الابتكار في تقنيات العزل المائي

في تشييد المباني يعتبر العزل المائي جانبًا أساسيًا لإنشاء غلاف المبنى، وهو بيئة يتم التحكم فيها، يجب أن تكون مواد تغطية الأسطح والجوانب والأساسات وجميع الاختراقات المختلفة من خلال هذه الأسطح مقاومة للماء وأحيانًا مقاومة للرطوبة، لقد تغيرت تقنيات العزل المائي والطلب عليها مع مرور الوقت. 

مع توسع الصناعة يحتاج مقاولو البناء إلى تقديم حلول طويلة الأمد وعالية الأداء لعملائهم للبقاء في المنافسة، يعد العزل المائي عالي الجودة أمرًا ضروريًا لمنع الأضرار الهيكلية والحفاظ على بيئة مريحة صحية.

من أواخر التسعينيات إلى عام 2010، شهدت صناعة البناء تطورات تكنولوجية في مواد العزل المائي، بما في ذلك أنظمة العزل المتكاملة ومواد الأغشية الأكثر تقدمًا، على مدى السنوات القليلة الماضية، كانت هناك تطورات تكنولوجية في منتجات وأنظمة العزل المائي، تقدم الشركات المصنعة منتجات جديدة طويلة الأمد وصديقة للبيئة في السوق مع مراعاة البيئة والسلامة والصحة من الاعتبارات الأساسية.

الطلاءات الجديدة تجعل الأقمشة الطبيعية مقاومة للماء:

تعتبر الأقمشة التي تقاوم الماء ضرورية لكل شيء بدءًا من ملابس المطر إلى الخيام العسكرية، ولكن ثبت أن الطلاءات التقليدية المقاومة للماء تستمر في البيئة وتتراكم في أجسادنا، وبالتالي من المحتمل أن يتم التخلص منها لأسباب تتعلق بالسلامة، وهذا يترك فجوة كبيرة يتعين سدها إذا تمكن الباحثون من إيجاد بدائل آمنة.

الآن، توصل فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى حل واعد، طلاء لا يضيف فقط مقاومة الماء للأقمشة الطبيعية مثل القطن والحرير، ولكنه أيضًا أكثر فعالية من الطلاء الموجود، تم وصف النتائج الجديدة في مجلة Advanced Functional Materials (“طلاءات iCVD قصيرة الفلور للأقمشة غير المبللة”)، في ورقة كتبها أساتذة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Kripa Varanasi و Karen Gleason، و MIT السابق لما بعد الدكتوراة دان سوتو، واثنين آخرين.

ينتج عن استخدام عملية طلاء iCVD، التي لا تتضمن أي سوائل ويمكن إجراؤها في درجات حرارة منخفضة، طلاءًا رقيقًا جدًا وموحدًا يتبع خطوط الألياف ولا يؤدي إلى انسداد المسام، وبالتالي يلغي الحاجة إلى مرحلة المعالجة الثانية لإعادة فتح المسام، بعد ذلك، يمكن إضافة خطوة إضافية، نوع من السفع الرملي للسطح كعملية اختيارية لزيادة مقاومة الماء بشكل أكبر، كان التحدي الأكبر هو العثور على المكان المناسب حيث يمكن للأداء والمتانة والتوافق مع iCVD العمل معًا وتقديم أفضل أداء.

تعرضت الأقمشة المطلية لمجموعة من الاختبارات في المختبر، بما في ذلك اختبار المطر القياسي المستخدم في الصناعة، تم قصف المواد ليس فقط بالماء ولكن أيضًا بمختلف السوائل الأخرى بما في ذلك القهوة والكاتشب وهيدروكسيد الصوديوم والأحماض والقواعد المختلفة، وتم طردهم جميعًا جيدًا، خضعت المواد المطلية لغسيل متكرر مع عدم حدوث تدهور في الطلاء، كما اجتازت اختبارات التآكل الشديد، مع عدم حدوث تلف في الطلاء بعد 10000 تكرار.

سطح شديد المقاومة للماء:

أعلنت مجموعة من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرًا عن اختراق مذهل في تطوير سطح شديد المقاومة للماء، ركز بحثهم على صد قطرات الماء، أعلنوا أنهم اكتشفوا طريقة لزيادة النتوءات الخارجية للسيليكون بطريقة تنحرف المياه المتساقطة على السطح، كما يمكن أن يؤدي بحثهم إلى إنتاج ملابس (مقاومة للماء) جدًا، أي ملابس مقاومة للماء وأجزاء ميكانيكية وإلكترونية.

