محافظت از سطوح بتنی در برابر خوردگی
بتون از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در صنعت ساختمان است که ارزش خود را به عنوان مادهای ارزان، مستحکم و قابل استفاده در کاربردهای مختلف اثبات نموده است. البته در محیط های خورنده، بتون دچار فرسایش شده و به مواد خورنده اجازه ی نفوذ به درون خود را میدهد که در نتیجهی آن علاوه بر تخریب تدریجی سازه، خاک و منابع آبی زیر زمینی دچار آلودگی خواهند شد. به منظور جلوگیری از خوردگی بتون ضرورتی به جایگزین کردن آن با مصالح گران قیمت تر وجود ندارد. کفپوشهای یکپارچه رزینی به عنوان پوشش های محافظتی از سطح بتون در برابر خوردگی محافظت نموده و همچنین خواص فیزیکی و مقاومت های شیمیایی سازه را در برابر آلودگیها و عوامل خورنده افزایش می دهند. طراحی یک سیستم محافظتی مناسب برای بتون نیازمند درک صحیحی از شرایط بتون موجود، محیط کاربری آن و شرایط نصب و استفاده از آن است.
شرایط بتون موجود در محل
آماده سازی سطح عامل بسیار مهمی در نصب موفق یک سیستم پوشش محافظتی است. سطح مورد نظر بایستی از نظر وجود نواقص سطحی، ترک ها، نقاط ضعف و آلودگی های سطحی مورد بازرسی قرار بگیرد. روغن، چربی، مواد شیمیایی و سایر آلاینده ها بایستی قبل از آماده سازی سطح از آن پاک شوند. به این منظور می توان از مواد شوینده ی مخصوص، آب با فشار کم یا شستشوی بخار استفاده نمود. بتون تقویت شده با مواد پلیمری بهترین ماده جهت ترمیم سطح بتون است چرا که علاوه بر استحکام بسیار بالا در زمان های نسبتاً کوتاهی نیز پخت می شود. تمامی ترک های سطح بایستی قبل از نصب سیستم پوشش محافظتی به طور کامل ترمیم شوند. در نواحی که در معرض ارتعاش سطح و یا گرادیان های دمایی قرار می گیرند بایستی از مواد منعطف جهت ترمیم استفاده نمود.
عبور بخار آب
بتون زیرآیندی متخلخل ایجاد می کند که حاوی آب است و با توجه به شرایط دمایی و رطوبتی محیط به بخار آب اجازهی عبور از خود و مهاجرت به سطح را می دهد. استفاده از یک پوشش محافظتی نه تنها مانع ورود بخارات و مواد آلاینده به سطح بتون می شود بلکه از خروج هر نوع بخاراتی از سطح بتون نیز جلوگیری می کند. اگرچه این بخارات ناشی از تبخیر آب موجود در بتون به تنهایی توانایی جدا نمودن پوشش پلیمری را از سطح بتون ندارد، اما به دلیل حضور یون های گرفته شده از بتون در زمان خروج از آن که منجر به خوردگی پوشش محافظتی می شود و همچنین فشار بخار بوجود آمده در اثر تبخیر رطوبت موجود در بتن، پوشش از سطح جدا می شود. با رعایت چند نکته می توان از چنین مشکلاتی جلوگیری نمود.
· زیر بتون بایستی آب بندی شود.
· میزان نمکهای موجود در آمیزهی بتونی باید به حداقل رسیده تا تخلخل و آب موجود در بتون به حداقل برسد.
· در نهایت تا حدامکان پرداخت سطح بتون صاف و کم تخلخل باشد.
اگر بتون از قبل نصب شده و دچار مشکل عبوردهی بخار آب است، بایستی از یک سیستم ترمیمی سطح استفاده نمود. در این سیستم ها از یک لایه ی آستری استفاده می شود که هیدروکسید کلسیم موجود در محیط را به هیدرات کلسیم سیلیکات (C-S-H) تبدیل می کند. با این کار سطح متراکم شده و حرکت یونها محدود می شود. در ادامه از یک دوغاب اصلاح شده پلیمری استفاده می شود که نفوذ پذیری سطح را به میزان بیشتری کاهش می دهد.
اثر رطوبت و دما در مرحله پخت
در انتخاب سیستم محافظتی مناسب بایستی شرایط استفاده از آن و مواد شیمیایی ای که در تماس با آن قرار میگیرد به خوبی مورد ارزیابی قرار گیرند. از آن جمله بایستی آزمون هایی برای تعیین میزان مقاومت شیمیایی سیستم در مواردی که چند مادهی شیمیایی موجود در محل با هم مخلوط شوند انجام گیرد. در مواردی که به مقاومت اسیدی نیاز است و رطوبت محیط نیز در زمان اجرای سیستم محافظتی بالاست میتوان از پوششهای برپایهی رزینهای اپوکسی نووالاک استفاده نموده تا درنتیجه مشکلات ناشی از حساسیت به رطوبت، جمع شدگی بعد از اجرا و بوی آزار دهندهی سیستمهای برپایهی استایرن از میان رود.
