Băng trương nở chống thấm là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trong các công trình xây dựng hiện nay, tình trạng thấm nước tại mạch ngừng bê tông, khe tiếp giáp kết cấu hay các hạng mục ngầm như tầng hầm, hố thang máy luôn là vấn đề khiến nhiều chủ đầu tư lo ngại. Nếu không xử lý chống thấm triệt để ngay từ đầu, nước xâm nhập lâu ngày sẽ gây xuống cấp kết cấu, ảnh hưởng đến độ bền và an toàn của công trình.

Chính vì vậy, băng trương nở chống thấm ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng tự giãn nở khi gặp nước, giúp bịt kín khe hở một cách hiệu quả. Trong bài viết này, cùng Chống Thấm Hưng Phát tìm hiểu băng trương nở chống thấm là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động để hiểu rõ vì sao vật liệu này được đánh giá cao trong thi công xây dựng hiện đại.

1. Băng trương nở chống thấm là gì?

Băng trương nở chống thấm là một loại vật liệu chống thấm dạng dải, có khả năng trương nở thể tích khi tiếp xúc với nước. Khi được lắp đặt tại các mạch ngừng bê tông, khe tiếp giáp hoặc vị trí có nguy cơ thấm nước, băng sẽ hấp thụ nước và nở ra, tạo áp lực ngược trở lại thành khe hở, từ đó bịt kín hoàn toàn đường nước xâm nhập.

Khác với các vật liệu chống thấm thụ động chỉ có tác dụng che phủ bề mặt, băng trương nở chống thấm hoạt động theo cơ chế chủ động. Nghĩa là chỉ khi có nước xâm nhập thì vật liệu mới bắt đầu phát huy tác dụng trương nở, giúp ngăn nước một cách linh hoạt và hiệu quả hơn trong điều kiện thực tế của công trình.

Hiện nay, băng trương nở được xem là giải pháp chống thấm tối ưu cho các mạch ngừng bê tông, nơi rất khó xử lý triệt để bằng sơn phủ hoặc màng chống thấm thông thường.

2. Nguồn gốc và sự phát triển của băng trương nở chống thấm

Băng trương nở chống thấm có nguồn gốc từ các nghiên cứu về vật liệu polymer và cao su tổng hợp có khả năng hấp thụ nước. Ban đầu, loại vật liệu này được phát triển để sử dụng trong các công trình ngầm và công trình thủy lợi ở châu Âu, nơi yêu cầu chống thấm cực kỳ nghiêm ngặt.

Theo thời gian, công nghệ sản xuất băng trương nở ngày càng được cải tiến, giúp kiểm soát tốt hơn tốc độ trương nở, độ bền cơ học và khả năng tương thích với bê tông. Ngày nay, băng trương nở chống thấm đã trở thành vật liệu quen thuộc trong thi công tầng hầm, đường hầm, đập thủy điện, nhà cao tầng và các công trình dân dụng quy mô lớn.

3. Phân loại băng trương nở chống thấm phổ biến hiện nay

Trên thị trường, băng trương nở chống thấm được phân loại dựa trên vật liệu cấu thành và đặc tính trương nở. Việc hiểu rõ từng loại sẽ giúp lựa chọn đúng sản phẩm cho từng điều kiện thi công.

Băng trương nở gốc cao su bentonite là loại phổ biến nhất, sử dụng bentonite natri có khả năng hút nước mạnh. Khi gặp nước, bentonite trương nở nhanh, tạo lớp gel đặc giúp bịt kín khe hở. Loại này có khả năng trương nở lớn nhưng cần được bảo vệ tốt trong quá trình thi công để tránh trương nở sớm.

Băng trương nở gốc cao su tổng hợp hoặc polymer có khả năng trương nở ổn định hơn, ít phụ thuộc vào chất lượng nước và điều kiện môi trường. Loại này thường có độ bền cao, ít bị rửa trôi và phù hợp với các công trình yêu cầu tuổi thọ lâu dài.

Ngoài ra, còn có các loại băng trương nở kết hợp giữa bentonite và polymer nhằm cân bằng giữa khả năng trương nở và độ ổn định trong quá trình sử dụng.

4. Cấu tạo của băng trương nở chống thấm

Cấu tạo của băng trương nở chống thấm là yếu tố quyết định trực tiếp đến hiệu quả chống thấm và độ bền của vật liệu trong công trình.

Thành phần chính của băng trương nở thường bao gồm vật liệu trương nở, chất liên kết và các phụ gia tăng cường. Vật liệu trương nở có thể là bentonite, polymer hoặc cao su tổng hợp, đảm nhiệm chức năng hút nước và giãn nở thể tích.

Chất liên kết giúp giữ các thành phần lại với nhau, tạo nên cấu trúc bền vững, không bị rã khi gặp nước trong thời gian dài. Các phụ gia được bổ sung nhằm kiểm soát tốc độ trương nở, tăng khả năng bám dính với bê tông và cải thiện độ bền cơ học của sản phẩm.

Về hình dạng, băng trương nở chống thấm thường được sản xuất dưới dạng dải dài, có tiết diện chữ nhật hoặc vuông, với kích thước phổ biến từ 10x20 mm, 20x20 mm hoặc 25x20 mm. Kích thước này được thiết kế để dễ dàng lắp đặt vào các mạch ngừng bê tông tiêu chuẩn.

5. Nguyên lý hoạt động của băng trương nở chống thấm

Nguyên lý hoạt động của băng trương nở chống thấm dựa trên khả năng hấp thụ nước và giãn nở thể tích của vật liệu cấu thành.

Khi băng trương nở được đặt vào mạch ngừng hoặc khe tiếp giáp giữa hai khối bê tông, trong điều kiện khô ráo, băng giữ nguyên kích thước ban đầu và không ảnh hưởng đến quá trình đổ bê tông. Sau khi công trình hoàn thiện và đưa vào sử dụng, nếu có nước xâm nhập vào khu vực này, băng sẽ bắt đầu hấp thụ nước.

Quá trình hấp thụ nước khiến băng trương nở dần lên, có thể tăng thể tích từ 150% đến 300% so với kích thước ban đầu, tùy theo từng loại sản phẩm. Sự trương nở này tạo ra áp lực lớn ép chặt vào thành bê tông xung quanh, lấp đầy mọi khe hở, mao dẫn và vết nứt nhỏ.

Chính áp lực trương nở liên tục này giúp băng trương nở chống thấm duy trì khả năng ngăn nước lâu dài, ngay cả khi bê tông có hiện tượng co ngót hoặc biến dạng nhẹ theo thời gian.

6. Ưu điểm nổi bật của băng trương nở chống thấm

Băng trương nở chống thấm sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chống thấm truyền thống.

Khả năng chống thấm chủ động là ưu điểm lớn nhất, giúp vật liệu chỉ hoạt động khi có nước, tránh lãng phí và tăng hiệu quả sử dụng. Nhờ cơ chế trương nở, băng có thể tự bù lại các khe hở phát sinh do co ngót bê tông, điều mà nhiều vật liệu chống thấm khác không làm được.

Thi công băng trương nở tương đối đơn giản, không yêu cầu thiết bị phức tạp, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công. Khi được lắp đặt đúng kỹ thuật, vật liệu này có tuổi thọ cao, đồng bộ với tuổi thọ của kết cấu bê tông.

Ngoài ra, băng trương nở chống thấm còn tương thích tốt với nhiều loại bê tông và môi trường nước khác nhau, phù hợp cho cả công trình dân dụng và công nghiệp.

7. Ứng dụng thực tế của băng trương nở chống thấm trong xây dựng

Băng trương nở chống thấm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hạng mục xây dựng quan trọng.

Trong thi công tầng hầm và móng nhà, băng trương nở thường được đặt tại mạch ngừng giữa các đợt đổ bê tông, giúp ngăn nước ngầm xâm nhập. Đối với hố thang máy, đây là khu vực rất dễ bị thấm do nằm sâu dưới mặt đất, băng trương nở đóng vai trò như lớp bảo vệ chủ động, hạn chế tối đa rò rỉ nước.

Ngoài ra, băng trương nở còn được sử dụng trong bể chứa nước, hồ bơi, trạm xử lý nước thải, đường hầm và các công trình thủy lợi, nơi yêu cầu chống thấm nghiêm ngặt và lâu dài.

8. Những lưu ý quan trọng khi sử dụng băng trương nở chống thấm

Để băng trương nở chống thấm phát huy tối đa hiệu quả, việc thi công đúng kỹ thuật là yếu tố then chốt.

Băng cần được cố định chắc chắn vào bề mặt bê tông bằng keo chuyên dụng hoặc đinh ghim, tránh xê dịch trong quá trình đổ bê tông. Khu vực lắp đặt phải khô ráo, sạch sẽ, không dính bụi bẩn hoặc dầu mỡ để đảm bảo độ bám dính tốt.

Đặc biệt, cần tránh để băng trương nở tiếp xúc với nước quá sớm trước khi đổ bê tông, vì điều này có thể khiến băng trương nở trước thời điểm cần thiết, làm giảm hiệu quả chống thấm.

Băng trương nở chống thấm là giải pháp chống thấm hiện đại, hiệu quả cao cho các mạch ngừng và khe tiếp giáp trong công trình xây dựng. Với cấu tạo đặc biệt và nguyên lý hoạt động thông minh dựa trên khả năng trương nở khi gặp nước, vật liệu này giúp ngăn chặn rò rỉ nước một cách chủ động và bền vững. Việc hiểu rõ băng trương nở chống thấm là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động sẽ giúp chủ đầu tư và đơn vị thi công lựa chọn đúng giải pháp, góp phần nâng cao chất lượng và tuổi thọ cho công trình.