 الأسطح شديدة المقاومة للماء؛ أي من الصعب للغاية ترطيبها، تتجاوز زوايا التلامس لقطرة الماء على مادة شديدة المقاومة للماء 150 درجة، ويشار إلى هذا أيضًا بتأثير نبات اللوتس، بعد الأوراق شديدة المقاومة للماء لنبات اللوتس، نظرًا لأن نمط النتوء الدقيق سيقلل من وقت التلامس بين قطرات الماء والسطح، يمكن أن يكون له قيمة كبيرة من حيث تعزيز مقاومة الجليد.

العزل المائي بالرش هو إجراء يتم من خلاله تطبيق عامل مانع لتسرب المياه على السطح، كما هو موضح في الاسم، يتم رش طريقة العزل المائي هذه، عادةً بواسطة خبير متمرس وذو خبرة باستخدام مسدس رش. 

يوجد عامل العزل المائي في البندقية ويتم استخدامه كشكل سائل، لكنه يجف في غشاء مرن مسدود لا يمكن للماء الدخول إليه، إذ أن حل العزل المائي هذا ليس فقط صديقًا اقتصاديًا وغير سام، ولكن يمكن أيضًا تطبيقه على أي سطح والترابط معه جيدًا، وهذا يشمل الخرسانة والبناء والحجر والألياف الأسمنتية والألياف الزجاجية والصلب والبلاط وما إلى ذلك، ما يعنيه هذا “الترابط” هو أن العزل المائي بالرش لن ينفجر.

نظرًا لأن الرش سهل التطبيق، يمكن استخدامه في المساحات الكبيرة، دون متاعب وفي فترة وجيزة، هذا يعني أن المشاريع يمكن أن تكتمل في الوقت المحدد، دون الكثير من القوى العاملة، وهذا يعني أيضًا أن العمالة أرخص وأن العملاء لديهم منازلهم ومبانيهم مقاومة للماء في أي وقت من الأوقات.
كما أن أفضل المنتجات التي يمكن استخدامها في تطبيقات الرش هي السيليكون والبولي يوريث والبولي يوريثان ومخاليط منها، من بين هذه الخيارات عادةً ما يكون السيليكون هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة، ولكنه أيضًا الأقل متانة، عند اختيار استخدام السيليكون، من الأفضل استخدامه في المناطق التي لا تتطلب الكثير أو أي حركة مرور، خلاف ذلك، إذا كان المزيج أقوى مطلوبًا، فمن الأفضل اختيار البوليوريا والبولي يوريثين الأكثر متانة والأكثر تكلفة، كما أنه يستلزم ختم جميع التفاصيل الدقيقة بشكل مناسب.

أعلنت الجامعة الوطنية الأسترالية (“ANU”) عن اختراق كبير في تكنولوجيا العزل المائي هذا الأسبوع، كشف متحدث باسم معمل أبحاث تقنية النانو في المؤسسة التعليمية أن فريقًا من العلماء قد نجح في مزج نوعين مختلفين من البلاستيك معًا لإنشاء طلاء جديد بالرش بسطح شديد المقاومة للماء، لن تبقى قطرات الماء على الأسطح المطلية بالمنتج.

عمل أنطونيو تريكولي وويليام وونغ على تطوير صياغة تكنولوجيا النانو المتطورة، إنهم يأملون أن تساهم أبحاثهم في النهاية في إنشاء العديد من الأسطح المقاومة للماء التي يتم رشها بفعالية في مجموعة متنوعة من الصناعات، على سبيل المثال، أوضح أنطونيو تريكولي أن التركيبة الجديدة ستمنع نوافذ الحمام من التغشية، وأعرب عن أمله في أن يساعد الطلاء أيضًا في الحفاظ على النوافذ الزجاجية تبدو أنظف لفترة أطول أيضًا، يتصور العلماء من ANU مجموعة من التطبيقات المفيدة لاختراعهم.

الشعلة على العزل المائي:

أدت التقنيات الحديثة للعزل المائي للمباني إلى تقليل تسرب الهياكل، أحد التطورات الرئيسية في العزل المائي هو اختراع الشعلة على الغشاء. الشعلة على الغشاء كما يصفها الاسم، عبارة عن غشاء يتم وضعه على سطح به شعلة، مما يؤدي إلى عزل المنطقة، يستخدم هذا بشكل أساسي في العزل المائي للأسطح المسطحة، ويعمل باستخدام مادة مثل البولي يوريثين أو البيتومين، والصهر الحراري (لحام) قطع مختلفة من هذه المادة معًا لتشكيل غشاء واحد مستمر، يمكن أيضًا دمج اللحامات، أو حيث تتداخل قطع الغشاء، مع المذيبات بدلاً من الحرارة، ويمكن أن تكون قوية مثل بقية الغشاء.

