Ứng dụng của băng trương nở trong thi công móng, hầm, tường chắn nước

Trong các công trình như móng, hầm hay tường chắn nước, chống thấm luôn là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và an toàn lâu dài. Những vị trí như mạch ngừng, khe co giãn thường là điểm yếu dễ bị nước xâm nhập

Băng trương nở chính là giải pháp được tin dùng nhờ khả năng tự trương nở khi gặp nước, giúp bịt kín các khe hở hiệu quả. Bài viết này Chống Thấm Hưng Phát sẽ phân tích chi tiết ứng dụng thực tế của băng trương nở trong thi công móng, hầm và tường chắn nước

1. Băng trương nở là gì ?

Băng trương nở là một loại vật liệu dạng băng dẻo, có khả năng trương nở mạnh khi tiếp xúc với nước. Thành phần chính của loại vật liệu này thường là cao su gốc bentonite hoặc polymer có khả năng phản ứng với nước, tạo thành một lớp gel kín nước. Khi được đặt đúng kỹ thuật tại các khe tiếp giáp giữa hai khối bê tông (mạch ngừng thi công), băng trương nở sẽ ngăn chặn sự xâm nhập của nước bằng cách trương nở lấp đầy khe hở, tạo nên một hàng rào chống thấm hiệu quả

Băng trương nở có nhiều kích thước và dạng cắt khác nhau, phổ biến nhất là dạng cuộn dài 5m, 10m, rộng từ 20mm đến 30mm, có hoặc không có lớp vải lưới gia cường tùy mục đích sử dụng. Với khả năng giãn nở thể tích từ 200% đến 300% khi ngâm nước, băng trương nở là một trong những vật liệu chống thấm chuyên dụng được đánh giá cao về hiệu quả, độ bền và tính linh hoạt trong thi công

2. Tại sao băng trương nở phù hợp với thi công móng, hầm, tường chắn nước

Trong xây dựng móng, hầm hay tường chắn nước, luôn tồn tại các khe nối giữa những lần đổ bê tông khác nhau gọi là mạch ngừng. Đây là điểm yếu cố hữu trong kết cấu bởi khả năng liền mạch của bê tông tại khu vực này không đồng đều. Nước ngầm có thể len lỏi qua các lỗ rỗng, khe nứt siêu nhỏ giữa hai lớp bê tông, dẫn đến hiện tượng thấm dột

Băng trương nở được đặt tại đúng vị trí mạch ngừng hoặc các khe co giãn, sau đó được cố định trước khi đổ bê tông lớp tiếp theo. Khi nước rò rỉ bắt đầu xâm nhập, băng sẽ hấp thụ nước và trương nở, tạo áp lực đẩy vào thành khe, bịt kín đường đi của nước. Quá trình này diễn ra hoàn toàn tự động, không cần tác động cơ học hay hóa học từ bên ngoài, đồng thời đảm bảo khả năng chống thấm bền vững, lâu dài cho toàn bộ công trình

3. Ứng dụng trong thi công móng

Phần móng của công trình là khu vực thường xuyên tiếp xúc với nước ngầm, đặc biệt tại các khu vực có mực nước ngầm cao hoặc nền đất yếu. Khi thi công móng bằng phương pháp đổ bê tông từng lớp, các mạch ngừng giữa lớp đáy và lớp thân móng trở thành điểm dễ thấm nhất. Việc sử dụng băng trương nở tại các vị trí này mang lại các lợi ích thiết thực:

- Hạn chế nước ngầm thâm nhập vào kết cấu móng thông qua mạch ngừng hoặc khe hở giữa bê tông và cốt thép

- Bảo vệ kết cấu thép bên trong móng khỏi nguy cơ bị ăn mòn do tiếp xúc lâu dài với nước

- Đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu dài cho công trình, tránh các sự cố như sụt lún cục bộ hoặc nứt vỡ do thấm nước kéo dài

- Giúp tối ưu chi phí bảo trì, sửa chữa móng về sau vì công tác chống thấm đã được xử lý triệt để từ ban đầu

4. Ứng dụng trong thi công hầm

Các công trình hầm như hầm giao thông, hầm chứa, hầm kỹ thuật, bể ngầm,… đều có đặc điểm là nằm sâu dưới mặt đất và phải chịu áp lực nước ngầm cao từ nhiều phía. Trong quá trình thi công, băng trương nở thường được ứng dụng tại các vị trí sau:

- Mạch ngừng giữa bản đáy và tường vách hầm đây là khu vực dễ rò rỉ nước do tiếp giáp giữa hai khối bê tông khác nhau

