انتخاب و استفاده از مواد آب بندی (5)

سایر خواص مکانیکی به غیر از قابلیت حرکت مواد آب بندی، می تواند به طور قابل توجهی در انتخاب یک ماده ی آب بندی، مؤثر باشد. این مسئله به طبیعت کاربرد، وابسته می باشد. خواصی که اغلب مورد توجه می
شنبه، 6 آبان 1396
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
انتخاب و استفاده از مواد آب بندی (5)
انتخاب و استفاده از مواد آب بندی (5)

مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
 
سایر خواص مکانیکی
سایر خواص مکانیکی به غیر از قابلیت حرکت مواد آب بندی، می تواند به طور قابل توجهی در انتخاب یک ماده ی آب بندی، مؤثر باشد. این مسئله به طبیعت کاربرد، وابسته می باشد. خواصی که اغلب مورد توجه می باشد، عبارتند از: سختی، مدول، استحکام کششی، مقاومت در برابر پارگی و استحکام فشاری می باشد.
سختی نیز یک معیار نسبی برای انعطاف پذیری ماده ی آب بندی می باشد. وقتی میزان سختی افزایش می یابد، انعطاف پذیری کاهش می یابد. سختی اغلب به عنوان یک مکانیزم کنترل کیفی و یا یک میزان از پیرسازی و یا تغییر در داخل ماده ی آب بندی، استفاده می شود. یک تغییر در سختی که پس از عمل آوری، ایجاد می شود، شاخصی است از زمان عمل آوری و یا تخریب ساختار. سختی به خود خود، خاصیت مناسبی برای انتخاب یک ماده ی آب بندی نیست. به هر حال، بیشتر مواد آب بندی دارای سختی در مقیاس شور 15 تا 70 می باشد. استاندارد ASTM D 2240 و ASTM C 661 برای اندازه گیری سختی استفاده می شود.
مدول نیز اغلب در ارتباط با قابلیت حرکت ماده می باشد. این مدول در حقیقت نسبت تنش مورد نیاز برای ایجاد یک میزان کرنش معین برای ماده ی آب بندی می باشد. مدول یک مسئله ی مهم در قابلیت استفاده از مواد آب بندی می باشد. یک ماده ی آب بندی فوق العاده مقاومت اندکی در برابر یک چنین حرکت هایی ایجاد می کند و بنابراین، نرخ مدول پایین تری دارد. عموماً مواد آب بندی با مدول پایین و متوسط، قادر به تحمل حرکت های بزرگتری را هستند. ازدیاد طول در زمای که این مدول در نظر گرفته می شود، می تواند برای پیش بینی میزان انبساط و انقباض مورد استفاده قرار گیرد. بارهای دینامیکی، شوک ها و تغییرات سریع در تنش، همچنین می تواند موجب شکست در برخی مواد آب بندی شود. مواد آب بندی با انعطاف پذیری بالاتر، که می توانند به خوبی تغییر شکل یافته و به شکل اولیه ی خود بازگردند، برای شرایط بارگذاری دینامیکی، پیشنهاد می شوند. استاندارد ASTM D 412 برای اندازه گیری مدول مواد آب بندی تدوین شده است.
استحکام کششی تا حدی مورد نیاز است تا بدین صورت از ایجاد شکست پیوسته ی ماده ی آب بندی در طی حرکت، جلوگیری شود. میزان بالاتر استحکام کششی، معمولاً برای بیشتر مواد آب بندی، ضروری نیست. به هر حال، ماده ی آب بندی باید استحکام پیوسته ی خوبی داشته باشد به نحوی که در حالت شکست قرار نگیرد. استاندارد ASTM D 412 برای اندازه گیری استحکام کششی و میزان ازدیاد طول و همچنین مدول الاستیک، استفاده می شود.
مقاومت به گسستگی و همچنین سایش مهم می باشند زیرا مواد آب بندی اغلب در معرض سایش و اصطکاک مکانیکی قرار می گیرند. آنها باید مقاومت خوبی در برابر سایش و گسستگی داشته باشند. مواد آب بندی میزان مقاومت به گسستگی متغیری دارند. در بین این مواد، یوریتان ها، دارای بهترین خاصیت می باشد. مقاومت به گسستگی مواد آب بندی با استفاده از استاندارد ASTM D 624 اندازه گیری می شود.
استحکام فشاری نیز یک پارامتر مهم در بسیاری از کاربردها، می باشد. استحکام فشاری ماکزیمم نیروی فشاری است که ماده ی آب بندی می تواند پیش از عیب دار شدن فیزیکی، مقاومت کنند. گیرش فشاری در واقع عدم توانایی یک ماده ی آب بندی برای بازگشتن به حالت اولیه و پس از فشرده سازی می باشد. گیرش فشاری معمولاً بوسیله ی عمل آوری بیش از حد و یا تخریب ماده ی آب بندی بوسیله ی شرایط سرویس دهی، ایجاد می شود. در اتصال هایی که متحمل انقباض و انبساط می شوند، این مواد آب بندی مناسب نیستند. عموماً سیلیکون و مواد یوریتانی، دارای کمترین گیرش فشاری می باشند. پس از این مواد، پلی سولفیدها، بوتیل ها و اکریلیک ها قرار دارند.
رهایش تنش در حقیقت کاهش تنش در زمان ثابت بودن ازدیاد طول می باشد. مواد آب بندی که دارای رهایش تنش بالایی هستند، ممکن است به صورت پیوسته و در زمان نگهداری این مواد در یک ازدیاد طول معین، متحمل شکست شوند. رهایش تنش یک حالت معکوس از خزش در زمانی است که ازدیاد طول تحت تنش ثابت افزایش می یابد. مواد آب بندی که دارای خزش بالایی هستند، نمی توانند به عنوان بخش های حمایتی عمل کنند.
چسبندگی
چسبندگی یک معیار برای قابلیت یک ماده ی آب بندی برای چسبیدن به زیرلایه، می باشد. چسبندگی باید حتی در زمانی که ماده ی آب بندی خمش پیدا می کند نیز حفظ شود. چسبندگی معمولاً یک ویژگی حیاتی برای بیشتر کاربردهای مواد آب بندی می باشد. از بین رفتن خاصیت چسبندگی در اتصال های آب بندی، می تواند منجر به نفوذ آب از میان سطح مشترک ماده ی آب بندی و چسب می شود. این مسئله منجر به افزایش تخریب ماده ی آب بندی و یا خوردگی زیرلایه می شود. کاهش چسبندگی می تواند همچنین موجب به آسیب های دیگر نیز شود. طراحی اتصال، آماده سازی سطحی و پرایمرها، به طور کلی برای اطمینان حاصل کردن از این موضوع استفاده می شود که چسبندگی به طور مناسب ایجاد شود.
الزامات مربوط به چسبندگی، به طبیعت زیرلایه و استفاده ی نهایی از محصول حاوی ماده ی آب بندی، وابسته می باشد. از آنجایی که ماده ی آب بندی موجب مهیا شدن تعادل در خواص فیزیکی می شود، این مواد ممکن است چسبندگی خوبی با زیرلایه ایجاد نکنند و این مسئله در برخی موارد ضروری به نظر می رسد که از پرایمرها، برای افزایش چسبندگی استفاده کرد. البته، اهمیت آماده سازی اتصال و تمیزی آن، نمی تواند با استفاده از پرایمر، پوشش دهی شود. یک آماده سازی سطحی که در حقیقت می تواند از شستشوی ساده با حلال و یا سایش تشکیل شده باشد، ممکن است در بسیاری از صنایع، مورد نیاز باشند. شکل سطحی، نرمی سطحی و طراخی اتصال نیز فاکتورهای مهمی است که می تواند بر روی میزان چسبندگی، اثرگذار باشد.
در مورد مواد آب بندی، تنش های مهمی که بر روی چسبندگی اثرگذارند، تنش های خارجی نیستند بلکه در حقیقت تنش هایی هستند که در داخل ماده ی آب بندی ایجاد می شوند. مدول الاستیک بسیاری از مواد آب بندی با گذر زمان تغییر می کند و یا این مواد متحمل شرینکیج می شوند. این مسئله می تواند به طور قابل توجهی بر روی قابلیت چسبندگی ماده ی آب بندی، مؤثر باشند.
