ضد یخ بتن چیست و چه کاربردی دارد؟

ضد یخ بتن ماده ای شیمیایی است که باعث پایین آوردن نقطه انجماد فاز مایع درون بتن می‌شود و در نهایت در هوای حدود منفی 30 درجه نیز قابل استفاده است. به کار بردن ضد یخ بتن در آب و هوای سرد و همچنین مناطق سردسیری، یک سری اصول فنی مخصوص به خود را دارد که رعایت این اصول، باعث صرفه جویی 20 تا 50 درصدی در انرژی و زمان خواهد شد. در واقع ضد یخ بتن، بیشتر برای فصل یخبندان و سرما مورد استفاده قرار می‌گیرد و از ترک خوردگی بتن جلوگیری می‌کند.

در این مقاله، تلاش کرده ایم تا هر آنچه که باید در خصوص ضد یخ بتن و کاربرد آن بدانید را در اختیارتان قرار دهیم، با ما همراه باشید.

ضد یخ بتن چیست؟

در فصول سرد سال، آبی که در بتن موجود است نیز دچار یخ زدگی می‌شود و در نهایت، مقاومت بتن و پروسه بتن ریزی باعث ایجاد مشکلات زیادی می‌شود. به همین علت اغلب اوقات در چنین شرایطی، بتن دوام خوبی نخواهد داشت و در نتیجه، انتخاب مناسبی هم برای سازه مورد نظر نخواهد بود. همچنین، قرارگرفتن طولانی مدت بتن در آب و هوای سرد، می‌تواند باعث ایجاد ترک‌هایی در آن شود. بنابراین بحث بکارگیری ضد یخ بتن به عنوان یکی از افزودنی‌های بتن راه حل مهمی برای رویارویی با چنین مشکلاتی است.

کاربرد ضد یخ بتن

ضد یخ بتن دارای کاربردهای فراوانی است که در این بخش از سازه برتر به بعضی از آنها اشاره می‌کنیم:

ضد یخ بتن در هوای سرد بیشترین کاربرد را دارد. این نوع افزودنی حرارت و سرعت واکنش هیدراتاسیون را بالا می‌برد.

در برخی از دیوارهای برشی و مکان‌های شیب‌ دار، این گونه مواد را برای گیرش سریع بتن به کار می‌برند. شاتکریت و یا بتن پاششی، احتیاج به سرعت بالای گیرش دارد. استفاده به اندازه و درست از این نوع افزودنی، کار بتن ریزی را خیلی راحت‌تر می‌کند.

به کار بردن سیمان بیشتر و ترجیحا تیپ سه و ترکیب کردن آن با ضدیخ، شرایط مناسبی را جهت بتن ریزی در سرما ایجاد می‌کند. در صورتی که مسائل اقتصادی مهم باشد، می‌توان از سیمان تیپ یک نیز استفاده کرد.

برخی از ضدیخ‌ها نیز، برای آب‌بندی روزنه‌های موجود در استخرها و یا مخازن به کار می‌روند. اگر این نوع افزودنی به مقدار زیادی به بتن افزوده شود، سرعت گیرش را افزایش می‌دهد و برای بعضی از عملیات ترمیمی مناسب است.

به طور طبیعی یکی از موارد مهم استفاده از این نوع ضد یخ‌ها، جهت ایجاد مقاومت در مقابل سرمای هوا و به خصوص در هنگام یخبندان و مناطق سردسیری می‌باشد.

نحوه استفاده از ضد یخ بتن

برای بهره بردن از ضدیخ بتن، باید در ابتدا شرایط بتن ریزی را ایجاد نمود، که در ادامه توضیح بیشتری در این خصوص خواهیم داد:

تا جای ممکن بتن قالب، یخ و مکان بتن ریزی را باید تمیز کرد.

سعی شود تا حدودی دمای مجموعه بتن ریزی افزایش یابد.

فضایی برای گرم نگه داشتن و عمل آوری بتن ایجاد شود.

قبل از اضافه کردن ضدیخ بتن، باید آن را رقیق کرد و تا حل شدن کامل در بتن مخلوط کرد.

بهتر است ضد یخ بتن در مرحله‌ی آخر به بتن اضافه شود. این نوع افزودنی با یکنواخت کردن مخلوط بتنی از به وجود آمدن حباب بزرگ که باعث جدا شدن دانه بتن و اجزای بتنی می‌‍‌شود و از یخ زدن و ورود آب به این قسمت جلوگیری می‌کند.هر چقدر اندازه هوا سردتر باشد، مقدار ضد یخی که مورد نیاز است، بیشتر خواهد شد. مقدار ۱% تا ۵% برای عیارهای مختلف سیمان بتن در نظر گرفته شده است.

