انتخاب و استفاده از مواد آب بندی (3)

پرایمرها

پرایمرها نقش مهمی در کاربردهایی ایفا می کنند که در آنها، چسبندگی ماده ی آب بندی به زیرلایه، از اهمیت قابل توجهی، برخوردار باشد. انتخاب یک پرایمر بر اساس زیرلایه، ماده ی آب بندی و ویژگی های کارایی، انجام می شود. پرایمرهایی که به طور متداول استفاده می شوند، بر اساس رابرهای کلردار، محلول های پلی وینیل کلراید، آمینوسیلیکون ها، پلی یوریتان ها، رزین های اپوکسی/ آمید و اپوکسی/ پلی سولفید دو جزئی و سایر رزین های پلیمری با ویسکوزیته ی پایین، می باشد. پرایمرها می توانند برای بهبود چسبندگی، ایجاد سد در برابر عبور مایعات یا آب به سطح مشترک اتصال و حتی بهبود استحکام چسبندگی برخی از سطوح زیرلایه ای، استفاده شود. برای انتخاب یک پرایمر باید از تولیدکننده های مواد آب بندی مشورت گرفت. اگر یک پرایمر مورد نیاز باشد، تولیدکننده ی ماده ی آب بندی می تواند پرایمرهایی را برای این نوع ماده ی آب بندی، پیشنهاد دهد.
سطوح زیرلایه ای متداول
در ادامه ویژگی های متداول مربوط به سطوح زیرلایه ای متداول که در بخش آب بندی، استفاده می شود، آورده شده است. بسیاری از سطوحی که مواد آب بندی باید به آنها متصل شوند، مواد ساختمانی می باشند. اگر یک عملیات سطحی مورد نیاز باشد، این کار اغلب در شرایط غیر کنترلی انجام می شود. برای سطوح زیرلایه ای متداول تر، فرایندهای آماده سازی سطحی به خوبی تدوین شده است.
بتن و مصالح ساختمانی
فاکتورهایی که می تواند بر روی چسبندگی مواد آب بندی بر روی سطوح بتنی و مصالح ساختمانی، مؤثر باشند، متعدد اما محدود به فرمولاسیون بتن و چسب، شرایط عمل آوری بتن، وجود یا عدم وجود رطوبت، روش های آماده سازی سطحی نهایی و آلودگی های رهایش یافته از مواد می باشد. بتن و مصالح ساختمانی که دارای لایه ی سطحی ضعیف هستند، باید به خوبی تمیزکاری شوند. این کار با سندبلاست و یا برس سیمی انجام می شود. گرد و خاک نیز باید با برس کشی، از بین رود. به طور نرمال، یک حلال بر روی بتن می تواند اثربخشی خوبی داشته باشد زیرا این ماده تنها آلودگی های عمقی آن را از بین می برد و یا سطح را گسترش خواهد داد. رطوبت و یا سطح بتن یا مصالح ساختمانی، به سختی شناسایی و بررسی می شوند. این مسئله به دلیل اثر تیرگی سطحی، نمود بیشتری دارد. در برخی موارد، سطح خارجی ممکن است خشک به نظر برسد اما ممکن است آب کافی در بتن وجود داشته باشد و این آب موجب شود تا چسبندگی کاهش یابد. در این مورد، بهتر است تا زمان خشک شدن زیرلایه صبر کنیم و یا زیرلایه را بواسطه ی روش های خشک کردن، خشک کنیم. به هر حال، حذف رطوبت باید آخرین مرحله از عملیات های سطحی بتن باشد.
برخی از تولیدکننده های مواد آب بندی، استفاده از یک پرایمر را به منظور افزایش چسبندگی سطحی به بتن و یا مصالح ساختمانی، پیشنهاد می دهند. پرایمرها معمولاً موجب ایجاد یک سد و ممانعت از نفوذ رطوبت، مواد شیمیایی و سایر مایع های موجود می شوند. آنها همچنین موجب تقویت لایه های سطحی زیرلایه می شوند. سطوح سست سطحی بتن می تواند با استفاده از پرایمرهای با ویسکوزیته ی پایین از جنس اپوکسی، تقویت شود.
در برخی کاربردهای خاص، که در آنها چسبندگی قابل توجه مورد نیاز است، سطح بتن می تواند اسیدشویی شود. این کار با محلول 15 % وزنی هیدروکلریک اسید در آب انجام می شود. یک گالون از این محلول می تواند حدود 5 یارد مربع را شستشو دهد. این مهم است که تمام اسید پیش از اعمال ماده ی آب بندی، از سطح خارج شود. این کار معمولاً با شستشوی سطحی با محلول قلیایی ضعیف، انجام می شود.
