ضد یخ بتن و آشنایی با مزایا و معایب آن

ضد یخ بتن یا افزودنی تندگیر کننده

بتن ریزی در هوای سرد یکی از چالش های بسیار بزرگ در صنعت ساخت و ساز می باشد. هوای سرد مشکلات زیادی را برای پروسه ی بتن ریزی می آفریند. یکی از این مشکلات، مشکل یخ زدگی بتن است که در آن آب موجود در بتن یخ می زند و مانع انجام عملیات هیدراسیون می شود. به صورت کلی هم دمای پایین باعث می شود تا هیدراسیون با سرعت کمتری انجام شود. به این ترتیب کل پروسه ی بتن ریزی و کسب مقاومت بتن با مشکلات زیادی روبرو می شود. نتیجه ی این ها می تواند کاهش دوام و استحکام بتن باشد که باعث می شود تا سازه برای استفاده آنچه برایش طراحی شده، مناسب نباشد. در طولانی مدت هم ممکن است ترک های در بتن به وجود بیاید یا بتن به صورت ورقه ورقه در بیاید که به هیچ وجه دلخواه ما نیست. برای رفع این مشکل، ایده های مختلفی مطرح شده است که مهم ترین آن ها استفاده از ضد یخ است. اما ماده ای که به عنوان ضد یخ بتن از آن یاد می شود به شکل های مختلفی وجود دارد و مانند تمامی مواد دیگر دارای انواع مختلفی است. اما هدف در تمامی آن ها یکی است. اول این نقطه ی انجماد آب موجود در بتن را به طریقی کاهش دهیم. همچنین در عین حال دمای داخل بتن را افزایش دهیم.
ضد یخ های بتن مواد شیمیایی هستند که به منظور پایین آوردن نقطه انجماد فاز مایع به آب اختلاط بتن اضافه می گردند و تا دمای °C 30- کاربرد دارند. استفاده از ضد یخ در بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد، دارای اصول فنی ساده و بسیار سودمند می باشد که باعث صرفه جویی 20 الی 50 درصدی زمان و انرژی در مقایسه با عمل آوری با بخار، گرم کردن بتن و... می باشد.
در روسیه بیش از 40 سال تجربه بتن ریزی بدون گرم کردن بتن وجود دارد، این امر با توجه به آب و هوای بسیار سرد روسیه می باشد. ضد یخ ها در بتن درجا، بتن مسلح، سازه های یکپارچه پیش ساخته و... در دمای (هوا، زمین) زیر °C5 و تا کمترین دمای روزانه °C 30- مورد استفاده قرار می گیرند.

ترکیب شیمیایی و عملکرد مواد افزودنی ضد یخ

دو گروه از مواد شیمیایی وجود دارد که می تواند بر ویژگی های بتن در شرایط انجماد تاثیر گذار باشد و سبب بهبود سختی در شرایط مختلف شود.

• گروه اول: گروه اول شامل مواد شیمیایی الکترولیت ضعیف، سدیم نیتریت، سدیم کلرید ، ترکیبات آلی غیر الکترولیتی و… است. این مواد دمای انجماد آب موجود در بتن را کاهش می دهند. این گروه به عنوان شتاب دهنده های ضعیف برای تقویت خواص و سختی بتن عمل می کنند.

• گروه دوم: این گروه شامل مواد افزودنی دوتایی و یا سه تایی می باشد. این مخلوط ها حاوی پتاس و مواد افزودنی بر پایه کلرید کلسیم ، نیتریت سدیم ، کلسیم کلرید با نیتریت سدیم ، نیترات کلسیم -نیترات-اوره و سایر مواد شیمیایی است. این مواد دارای خواص ضد یخ ، خاصیت تسریع کننده برای تقویت ستینگ تایم و بهبود سختی بتن می باشند.

به عنوان مثال استفاده از 8٪ نیتریت سدیم برای نگه داشتن مایعات در دمای 15- درجه سانتیگراد مناسب می باشد. این مواد افزودنی با کاهش نقطه انجماد فاز مایع و تسریع هیدراتاسیون سیمان در دمای انجماد سبب بهبود فرایند بتن ریزی در دمای سرد می شوند. مواد گروه دوم در دوز های بیشتری نسبت به مواد افزودنی معمولی مورد استفاده قرار می گیرند.

از آنجایی که زمان ستینگ تایم بتن ها کاهش می یابد در بازه ی زمانی کمتری می توان از قالب ها مجددا استفاده نمود و میزان تولید را بهبود بخشید. در جدول زیر می توانید تفاوت ما بین بتن های ساده و بتن های حاوی مواد افزودنی از نظر مقاومت را در بازه های زمانی 3 ، 7 و 28 روزه مشاهده نمود.

مزایای ضد یخ بتن

با توجه به توضیحاتی که تا به اینجا در رابطه با ضد یخ بتن مطرح کردیم می توان انتظار وجود مزایای بسیاری را در رابطه با ضد یخ بتن داشت. از مزایای ضد یخ بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد که شامل:

• تامین شرایط ایده آل در محیط و آب و هوای سرد و دماهای زیر صفر
• سرعت کار در اثر استفاده از این افزودنی بتن افزایش پیدا می کند و فشار وارد بر قالب و قالب برداری نیز به سرعت کاهش می یابد. در بتن پاشی خشک استفاده از این افزودنی، غبار حاصل از این روش را بسیار کم می کند.
• این افزودنی بتن را تا رسیدن به مقاومت کافی برا گیرش نهایی را حفظ می کند. در حقیقت مقاومت سنین پایین بتن را تا دو برابر افزایش می دهد. دوره عمل آوری بتن در سرما طولانی و هزینه بر می باشد. با این روش زمان مراقبت کاهش پیدا کرده و به دنبال آن هزینه ها هم کاهش می یابد. استفاده بیش از حد این افزودنی بتن را سریعا سفت کرده و قابلیت شکل پذیری و کارایی ندارد. در صورت به وجود آمدن چنین مشکلی امکان استفاده از روان کننده بتن برای حفظ کارایی وجود دارد. این افزودنی ها با هم سازگار هستند.

در صورت استفاده از ضدیخ بتن اندکی طرح اختلاط اصلی به هم می ریزد و تغییراتی در نتایج مقاومت نهایی دیده می شود. وجود یون کلر در بعضی انواع ضدیخ ها باعث محدودیت استفاده در سازه های بتن می شود.

معایب ضد یخ بتن

در کنار تمامی مزایایی که برای ضد یخ بتن اشاره کردیم می توانیم به چند مورد از معایب آن نیز بپردازیم. از معایب ضدیخ بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد که شامل:

• یک ایراد ضد یخ بتن زمان بسیار کم برای مصرف بتن دارای این افزودنی می باشد، به همین دلیل این افزودنی دقیقا قبل از بتن ریزی اضافه می شود.
• در برخی از موارد تغییرات رنگی پس از خشک شدن بتن در اثر استفاده از ضدیخ بتن مشاهده شده است. این موضوع در اثر واکنش سیمان قلیایی و یون کلرید می باشد. چنانچه لکه رنگ روشن روی زمینه تیره ایجاد شود، نسبت قلیایی سیمان به کلرید کم است و چنانچه لکه تیره روی زمینه روشن پدیدار گردد، نسبت قلیایی زیاد می شود. دلیل اصلی این موضوع عمل آوری نامناسب و تبخیر آب شدید است. چنانچه به طور مداوم بتن مرطوب باشد از چنین مشکلی به آسانی می توان جلوگیری کرد. این موضوع در سازه های بتن نمایان بسیار حائز اهمیت است.

راهنمای استفاده ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع و یا پودر حلال در آب است. برای افزایش کارایی و بهره وری این ماده در ابتدا به مصالح بتن افزوده شده و یا با آب مخلوط سیمانی قاطی شده و سپس به بتن اضافه می شود. به هنگام استفاده از این افزودنی از مخلوط شدن کامل و پخش یکنواخت آن باید اطمینان حاصل کرد. و گرنه امکان سفت شدن سریع قسمت های بتن در اثر عدم پخش وجود دارد. جدیدا زودگیرهای تولیدی دارای ترکیبات روان ساز بتن برای رفع مشکل قوام بتن در اثر استفاده از زودگیرها هستند. همین روان کننده بتن دلیل کاهش آب مصرفی بتن و افزایش اسلامپ بتن است. بتن کم آب دارای دوام بالا و مقاومت بیش تر است. بتنی که با این مواد ساخته می شود، نیاز به عمل آوری و مراقبت ویژه دارد. اول اینکه بتن آب کم دارد و واکنش هیدراسیون سیمان با مشکل مواجه می شود. دوم چون در هوای سرد معمولا از این افزودنی استفاده خواهد شد؛ امکان رساندن رطوبت زیاد به دلیل یخزدن وجود ندارد.

بتن غلتکی یاRCC و خواص مربوط به آن