انواع ضد یخ بتن

ضد یخ‌های بتن در صنعت ساختمان دارای انواع مختلفی می‌باشند از جمله:

ضد یخ بتن S

ضد یخ بتن S، یک نوع ترکیب پودری می‌باشد که برای تسریع در تولید بتنی که واکنش هیدراسیون سیمان بهتری دارد به کار می‌رود.

اگر مقدار مناسبی از این نوع ماده استفاده شود، می‌تواند اثر زیادی بر سرعت ساخت بتن داشته باشد. این نوع ضد یخ، بر وضعیت عادی محصول تاثیر زیادی نخواهد گذاشت.

ضد یخ پودری بتن

ضد یخ بتن پودری، از ترکیب شدن کلسیم کلراید خالص و نمک‌های معدنی با یک نسبت خاص به دست می‌آید.

بیشتر مصرف ضد یخ پودری بتن، در مناطق یخبندان و سرد و زمان‌هایی که دمای محیط افت سریع دارد، استفاده می‌شود.

این ضد یخ، به دلیل داشتن یون کلراید تنها در بتن‌های غیر مسلح به کار می‌رود و استفاده از آن در بتن‌های مسلح، به دلیل این که بر پایه یون کلراید می‌باشد، مناسب نیست.

ضد یخ بتن پودری به دو روش استفاده می‌شود:

اول، ترکیب شدن هم زمان با آب اختلاط بتن

دوم، بعد از اختلاط ملات یا بتن به آن افزوده می‌شود.

مقدار استفاده از ضد یخ بتن پودری، به عیار بتن و همچنین برودت هوای محیط بستگی دارد.

ضد یخ بتن مایع با کلراید

ضد یخ بتن مایع با کلراید، یک نوع افزودنی می‌باشد که با ایجاد مکانیزم شتاب دهندگی در عمل هیدراتاسیون، باعث جلوگیری از یخ زدگی بتن می‌شود. این نوع محصول کلرایدی است و در سازه‌های غیر مسلح استفاده می‌شود.

یکی از مزایای استفاده از ضد یخ بتن مایع با کلراید، افزایش مقاومت نهایی و اولیه بتن در دماهای زیر صفر درجه و ایجاد سازگاری آن با انواع تیپ های گوناگون سیمان و صرفه جویی در آب مصرفی تا میزان ۱۰ درصد است.

این نوع ضد یخ را می‌توان با بتن آماده ترکیب کرد و بعد از اختلاط کامل و همگن شدن بتن ریزی را انجام داد و یا این که می‌توان محصول را به بتن آماده در میکسر و یا در هنگام ساخت بتن در بچینگ اضافه کرد. این محصول به دلیل کلرایدی بودن، به هیچ وجه نباید در سازه‌های مسلح استفاده شود.

ضد یخ بتن مایع بدون کلراید

این نوع ضد یخ بتن، بر پایه نیتریت‌های کلسیم و سدیم است و شامل یون های فعال واکنش‌گر می‌باشد. مقدار استفاده از ضد یخ بتن مایع، به عیار بتن و همچنین به برودت هوای محیط جهت بتن ریزی بستگی دارد. ضد یخ بتن مایع بدون کلراید در جریان فعل و انفعالات شیمیایی با سیمان، حرارت هیدراتاسیون درونی بتن تازه را افزایش می‌دهد و به فرآیند گیرش آن سرعت می‌دهد.

ضد یخ بتن فابیر

ضد یخ بتن فایبر برای بتن‌های مسلح، ترکیب شده از مواد آلی و معدنى بر پایه نیتروژن می‌باشد. برای ساخت این نوع ضد یخ مسلح، به هیچ وجه از مواد کلرایدی استفاده نشده است و برای بتن ریزی در هوای سرد گزینه‌ی مناسبی است.

البته در واقع استفاده از ضد یخ یک اقدام تکمیلی می‌باشد و باید تمهیدات لازم برای بتن ریزی در هوای سرد فراهم شود. به دلیل داشتن غلظت بالای این نوع ضد یخ، با کمترین مقدار استفاده، می‌توان به نتیجه ای مطلوب رسید.