سنگ
سطوح سنگی به طور نرمال، زیرلایه های خوبی برای مواد آب بندی و چسب، محسوب می شوند. این سطوح باید خشک و عاری از آلودگی باشند. سطوح سنگی حاوی آلودگی ممکن است با پاشش آب، ماسه پاشی و یا استفاده از برس سیمی، تمیز شود. این سطوح باید پیش از اعمال ماده ی آب بندی و یا پرایمر، تمیز و خشک باشد. یک سطح دانس و بدون آلودگی از گرانیت و یا مرمر که بواسطه ی حلال متیل اتیل کتون عمل آوری شده است، ممکن است تمام نیازهای مربوط به اتصال یک ماده ی آب بندی را فراهم آورد.
بسیاری از فروشندگان مواد آب بندی پرایمرها را به عنوان موادی برای بهینه سازی چسبندگی به سطح چسب، پیشنهاد می دهند. هدف اصلی استفاده از این پرایمرها، تقویت و پر کردن ترک ها و عیوب موجود در سطح سنگ می باشد.
شیشه و پرسلان
به دلیل اینکه این مواد دارای انرژی سطحی بالایی هستند، معمولاً سطوح مناسبی برای اتصال دهی مواد آب بندی محسوب می شوند. البته این اطمینان باید حاصل شود که این سطوح تمیز، خشک و بدون آلودگی باشند. مواد آب بندی سیلیکونی دارای چسبندگی بسیار خوبی به این زیرلایه ها هستند، بدون آنکه از پرایمر در آنها استفاده شود. برخی دیگر از مواد آب بندی برای بهینه سازی چسبندگی، نیازمند پرایمر هستند. آلودگی های چربی باید با استفاده از حلال هایی مانند MEK و یا زایلن، تمیزکاری شوند. آلودگی هایی مانند رنگ و یا مواد آب بندی قدیمی نیز باید به خوبی زدوده شود. این کار می تواند با استفاده از چاقو و پیش از اعمال ماده ی آب بندی جدید، انجام شود.
سطوح رنگ دار
عموماً مواد آب بندی نباید بر روی رنگ هایی اعمال شوند که به خوبی به زیرلایه اتصال ندارند. رنگ هایی که حالت پوسته ای دارند، پیش از نصب ماده ی آب بندی ممکن است منجر به بروز مشکلاتی در این بخش ها شوند. اگر یک رنگ به خوبی به سطح چسبیده باشد، با راهنمایی تولیدکننده ی رنگ، می توان از مواد آب بندی، استفاده کرد.
اگر یک ماده ی آب بندی به همراه رنگ مورد استفاده قرار گیرد و اگر حالت پوشش داشته باشد، سطح رنگ باید بواسطه ی شستشو با حلال هایی مانند نفت، تمیز شود. در تمام موارد، اثرات انحرافی حلال بر روی رنگ، نیز باید در نظر گرفته شوند.
فلزهای بدون رنگ
در تلاش به منظور آب بندی سطوح فلزی، آماده سازی سطحی مناسب و تمیزکاری با حلال، ضرورتاً مهم می باشد. سطوح آلومینیومی ممکن است حاوی یک فیلم یا لایه ی اکسیدی باشند. این زیرلایه ها با استفاده از حلال هایی مانند زایلن و تری کلرواتیلن تمیزکاری می شوند. در برخی موارد، سایش سطح با پشم فولاد و یا کاغذ سنباده ی نرم، ممکن است برای افزایش چسبندگی، انجام شود. بسیاری از فروشنده های مواد آب بندی استفاده از یک پرایمر بر روی سطح فلزی را پیشنهاد می دهند که موجب کاهش خوردگی سطح فلز می شود.
زیرلایه های آلومینیومی آنودایز شده، معمولاً سطح مناسبی برای اتصال دهی، ایجاد می کنند اما این زیرلایه ها، ممکن است بواسطه ی روغن، گردوخاک و سایر مواد، آلوده شده باشند. به طور نرمال، یک تمیزکاری با حلال متیل اتیل کتون (MEK) و یا زایلن، برای تمیزکاری سطحی این مواد، ضروری می باشد. فروشنده های مواد آب بندی خاص، ممکن است پرایمرهای خاصی را برای سطوح آلومینیومی آنودایز شده، پیشنهاد دهند اما مواد آب بندی سیلیکونی ممکن است بدون یک پرایمر و تنها بر روی سطوح آنودایزینگ شده، اعمال شوند.
مس ممکن است حاوی لایه ی اکسیدی باشد که این لایه نیز پیش از اعمال ماده ی آب بندی، باید حذف شود. این کار می تواند با سایش مکانیکی انجام شود. ماده ی آب بندی باید سریع بر روی سطح سایش یافته اعمال شود در غیر اینصورت، سطح دوباره اکسیده خواهد شد. حلال هایی مانند MEK و زایلن ممکن است برای تمیزکاری مورد استفاده قرار گیرند. مس با برخی از مواد آب بندی مثلا آن دسته ای از سیلیکون ها که استیک اسید از خود رها می کنند، تطابق ندارد. بهترین کار مشورت با تولیدکننده ی ماده ی آب بندی می باشد.
