العزل المائي

العزل المائي هو عملية جعل جسم أو شخص أو هيكل مقاومًا للماء بحيث يبقى غير متأثر نسبيًا بالماء أو يقاوم تسرب الماء في ظل ظروف محددة. يمكن استخدام هذه العناصر في بيئات رطبة أو تحت الماء لأعماق محددة.

يشير مصطلحا "مقاوم للماء" و "مانع لتسرب الماء" عادةً إلى مقاومة اختراق الماء في حالته السائلة، وربما تحت الضغط، بينما يشير مصطلح "مقاوم للرطوبة" إلى مقاومة الرطوبة أو البلل. ويُقاس نفاذ بخار الماء عبر مادة أو هيكل بمعدل انتقال بخار الماء (MVTR).

كانت هياكل القوارب والسفن تُعزل عن الماء قديماً باستخدام القطران أو القار . أما في العصر الحديث، فيمكن عزلها عن الماء باستخدام طلاءات طاردة للماء أو عن طريق سدّ الفواصل بحشوات أو حلقات مطاطية .

يُستخدم مصطلح العزل المائي في الإشارة إلى هياكل المباني (مثل الأقبية أو الأسطح أو المناطق الرطبة)، والقوارب، والأقمشة، والملابس ( معاطف المطر أو الأحذية الطويلة )، والأجهزة الإلكترونية، والتغليف الورقي (مثل علب الكرتون للسوائل).

في مجال البناء، يتم عزل المباني والمنشآت ضد الماء باستخدام أغشية وطلاءات لحماية محتوياتها والحفاظ على سلامتها الإنشائية. يُدرج عزل غلاف المبنى ضد الماء في مواصفات البناء تحت البند 07 - الحماية الحرارية والرطوبة ضمن معيار MasterFormat 2004 الصادر عن معهد مواصفات البناء ، ويشمل ذلك مواد التسقيف والعزل المائي.

في مجال البناء ، تُعدّ العزل المائي عنصرًا أساسيًا في إنشاء غلاف المبنى ، وهو بيئة مُتحكَّم بها. يجب أن تكون مواد تغطية الأسقف، والجدران الخارجية ، والأساسات، وجميع الفتحات التي تخترق هذه الأسطح، مقاومة للماء ، وأحيانًا مانعة لتسربه. تُصمَّم مواد التسقيف عمومًا لتكون مقاومة للماء وتُصرِّف المياه من الأسقف المائلة، ولكن في بعض الظروف، مثل تراكم الجليد على الأسطح المستوية ، يجب أن يكون التسقيف مانعًا لتسرب الماء. تتوفر أنواع عديدة من أنظمة الأغشية العازلة للماء، بما في ذلك ورق اللباد أو ورق القطران مع الأسفلت أو القطران لتكوين سقف مُركَّب، وأنواع أخرى من العزل المائي البيتوميني ، ومطاط الإيثيلين بروبيلين ديين مونومر (EPDM) ، والهايبالون ، وكلوريد البولي فينيل ، والأسقف السائلة ، وغيرها.

لا تتعرض الجدران لتراكم المياه، والأغشية المقاومة للماء المستخدمة كأغلفة للمنازل مصممة لتكون مسامية بما يكفي للسماح بتبخر الرطوبة. كما تحتوي الجدران على حواجز بخار أو حواجز هوائية . يُعدّ عزل الرطوبة جانبًا آخر من جوانب العزل المائي. تُبنى جدران البناء بطبقة عازلة للرطوبة لمنع صعودها ، ويجب عزل الخرسانة في الأساسات ضد الرطوبة أو الماء باستخدام طلاء سائل، أو غشاء عازل للماء في الطابق السفلي (حتى تحت أرضية البلاطة الخرسانية حيث تُستخدم عادةً صفائح البولي إيثيلين )، أو مادة مضافة إلى الخرسانة.