مزایای ضد یخ بتن

از مزایای ضد یخ بتن می‌‍‌توان موارد زیر را نام برد:

تامین شرایطی مناسب و ایده‌ آل در دماهای زیر صفر و در آب و هوای سرد

تسریع کار در اثر استفاده از این نوع افزودنی بتن و همچنین کاهش فشار وارد شده بر قالب و قالب برداری

کاهش غبار حاصل از بتن پاشی خشک

علاوه بر این‌ها بتن را تا زمان رسیدن به مقاومت کافی جهت گیرش نهایی حفظ می‌کند. در واقع مقاومت بتن را تا میزان دو برابر افزایش خواهد داد.

پروژه عمل آوری بتن در آب و هوای سرد، طولانی و هزینه بر است. با استفاده از ضد یخ، زمان مراقبت کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌ها هم کاهش پیدا می‌کند. استفاده زیاد از این نوع افزودنی، بتن را خیلی سریع سفت می‌کند و قابلیت کارایی و شکل پذیری نخواهد داشت.

اگر چنین مشکلی به وجود آمد، امکان استفاده کردن از روان کننده بتن جهت حفظ کارایی وجود دارد. این نوع افزودنی‌ها سازگاری خوبی با هم دارند. در صورت بکار بردن ضدیخ بتن، کمی طرح اختلاط اصلی بتن به هم می‌ریزد و باعث ایجاد تغییراتی در نتایج مقاومت نهایی می‌شود. استفاده از یون کلر در برخی از انواع ضدیخ‌ها، باعث ایجاد محدودیت در استفاده از سازه‌های بتنی می‌شود.

معایب ضد یخ بتن

در کنار مزایایی که برای ضد یخ بتن گفتیم، می‌توانیم به چند نمونه از معایب آن نیز اشاره کنیم:

یکی از معایب ضد یخ بتن، زمان کم برای استفاده از بتنی است که دارای این نوع افزودنی است، به همین علت این افزودنی باید دقیقا قبل از بتن ریزی اضافه ‌‎شود.

گاهی اوقات در اثر استفاده از ضد یخ بتن، تغییرات رنگی بر روی بتن بعد از خشک شدن مشاهده می‌شود. این مورد در اثر واکنش یون کلراید و سیمان قلیایی می‌باشد.

اگر لکه رنگ روشن بر روی زمینه تیره به وجود آید، نسبت قلیایی سیمان به کلراید کمتر است و در صورتی که لکه تیره بر روی زمینه روشن دیده شود، نسبت قلیایی آن زیاد می‌شود. علت اصلی این موضوع، تبخیر آب شدید و عمل آوری نامناسب می‌باشد. البته اگر بتن به طور مداوم مرطوب باشد، چنین مشکلی ایجاد نمی‌شود. این قضیه در سازه‌های بتن نمایان اهمیت زیادی دارد.

ضد یخ بتن چه تاثیری در ساختمان سازی دارد؟

مقاومت و دوام بتن، بستگی به رعایت پارامترهایی در اجرای بتن ریزی دارد، که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

استفاده از مصالح و مواد مناسب

مواد تشکیل دهنده اصلی بتن، شامل سیمان، سنگ دانه‌ها و آب است که این گونه مصالح ساختمانی باید دارای شرایط زیر باشند:

الف) سنگ دانه‌ها باید دانه بندی شوند، شسته شوند و عاری از هر گونه خاک و لای باشند. در صد استفاده ازسنگدانه ها و نسبت ابعادی آنها و همچنین شکل ظاهری‌شان اعم از صیقلی بودن و یا گوشه دار بودن سنگ دانه‌ها، تاثیر زیادی در مقاومت بتن خواهد گذاشت.

ب) نوع سیمان مورد استفاده در بتن، باید با توجه به شرایط محیطی و نوع کاربرد سازه انتخاب شود.

پ) آب استفاده شده در بتن، باید تمیز باشد و عاری از هرگونه املاح مضر برای بتن باشد.

طرح اختلاط بتن

بعد از ارزیابی و انتخاب مصالح و مواد مناسب، باید طرح اختلاط بتن و درصد مصرف هر کدام از آن‌ها را تعیین کرد که با توجه به کاربرد و نوع سازه به روش‌های گوناگون قابل انتخاب است. البته باید توجه کرد که سیمان موجود در بتن، برای کامل شدن روند هیدراتاسیون خود، احتیاج به آب تمیز و مناسب دارد، اما مصرف بیش از حد آب، باعث کاهش مقاومت نهایی بتن، یخ زدگی آب، به وجود آمدن ترک‌های سطحی در فصل‌های گرم به وسیله‌ی از دست دادن آب و یا انجام نشدن فرآیند هیدراتاسیون در فصل سرما خواهد شد، که در این شرایط باید ضد یخ بتن استفاده شود.

