Su ile Şişen Su Tutucu Bantlar
Giriş
H2O formülüyle bildiğimiz su dünyamızda bulunan en küçük molekül boyutlu sıvıdır. Su moleküllerinin çapı 2.75 Angstromdur. Sadece Hidrojen gazının molekül çapı suyunkinden küçüktür (2.71 Angstrom). 1 mikronun 10.000 Angstrom olduğunu düşündüğümüzde pratik olarak suyun geçemeyeceği bir delik bulunmadığını anlarız. Bu durum göz önüne alındığında su yalıtımının gerçekten hassas bir iş olduğu anlaşılır.
Su yalıtımında malzeme kadar belki bazı durumlarda malzemeden daha önemlisi uygulanma yöntemi ve uygulama kalitesidir.
Su tutucu bantlar yapılardaki beton bileşimlerinde suyun bir taraftan diğer tarafa geçmemesi için iki beton arasına uygulanan su yalıtım malzemeleridir..
Yapılardaki beton bileşimleri iki türlüdür :
1- Soğuk Derzler
2- Genleşme Derzleri
Soğuk Derzler (Cold Joints):
Farklı zamanlarda birbirlerinin üzerine ya da yan yana dökülen betonlarda meydana gelir.
Eski mevcut betonun ya da en azından prizini almış betonun üzerine ya da yanına ikinci bir beton döküldüğünde bu iki beton birbirine kaynayıp yapışmaz. İki beton arasında çatlak görünümünde kılcal bir yarık oluşur, buna Soğuk Derz denir.
Betonların farklı zamanda dökülmesi bazen istenmeden (beton kamyonunun gecikmesinden dolayı elde beton bitmesi, işin ertesi güne sarkması, kalıp patlaması vs) bazen de betonun iki ayrı defada dökülmesinin mecbur olunduğu durumlardır. Örneğin havuzlar, beton su depoları ve temellerdeki taban ve perde betonlarının iki ayrı defada dökülmeleri böyledir.
Soğuk derzler çalışmazlar çünkü buradaki iki beton aynı donatıya aittir ve tek beton gibi hareket ederler.
Genleşme Derzleri (Expansion Joints) :
Bu tip derzlerde betonlar birbirleri üzerinde ya da yan yana yapışık
değildirler. Aralarında belli bir mesafe bırakılmıştır ve adından da anlaşılacağı gibi çalışırlar (genleşir veya büzülür) . Bu şekilde bu betonların genleşmeden dolayı birbirlerini sıkıştırarak oluşacak çatlamalar, deformasyonlar önlenmiş olur. Genleşme derzlerine örnek olarak metrolardaki beton segmentler arasındaki derzler, köprülerdeki beton elemanlar arasındaki derzler, bina dilatasyonları verilebilir. Soğuk derzler ya da genleşen derzler olsun eğer bu derzler yer altı sularına maruz toprak seviyesinin altında bir yerde veya havuz , su deposu, baraj gibi devamlı su bulunan bir ortamda ya da herhangi bir nedenle su yalıtımı yapılmak isteniyorsa su yalıtımı için Su Tutucu Bant uygulanması gerekir.
Su tutucu bant çeşitleri iki çeşittir: Klasik Su Tutucu Bantlar ve Su ile Şişen Su Tutucu Bantlardır. Burada daha ziyade yeni jenerasyon Su ile Şişen Su Tutucu bantlar üzerinde duracağız.
Klasik Su Tutucu Bantlar:
Klasik Su Tutucu Bantlardan yaygın ve ekonomik olanları PVC esaslı
olanlardır.Neopren ve SBR gibi kauçuk esaslı olanları da vardır. Bunlar elastomerikyapıda çok daha esnek ve yüksek fiyatlı ürünlerdir. Özellikle genleşen derzlerde kullanılırlar.
Klasik Su Tutucu bantlarda ana prensip suyun yolunu uzatmak
ve geçişini engellemektir. Uygulamada klasik su tutucu bantların yarısı ilk dökülen beton içersinde kalır ve diğer yarısı ikinci dökülen betonun içinde kalacak şekilde yerleştirilir.
Su ile Şişen Su Tutucu Bantlar:
Su yalıtımının performansını etkileyen faktörler başlıca malzeme kalitesi, işçilik kalitesi, malzeme seçimi ve hesabı, uygulama yöntemidir.
Su ile şişen su tutucu bantları uygulama yöntemi basit ve kolaydır.
Klasik su tutucu bantlarda beton dökümü esnasında oluşabilen su tutucu bantın yatması, kıvrılması gibi olumsuz durumlarla bu tiplerde karşılaşılmaz ve bu riskler bertaraf edilmiş olur.
Suyla şişen bantlar yeni jenerasyon su tutucu bantlardır. Bu konuyla ilgili ilk çalışmalar 1980'li yıllarda başlamıştır. Su ile şişen su tutucu bantlarda en fazla patent Japonlara aittir.
Bu ürünler yapı olarak birkaç çeşittir. Genellikle bir polimer matriks (ana doku) içersinde dağılmış suda şişebilen partiküllerdir. Suda şişen partiküller organik ya da anorganik olabilir. Bazen matriksin kendisi hidrofilik bir polimer olabileceği gibi hidrofilik polimer bir matrikse kimyasal olarak da bağlanmış olabilir. Örneğin tabii kauçuğun uretanlarla vulkanizasyon yöntemi bir Japon firması tarafından bu amaçla kullanılmıştır.