في مجال صناعة العزل المائي، ينقسم العزل المائي تحت الأرض عمومًا إلى مجالين:

• العزل المائي: هو نوع من العزل المائي يُستخدم عندما يكون الهيكل تحت الأرض مغمورًا في المياه الجوفية بشكل مستمر أو دوري. يُسبب هذا ضغطًا هيدروستاتيكيًا على كلٍ من الغشاء والهيكل، ويتطلب تغليفًا كاملًا لهيكل القبو بغشاء عازل ، أسفل البلاطة والجدران.
• العزل المائي : يُستخدم هذا النوع من العزل المائي عندما يكون منسوب المياه الجوفية أدنى من مستوى المبنى، مع وجود تربة جيدة التصريف. يقتصر عمل الغشاء على تصريف المياه ومنع دخول بخار الماء فقط، دون أي ضغط هيدروستاتيكي. يتضمن هذا عادةً استخدام غشاء عازل للرطوبة (DPM) على الجدران، مع غشاء عازل من البولي إيثيلين أسفل البلاطة. باستخدام أغشية عازلة للرطوبة عالية الجودة، يمكن توفير حماية جزئية من الضغط الهيدروستاتيكي قصير المدى عن طريق نقل الغشاء العازل عالي الجودة من الجدران إلى غشاء البولي إيثيلين أسفل البلاطة بدلاً من وضعه على سطح الأساس.

في المباني التي تستخدم تقنية التغطية الأرضية ، قد تشكل الرطوبة الزائدة مشكلة محتملة، لذا فإن العزل المائي أمر بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي تسرب المياه إلى نمو العفن ، مما يسبب أضرارًا جسيمة ومشاكل في جودة الهواء. لذا، فإن عزل جدران الأساس بشكل صحيح ضروري لمنع التلف والتسرب.

يُعدّ عزل أسطح المنازل والشرفات مجالًا متخصصًا آخر في مجال العزل المائي. وقد أصبحت أنظمة العزل المائي متطورة للغاية، ما يجعلها مجالًا شديد التخصص. ويُعدّ فشل عزل الأسطح، سواءً كانت مصنوعة من البوليمر أو البلاط، أحد الأسباب الرئيسية لتلف المباني بسبب المياه، فضلًا عن الإصابات الشخصية عند حدوث ذلك. وتحدث مشاكل كبيرة في قطاع البناء عند استخدام منتجات غير مناسبة للتطبيقات الخاطئة. ورغم أن مصطلح " مقاوم للماء" يُستخدم لوصف العديد من المنتجات، إلا أن لكل منها مجال استخدام محدد للغاية، وعند عدم اتباع مواصفات الشركة المصنعة وإجراءات التركيب، قد تكون العواقب وخيمة. ومن العوامل الأخرى تأثير التمدد والانكماش على أنظمة عزل الأسطح. إذ تتحرك الأسطح باستمرار مع تغيرات درجات الحرارة، ما يُشكّل ضغطًا على أنظمة العزل المائي. ومن الأسباب الرئيسية لفشل أنظمة عزل الأسطح حركة الطبقات السفلية (الخشب الرقائقي) التي تُسبّب ضغطًا زائدًا على الأغشية، ما يؤدي إلى فشل النظام. وعلى الرغم من أن هذا الموضوع خارج نطاق هذه الوثيقة المرجعية، إلا أن عزل الأسطح والشرفات يُعدّ عملية معقدة تتضمن العديد من العناصر المتكاملة. وتشمل هذه العوامل غشاء العزل المائي المستخدم، وتصريف المياه الكافي للمنحدرات، وتفاصيل التغطية المناسبة، ومواد البناء المناسبة.

يجب أن تُبنى الفتحات التي تخترق غلاف المبنى بطريقة تمنع دخول الماء إلى المبنى، مثل استخدام الألواح المعدنية والوصلات الخاصة للأنابيب والفتحات والأسلاك وما إلى ذلك. بعض مواد السد متينة، لكن العديد منها غير موثوق به للعزل المائي.

كما تتوفر أنواع عديدة من الأغشية الجيولوجية للتحكم في المياه أو الغازات أو التلوث.

