذ آب، رطوبت و مواد شیمیایی مضر به کار می‌روند. عملکرد اصلی درزگیرها شامل موارد زیر است:
1- آب‌بندی درزها:
درزگیرها، به ویژه در سازه‌هایی که در معرض آب، مواد شیمیایی یا شرایط محیطی سخت قرار دارند، از ورود این عوامل به درون سازه جلوگیری می‌کنند.
استفاده از مواد مقاوم به آب و مواد خورنده مانند ماستیک پلی‌یورتان، سیلیکون و پلی‌سولفاید رایج است. برای مطالعه بیشتر میتوانید به مقاله آب بندی انواع درزهای بتنی رجوع فرمایید.
2- انعطاف‌پذیری و تحمل حرکات:
درزگیرها با انعطاف‌پذیری بالا، تغییرات ابعادی ناشی از انبساط و انقباض بتن را تحمل کرده و مانع از ترک‌خوردگی میشوند.
انعطاف‌پذیری بالا، خصوصیتی کلیدی در انتخاب مواد است.
3- محافظت از درز و افزایش دوام سازه:
درزگیرها از ورود مواد جامد، گردوغبار و عوامل خورنده به درزها جلوگیری می‌کنند. همچنین با کاهش تأثیر عوامل مخرب و جلوگیری از گسترش ترک‌ها، درزگیرها به افزایش طول عمر و کارایی سازه کمک می‌کنند.
انواع درزگیرها برای ساختمان و بنیان‌های مختلف
درزگیرها بر اساس مواد پایه و نوع عملکرد به دسته‌های متنوعی تقسیم میشوند. هر یک از این مواد، کاربردها و ویژگی‌های خاصی دارند که برای شرایط مختلف طراحی شده‌اند.
1. درزگیر قیری (آسفالتی)
این نوع درزگیرها ارزان‌قیمت هستند و در سازه‌هایی که در معرض تنش‌های زیاد نیستند، استفاده میشوند. مقاومت پایین در برابر تغییرات دما از نقاط ضعف آن‌هاست. شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران نیز متریال را با بالاترین حد کیفیت تولید و ارائه می کند.
2. درزگیر سیلیکونی
این درزگیرها به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر اشعه UV و شرایط محیطی سخت، در کاربردهای بیرونی استفاده میشوند.
3. درزگیر پلی‌یورتان
پلی‌یورتان‌ها، با خواص مکانیکی و شیمیایی فوق‌العاده، یکی از پرکاربردترین درزگیرها هستند. این درزگیرها علاوه بر مقاومت بالا در برابر تغییرات دما و مواد شیمیایی، قابلیت چسبندگی خوبی به بتن، فلز و شیشه دارند.
4. درزگیر اپوکسی
درزگیرهای اپوکسی دارای سختی و مقاومت بالایی هستند و در کاربردهایی که استحکام مکانیکی اهمیت دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در همین راستا شرکت آبادگران یکی از قوی ترین درزبندهای اپوکسی را با نام ملات درزبند مقاوم شیمیایی تولید میکند که قابل تهیه و استفاده است.
پلی‌یورتان‌ها دسته‌ای از مواد الاستومری هستند که به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی مطلوب خود در پروژه‌های ساختمانی کاربرد گسترده‌ای دارند.
مزایای درزگیر پلی‌یورتان:
1. چسبندگی بالا:
چسبندگی به بتن، فلز، شیشه و چوب، حتی بدون پرایمر در برخی موارد همچون درزگیر پلی یورتان تک جزیی تولید شده توسط شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران
2. انعطاف‌پذیری عالی:
توانایی تحمل تغییر شکل‌های زیاد، مناسب برای درزهای انبساطی و حرکتی.
3. مقاومت محیطی:
مقاومت در برابر اشعه UV، رطوبت و شرایط آب‌وهوایی.
4. طول عمر بالا:
دوام 10 تا 20 ساله در صورت اجرای صحیح.
5. مقاومت شیمیایی:
مقاوم در برابر روغن‌ها، سوخت‌ها و مواد شیمیایی خورنده.
6. دوام مکانیکی:
مقاومت بالا در برابر ضربه و سایش.
انواع درزگیرهای پلی‌یورتان:
1. پلی‌یورتان تک‌جزئی (Single-Component):
- آماده مصرف و سریع‌گیر.
- مناسب برای نماها، پنجره‌ها و درزهای ساختمانی.
2. پلی‌یورتان دو‌جزئی (Two-Component):
- با مقاومت و دوام بیشتر، برای پروژه‌های صنعتی و سنگین.
نکات اجرایی درزگیر پلی‌یورتان طبق استاندارد ACI 504R
1- آماده‌سازی سطح:
- سطوح درز باید کاملاً تمیز، خشک و عاری از روغن و گردوغبار باشد.
- در شرایط رطوبتی، استفاده از پرایمرهای مناسب همچون پرایمر درزگیر پلی‌یورتان یک جزئی آبادگران توصیه میشود.
2- استفاده از پر کننده منعطف:
- استفاده از پلاستوفوم لوله ای شکل توپر برای تنظیم عمق درز، کاهش مصرف درزگیر و بهبود عملکرد درزگیر الزامی است.
3- رعایت نسبت عرض به عمق:
- استاندارد ACI نسبت 2:1 را توصیه میکند.
4- دمای اجرا:
- دما باید بین 5 تا 35 درجه سانتی‌گراد باشد.
چالش‌ها و راهکارهای استفاده از درزگیر پلی‌یورتان‌ها:
1- رطوبت محیط:
- رطوبت زیاد می‌تواند موجب حباب‌زایی شود.
- راهکار: استفاده از پرایمرهای مقاوم به رطوبت همچون پرایمر نفوذگر اپوکسی آبادگران میباشد.
2- تخریب شیمیایی
- تماس با مواد خاص مانند مواد نفتی ممکن است به تخریب منجر شود.
- راهکار: انتخاب ماستیک مقاوم نفتی آبادگران
3- نیاز به مهارت اجرایی
- اجرای صحیح نیازمند تجربه است.
- راهکار: آموزش نیروی کار.
نتیجه‌گیری
ایجاد درزها و استفاده از درزگیر سازه‌های بتنی، از مهم‌ترین مراحل طراحی و اجرای سازه‌ها است که تأثیر بسزایی بر دوام و عملکرد سازه دارد. در این میان، درزگیر پلی‌یورتان، به دلیل خواص چسبندگی، انعطاف‌پذیری و مقاومت بالا، یکی از بهترین گزینه‌ها برای درزگیری سازه‌های بتنی هستند. رعایت اصول اجرای استاندارد و انتخاب مناسب‌ترین نوع درزگیر، نقش مهمی در دوام و عملکرد سازه ایفا میکند.
منبع: ACI 504R
