کیفیت واتر استاپ و عوامل موثر بر آن

جهت بررسی کنترل کیفیت واتر استاپ در ابتدا می بایست تعریفی کوتاه از این محصول داشته باشیم، واتر استاپ های پی وی سی محصولاتی می باشند که جهت انسداد درزهای اجرائی و حرکتی در بتن به کار می روند.درزهای اجرایی، درزهایی هستند که بین دو قطعه بتنی مجاور هم که در دو زمان مختلف قالبگیری شده اند ایجاد می شود. محدودیتهای اجرایی بتن ریزی، مجریان را ناچار به بتن ریزی منقطع می کند و این درز ناشی از عدم اتصال بتن جدید به بتن سخت شده قبلی می باشد.

درزهای حرکتی، درزهایی هستند که در طراحی سازه دیده شده است و به منظور ایجاد فضایی است که تنشهای حرکتی احتمالی دو سازه بتنی مجاور در این فضای خالی تخلیه شوند و مانع از انتقال این تنشها به بدنه سازه های بتنی شوند. مهمترین حرکتهای احتمالی، حرکات ناشی از نوسانات دمایی و حرکات ناشی از حرکات احتمالی سازه در مرور زمان می باشد.

مهمترین چالش این درزها وقتی است که این درزها در مجاورت فشار هیدرولیکی آب و یا دیگر مایعات قرار می گیرد که باعث می شود مایع به داخل درز نفوذ کرده و از آن عبور کند. سدها، استخرها، مخازن آب و فاضلاب، کانالهای انتقال آب، تونلها و سازه های زیرزمینی نمونه های مهم از اینگونه سازه ها می باشند.

واتراستاپ، یک محصول نواری شکل بوده که در راستای درز مورد نظر داخل سازه مستقر می شود بطوریکه ابتدا نیمی از نوار داخل بتن اولیه مدفون شده و نیمی دیگر آزاد می ماند که در زمان بتن ریزی دوم داخل بتن جدید دفن شود. استقرار این نوار باید با دقتی صورت پذیرد که تا حد امکان بدون اعوجاج در وسط هر دو سازه قرار گیرد و به دقت به دو نیم بین دو سازه تقسیم شود. واتراستاپها با مواد مختلف تولید شده و می شوند که یکی از مهمترین این مواد، پلیمرهای نرم پی وی سی می باشند. پایه اصلی این پلیمرها همانطور که از نامش پیداست پی وی سی می باشد و از آنجا که این پلیمر در شکل خالص خود سخت می باشد باید قبل از تولید بصورت آمیزه ای تبدیل شود که انعطاف بالایی داشته باشد. فرآیند نرم سازی پی وی سی شامل اختلاط چندین مواد شیمیایی مختلف در شرایط دمایی و اختلاط معینی بوده که در نهایت توسط یک میکسر اکسترودر کاملاً یکدست و یکنواخت آماده تولید نوار واتراستاپ می باشد.

خصوصیات کیفی واتراستاپ:

با توجه به کارکرد واتراستاپ داخل سازه بتنی، این محصول تا حد امکان باید نسبت به آب و محیط قلیایی مقاوم باشد. مسئله مهم دوم انعطاف مناسب این محصول در مرور زمان می باشد که در اثر حرکات احتمالی درز، در بدنه آن شکست و ترک ایجاد نشود. سومین مسئله، مقاومت مکانیکی مناسبی داشته باشد تا در اثر تنش های احتمالی حین نصب و بتن ریزی و همچنین در اثر فشار بتن دچار پارگی سطحی نشود.

برای رسیدن به خواص فوق مهمترین مسئله تولید آمیزه با کیفیت مناسب است. پی وی سی نرم شامل دو بخش اصلی است، رزین پی وی سی و پلاستی سایزر و مقادیر محدودی مواد شیمیایی استابیلایزر، فرم دهنده، لوبریکنت، رنگ.

کیفیت هر کدام از اجزاء و نسبت مصرف آنها در آمیزه تولیدی به کیفیت های مختلفی منتج می شود. رزین پی وی سی تعیین کننده اصلی در مشخصات مکانیکی آمیزه نهایی است. با افزایش جرم مولکولی پی وی سی مشخصات مکانیکی بهبود می یابد هرچند با افزایش جرم مولی رزین، آمیزه کاری و نهایتاً تولید نوار واتراستاپ دچار اختلال می شود ولذا جرم مولی باید در حد قابل قبولی مورد مصرف باشد.