منذ أواخر التسعينيات وحتى العقد الثاني من الألفية، شهد قطاع البناء تطورات تكنولوجية في مواد العزل المائي، بما في ذلك أنظمة العزل المائي المتكاملة ومواد الأغشية الأكثر تطوراً. تعمل الأنظمة المتكاملة، مثل نظام "هايكريت"، داخل بنية الخرسانة، مانحةً الخرسانة نفسها خاصية العزل المائي. يوجد نوعان رئيسيان من أنظمة العزل المائي المتكاملة: الأنظمة المحبة للماء والأنظمة الكارهة للماء. يستخدم النظام المحب للماء عادةً تقنية التبلور التي تستبدل الماء في الخرسانة ببلورات غير قابلة للذوبان. تدّعي العديد من العلامات التجارية المتوفرة في السوق خصائص مماثلة، ولكن لا تتفاعل جميعها مع مجموعة واسعة من نواتج ترطيب الأسمنت، وبالتالي تتطلب الحذر. أما الأنظمة الكارهة للماء فتستخدم مواد مانعة للتسرب أو حتى أحماض دهنية لسد مسام الخرسانة، مما يمنع مرور الماء.

في بعض الأحيان، تُستخدم نفس المواد المستخدمة لمنع دخول الماء إلى المباني لمنع دخول الماء إلى الداخل، مثل بطانات حمامات السباحة أو البرك .

تسعى مواد الأغشية الجديدة إلى التغلب على أوجه القصور في الطرق القديمة مثل البولي فينيل كلوريد (PVC) والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE). وبشكل عام، تعتمد التقنيات الحديثة في أغشية العزل المائي على مواد بوليمرية شديدة الالتصاق لتشكيل حاجز متجانس حول السطح الخارجي للمنشأة.

لا ينبغي الخلط بين العزل المائي والأسقف ، لأن الأسقف لا يمكنها بالضرورة تحمل الضغط الهيدروستاتيكي بينما يمكن للعزل المائي ذلك.

لقد تحسنت معايير عزل الحمامات ضد الماء في المباني السكنية على مر السنين، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى التشديد العام لقوانين البناء.

صُممت بعض الملابس والخيام لتوفير حماية متفاوتة من المطر. ففي المدن، تُستخدم معاطف المطر والسترات، بينما تتوفر مجموعة متنوعة من ملابس المشي لمسافات طويلة للأنشطة الخارجية في الطقس العاصف . ومن الأوصاف الشائعة لهذه الملابس: "مقاومة للرذاذ"، و"مقاومة للماء"، و"مضادة للماء". ^{[ 1 ]} هذه المصطلحات غير مُعرّفة بدقة. فالملابس المقاومة للرذاذ عادةً ما تُعالج بطبقة طاردة للماء، ولكنها لا تُصنّف لمقاومة ضغط هيدروستاتيكي مُحدد . وهذا النوع مناسب للحماية من المطر الخفيف، ولكن سرعان ما يتسرب الماء. أما الملابس المقاومة للماء فهي مشابهة، وربما تكون أكثر مقاومة للماء قليلاً، ولكنها أيضاً لا تُصنّف لمقاومة ضغط هيدروستاتيكي مُحدد. بينما الملابس المقاومة للماء تماماً، فتُغطى بطبقة طاردة للماء، مع لصق الدرزات لمنع تسرب الماء إليها. وتتميز الملابس المقاومة للماء بشكل أفضل ببطانة غشائية مصممة لمنع دخول الماء مع السماح للرطوبة المحتبسة بالخروج (" تهوية ")، بينما الملابس المقاومة للماء تماماً ستحتفظ بعرق الجسم وتصبح لزجة. تحدد الملابس المقاومة للماء تصنيفها الهيدروستاتيكي، والذي يتراوح من 1500 للأمطار الخفيفة إلى 20000 للأمطار الغزيرة.

صُممت الملابس المقاومة للماء للاستخدام في الظروف الجوية التي غالباً ما تكون عاصفة ورطبة، وعادة ما تكون مقاومة للرياح أيضاً.