شرایط آب و هوایی

عامل دیگری که در بتن ریزی دارای اهمیت فراوانی است، ارزیابی شرایط آب و هوایی است، بتن ریزی در دمای بالا، باعث افزایش دمای هسته بتن و ایجاد تنش می‌شود که این مورد باعث ایجاد ترک و کیفیت پایین بتن می‌شود، از طرفی دیگر بتن ریزی در دماهای زیر صفر، باعث یخ زدن آب درون بتن و تکمیل نشدن فرآیند هیدراتاسیون و همچنین جداشدگی مصالح به علت افزایش حجم یخ نسبت به آب می‌شود.

در سال‌های اخیر، به دلیل استفاده زیاد از بتن و ناگزیر بودن به بتن ریزی در دماهای زیر صفر، به خصوص در نواحی از جهان که اغلب اوقات دوره‌های یخ بندان دارند، افزودنی‌هایی مانند ضد یخ بتن عرضه شده اند که به کار بردن آن‌ها مشکلات ریختن بتن در شرایط یخبندان را رفع می‌کند.

اصول حاکم بر بتن ریزی در هوای سرد

توصیه شده است که بتن ریزی در هوای سرد برای دماهای زیر ۵ درجه سانتیگراد اجرا نشود، مگر این که بتوان، دمای همه‌ی مراحل ساخت تا توزیع بتن را بالاتر از ۵ درجه سانتیگراد نگه داشت. باید قبل از بتن‌ ریزی، برف و یخ قالب‌ها زدوده شود. همچنین دمای قطعات فلزی اندازه گیری شود و در صورتی که زیر صفر درجه بود، بتن ریزی را به دلیل یخ زدن فوری آب به تاخیر انداخت. این دمای کم، باعث کاهش چسبندگی آرماتور و بتن می‌شود. حتی باید از ریختن بتن بر روی بتن خشک شده یخ زده و یا زمین یخ زده پرهیز کرد.

بتن ریزی در دمای زیر ۱۵ درجه سانتی‌گراد (۱۵-) ممنوع است، مگر با اجازه دستگاه نظارت و ایجاد شرایطی خاص. یکی از این شرایط، حجم بتن‌ ریزی است. هنگامی که یک بعد بتن زیاد باشد، بر اثر واکنش گرمازای سیمان دمای آن افزایش خواهد یافت. از این رو در دماهای پایین، امکان بتن‌ ریزی در این گونه مقاطع امکان‌ پذیر است. پس از ساخت بتن، باید زمان ریختن بتن و رسیدن بتن به محل پمپاژ را کم کرد. محافظت از دمای بتن و نوع وسیله حمل کننده نیز، دارای اهمیت زیادی است.

عوامل موثر در انتخاب مخلوط ضد یخ مناسب

عواملی که با توجه به آنها، انتخاب مواد افزودنی ضد یخ بتن انجام می‌گیرد، شامل موارد زیر می‌شوند:

نوع سازه

روش‌های محافظت شده در بتن ریزی در آب و هوای سرد

شرایط عملیات

مارک انواع ملات و سیمان

به صورت کلی مقدار استفاده از این نوع افزودنی‌ها را می‌توان به طور تجربی به دست آورد.

سخن پایانی

در این مقاله متوجه شدیم که یکی از چالش‌های مهم صنعت ساختمان سازی، انجام فعالیت‌ها در موقع یخبندان و در هوای سرد می‌باشد. در چنین مواقعی، احتمال یخ زدگی بتن افزایش پیدا می‌کند، به همین علت نیز عملیات هیدراسیون به درستی انجام نمی‌شود. استفاده از ضد یخ بتن، راه حل خوبی است که می‌تواند این مشکل را حل کند. در واقع ضد یخ بتن با پایین آوردن نقطه انجماد در بتن، بتن ریزی در هوای سرد را ممکن می‌سازد.

امیدواریم این مطلب برای شما مفید و کاربردی بوده باشد. با به اشتراک گذاشتن نظرات خود، ما را در نوشتن محتوایی بهتر یاری کنید.