So sánh băng trương nở và các vật liệu chống thấm truyền thống trong công trình ngầm

Bài viết này Chống Thấm 24H sẽ so sánh băng trương nở với các giải pháp chống thấm truyền thống, từ đó làm rõ ưu nhược điểm của từng loại để lựa chọn phù hợp với từng điều kiện thi công

1. Băng trương nở là gì ? Nguyên lý hoạt động của băng trương nở

Băng trương nở (waterstop swelling tape hoặc hydrophilic waterstop) là một loại vật liệu dạng băng dẻo, có khả năng hút nước và trương nở thể tích khi tiếp xúc với môi trường ẩm ướt. Bản thân băng trương nở được sản xuất từ cao su tổng hợp có tích hợp các chất phụ gia trương nở đặc biệt giúp nó có thể nở từ 200% đến 300% so với kích thước ban đầu khi gặp nước

Nguyên lý hoạt động của băng trương nở dựa trên khả năng thấm hút nước và giãn nở để tự lấp đầy các khe hở nhỏ giữa các mạch ngừng, khe thi công hay các vị trí tiếp giáp giữa hai lớp bê tông. Khi nước ngầm bắt đầu thấm qua các mạch này, băng sẽ nở ra và bịt kín đường nước đi tạo thành một rào cản cơ học chống thấm hiệu quả

2. Tổng quan các vật liệu chống thấm truyền thống

Trong công trình ngầm, các vật liệu chống thấm truyền thống thường được sử dụng bao gồm:

- Màng chống thấm bitum: là loại màng nhựa bitum dày khoảng 3mm, có thể khò nóng để bám dính vào bề mặt bê tông

- Màng tự dính HDPE hoặc PVC: sử dụng trong các hệ chống thấm 2 lớp, thi công trước khi đổ bê tông

- Sơn chống thấm gốc xi măng hai thành phần: sử dụng để quét lên bề mặt sàn hoặc vách bê tông sau khi đã hoàn thiện

- Sơn chống thấm gốc polyurethane: tạo lớp màng đàn hồi, kháng nước hiệu quả thích hợp với bề mặt có chuyển động nhẹ

- Vật liệu chống thấm dạng tinh thể thẩm thấu: như các loại xi măng chống thấm gốc silicate có khả năng thẩm thấu và bịt kín các mao dẫn bên trong bê tông

Mỗi loại vật liệu đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, được lựa chọn tùy theo điều kiện cụ thể của công trình và hạng mục thi công

3. So sánh băng trương nở với vật liệu chống thấm truyền thống

Việc so sánh băng trương nở với các vật liệu chống thấm truyền thống có thể được thực hiện trên nhiều tiêu chí như hiệu quả chống thấm, độ bền, thi công, chi phí và khả năng ứng dụng thực tế

3.1. Hiệu quả chống thấm tại mạch ngừng và khe co giãn

Băng trương nở là một trong những giải pháp tối ưu cho các vị trí như mạch ngừng thi công, khe co giãn hay các vị trí tiếp giáp ống xuyên vách. Khác với màng chống thấm chỉ phủ lên bề mặt hoặc quanh kết cấu, băng trương nở được lắp đặt tại vị trí dễ bị thấm nhất tức là các khe hở bên trong. Nhờ khả năng trương nở khi gặp nước, vật liệu này sẽ tự động bịt kín những khe nhỏ, tạo lớp đệm đàn hồi và ngăn nước xâm nhập ngay từ bên trong bê tông

Trong khi đó, các vật liệu như màng bitum hay sơn chống thấm thường chỉ có tác dụng ngăn nước từ bên ngoài vào, ít hiệu quả với các khe nội bộ giữa hai lớp bê tông mới, cũ. Điều này khiến chúng dễ bị nước luồn qua khi có áp lực nước ngầm mạnh

3.2. Độ bền và khả năng phục hồi sau nhiều lần ẩm ướt

Băng trương nở được đánh giá cao về khả năng đàn hồi và trương nở nhiều lần. Một số dòng sản phẩm cao cấp có thể chịu được chu kỳ ướt, khô liên tục mà vẫn đảm bảo khả năng trương nở tốt. Độ bền của vật liệu này thường kéo dài hàng chục năm nếu được lắp đặt đúng kỹ thuật và bảo vệ kỹ lưỡng khỏi lực cơ học trong quá trình đổ bê tông