بیشتر سطوح فولادی در جاهایی که در تماس با مواد آب بندی است، رنگ آمیزی می شوند. در جاهایی که این مواد بدون وجود رنگ، آب بندی می شوند، سطوح آنها باید خشک و عاری از آلودگی باشد. سندبلاست کردن، نیز ممکن است موجب ایجاد سطحی تمیز و عاری از آلودگی شود. شستشو با حلال نیز کامل کننده ی این فرایند می باشد.
الزامات کاربردی
انواع مختلفی از مواد آب بندی نیازمند روش های اعمال مختلف می باشند. مواد آب بندی می توانند به اشکال مختلف بر روی سطح مورد نظر، اعمال شوند. هر یک از این روش ها، دارای مزیت ها و محدودیت های خاص خود می باشد. همچنین هر کدام از این روش ها، باید با تکنیک ها و شرایط کاری مختلف، انجام شوند. مواد آب بندی به شکل توده ای، اکسترودری، واشرهای پیش ساخته و اشکالی فومی شکل، موجود می باشند.
روش های اعمال یکی از فاکتورهای مهم در انتخاب مواد آب بندی می باشد. فاکتورهایی که باید علاوه بر شکل ماده ی آب بندی در نظر گرفته شوند، عبارتند از ویژگی های عمل آوری، ویژگی های کاربردی، روش های اعمال، آماده سازی سطحی و مسائل ایمنی و بهداشتی می باشد. خواص این مواد در حالت عمل اوری نشده، در جدول 1 آورده شده است. مواد بالک
مواد آب بندی بالک می توانند به صورت تک جزئی و یا چند جزئی باشند. این مواد می توانند همچنین به صورت مایع با ویسکوزیته ی بالا و یا خمیری شکل، باشند. ساده ترین روش برای شناسایی مواد آب بندی بالک بررسی خواص رئولوژیکی آنها در زمان مخلوط سازی و زمان اعمال می باشد. مواد آب بندی بالک بر اساس رئولوژی، به دو گروه اصلی تقسیم بندی می شوند: خود ترازشونده (self-leveling) و غیر منحرف شوند (sagging) (تیکسوتروپ). مواد آب بندی خود ترازشونده، دارای حدی از جریان هستند به نحوی که آنها در جستجوی هم ترازی خود هستند. عموماً مواد آب بندی در صورتی مایع در نظر گرفته می شوند که ویسکوزیته ی آنها کمتر از 500000 سانتی پواز باشد. در صورتی که ویسکوزیته ی آنها بالاتر از این مقدار باشد، این مواد جزء مواد بتونه ای شکل و یا خمیری شکل، طبقه بندی می شوند. مواد آب بندی تیکسوتروپ دارای تمایلی شبه بتونه ای هستند و نیازمند اعمال مقادیری نیرو به منظور سیلان هستند. وقتی این مواد اعمال می شوند، شکم نمی دهند و بنابراین، می توان آنها را در اتصال های قائم نیز استفاده کرد. بسته به ویسکوزیته ی آنها، این مواد می توانند هم با استفاده از برس و هم با استفاده از غلطک، ماله، کاردک بتونه و یا ادوات تفنگی، اعمال شوند.
مواد آب بندی بالک در تیوب و یا کارتریج موجود می باشند. همچنین برخی از انواع آنها در داخل قوطی و یا محفظه هایی به فروش می رسند. کارتریج ها معمولاً با وزن های مختلفی ساخته می شوند. مواد آب بندی می توانند از کارتریج اکسترود شوند و با اعمال فشار دست، در داخل بخش آب بندی قرار گیرند. قوطی های حاوی مواد آب بندی در اندازه های مختلف به فروش می رسند. آنها به دقت اندازه گیری و مخلوط سازی شده اند و در صورت چند جزئی بودن، اختلاط دو جزء باید به صورت دقیق انجام شود. به دلیل عمر نگهداری کوتاه پس از مخلوط سازی و به دلیل امکان ورود آلودگی به این مواد پس از باز شدن درب قوطی ها، این مواد آب بندی معمولا پیش از زمان اعمال مخلوط می شوند.