يمكن أيضًا جعل الأحذية مقاومة للماء باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، استخدام شمع العسل، أو رذاذ مقاوم للماء، أو زيت المنك . ^{[ 2 ]}

طُبقت أساليب مقاومة الماء في العديد من أنواع المنتجات، بما في ذلك عبوات الورق ومستحضرات التجميل، ومؤخرًا، الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. تُغطى الأجهزة الإلكترونية المستخدمة في البيئات العسكرية والتجارية القاسية بطبقة واقية وفقًا لمعيار IPC-CC-830 لمقاومة الرطوبة والتآكل، ولكن التغليف الكامل ضروري لجعلها مقاومة للماء تمامًا. على الرغم من إمكانية إيجاد أغلفة مقاومة للماء أو أنواع أخرى من الحافظات الواقية للأجهزة الإلكترونية، فقد أتاحت تقنية جديدة إطلاق مجموعة متنوعة من الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية المقاومة للماء في عام 2013. ^{[ 3 ]} تعتمد هذه الطريقة على طلاء بتقنية النانو خاص ، أرق بألف مرة من شعرة الإنسان، يحمي المعدات الإلكترونية من التلف الناتج عن تسرب الماء. يستخدم العديد من المصنّعين طريقة الطلاء النانوي في هواتفهم الذكية وأجهزتهم اللوحية وكاميراتهم الرقمية.

أظهرت دراسة أجريت عام 2013 أن الأسطح النانوية المزخرفة باستخدام أشكال مخروطية تُنتج أسطحًا شديدة النفور من الماء. وتُعرف هذه الأسطح النانوية المخروطية بخاصية النفور الشديد من الماء. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تتوفر أغلفة مقاومة للماء وأنواع أخرى من الحافظات الواقية للأجهزة الإلكترونية. وقد أتاحت تقنية جديدة إطلاق العديد من الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية المقاومة للماء في عام 2013. ^{[ 6 ]} وأظهرت دراسة أجريت في عام 2013 أن الأسطح ذات النسيج النانوي المخروطي الشكل تُنتج أسطحًا طاردة للماء بدرجة عالية. وتُعرف هذه الأسطح "المخروطية النانوية" بخاصية النفور الشديد للماء. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

تعتمد مواد العزل المائي التقليدية في الغالب على البوليمرات والمذيبات المشتقة من البترول. ^{[ 9 ]} ويركز البحث والتطوير الصناعي بشكل متزايد على الطلاءات منخفضة المركبات العضوية المتطايرة، والأغشية القابلة لإعادة التدوير، والبوليمرات الحيوية، والأنظمة طويلة العمر التي تقلل من الآثار البيئية لدورة حياتها. ^{[ 10 ]}

• ASTM C1127 – الدليل القياسي لاستخدام غشاء عازل للماء مطاطي عالي المحتوى الصلب، يتم تطبيقه على البارد باستخدام سائل، مع سطح مقاوم للتآكل متكامل
• ASTM D779 – طريقة الاختبار القياسية لتحديد مقاومة بخار الماء للمواد الصفائحية الملامسة للماء السائل باستخدام طريقة المؤشر الجاف
• ASTM D2099 – طريقة الاختبار القياسية لمقاومة الماء الديناميكية لجلد الجزء العلوي من الحذاء باستخدام جهاز اختبار اختراق الماء من مايزر
• ASTM D3393 – المواصفة القياسية لمقاومة الماء للأقمشة المطلية
• D6135 – الممارسة القياسية لتطبيق العزل المائي البيتوميني المعدل ذاتي اللصق
• ASTM D7281 – طريقة الاختبار القياسية لتحديد مقاومة هجرة المياه عبر أغشية الأسقف
• المؤسسة البريطانية للمعايير BS.8102:2009 – "حماية المنشآت تحت الأرض من المياه الجوفية".
• IEC 60529 – درجات الحماية التي توفرها الحاويات (رمز IP)
• ISO 2281 – صناعة الساعات – الساعات المقاومة للماء

• الوسائط المتعلقة بالعزل المائي على ويكيميديا ​​كومنز