ضد یخ بتن چیست؟

ضد یخ بتن یکی از انواع افزودنی های بتن است که در فصول سرد سال با هدف ارتقا کیفی بتن و جلوگیری از ایجاد یخ زدگی در بتن مورد استفاده قرار می گیرید. بتن به دلیل ارزانی، شکل پذیری ، مقاومت و دوام بالا و… به عنوان پرمصرف ترین ماده مورد استقبال صنعت ساخت و ساز قرار گرفته و استفاده از مواد شیمیائی افزودنی در آن، امروزه بسیار رایج می باشد و با استفاده از این مواد می توان به اهداف کیفی بالائی در بتن دست یافت.

استفاده از افزودنی ضد یخ بتن جهت بتن ریزی در فصول سرد سال

چالش یخ زدن بتن

آب به عنوان یکی از ارکان بتن، سیالی است که در حالت خالص دارای نقطه انجماد صفر درجه سانتیگراد می باشد. این محدوده دمائی در فصول سرما در بسیاری از مناطق دنیا تجربه می شود و در این شرایط به مرور زمان، آب انرژی خود را به محیط داده و شروع به انجماد می کند. این پدیده همراه با افزایش حجم همراه می باشد.

با افزایش ناخالصی آب، نقطه انجماد آب کاهش یافته و هرچه غلظت این ناخالصی ها بیشتر می شود، نقطه انجماد آب نیز کمتر و کمتر می شود. حضور ناخالصی در ترکیبات دیگر نیز همین مسئله را باعث می شود و دلیل آن افزایش بی نظمی در شبکه ماده مورد نظر که به عبارتی افزایش آنتروپی در ماده مورد نظر می باشد. با افزایش آنتروپی تمایل آن ماده برای حضور در حالت مایع بیشتر می شود و در سطح مولکولی، بطور مثال مولکولهای آب در شرایط سخت تری یکدیگر را یافته و با همدیگر تشکیل شبکه کریستالی می کنند.

بتن در حالت تازه ساخته شده، نرم می باشد و آب موجود در بتن نیز خالص نمی باشد و لذا معمولا در دماهای پائین تر از صفر درجه منجمد می شود و با کاهش دمای محیط این مسئله شدت پیدا می کند. در زمانی که بتن هنوز به گیرش نرسیده است این مسئله می تواند خطرناک باشد به این دلیل که:

• با یخ زدن آب، شبکه بتن با افزایش حجمی که یخ در بتن ایجاد می کند متلاشی می شود.
• بتن نهائی با افت مقاومت زیادی همراه می شود.

معمولا در مناطقی که شرایط یخ زدگی کم اتفاق می افتد، به گونه زیر عمل خواهند کرد:

• در آن مقاطع بتن ریزی ها متوقف شده و در زمان هایی بتن ریزی صورت می پذیرد که بتن قبل از رسیدن به سرمای زیاد، به گیرش رسیده باشد.
• بتن ریزی در روز با استفاده از زودگیر کننده های بتن در این مناطق بسیار رایج می باشد.

در مناطقی که زمان سرما بسیار زیاد است، بطور مثال کشورهای شمالی اروپائی، نواحی شمال روسیه، کانادا و مشابه آنها که زمان زیادی از سال در سرماهای بسیار شدید به سر می برند، نیاز می باشد تمهیداتی اندیشیده شود تا بتوان سرعت اجرای پروژه ها را افزایش داد. برای اینکار استفاده از مواد افزودنی ضد یخ بتن در این مناطق بسیار رایج می باشد.

مکانیسم عملکرد ضد یخ بتن

ترکیبات ضد یخ بتن عبارتند از:

• ترکیب آلی
• ترکیب معدنی

این ترکیبات به صورت خالص و یا ترکیبی از چند ماده به بتن افزوده می شود.

میزان مصرف این ترکیبات به صورت زیر می باشد:

1. باید به میزانی استفاده شوند که در دمای آن منطقه، مانع از انجماد آب بتن شود.
2. با افزایش دمای محیط، به سطحی که انرژی اکتیواسیون واکنش هیدراتاسیون سیمان را فعال می کند، هیدراتاسیون انجام می پذیرد.
3. این روند ادامه می یابد تا در مدت مناسب، بتن به استحکام مطلوب برسد.
4.  