پلاستی سایزر های مصرفی در واتراستاپ عمدتا استرهای فتالات می باشند که با رزین پی وی سی امتزاج پذیری خوبی دارند. با این حال برای رسیدن به مشخصات کیفی مناسب واتراستاپ از جمله مقاومتهای دمایی و دوامی نیاز می باشد از ترکیبی از نرم کننده ها استفاده کرد. یکی از مسائلی که در پی وی سی نرم چالش برانگیز می باشد، فرار پلاستی سایزر ها بصورت تبخیر از سطح کامپوند می باشد. نرم کننده های سبک تبخیر بیشتری داشته و نسبت به انواع سنگین تر فرار بیشتری از سطح داشته و این مسئله بخصوص در نگهداری واتراستاپ قبل از مصرف اهمیت دارد. به همین خاطر نوار تولیدی باید در شرایط مناسب انبارش شود تا قبل از مصرف به حداقل مقدار افت روان کننده در واتراستاپ برسیم. پس از دفن واتراستاپ در بتن، مسئله مهم نفوذ قلیا به داخل واتراستاپ و واکنش صابونی شدن پلاستی سایزر مطرح می شود که این امر باعث افزایش سختی در سطح واتراستاپ می شود. به همین خاطر نوع روان کننده و میزان مصرف آن در آمیزه علاوه بر کیفیت واتراستاپ در دوام آن نیز مؤثر می باشد. لازم به ذکر است که استفاده از مواد هیدروکربنی به عنوان روان کننده در صنعت پی وی سی رایج می باشد که توانایی نرم سازی پی وی سی را دارند و بیشتر به منظور کاهش قیمت مواد و افزایش سرعت تولید استفاده می شوند. استفاده از این ترکیبات که در تولید برخی تولید کنندگان واتراستاپ مشاهده می شود، علاوه بر کاهش کیفیت واتراستاپ، دوام آن را نیز شدیداً کاهش می دهند هر چند که ظاهر امر چیزی نشان نمی دهد.

علاوه بر این دو جزء اصلی، استابیلایزرهای حرارتی در آمیزه کاری پی وی سی بسیار اهمیت دارند. این ترکیبات انواع گوناگونی داشته و نقش های مختلفی در آمیزه  بازی می کنند. رزین پی وی سی به خاطر ساختار مولکولی که دارد، پیوندهای نسبتاً ضعیف کلری داشته که در اثر دما این پیوندها شکسته شده و ایجاد رادیکالهای مختلف کرده که به زنجیر پلیمری آسیب زده و جرم مولکولی رزین را کاهش داده و علاوه بر کاهش کیفیت پلیمر، باعث سوختگی در محصول می شود. استابیلایزرها با واکنش با رادیکالهای تولیدی، مانع از حمله آنها به زنجیرهای پلیمری می شود.

1. لوبریکنت: موادی هستند که باعث کاهش اصطکاک مواد در فرآیند اکستروژن می شوند. مواد مصرفی در تولید پی وی سی، علاوه بر اصطکاک بینابینی، با سطوح فلزی سیلندر و مارپیچ نیز درگیر می شوند و این اصطکاکها باعث افزایش ناخواسته دمای مواد شده که می تواند اثر تخریبی بر آمیزه و واتراستاپ داشته باشد. لذا استفاده از انواع لوبریکنتها برای کاهش این نوع اصطکاکها در آمیزه کاری پی وی سی ضروری می باشند.
2. فیلر: موادی هستند که به دو منظور در آمیزه پی وی سی استفاده می شود. یکی نقش کاهندگی قیمت می باشد و دیگری ایجاد استحکام آمیزه در فرآیند فرم دهی می باشد. بخصوص زمانی که ترکیب بندی آمیزه پی وی سی نامناسب باشد، ایجاد اعوجاج سطحی بر روی واتراستاپ مشاهده می شود که افزایش فیلر باعث کاهش این معضل می شود، هرچند که استفاده زیاد این ترکیبات، باعث کاهش کیفیت واتراستاپ و کاهش دوام آنها در بتن می شود.
3. رنگ: از آنجا که واتراستاپ در حین استفاده در معرض آسیبهای ناشی از عملیات اجرایی می باشد، واتراستاپ باید رنگ مشخص و نسبتاً قابل تمایزی نسبت به محیط داشته باشند تا از برخورد احتمالی ابزار و یا از انواع آسیبهای احتمالی در امان باشد. رنگ مصرفی در واتراستاپ علاوه بر شفافیت مناسب، باید نسبت به نور نیز پایدار بوده و به مرور زمان از بین نرود.

روشهای ساده و سریع جهت کنترل کیفیت واتر استاپ

1. کنترل ابعادی: بطور تصادفی یک یا چند رول باز شود و با ابزار مناسب، طول، پهنا و ضخامت آن با ادعای فروشنده کنترل شود.
2. بو: واتراستاپ نباید بوی نفت بدهد. استفاده از مشتقات نفتی به منظور ارزان سازی این محصول، علاوه بر خطر حساسیت پوستی و تنفسی، منجر به کاهش کیفیت واتراستاپ تولیدی شده و پس از مصرف با سرعت بالا افت کیفیت ادامه می یابد.
3. وزن: بین دو واتراستاپ که از نظر ابعادی یکسان می باشند، و بوی نفت ندهد، آنکه وزن کمتری دارد فیلر کیفیت بالاتری دارد.
4. سطح ظاهری: صافی، عدم وجود اعوجاج سطحی و ذرات ریز سطحی حاکی از سلامت فرآیند تولید می باشد. براقیت الزاما حاکی از کیفیت نیست و چه بسا که کیفیت پائین تری را نشان می دهد.
5. نرمی: این محصول نه باید زیاد نرم باشد و نه خشک. این کنترل تا حدودی تجربی است.