هناك بعض المزايا الرئيسية لسقف الغشاء، في الماضي كان يتم استخدام الأسفلت والحصى، ولكن هذه التطبيقات غالبًا ما كانت بها نقاط ضعف، قد يكون من الصعب للغاية إنشاء ختم مناسب في جميع اللحامات ونقاط الاتصال، يمكن أن يتسبب هذا في تسرب العديد من الأسطح في وقت مبكر من عمرها، ويتطلب المزيد من الصيانة، ومع ذلك، فإن المواد الغشائية إما غير ملحومة أو لها طبقات قوية مثل الجسم، يمكن أن يمنع ذلك مخاوف التسرب التي ترتبط غالبًا بأنظمة الأسقف المسطحة.

قد يكون إصلاح أنظمة الحصى والأسفلت أمرًا صعبًا أيضًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى صعوبة تحديد مكان التسرب الدقيق، ومع ذلك، يمكن ترقيع المواد الغشائية بسهولة، كما يسهل العثور على الفواصل أو التسريبات.

مستخلص بوليمر أكريليك لتغليف طلاءات الحاجز:

تكنولوجيا الحفظ أكريليك نظام السقف، تم تصميم معظم الأسطح الجديدة أو الحالية المقاومة للماء بشكل دائم مع تصريف إيجابي، بما في ذلك الأسطح ذات المنحدرات المنخفضة والحشوات المعقدة، يتكون النظام من مكونين رئيسيين؛ طلاء أكريليك سائل مرن ممتاز ونسيج مقوى من البوليستر. 
قامت شركة Mallard Creek Polymers بتسويق Tykote®6152 للاستخدام في مجموعة متنوعة من تطبيقات تغليف المواد الغذائية، حيث يلزم وجود حاجز بارز وقابلية تشغيل للضغط، يوضح هذا المنتج المبتكر قدرة MCP على تلقيح التكنولوجيا من الأسواق الأخرى لخدمة التغليف وموردي الحبر، منظمة البحث والتطوير في الشركة قادرة على مساعدة العملاء في تصميم الصياغة واختبار المنتج، مع تقديم مجموعة واسعة من خيارات المنتجات.

طلاء البودرة:

توفر طريقة تطبيق مسحوق الطلاء عددًا من الفوائد البيئية والاقتصادية، نظرًا لأن العملية لا تستخدم المذيبات، فإن القليل من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) لا تنبعث منها على الإطلاق، ولأنها عملية مسحوق، يمكن جمع رذاذ الطلاء الزائد وإعادة استخدامه.

 بالإضافة إلى الحاجة إلى تلبية اللوائح البيئية المتزايدة، فإن النمو في قطاع الطلاء بالمسحوق مدفوع بالتطوير المستمر للابتكارات التي تساعد الشركات المصنعة على التغلب على تحديات الماضي.

تساعد طلاءات البودرة المبتكرة من AkzoNobel في الحفاظ على نظافة الأسطح بشكل صحي على مدار العام، مع معالجة التهديد غير المرئي المتمثل في التلوث المتبادل، مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات، وعادة ما تستخدم في البيئات الواعية بالنظافة مثل المستشفيات والعيادات وغرف تغيير الملابس والمدارس ووسائل النقل العام.

إن تقنية BioCote® المضادة للميكروبات النشطة في Interpon AM لا تظهر أي تساهل، تقلل بنسبة تصل إلى 99.99٪ من البكتيريا والعفن على سطح محمي، مما يسهل الحفاظ على النظافة الصحية ويقلل من خطر انتقال التلوث.

يجب أن يكون نظام العزل المائي الفعال متينًا أثناء البناء وبعده ويجب أن يكون قويًا ومتينًا طوال عمر الهيكل، يمكن أن يكون حدوث عطل سابق لأوانه في نظام العزل المائي كارثيًا ومكلفًا، العزل المثالي هو مزيج من جودة المنتجات المدعومة بفريق تطبيق ممتاز ومدرب، التي لا تتوفر الآن بسهولة في الأسواق الريفية ومن ثم فهي مدعاة للقلق، لذلك؛ يجب أن نكن على دراية بالابتكارات التي تحدث في جميع أنحاء العالم.