انتخاب سیستم محافظتی برای سطح بتون نه تنها نیازمند درک کاملی از مقاومت شیمیایی مورد نیاز است بلکه تحت تأثیر شرایطی که کفپوش در آن مورد استفاده قرار می گیرد نیز می باشد. به این منظور استفاده از یک سیستم با پخت محیطی، 100% جامد و فاقد اجزای آلی فرار که بوی بسیار کم دارد اقتصادی ترین انتخاب است. برخی از نواحی کار در معرض تابش مستقیم آفتاب قرار می گیرند یا زیر زمین و در شرایط سرد و مرطوب هستند و باید در بازهی زمانی کوتاهی نصب سیستم محافظتی در آنها انجام شود. این شرایط کاری تعیین کننده ی نوع مواد مورد استفاده در فرمولاسیون پوشش محافظتی است. فرمولاسیون های برپایه ی رزین های اپوکسی و نوولاک دارای بوی کمی هستند و از مواد آلی فرار در فرمولاسیون آنها استفاده نمی شود. این پوشش ها در دمای بین 35 تا 150 درجه فارنهایت نیز پخت می شوند. فرمولاسیون های برپایه ی وینیل استر، پلی استر، وینیل استر نووالاک و متیل متاکریلات در رطوبت های بالا پخت مناسبی ندارند. پوششهای برپایه ی یورتان و پلی اوره دارای مقاومت به UV خوب اما خواص چسبندگی ضعیف هستند. بهترین سیستم ها را می توان با شناخت شیمی مواد و نیازمندی های نهایی پوشش براساس این مواد طراحی نمود.
شوک حرارتی
بعد از طراحی مناسبترین فرمولاسیون به عنوان پوشش محافظتی، ملاحظات فیزیکی هم در این مورد باید لحاظ شود. ضخامت سطح براساس میزان شوک حرارتی وارد شده به کفپوش، ترافیک رفت و آمد بر روی آن و نیاز به پوششدهی مجدد سطح تعیین میشود. به طور کلی در پوششهای محافظتی سطح از مخلوط رزین و فیلرهای معدنی جهت افزایش ضخامت پوشش و کاهش ضریب خطی انبساط حرارتی(CLTE) پوشش، همچنین افزایش مقاومت به سایش و ایجاد رسانش الکتریکی در صورت نیاز استفاده می شود.
مقاومت به ضربه و سایش
نوع، مدت زمان و میزان ترافیک بر سطح پوشش محافظتی اطلاعات مورد نیاز در تعیین ضخامت، بافت سطح، فیلر و نوع تقویت کنندهای که در پوشش استفاده می شود را تعیین می کند. به عنوان مثال در مکان هایی که تنها تحت رفت و آمد افراد قرار می گیرد. پوشش محافظتی ای که دارای مقاومت شیمیایی و محیطی مناسب باشد به خوبی پاسخگوی نیاز محیط خواهد بود. در سالن های تولید و صنایع غذایی که دارای ترافیک وسایل نقلیه است و رفت و آمد انسانی آن نیز بالاست به ضخامت های بالاتری از کفپوش، بافت سطحی، فیلرهای تقویت کنندهی مقاومت سایشی نیاز خواهد بود. در مکانهایی نیز که از آب داغ یا بخار آب برای شستشوی کف استفاده می شود باید ملاحظات مربوط به CLTE و همچنین انعطاف پذیری سیستم و میزان چسبندگی سیستم به بتون در نظر گرفته شود.
ملاحظات خاص
مرحلهی نهایی در طراحی سیستم تعیین شرایط و نیازمندیهای خاص محیط کاربری همچون نیاز به سیستم هادی الکتریسیته، شیب سطح، جزئیات مربوط به راهآبها و نواحی انتقالی به سطوح دیگر است. سیستمهای محافظتی برای شرایط کاری صنعتی و محیطهای در معرض مواد خورنده طراحی شدهاند. جزءِ رزینی این سیستمها براقیت بالا، رنگ روشن یا پایداری رنگی ندارد. این سیستمها در معرض لکه شدن در تماس با برخی مواد شیمیایی هستند، البته در این حالت دچار تخریب و یا از دست دادن کارایی خود نمیشوند.