برای اعمال یک ماده ی آب بندی از تفنگ، باید مهارت های کافی وجود داشته باشد. هیچ راه مناسب و در حقیقت کلی برای استفاده از تفنگ بتونه کاری، ارائه نشده است. در حقیقت برخی برس را ترجیح می دهند و برخی دیگر، استفاده از تننگ بتونه کاری را. هر دو روش در صورت اعمال درست ماده ی آب بندی، خوب هستند. از این مهم تر، زاویه ی برش نازل و زاویه ی تفنگ نسبت به اتصال می باشد. وقتی ماده ی آب بندی به طور مناسب اعمال شود، این ماده بوسیله ی طرفین اتصال تحت نیرو قرار می گیرد و سطحی مسطح پیدا می کند. ابزارهایی برای اعمال نیرو بر ماده ی آب بندی وجود دارد که در شکل 1 قابل مشاهده می باشند. ابزارهایی نیز در زمان برای شکل دهی لبه های اتصال ها وجود دارد (شکل 2). خواص مواد آب بندی عمل آوری نشده، یک فاکتور بسیار مهم در کاربردهای خاص می باشد. برای مواد آب بندی ساختمانی، مقاومت ماده ی آب بندی عمل آوری نشده نسبت به هوازدگی ایجاد شده در طی زمان اعمال، نیز یک فاکتور مهم تلقی می شود. برخی از مواد آب بندی بالک در دماهای زیر 45 فارنهایت، به آهستگی عمل آوری می شوند. در بسیاری موارد، وجود آب در اتصال های قائم، موجب می شوند تا آب بندی به طور نامناسب انجام شود.
مواد آب بندی بالک به صورت تک جزئی و یا چند جزئی، وجود دارند. آنها در اصل از نوع مشابهی از ادوات بتونه کاری، استفاده می کند. مزیت مواد آب بندی تک جزئی این است که آنها نیازمند اندازه گیری و مخلوط سازی در محل اعمال نیستند و عمر کاری طولانی تری دارند. این عمر کاری طولانی تر در زمانی مهم می باشد که می خواهیم این مواد را از داخل ظروف بزرگ بر روی اتصال اعمال کنیم. به هر حال، این مواد آب بندی در جاهایی مناسب نیست که اتصال متحمل سایش است و یا شرایط هوازدگی پس از یک دوره ی زمان کوتاه پس از اعمال، بر روی اتصال، ایجاد می شود.
سیستم های چند جزئی باید پیش از اعمال به خوبی با هم مخلوط سازی شوند. زمان میان مخلوط سازی و اعمال به سرعت اعمال وابسته می باشد. موجود بودن ادوات اندازه گیری و مخلوط سازی در مکان اعمال نیز یکی از مواد بسیار مهم می باشد. مخلوط سازی معمولاً با دست و یا دریل های الکتریکی سرعت پایین انجام می شود. باید مراقب بود که مخلوط سازی سریع موجب به دام افتادن هوا در داخل این مواد آب بندی می شود. همچنین مخلوط سازهای استثنایی وجود دارد که بوسیله ی آنها می توان مخلوط سازی مناسبی بر روی مواد انجام داد.
در برخی کاربردها، مواد آب بندی چند جزئی ممکن است پیش مخلوط شده، در داخل کارتریج های پلی اتیلنی وارد شده و سپس به سرعت منجمد شوند. فرایند انجماد شامل وارد کردن این مواد در مخلوطی از یخ خشک و استون در دمای منفی 90 فارنهایت، می باشد. کارتریج ها سپس در محل اعمال گرم شده و بر روی محل، اعمال می شوند. تمام انواع مواد آب بندی، قابلیت انجماد را ندارند.
مواد آب بندی چند جزئی در زمانی ترجیح داده می شوند که زمان عمل آوری کوتاه، مد نظر باشد مثلا زمانی که می خواهیم اتصال ها را به سرعت آب بندی کنیم. عمر کاری نیز در حدود 1 تا 8 ساعت می باشد. این عمر کاری به دما و میزان رطوبت وابسته می باشد. عمر کاری می تواند ملاحظه ی مهم در زمان استفاده از این سیستم ها، باشد. مواد آب بندی با زمان عمل آوری کوتاه همچنین عمر کاری کوتاهی دارند به نحوی که اندازه گیری اتوماتیک و مخلوط سازی و ادوات اعمال خاصی برای آنها مورد نیاز است. در آب و هوای گرم، عمر کاری می تواند همچنین محدود به فاکتور دمای محیط باشد. این دما موجب می شود تا عمر کاری ماده ی آب بندی به طور قابل توجهی کاهش یابد.
مواد بالک چندین نوع دارند. این انواع به فرمولاسیون و الزامات کاربردی کار، وابسته می باشد. ویسکوزیته ممکن است به گونه ای باشد که مجبور شویم پیش از اعمال ماده ی آب بندی، آن را حرارت دهیم. حرارت دهی ماده ی بالک می تواند در آون انجام شود. همچنین این حرارت دهی می تواند در داخل حمام آب انجام شود. تفنگ های خاصی طراحی شده اند که قابلیت حرارت دهی ماده ی آب بندی را دارا می باشند. مواد آب بندی بالک و اشکال مختلف دیگر این مواد در جدول 2 آورده شده است. استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie