Το σκυρόδεμα είναι το πιο ευέλικτο δομικό υλικό στον κόσμο. Όταν αναμιγνύεται και τοποθετείται σύμφωνα με τα αποδεκτά πρότυπα, προσφέρει εξαιρετική αντοχή, απόδοση και ανθεκτικότητα.
Στην πράξη, ωστόσο, το σκυρόδεμα εκτίθεται σε μεταβλητές κατά την παραγωγή και την τοποθέτηση που το αφήνουν διαπερατό στο νερό, ακόμη και σε σκληρυμένη κατάσταση. Επιπλέον, το σκυρόδεμα είναι επιρρεπές σε ρωγμές.
Γι‘ αυτό σχεδόν όλα τα εμπορικά έργα σκυροδέματος απαιτούν κάποιο είδος συστήματος στεγανοποίησης. Παραδοσιακά, αυτή ήταν μια επίστρωση που εφαρμόζεται με ψεκασμό ή μια αυτοκόλλητη μεμβράνη φύλλου. Τις τελευταίες δεκαετίες, μια νέα τεχνολογία αδιαβροχοποίησης κερδίζει δημοτικότητα. Ονομάζεται ολοκληρωμένη στεγανοποίηση, καθιστά το ίδιο το σκυρόδεμα αδιαπέραστο από την υγρασία. Ενώ ορισμένα προϊόντα μπορούν να εφαρμοστούν σε υπάρχον σκυρόδεμα, είναι πιο αποτελεσματικό όταν προστίθενται απευθείας στο υγρό σκυρόδεμα ως μέρος του σχεδιασμού του μίγματος. Αυτό όχι μόνο εξασφαλίζει καλύτερη προστασία, αλλά εξαλείφει τον χρόνο και την εργασία που σχετίζονται με την εφαρμογή των μεμβρανών μετά την έκχυση.
Πως δουλεύει
Τα ολοκληρωμένα στεγανωτικά προϊόντα είναι διαθέσιμα από τουλάχιστον δώδεκα διαφορετικές εταιρείες και οι περισσότερες προσφέρουν μια σειρά από διαφορετικές συνθέσεις. Ωστόσο, όλα λειτουργούν με έναν από τους τρεις τρόπους. Πυκνωτές γεμίζουν τους μικροσκοπικούς πόρους στη μήτρα του σκυροδέματος για την εξάλειψη της διείσδυσης νερού. Τα υδατοαπωθητικά κάνουν το σκυρόδεμα υδρόφοβο. Τα κρυσταλλικά προϊόντα προκαλούν μικροσκοπικούς κρυστάλλους που εμποδίζουν το νερό να σφραγίζουν τους πόρους και τα κατάγματα της γραμμής των μαλλιών.
Οι πυκνωτές χρησιμοποιούν ποζολάνες—συνήθως καπνός πυριτίας ή άλλα πυριτικά άλατα—για την πλήρωση των πόρων στη μήτρα του σκυροδέματος. Στην αρχική του μορφή, ο καπνός πυριτίου είναι εξαιρετικά λεπτός, με σωματίδια περίπου ίδιου μεγέθους με τον καπνό του τσιγάρου. Είναι ένα βιομηχανικό υποπροϊόν και ως μέρος του ελέγχου της ρύπανσης, αυτά τα σωματίδια δεσμεύονται, συμπυκνώνονται και πωλούνται ως πρόσθετο σκυροδέματος.
Οι κατασκευές από σκυρόδεμα μπορούν να διαρρεύσουν τεράστιες ποσότητες νερού εκτός εάν προστατεύονται κατάλληλα.
Λόγω του εξαιρετικά λεπτού μεγέθους σωματιδίων και της υψηλής περιεκτικότητας σε διοξείδιο του πυριτίου, αντιδρά εύκολα με το νερό και γεμίζει τους μικροσκοπικούς πόρους στο σκυρόδεμα. Προσθέτει επίσης σημαντική αντοχή στο μείγμα. μπορούν εύκολα να παραχθούν αντοχές θλίψης άνω των 15.000 psi.
Ολοκληρωμένα αδιάβροχα τύπου πυκνωτή αποτελούν κορυφαία επιλογή όταν χρειάζεται σκυρόδεμα υψηλής αντοχής ή όταν το σκυρόδεμα εκτίθεται σε άλατα αφαίρεσης πάγου όπως και σε δρόμους και γέφυρες.
Τα απωθητικά δρουν προκαλώντας τη δημιουργία σφαιριδίων νερού στην επιφάνεια του σκυροδέματος. Η επιφανειακή τάση του ίδιου του νερού το εμποδίζει να διεισδύσει στον τοίχο. Το δραστικό συστατικό αυτών των προσμείξεων είναι συνήθως ένα στεατικό ή έλαιο με βάση το πετρέλαιο.
Αυτός ο τύπος ενσωματωμένης στεγανοποίησης είναι δημοφιλής για εργασίες ανώτερης ποιότητας, όπως προκατασκευασμένα πάνελ επένδυσης. Το Hycrete είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου πρόσμειξης στεγανοποίησης. Συνδυάζεται με μεταλλικά ιόντα στην πάστα τσιμέντου για να σχηματίσει ένα αδιάλυτο στο νερό πολυμερές που εμποδίζει φυσικά τους πόρους στο σκυρόδεμα, εμποδίζοντας το νερό να περάσει μέσα από το σκυρόδεμα. Συνδέεται επίσης με οπλισμό χάλυβα για να εμποδίσει τη διάβρωση.
Κρυσταλλική Τεχνολογία είναι μια τρίτη κατηγορία ενσωματωμένων προσμίξεων. Η χημική σύνθεση κάθε μάρκας κρυσταλλικής στεγανοποίησης είναι διαφορετική, αλλά η βασική τεχνολογία είναι η ίδια. Παρουσία νερού, τα προϊόντα αντιδρούν με υδροξείδιο του ασβεστίου και άλλα υποπροϊόντα ενυδάτωσης τσιμέντου για να δημιουργήσουν κρυστάλλους που γεμίζουν τους πόρους και τις ρωγμές των τριχών στο σκυρόδεμα. Αυτή η αντίδραση θα συμβεί για όλη τη διάρκεια ζωής της κατασκευής από σκυρόδεμα, δίνοντας στο επεξεργασμένο με κρυσταλλικό σκυρόδεμα την ικανότητα να «αυτο-σφραγίζεται».
Πλεονεκτήματα
Η ολοκληρωμένη στεγανοποίηση προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με τις επιστρώσεις και τις μεμβράνες. Για παράδειγμα, η ενσωματωμένη στεγανοποίηση δεν μπορεί να σχιστεί ή να καταστραφεί κατά τη διάρκεια της επίχωσης και δεν θα αποκολληθεί, δεν αποσυντεθεί ή φθαρεί. Αυτό εξαλείφει ή μειώνει σοβαρά το κόστος συντήρησης για όλη τη διάρκεια ζωής του κτιρίου. Εάν αναπτυχθούν μεγάλες ρωγμές, η ενσωματωμένη στεγανοποίηση μπορεί εύκολα να επισκευαστεί από το εσωτερικό (αρνητική πλευρά) της κατασκευής.
Επειδή προσφέρει μια τέτοια πλήρη, μακροχρόνια προστασία, η ενσωματωμένη στεγανοποίηση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε περιβάλλοντα υψηλής διάβρωσης και για έργα υψηλών συνεπειών όπου η αστοχία δεν αποτελεί επιλογή.
Μπορεί να μειώσει την εργασία εγκατάστασης, να βελτιώσει την ανακυκλωσιμότητα του σκυροδέματος στο τέλος του κύκλου ζωής (χωρίς μεμβράνες για ξύσιμο και αφαίρεση) και μπορεί να συνεισφέρει πόντους σε ορισμένα συστήματα αξιολόγησης πράσινων κτιρίων.
Εγκατάσταση
Αν και η ολοκληρωμένη στεγανοποίηση μπορεί να εφαρμοστεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, η προσθήκη της στο μείγμα στο εργοστάσιο παρτίδας είναι η πιο δημοφιλής. Ο Mario Baggio, εκτελεστικός διευθυντής της Tecnorap, που παράγει πολλά κρυσταλλικά προϊόντα στεγανοποίησης, λέει: «Η κρυσταλλική στεγανοποίηση πρέπει να εφαρμόζεται στο αρχικό στάδιο κατασκευής όποτε είναι δυνατόν. Το πρόσμικτό μας CWS θα πρέπει να προστίθεται στο φρέσκο σκυρόδεμα τη στιγμή της ανάμειξης, ως πρόσμικτο, διασφαλίζοντας ότι οι μοναδικές στεγανωτικές ιδιότητες του προϊόντος είναι άμεσα ενεργές σε όλο το φρεσκοχυτευμένο σκυρόδεμα.
Η συνιστώμενη δόση για το CWS είναι 22 oz. ανά κυβικό ναυπηγείο και μπορεί να προστεθεί στο εργοστάσιο παρτίδας ή στη χοάνη του φορτηγού στο εργοτάξιο.
Τα περισσότερα πρόσμικτα είναι σε σκόνη, αν και το Aquafin εμπορεύεται ένα υγρό πρόσμικτο (Aquafin-IC) το οποίο ισχυρίζεται ότι εξαλείφει τον κίνδυνο συσσωμάτωσης και ενισχύει τη διανομή. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το κρυσταλλικό πρόσμικτο Xypex διατίθεται στην αγορά σε διαλυτούς σάκους που έχουν πάνω από δέκα χρόνια χρήσης πεδίου με αμελητέες αναφορές προβλημάτων συσσωμάτωσης ή διασποράς.
Μερικά προϊόντα έχουν σχεδιαστεί ως σκόνη ξηρής ανακίνησης για πράσινο σκυρόδεμα. Άλλα εφαρμόζονται ως επίστρωση πολτού. Μερικά εφαρμόζονται ως υγρό χρησιμοποιώντας ψεκαστήρα σακιδίων πλάτης.
Ανάπτυξη Μικτής Χρήσης Μανχάταν
Ο Gregory Maugeri και ο William Della Sorte είναι ιδιοκτήτες του New England Dry Concrete και τα τελευταία 15 χρόνια έχουν χτίσει τη φήμη ενός από τους κορυφαίους στεγανοποιητές του έθνους, που ειδικεύονται στη στεγανοποίηση σκυροδέματος χρησιμοποιώντας κρυσταλλικά ενσωματωμένα πρόσμικτα από την Kryton.
Έχουν εργαστεί σε χιλιάδες έργα στις ΗΠΑ, καλύπτοντας όλους τους τύπους εμπορικών κατασκευών, συμπεριλαμβανομένων φραγμάτων, δεξαμενών, γκαράζ στάθμευσης, σταθμών επεξεργασίας νερού, σήραγγες και εμπορικών και βιομηχανικών κτιρίων.
Τα θεμέλια για αυτό το 15όροφο, μικτής χρήσης κατασκευή στο Μανχάταν σφραγίστηκαν χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη κρυσταλλική στεγανοποίηση.
Ένα πρόσφατο παράδειγμα είναι μια ανάπτυξη 15 ορόφων, μικτής χρήσης στο Μανχάταν. Χρησιμοποίησαν την εσωτερική μεμβράνη Krystol (KIM) για να αδιαβροχοποιήσουν το θεμέλιο. Το κτίριο θα έχει 8.000 τετραγωνικά πόδια εμπορικού χώρου στο επίπεδο του δρόμου, με 75 διαμερίσματα πάνω και πάρκινγκ από κάτω.
Ο Maugeri λέει, «Το πρόσθετο KIM του Kryton έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε τόσα πολλά έργα σε όλο το βορειοανατολικό τμήμα. Η σχεδιαστική κοινότητα έχει αποδεχθεί πλήρως τη χρήση πρόσθετων ως άμεση αντικατάσταση των μεμβρανών.» Ο Maugeri σημειώνει ότι οι πρόσφατες αλλαγές στον οικοδομικό κώδικα της Νέας Υόρκης δεν καθορίζουν πλέον συγκεκριμένα τις μεμβράνες, αλλά αντίθετα επιτρέπουν στους σχεδιαστές να επιλέξουν όποιο σύστημα στεγανοποίησης επιθυμούν να χρησιμοποιήσουν, συμπεριλαμβανομένης της ενσωματωμένης στεγανοποίησης.
High-Rises του Μπρούκλιν
Ο Maugeri συμμετέχει επίσης σε ένα τεράστιο έργο ανάπλασης κατά μήκος της προκυμαίας του Μπρούκλιν. Η τοποθεσία φιλοξενεί ένα ιστορικό διυλιστήριο ζάχαρης —κάποτε το μεγαλύτερο στον κόσμο— που λειτούργησε για περισσότερο από έναν αιώνα πριν κλείσει το 2004. Το οικόπεδο των 11 στρεμμάτων μετατρέπεται από μια ερειπωμένη και επικίνδυνη περιοχή σε ένα μείγμα κατοικιών, χώρο γραφείων, λιανικό εμπόριο και ένα τεράστιο παραθαλάσσιο δημόσιο πάρκο.
Ο κόμβος αυτού του μεγάλου έργου είναι το ανακαινισμένο διυλιστήριο Domino Sugar, και ένα μεγάλο μέρος αυτού είναι η προστασία και η αδιαβροχοποίησή του από τις καιρικές συνθήκες της παραλίας. Ο κατασκευαστής, Two Trees Management, επέλεξε την κρυσταλλική αδιαβροχοποίηση της Kryton για τον πρώτο από τους πέντε πύργους, με βάση μια θετική εμπειρία με την αποτελεσματικότητα της KIM σε προηγούμενη εργασία. Ως διανομέας του προϊόντος στα βορειοανατολικά, ο Greg Maugeri της Dry Concrete LLC έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην παροχή συμβουλευτικών υπηρεσιών, επισκέψεων στο χώρο και υποστήριξης μετά την πώληση.
Αυτό το τεράστιο έργο ανάπλασης της προκυμαίας χρησιμοποίησε 6.000 κυβικά μέτρα επεξεργασμένου σκυροδέματος για να διασφαλίσει ότι θα παραμείνει στεγνό.
Σε αυτή την περίπτωση, το στεγανωτικό πρόσμικτο αναμίχθηκε στο ενισχυτικό εκτοξευόμενο σκυρόδεμα και σε όλο το σκυρόδεμα που χρησιμοποιήθηκε στη θεμελίωση, συμπεριλαμβανομένων της πλάκας βάσης, των τοίχων, των κοιλωμάτων και της ράμπας. Στη συνέχεια εφαρμόστηκε το Waterstop Grout and Waterstop Treatment της εταιρείας σε όλους τους κατασκευαστικούς αρμούς για επιπλέον ασφάλεια.
Συνολικά, χρησιμοποιήθηκαν περισσότερα από 6.000 κυβικά μέτρα επεξεργασμένου σκυροδέματος.
Αεροδρόμιο του Μαϊάμι
Τα κρυσταλλικά στεγανωτικά πρόσμικτα χρησιμοποιήθηκαν επίσης εκτενώς στην ανακατασκευή του Διεθνούς Αεροδρομίου του Μαϊάμι για μια δεκαετία. Με τιμή που υπολογίζεται στα 3 δισεκατομμύρια δολάρια και χωρίζεται σε 12 φάσεις, το έργο περιελάμβανε μια γενική επισκευή τόσο του Βόρειου όσο και του Νότιου τερματικού σταθμού, της σιδηροδρομικής γραμμής που τα συνδέει, βελτιωμένο χειρισμό αποσκευών και νέες ποδιές στάθμευσης.
Οι νέες ποδιές στάθμευσης για το αεροδρόμιο του Μαϊάμι κατανάλωσαν 80.000 κυβικά μέτρα σκυροδέματος επεξεργασμένο με ενσωματωμένο στεγανωτικό πρόσθετο.
Η Kiewit Construction, ο γενικός ανάδοχος, αναφέρει ότι μόνο οι ποδιές στάθμευσης απαιτούσαν 80.000 κυβικά μέτρα σκυροδέματος. Το σκυρόδεμα στεγανοποιήθηκε με πρόσμειξη CWS της Tecnorap. Είναι ένα κρυσταλλικό προϊόν, που αποτελείται από χημικές ουσίες που ενεργοποιούνται από την υγρασία και λεπτά αδρανή. Χρησιμοποιεί την υπάρχουσα υγρασία και τον ελεύθερο ασβέστη που συγκρατείται μέσα στη μήτρα του σκυροδέματος για να δημιουργήσει ένα συνεχές φράγμα αδιάλυτων κρυστάλλων και εξασφαλίζει μόνιμο στεγανό σκυρόδεμα. Εάν το νερό διεισδύσει στο σκυρόδεμα, τα αδρανή κρυσταλλωμένα χημικά επανενεργοποιούνται σε επαφή με την υγρασία και θα επανασφραγίσουν αποτελεσματικά το σκυρόδεμα.
Επανορθωτική Στεγανοποίηση
Η κρυσταλλική στεγανοποίηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σφράγιση υπάρχοντος σκυροδέματος. Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, αρκετές εταιρείες κατασκευάζουν μια κρυσταλλική επίστρωση πολτού που στρώνεται με σπάτουλα ή βουρτσίζεται. Μερικοί παράγουν υγρά κρυσταλλικά προϊόντα που μπορούν να ψεκαστούν στην επιφάνεια χρησιμοποιώντας έναν ψεκαστήρα σακιδίων. Σύμφωνα με πληροφορίες, λειτουργούν καλά για να σφραγίσουν ακόμη και σκυρόδεμα δεκαετιών.
Ο Will Mickiewicz, υπεύθυνος επικράτειας στην Tecnorap, λέει ότι το υγρό προϊόν τους που ονομάζεται TechCrete 2500 (πρώην Radcon) αναπτύχθηκε πριν από περίπου 40 χρόνια και μιμείται τις αυτοθεραπευτικές ιδιότητες του δέρματος. «Επουλώνει τις ρωγμές μόνιμα κατά την εφαρμογή και παραμένει σταθερά αντιδραστικό για όλη τη διάρκεια ζωής της δομής», λέει.
Το υπάρχον σκυρόδεμα μπορεί να σφραγιστεί με υγρά προϊόντα που προσφέρουν την ίδια τεχνολογία κρυσταλλικής στεγανοποίησης.
Η προετοιμασία της επιφάνειας είναι παρόμοια με άλλες μεθόδους στεγανοποίησης. Εάν υπάρχει μια υπάρχουσα μεμβράνη, πρέπει να αφαιρεθεί με εκτόξευση ή με παρόμοια μέθοδο. Διαφορετικά, συνήθως αρκεί ένα powerwasher. «Βασικά, το υπόστρωμα πρέπει να είναι καθαρό, στεγνό, γυμνό σκυρόδεμα», λέει.
Το διαυγές, άοσμο υλικό εφαρμόζεται με έναν φθηνό ψεκαστήρα και συνεχίζει σαν νερό. Ο Mickiewicz λέει ότι λειτουργεί εξίσου καλά για κάθετες και οριζόντιες επιφάνειες. Λέει, «Είναι με βάση το νερό και αντιδρά στο νερό, οπότε αφού στεγνώσει (που διαρκεί δύο έως έξι ώρες) το απλικατέρ επιστρέφει και πλημμυρίζει την επιφάνεια με έναν εύκαμπτο σωλήνα κήπου. Το νερό σπρώχνει το TechCrete βαθύτερα στους πόρους του σκυροδέματος και επίσης καταλύει το υλικό για να σχηματίσει ένα τζελ, το οποίο σφραγίζει την επιφάνεια».
Ως μέρος της διαδικασίας στεγανοποίησης, το υλικό αυξάνει πραγματικά τη σκληρότητα του σκυροδέματος, αυξάνοντας τη σκληρότητα από το 6 στο 8 στην κλίμακα Mohs. Αυτό κάνει το σκυρόδεμα τόσο σκληρό όσο ο γρανίτης. Ο Mickiewicz λέει, «Η αδιαβροχοποίηση διαρκεί επ‘ αόριστον. Θα σφραγίσει την επιφάνεια, θα επουλώσει τις ρωγμές και θα σταματήσει τη διαρροή. Προστατεύει επίσης την επιφάνεια από τη διάβρωση και σκληραίνει την επιφάνεια για να αποτρέψει την υποβάθμιση.»
Εκτός από τη σκληρότητά του, μπορεί επίσης να χειριστεί ακραίες θερμοκρασίες—έως και 320 βαθμούς Φαρενάιτ. Δεν είναι άσφαλτος ή καουτσούκ, επομένως ταιριάζει πολύ όταν ανησυχούν οι υψηλές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκε ως στεγανοποιητικό για τη γέφυρα King Abdullah στη Σαουδική Αραβία.
Επιλέγοντας ένα ποιοτικό προϊόν
Η ολοκληρωμένη στεγανοποίηση προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα για εμπορικές εφαρμογές. Είναι μη εύφλεκτα, μη τοξικά και επουλωτικά. Δεδομένου ότι η ενσωματωμένη στεγανοποίηση είναι μέσα στο σκυρόδεμα, αντί να εφαρμόζεται στο εξωτερικό, δεν μπορεί να καταστραφεί ή να φθαρεί.
Ο Maugeri προειδοποιεί, «Μην συγχέετε τα αληθινά κρυσταλλικά προϊόντα με αυτά που είναι απλώς πυκνωτικά σκυροδέματος ή αναστολείς πόρων. Ομοίως, σημειώστε ότι ορισμένα προϊόντα κρυσταλλώνονται μόνο καθώς στεγνώνουν και δεν θα επανενεργοποιηθούν παρουσία νερού για να σφραγίσουν τις ρωγμές. Τα προϊόντα που περιέχουν πυριτικά άλατα, στεατικά άλατα ή τάλκη δεν παρέχουν μόνιμη, μακροχρόνια αδιαβροχοποίηση».