Ngược lại, nhiều vật liệu chống thấm truyền thống như màng khò nóng hay sơn gốc xi măng có tuổi thọ phụ thuộc lớn vào điều kiện môi trường. Sau vài năm sử dụng, lớp sơn có thể bong tróc màng có thể bị đứt gãy do biến dạng kết cấu hoặc tác động hóa chất từ đó làm giảm hiệu quả chống thấm

3.3. Dễ thi công, ít phụ thuộc vào thời tiết

Một ưu điểm lớn của băng trương nở là thi công đơn giản, không cần thiết bị chuyên dụng hay điều kiện thời tiết đặc biệt. Băng chỉ cần được cố định chắc chắn vào bề mặt bê tông (thường bằng keo chuyên dụng hoặc đinh bê tông) trước khi đổ lớp bê tông tiếp theo. Toàn bộ quá trình có thể thực hiện nhanh chóng, kể cả trong điều kiện mưa hoặc ẩm ướt mà không ảnh hưởng đến chất lượng kết dính

Trong khi đó, các loại sơn chống thấm hoặc màng bitum đòi hỏi điều kiện khô ráo hoàn toàn khi thi công. Đặc biệt, nếu nhiệt độ thấp hoặc độ ẩm cao, lớp sơn có thể không khô đều gây bong tróc và giảm hiệu quả sau này. Điều này gây khó khăn trong tiến độ thi công tại các công trình ngầm

3.4. Khả năng kết hợp linh hoạt với các giải pháp khác

Băng trương nở không phải là giải pháp chống thấm độc lập, mà thường được sử dụng như một phần trong hệ thống chống thấm kết hợp. Chúng có thể kết hợp với màng khò nóng ở bề mặt ngoài hoặc với lớp phủ tinh thể chống thấm bên trong sàn bê tông. Điều này giúp gia tăng độ an toàn chống thấm cho công trình

Ngược lại, nếu chỉ dùng màng chống thấm truyền thống mà bỏ qua xử lý mạch ngừng bằng băng trương nở, công trình vẫn có nguy cơ bị rò nước tại các điểm nối giữa lớp bê tông

3.5. Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí bảo trì

Về mặt chi phí, băng trương nở có giá thành cao hơn so với một số vật liệu truyền thống như sơn chống thấm gốc xi măng. Tuy nhiên, tính về hiệu quả lâu dài và giảm thiểu chi phí bảo trì, sửa chữa sau này, thì băng trương nở lại mang đến giá trị vượt trội. Với tuổi thọ cao và ít phải bảo dưỡng, công trình sử dụng băng trương nở thường ít bị thấm dột hoặc cần xử lý chống thấm lại sau vài năm

Trong khi đó, một số phương pháp truyền thống tuy có chi phí thi công thấp, nhưng lại dễ xuống cấp sau vài năm sử dụng. Khi đó, việc sửa chữa tại các vị trí dưới lòng đất sẽ rất phức tạp và tốn kém hơn nhiều lần so với chi phí ban đầu

4. Ứng dụng thực tế và khuyến nghị khi sử dụng băng trương nở

Hiện nay, băng trương nở được ứng dụng rộng rãi trong các công trình ngầm đặc biệt tại các vị trí:

- Mạch ngừng thi công giữa hai lần đổ bê tông tường vách

- Vị trí tiếp giáp tường, sàn hoặc sàn, món

- Vị trí chờ ống xuyên tường hoặc ống kỹ thuật

- Khe co giãn và khe lún trong tường chắn hoặc bể chứa

Tuy nhiên, để băng trương nở phát huy tối đa hiệu quả, cần lưu ý:

- Không để băng tiếp xúc với nước quá lâu trước khi đổ bê tông, vì băng có thể trương nở trước thời điểm cần thiết

- Phải cố định chắc chắn để tránh bị di chuyển khi đổ bê tông

- Chọn loại băng phù hợp với mức áp lực nước ngầm của công trình

Qua bài viết này, có thể thấy rằng việc so sánh băng trương nở với các vật liệu chống thấm truyền thống cho thấy rõ ràng những lợi thế vượt trội của giải pháp này trong các vị trí đặc biệt như mạch ngừng, khe co giãn trong công trình ngầm. Dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, băng trương nở lại đem đến độ an toàn và tuổi thọ cao, giúp tiết kiệm đáng kể trong dài hạn.