Organik olan suyla şişen partiküller genellikle akrilik asit esaslıdırlar ve bunlar SAP (super absorbent polymer) olarak adlandırılırlar.
SAP polimerler çocuk bezlerinde ve hijyen petlerde sıvı absorbe etme amaçlı kullanılmaya başlandıktan sonra bunlarla ilgili araştırma ve çalışmalar da artmıştır. Günümüzde kablo,elektronik ve inşaat endüstrilerinde su yalıtımı ile ilgili ürünlerin yapımında kullanılmaktadır. Diğer kullanım alanlar tarım (bitkileri nemli tutmak), gıda ambalajı ( özelikle tavuk gibi suyunu salabilen et ürünlerinin ambalajlarında suyu absorbe etmek için), sentetik kar yapımı ve kozmetiktir (nemlendirici kremler).
SAP'lardan başka izosiyanat termine edilmiş polietilen oksitler ve hidrofilik üretan reçineleri de suyla şişerler ancak bunların şişme oranı SAPlara göre daha düşüktür.Bazı SAP polimerlerinin 1 gramı 1000 gram su absorbe edebilirler. Diğerlerinde ise bu miktar en çok 40 gramdır.
SAPların kullanım yerine göre özellikleri geliştirilmiştir örneğin çocuk bezinde kullanılanlar ne kadar çok şişerlerse o kadar fazla sıvı absorbe edeceklerinden şişme oranı çok önemlidir.
Suyla şişen su tutucu bantların üretiminde polimer matriks olarak EPDM, Bütil, Neopren, SBR, NBR ve tabii kauçuk kullanılabildiği gibi PVC gibi plastik maddeler ya da bunların kauçuklarla kombinasyonları da kullanılabilir. Pratik olarak su ile şişen su tutucu bantlar %50 ile %700 arasında şişecek şekilde formüle edilirler.
Anorganik tipte suda şişen maddelerden en popüler ve önemlisi Sodyum Bentonittir.
Sodyum Bentonitin suyla şişerek mükemmel bir su geçirimsiz bariyer oluşturduğu eskiden beri bilinmektedir. Temel perde betonlarında ve suni göletlerde su yalıtımı için eskiden beri kullanılmaktadır. American Colloid firmasının bu konularda büyük çalışmaları olmuştur. Bugün de ülkemizde Sodyum Bentonit esaslı yüksek performanslı su ile şişen su tutucu bant (water-stop) üretilmektedir.
Elastomerik bir matriks içersinde Sodyum Bentonit içeren ve su ile şişen ilk su tutucu bant patenti 1982 yılında alınmıştır (Y. Ishido, H. Tanaka US Patent 4,366,284).
Su ile şişen su tutucu bant seçimi yaparken iki unsur önemlidir. Birincisi derzimiz hangi tip derzdir ? Soğuk derz mi yoksa genleşme derzi mi? İkinci önemli unsur ise su tutucu bantın maruz kalacağı su basıncıdır. 10 metre su basıncı 1 atmosferdir (1 atü). Eğer bir havuzda, barajda veya su deposunda kullanılacaksa suyun yüksekliğinden buradaki hidrostatik basınç hesaplanabilir. Derz yer altı sularına maruz kalacak şekilde toprak seviyesi altında (temeller, metro inşaatları) bir yerde ise derzin toprak seviyesine olan mesafesi hesaplamada su yüksekliği olarak alınır. 10 metre yüksekliğinde suyun basıncı 1 atü'dür. Buna göre toprak seviyesinden 20 metre derinde bir derzin maruz kalacağı su basıncı maksimum 2 atü'dür.
Ya da 20 metre derinlikte bir su deposunun tabanındaki su basıncı yine 2 atü'dür.
Suyla şişen su tutucu bantlarda şişme oranı ile basınç dayanımı arasında bir paralellik bulunmaz. Şişme miktarı ve basınç dayanımı farklı kavramlardır.. Çok şişen çok basınca dayanır ya da basınç dayanımı yüksek olan çok şişer gibi bir paralellikten söz edilemeyeceği gibi bunun tersi de söylenemez.. Aslında derzde su tutucu bantın birkaç kez şişeceği hacım de mevcut değildir. % 25-30 şişme oranı bile derzdeki tüm boşlukları doldurmaya yeter. Su ile şişen su tutucu bantların su yalıtım prensibi derze gelen suyla temas edip şişerek derzdeki boşluğu doldurmak suya karşı bir basınç oluşturup suyu bloke etmektir.
Suyla şişen su tutucu bantlar uygulanırken mevcut betonun üzerine ikinci betonun (genellikle perde betonudur) döküleceği yere yerleştirilir. Uygulanırken betona sıkı bir şekilde sabitlenmeleri gerekir. Üzerine dökülecek betondan dolayı yerinden oynamaması için mevcut betona yapıştırılırlar veya çakılırlar. Ek yerleri ise 5 cm kadar yan yana bindirilip yapıştırılır. Uygulanmış olan su tutucu bant ıslanmamalı, yağmur altında kalmamalıdır.
Derzin tipine göre (soğuk derz ya da genleşme derzi) su tutucu bant seçimi yapılmalıdır.
Kaynaklar:
1-Modern Superabsorbent Polymer Technology, Fredric L. Buchholts, Andrew T. Graham - John Wilwy & Sons, Inc. 1998
2-Design and Applications of Hydrophilic Polyurethanes,T. Thomson, Technomic Publishing Company, Inc. ,2000
3- Construction Sealants and Adhesives by Julian R. Panec John, Philip Cook , John & Wiley and Sons Inc. 1991