- Khe co giãn giữa các đoạn hầm, nơi bê tông có thể dịch chuyển nhẹ do biến dạng nhiệt hoặc áp lực đất

- Vùng tiếp giáp giữa ống xuyên vách và thành bê tông, nơi lắp đặt hệ thống ống dẫn điện, nước, cáp tín hiệu,… đi xuyên qua thành hầm

Nhờ khả năng trương nở mạnh mẽ khi tiếp xúc với nước, băng trương nở sẽ lấp đầy toàn bộ khe hở dù là nhỏ nhất, ngăn nước len lỏi vào trong lòng hầm. Ngoài ra, băng còn giúp duy trì áp suất bên trong kết cấu ổn định, tránh hiện tượng nứt gãy khi có chênh lệch áp lực lớn

5. Ứng dụng trong thi công tường chắn nước

Tường chắn nước trong các công trình như đê bao, hồ chứa, bể lắng hoặc các công trình thủy lợi luôn đối mặt với tình trạng nước thẩm thấu qua tường khi mực nước vượt ngưỡng. Với chiều cao và chiều dài lớn, các tường chắn này thường có nhiều mạch ngừng hoặc khe co giãn đây chính là điểm yếu nếu không được xử lý đúng kỹ thuật

Băng trương nở được đặt tại tất cả các mạch ngừng giữa các đoạn thi công tường để ngăn hiện tượng thấm nước ngang qua tường. Ngoài ra, đối với các tường chắn lắp đặt ống thoát tràn hoặc ống xả kỹ thuật, băng trương nở được bố trí quanh cổ ống xuyên tường để bịt kín khoảng hở giữa bê tông và ống nhựa hoặc ống thép

Một điểm nổi bật nữa là khả năng tự kích hoạt của băng trương nở khi môi trường có nước. Điều này cho phép hệ thống tường chắn vẫn duy trì chức năng chống thấm hiệu quả trong nhiều năm mà không cần bổ sung các lớp màng phủ hoặc hóa chất chống thấm bên ngoài

6. Lưu ý khi thi công băng trương nở

Mặc dù là giải pháp đơn giản và hiệu quả cao, việc thi công băng trương nở vẫn cần được thực hiện đúng kỹ thuật để đảm bảo phát huy tối đa công dụng. Một số lưu ý quan trọng bao gồm:

- Bề mặt bê tông tại vị trí đặt băng phải được vệ sinh sạch sẽ, không bám dầu mỡ, bụi bẩn hoặc các tạp chất có thể ảnh hưởng đến độ bám dính

- Không nên để băng trương nở tiếp xúc với nước quá sớm trước khi đổ bê tông nếu bị trương nở sớm, khả năng hoạt động của băng sẽ giảm sút

- Sử dụng keo dán chuyên dụng hoặc thanh giữ cơ học để cố định băng vào bê tông, đảm bảo băng không bị xê dịch khi đổ bê tông lớp tiếp theo

- Không nên kéo giãn hoặc làm méo mó băng trong quá trình lắp đặt vì có thể làm giảm hiệu quả trương nở hoặc gây hở tại các điểm nối

- Khi sử dụng băng tại vị trí uốn cong hoặc góc gấp khúc, cần cắt và ghép nối đúng kỹ thuật để đảm bảo độ kín hoàn hảo

7. Ưu điểm vượt trội của băng trương nở trong xây dựng ngầm

So với các giải pháp chống thấm truyền thống như keo polyurethane, sika grout hay màng chống thấm dán ngoài, băng trương nở có một số ưu điểm rõ rệt:

- Thi công đơn giản, không cần thiết bị chuyên dụng hay nhân công lành nghề

- Hoạt động tự động khi tiếp xúc với nước, không phụ thuộc vào thời tiết hay điều kiện môi trường

- Khả năng trương nở mạnh, phù hợp với nhiều loại khe hở, kể cả khe rất nhỏ

- Chi phí đầu tư thấp hơn nhiều so với các hệ thống chống thấm phức tạp khác

- Hiệu quả lâu dài, không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân như tia UV, nhiệt độ hoặc áp lực môi trường

Với khả năng chống thấm ưu việt, thi công linh hoạt và chi phí hợp lý, băng trương nở đã trở thành vật liệu không thể thiếu trong các công trình móng, hầm và tường chắn nước hiện đại. Việc lựa chọn đúng chủng loại băng, thi công đúng kỹ thuật và kết hợp với các biện pháp chống thấm đồng bộ khác sẽ giúp công trình duy trì chất lượng bền vững, an toàn trước những tác động khắc nghiệt từ nước ngầm và thời tiết.