میزان چسبندگی مواد آب بندی اغلب بوسیله ی استاندارد ASTM اندازه گیری می شود. از آنجایی که تنش پوسته ای کننده، تنش اصلی در مورد اتصال های آب بندی است، استاندارد ASTM C 794 برای بررسی میزان تنش پوسته ای کننده در یک ماده ی آب بندی، طراحی شده است.
دوام
مسئله ی دوام در حقیقت مربوط به آن دسته از خواصی است که با کارایی ماده ی آب بندی مرتبط می باشند. این خواص عبارتند از: ظرفیت گرمایی، مقاومت شیمیایی، تطابق شیمیایی، نفوذ پذیری و میزان هوازدگی می باشد. جدول 1 نشاندهنده ی برخی از مزیت ها و محدودیت های مربوط به مواد آب بندی متداول می باشد.
مواد آب بندی تجاری دارای ظرفیت های حرارتی مختلفی هستند. دو فاکتور باید در زمینه ی مقاومت دمایی، در نظر گرفته شود. این دو فاکتور، دمای ماکزیمم قابل تحمل در حین سرویس دهی و گستره و فراوانی نوسانات دمایی می باشد. دما بر روی مواد آب بندی به شیوه های مختلفی اثرگذار است. این تغییر می تواند شامل کاهش در استحکام و ترد شدن باشد. وقتی آزمون مربوط به مقاومت حرارتی بر طبق استاندارد ASTM D 573 انجام می شود، می توان این ویژگی ها را برای یک ماده ی آب بندی تعیین نمود. سیلیکون ها دارای مقاومت دمایی بالایی هستند و می توانند تا دمای 400 فارنهایت، مقاومت کنند. البته در زمان های برخود کوتاه مدت، این مواد حتی می توانند تا دمای 500 فارنهایت نیز مقاومت ایجاد کنند. فلئوروسیلیکون ها می توانند تا دمای 500 فارنهایت، مقاومت ایجاد کنند. لاتکس آکریلیک و پلی سولفیدهای خاص تا دمای 200 فارنهایت، مقاومت دارند.
انتخاب و استفاده از مواد آب بندی (5)
تغییرات دمایی سیکلی برای بسیاری از مواد آب بندی ساختمانی، مهم می باشد. این تغییرات می تواند به صورت روزانه اتفاق افتد. این مسئله زمانی نمود بیشتری دارد که ماده ی آب بندی در معرض مستقیم نور خورشید قرار دارد. یک چنین تغییرات دمایی می تواند تا 60 فارنهایت نیز برسد. این تغییرات روزانه احتمالا در طی چند ساعت بعد از از اعمال ماده ی آب بندی، رخ می دهد. یکی دیگر از سیکل های دمایی در واقع به دلیل تغییر فصول، ایجاد می شود. یک اتصال در زمان زمستان تحت کشش قرار می گیرد و در طی تابستان، متحمل فشار می شود. در نتیجه، بیشتر روش های آزمون برای بررسی قابلیت حرکت، نیازمند اندازه گیری اثر فشار در دماهای بالا و کشش در دماهای پایین می باشد.
خواص شیمیایی در انتخاب یک ماده ی آب بندی معمولاً عبارتست از مقاومت آن ماده در برای سیال ها و مواد شیمیایی دیگر. برخورد پیوسته می تواند موجب شود تا ماده ی آب بندی متلاشی، منقبض، متورم، ترد و یا نفوذپذیر شود. همانگونه که انتظار می رفت، مقاومت شیمیایی به طور قابل توجهی در بین خانواده های مواد آب بندی تغییر می کند. در حقیقت این مقاومت در داخل هر خانواده از مواد آب بندی نیز متغیر است و مسئله و دلیل اصلی، فرمولاسیون آنها می باشد.