ترکیب معدنی

ضد یخ های بتن رایج معمولا نمک های معدنی محلول در آب می باشند. رابطه بین شیمی نمک ها با قدرت آن ها به عنوان ضد یخ در جرم مولی آن هاست. هرچه جرم مولی نمک مورد نظر کمتر باشد، قدرت آن ضد یخ نیز بیشتر می شود.

مثلا نمک طعام یک ضد یخ بسیار مناسب می باشد هر چند حضور کلر در ساختار آن، باعث می شود که در بتن های مسلح نتوان از آن استفاده کرد.

انواع نمک ها و ترکیب آن ها در این خصوص مورد تحقیق واقع شده و به مصرف می رسند. با استفاده از ترکیبات مناسب می توان دمای انجماد بتن را به زیر منفی 30 درجه سانتیگراد و یا حتی کمتر رسانید و برای اینکار از مقادیر بیشتر ضدیخ در بتن باید استفاده کرد. گاهی تا 20 درصد وزنی سیمان ضدیخ در بتن استفاده می شود تا به هدف مطلوب رسید.

ترکیب آلی

ترکیبات آلی محلول در آب نیز که فراریت کمی دارند نیز عملکرد ضدیخی دارند. اتیلن گلیکول یکی از شناخته شده ترین این ترکیبات می باشد که به این منظور امکان استفاده دارد ولی از آنجا که مصارف زیاد آن در بتن، باعث اختلال در گیرش شده معمولا به مقدار زیاد در بتن استفاده نمی شوند.

تفاوت میان زودگیر بتن و ضد یخ بتن چیست؟

افزودنی های زودگیر بتن ترکیبات شیمیائی هستند که به بتن افزوده شده و سرعت هیدراتاسیون سیمان را افزایش می دهند. مصرف این مواد در فصول سرما، در کارخانه های تولید قطعات پیش ساخته و اجرای شاتکریت ها رایج می باشند.

مکانیسم عمل زودگیر بتن کاملا با مواد افزودنی ضدیخ بتن متفاوت است. این مواد معمولا نمک های کلسیم محلول در آب می باشند و در اینجا نقش اصلی را یون های کلسیم حل شده در محلول آب بتن ایفا می کند که با افزایش غلظت این یون، طبق اصل لوشاتلیه، سرعت واکنش هیدراتاسیون افزایش می یابد، در حالیکه در ضد یخ بتن، ماده افزودنی با ایجاد بی نظمی در بین مولکول های آب، مانع از یکپارچگی در شبکی کریستالی آب می شوند.

لازم به ذکر است که کیفیت مواد اولیه زودگیر بتن، تاثیر مستقیم بر کیفیت آن داشته و عامل تعیین کننده قیمت زودگیر بتن (ضد یخ بتن)  می باشد.

نتیجه گیری:

• ضدیخ بتن و زودگیر بتن دو افزودنی متفاوت با عملکردهای متفاوت می باشند.
• آنچه در کشور ما در فصل سرما مصرف می شود، زودگیر بتن بوده و ضدیخ بتن نیست و این نام به غلط مصطلح شده است.
• میزان مصرف ضدیخ بتن بسیار بیشتر از میزان زودگیر بتن در واحد حجم بتن می باشد.
• زودگیر های بتن، نمک های کلسیم محلول در آب مانند، کلسیم نیترات، کلسیم فرمیات، کلسیم کلراید، کلسیم نیتریت و … می باشند ولی ضدیخ بتن معمولا نمک های معدنی محلول در آب با جرم مولی ترجیحا کم می باشند.
• ضدیخ های مصرفی در ماشین که از نوع ترکیبات آلی می باشند، مناسب بتن نمی باشند و در مقادیر بسیار کم همراه با نمکها در فرمولاسیونهای ضدیخ به کار می روند.
• در مناطقی که دوره زمانی انجماد آب محدود به چند ساعت می باشد، استفاده از ضدیخ لازم نیست و با تمهیدات مناسب و استفاده از زودگیر های بتن می توان به بتن های با کیفیت رسید. گاهی که دوره طولانی می شود بهتر است بتن ریزی متوقف شده و بعد از عبور از آن دوره بتن ریزی انجام داد.

منبع:

فروشگاه اینترنتی کپکوکالا | CAPCOKALA