مقاومت در برابر روغن، آب و مواد شیمیایی، به طور مناسب بوسیله ی استاندارد ASTM D 471 تعیین می شود. در مورد روغن، پلی اتیلن های کلروسولفوناتی، اکریلیک ها و پلی کلروپرن ها، به طور متوسط متورم می شوند. پلی سولفیدها، فلئوروسیلیکون ها و پلی یوریتان ها دارای بهنرین مقاومت می باشند. برای سال ها، پلی سولفیدها به عنوان مواد آب بندی برای تانک ها سوخت استفاده می شدند. برای مقاومت شیمیایی عمومی، سیلیکون ها، پلی کلروپرن ها و بوتیل ها، عموماً مفید می باشند. یوریتان ها، پس از برخورد با مواد شیمیایی هنوز هم خواص خود را حفظ می کنند. پلی سولفیدها همچنین دارای مقاومت شیمیایی خوبی هستند که این مسئله در مورد سیلیکون ها صحت ندارد.
پلی سولفیدها، پلی یوریتان ها، سیلیکون ها، آکریلیک ها، پلی کلروپرن ها و پلی اتیلن های کلروسولفوناتی، دارای مقاومت به آب خوبی هستند. برای اندازه گیری میزان عبور بخار، استاندارد ASTM E 96 می تواند مورد استفاده قرار گیرد. عموماً بوتیل ها دارای پایین ترین نرخ انتقال رطوبت هستند و به عنوان مواد استاندارد برای سایر انواع الاستومرها، استفاده می شود.
مقاومت یک ماده ی آب بندی در برابر هوازدگی، باید شامل پایداری آن در برابر آب، حرارت، سرما، سیکل ها حرارتی، اشعه ی فرابنفش و تابش خورشید باشد. در نواحی صنعتی، مقاومت به دودهای اسیدی و ازون باید در نظر گرفته شود. در نواحی آب شور دریا، اثر اسپری آب شور و همچنین رشد جلبک ها بر روی سطح آنها، باید در نظر گرفته شود. تابش UV و اثرات آن بر روی مواد آب بندی خاص مانند یوریتان ها نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. برخی از مواد آب بندی، مانند سیلیکون ها، به صورت ذاتی در برابر تابش UV مقاومند. در جاهایی که مقاومت به UV مورد نظر می باشد، جاذب های UV و ممانعت کننده ها، می توانند به فرمولاسیون ماده ی آب بندی، افزوده شوند.
ظاهر
ظاهر نیز ممکن است به عنوان یکی از معیارهای انتخاب مواد آب بندی در نظر گرفته شود، در حالی که این مسئله معمولا در مورد چسب ها، در نظر گرفته نمی شود. ای مسئله باید مشخص شود که آیا ماده ی آب بندی، موجب کدر شدن و یا بی رنگ شدن ناحیه ی جانبی زیرلایه ها و در محل اتصال می شود یا نه؟ همچنین تغییرات رنگ در طی زمان نیز باید در نظر گرفته شود. رنگی شدن و تغییر رنگ زیرلایه ها معمولا به دلیل برخی واکنش های شیمیایی در طی زمان ایجاد می شود. پلی سولفید ها و سیلیکون ها، در گذشته به دلیل مشکلات ظاهر، کاربرد خاصی داشتند اما فرمولاسیون ها جدید این مشکل را ندارند. استاندارد ASTM C-510 می تواند برای بررسی خاصیت رنگ پذیری سطحی مواد آب بندی استفاده شود.
رنگ بخش مهمی از انتخاب یک ماده ی آب بندی می باشد. حداقل 10 رنگ استاندارد و 30 رنگ شبه استاندارد وجود دارد که به طور گسترده برای مواد آب بندی، استفاده می شود. تطابق رنگی به طور متداول برای برخی از مواد آب بندی، مورد نیاز می باشند. سیلیکون های تک جزئی تنها 9 شید رنگی دارد اما تنوعی از رنگ ها، برای مواد آب بندی سیلیکونی دو جزئی، وجود دارد. این مسئله باید تذکر داده شود که رنگ مواد آب بندی می تواند در زمان پیرسازی، تغییر کند. برای مثال، مواد آب بندی سیلیکونی می توانند با جذب الکترواستاتیکی، کدر شوند. در حقیقت، یوریتان ها و سایر مواد آب بندی دیگر، با برخورد با اشعه ی UV، کدر رنگ می شوند.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie
 
 


مقالات مرتبط
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط