اثرات ضد یخ بتن در ساختمان‌سازی
ضد يخ‌ها مواد افزودني مي‌باشند كه جهت جلوگيري از يخ زدن بتن در شرايط آب و هوايي سرد و به منظور اجتناب از توقف بتن ريزي در اين شرايط آب هوايي در مخلوط هاي بتني مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
از اين مواد افزودني براي رساندن مقاومت بتن ريخته شده در شرايط آب و هوايي سرد، به مقاومت هاي مورد نظر طراحي استفاده مي‌شود. در اين تحقيق جهت بررسي صحت اين ادعا 15 سري مخلوط هاي مختلف بتني با طرح اختلاط هاي يكسان ولي با سيمان ها و ضديخ هاي مختلف تهيه شده‌اند. سيمان هاي مصرفي از سه نوع سيمان پركاربرد در منطقه آذربايجان مي‌باشند و ضد يخ‌هاي مورد استفاده، از دو نوع ضد يخ مايع و ضد یخ پودری توليد شده توسط شركت هاي فعال در زمينه‌ي توزيع افزودني‌هاي بتني در داخل كشور هستند. نمونه‌هاي بتن سخت شده تحت آزمايشات تعيين مقاومت فشاري، تعيين درصد هواي موجود در مخلوط بتني، تعيين مقدار كلر موجود در نمونه‌ها قرار گرفتند. نتايج تحقيق نشان دهنده‌ي اين است كه به كار بردن ضد يخ‌ها در طرح اختلاط بتن عليرغم صرف هزينه‌ي اضافي در طرح، به تنهايي نمي‌تواند مقاومت پيش‌بيني شده‌ي طرح را برآورده كند و رسيدن به مقاومت مورد نظر مستلزم اجراي عمليات خاص نگهداري و عمل آوري بتن در اين شرايط آب و هوايي خاص نيز مي‌باشد. ولي از نقطه نظر خوردگي ميلگردهاي موجود در بتن، عليرغم اينكه هر دوي ضد يخ‌هاي مايع و پودري باعث انتقال يون كلر به داخل مخلوط بتن مي‌باشند، ولي به علت مقدار كم اين يون در بتن‌هاي تهيه شده با ضد يخ‌هاي مايع نمي‌توان به اين نتيجه رسيد كه باعث افزايش خوردگي ميلگردهاي موجود در بتن مي‌شوند. اما نتايج در مورد ضد يخ هاي پودري نشان مي‌دهد كه اين مواد مقدار يون كلر بيش از مقدار استاندارد به داخل مخلوط بتني انتقال مي‌دهند، كه باعث خوردگي ميلگردهاي موجود در بتن خواهد شد به نحوي كه حتي با قالب فلزي بتن ريخته شده در آن نيز واكنش شيميايي نشان داد.
برای اجتناب از اثرات نامساعد یخ زدگی در بتن تازه، رعایت بعضی از نکات لازم است. درجه حرارت در زمان بتن‌ریزی را می‌توان به وسیله گرم کردن مواد متشکله مخلوط افزایش داد. آب به آسانی حرارت داده میشود، با داغ نمودن آب درجه حرارت بتن به اندازه کافی افزایش می‌یابد. بهتر است که بتن در حرارت ۷ تا ۱۲ درجه سانتیگراد گیرش نماید و در طی سه روز بعدی حرارت بتن کمتر از حدود ۱۰ درجه سانتی گراد نشود.
یخ زدگی بستگی به روند و ادامه تغییرات درجه حرارت دارد و زمانی‌که کاهش درجه حرارت همراه با باد باشد، شدیدتر خواهد شد. هنگامی که مقداری آب یخ می‌زند غلظت یون داخل آب یخ نزده و نقطه انجماد بالا می‌رود. منافذی که به اندازه کافی داخل آن آب است یخ می‌زند در نتیجه هیدراتاسیون کاملاً متوقف میشود و بنابراین استحکام بتن، نیروهایی که بوسیله انبساط یخ تولید می‌شوند(حجم یخ اشغالی حدود ۹٪ بیشتر از آّب) ممکن است در یکپارچگی طولانی مدت بتن زیان آور باشد. باید توجه داشت که بتن گرم در بستر سرما، گرما از دست می‌دهد و افت دما پیدا می‌کند. دانستن این مسئله بسیار مهم است که اگر ساختار به دلیل کیورینگ و محافظت نامناسب دچار خرابی شده باشد رسیدن بتن به مقاومت ۲۸ روزه مخصوص بی فایده خواهد بود.
بتنی که از یخ زدگی محافظت شده است تا وقتی که به مقاومت فشاری حداقل ۳٫۴۵Mpa برسد بدلیل قرار گرفتن در معرض یک چرخه یخ زدگی تنها دچار خرابی نمی‌شود. بتنی که محافظت میشود یا احتمالاً عمل آوری میشود علی‌رغم قرار گرفتن در معرض هوای سرد به مقاومت نهایی می‌رسد. به جز در گرما و محوطه حفاظتی، نیازی به تأمین رطوبت خارجی برای عمل آوری در زمان هوای سرد نیست یا این نیاز کمتر است.
با افزودن ضدیخ بتن به مخلوط بتن هیدراتاسیون کلسیم آلومینات سیمان سرعت می‌گیرد. حرارت حاصل به تند کردن گیرش بتن و تقلیل خطرات ناشی از افت سریع دمای محیط کمک می‌کند. اضافه نمودن ضد یخ به مخلوط بتن از مقدار آب مورد نیاز با توجه به اسلامپ ثابت کم می‌کند. بدین ترتیب فشردگی و تراکم بتن تازه و پایداری بتن سخت شده در مقابل سیکل‌های انجماد و ذوب افزایش می‌یابد.
برای جلو گیری از یخ زدن بتن نه تنها باید از ضدیخ بتن استفاده نمود بلکه باید به نکات و توصیه زیر توجه نمود:
حداقل دمای محیط برای انجام بتن ریزی باید ۵+ سانتی گراد باشد و در صورتیکه دمای محیط کمتر از این حد باشد از بتن ریزی جداً خودداری نمايید.
حداقل دمای بتن در هنگام بتن ریزی به ضخامت‌های مختلف سازه بستگی دارد.
دمای اجزا بتن هنگام اختلاط باید حداقل ۱۲+ درجه سانتیگراد باشد. و در صورت لزوم بایستی از روش‌های مختلف گرم کردن آب و مصالح استفاده شود چنانچه امکانات لازم برای گرم کردن مصالح سنگی فراهم نباشد با استفاده از پوشش مناسب آنها را از برف و یخبندان محفوظ نگه داشت.
انواع ضد یخ بتن
ضد یخ بتن پودری
ضد یخ بتن پودری، از ترکیب نمک‌های معدنی و کلسیم کلراید خالص با یک نسبت خاص تولید شده است. که باعث افزایش گرمازایی در بتن، کاهش نقطه انجماد ملات، بتن، تامین زودرس مقاومت اولیه، افزایش انسجام و دوام بتن و ملات در برابر یخبندان و تسریع در گیرش میشود. عمده مصارف ضد یخ بتن پودری در مناطق سردریز و یخبندان، زمان‌هایی که افت سریع دمای محیط پیش بینی میشود، است. گیرش سریع بتن جهت استفاده سریع در سازه بتنی، استفاده در بتن‌های غیر مسلح به دلیل حضور یون کلرید کاربرد دارد که این نوع ماده به علت یون کلراید فقط در بتن‌های غیر‌مسلح استفاده میشود. استفاده از این نوع ضد یخ بتن در بتن‌های مسلح، به علت این که بر پایه یون کلراید است، مجاز نیست.
ضدیخ بتن پودری را به دو روش استفاده می‌کنند:
- ترکیب هم‌زمان با آب اختلاط بتن، پس از اختلاط بتن یا ملات به آن اضافه میشود. میزان مصرف ضدیخ بتن به برودت هوای محیط برای ۸ الی ۱۲ ساعت بعد از بتن ریزی و همچنین به عیار بتن بستگی دارد. لذا پیش بینی تغییرات دمای محیط به منظور تعیین دقیق مقدار مصرف باید همواره مورد توجه قرار گرفته شود.
ضد یخ بتن مایع
ضد یخ بتن مایع بدون کلراید
ضد یخ مایع بدون کلراید بر پایه نیتریت‌های سدیم و کلسیم حاوی یون‌های فعال واکنش‌گر است و مصرف آن در بتن در هوای سرد و یخبندان برتری‌های زیر را دارد، در جریان فعل و انفعالات شیمیایی با سیمان حرارت هیدراتاسیون درونی بتن تازه را بالا می‌برد و به روند گیرش (از ۱۲ ساعت به ۴ الی ۵ ساعت) آن سرعت می‌بخشد و ضمن کاهش نقطه انجماد آب خطرات ناشی از افت سریع حرارت محیط و یخ زدن آب در جسم بتن و ملات تازه را بر طرف می‌سازد در نتیجه به استحکام و دوام بتن در مقابل سیکل‌های متناوب یخبندان و ذوب می‌افزاید.
عمده مصارف ضد یخ بتن مایع، جهت جلوگیری از یخ زدن بتن‌های مسلح و غیر مسلح، مناطق سردریز و یخبندان (هوای سرد به شرایطی اطلاق میشود که متوسط دمای محیط برای بیش از ۳ روز متوالی کمتر از ۵ درجه سانتی گراد باشد)، گیرش سریع بتن جهت استفاده سریع از سازه بتنی و قالب‌ها، زمانی که افت سریع دما پیش بینی میشود، قابلیت سازگاری با کلیه تیپ‌های مختلف سیمان است.
میزان مصرف ضد یخ بتن مایع به برودت هوای محیط برای ۸ الی ۱۲ ساعت بعد از بتن ریزی و همچنین یه عیار بتن بستگی دارد. لذا پیش بینی تغییرات دمای محیط به منظور تعیین دقیق مقدار مصرف باید همواره مورد توجه قرار بگیرد. به عنوان مثال اگر سازه‌های با بتن ۳۵۰ کیلو گرم بر متر مکعب ریخته شود و دما در شب به ۷- درجه سانتی گراد برسد باید ۵/۲٪ وزن سیمان مصرفی از ضدیخ استفاده نمود.
ضد یخ بتن مایع با کلراید
ضد یخ بتن مایع با کلراید افزودنی است که با مکانیزم شتاب دهندگی در عمل هیدراتاسیون و کاهش دمای انجماد از یخ زدگی بتن در سرما و یخبندان، متلاشی شدن یا عدم کسب مقاومت بتن جلوگیری می‌کند. این محصول کلرایدی بوده و در سازه‌های غیر مسلح بکار برده میشود. از مزایای استفاده از این نوع ضد یخ بتن، افزایش مقاومت اولیه و نهایی بتن، بتن ریزی در دماهای زیر صفر درجه، جلوگیری از یخ زدن بتن، جلوگیری از متلاشی شدن بتن در دماهای زیر صفر درجه، قابلیت سازگاری با انواع تیپ‌های مختلف سیمان، کاهش آب مصرفی تا ۱۰ درصد است.
این محصول را می‌توان با بتن آماده قاطی کرد و پس از همگن شدن واختلاط کامل بتن‌ریزی کرد یا می‌توان محصول را در زمان ساخت بتن در بچینگ و یا به بتن آماده در تراک میکسر اضافه نمود. باید در نظر داشت به میزانی که ضد یخ بتن ریخته میشود باید از وزن آب مصرفی کاسته شود همچنین قبل از بتن ریزی، سطح قالب‌ها و آرماتور‌ها را از برف و آب بزدایید. نکته مهم این محصول کلرایدی بودن است و به هیچ عنوان در سازه‌های مسلح نباید به کار برده شود.
ضد یخ بتن DEZOCRETE N-350
Dezocrete N-350 ضدیخ بتن مایع (فاقد کلر) جهت حفاظت بتن در برابر یخ زدگی در دمای پایین‌تر از صفر درجه، جهت بتن ریزی در هوای سرد و یخبندان مناسب است. با افزایش دمای بتن و تاثیر بر روند هیدراتاسیون باعث کسب مقاومت زود هنگام، افزایش اسلامپ، خاصیت هوازایی شده و بتن را از یخ زدگی محافظت می‌نماید. بایستی پس از اتمام بتن ریزی، سطوح بتنی را با لحاف پشم شیشه و یا هر عایق دیگری کاملا پوشش داد تا از اتلاف دمای بتن جلوگیری شود.
مقدار دقیق مصرف ضدیخ بتن Dezocrete N-350 بستگی به دما و زمان بتن ریزی دارد.
ضد یخ بتن مسلح بدون کلراید Fabantifz-RE
ضدیخ بتن Fabantifz-RE، افزودنی ضدیخ بتن مسلح بدون کلراید بر پایه ترکیبات نیتروژنی است. به کاربردن مواد نیتروژنی و کلسیم نیتروژنی در ضد یخ بتن مسلح با استناد به منابع علمی بعنوان مواد بازدارنده خوردگی مطرح شده، در حالی که مصرف مواد پایه کلرایدی از طرف منابع علمی و استانداردها در بتن مسلح منع شده است.
افزودنی ضد یخ بتن مسلح بدون کلراید به عنوان بهترین مواد افزودنی برای بتن‌های مسلح با حداکثر غلظت و با کمترین میزان مصرف بدون عوارض جانبی معرفی شده است. در ساخت این افزودنی ضدیخ بتن مسلح بدون کلراید به هیچ عنوان از مواد کلرایدی کمک گرفته نشده است. از این نوع ضد یخ برای تهیه بتن عادی یا تقویت شده در دمای کمتر از ۱۰- درجه سانتیگراد و استفاده در ملات های سیمانی در هوای سرد می‌توان استفاده کرد.
ضدیخ بتن فایبر
افزودنی ضدیخ بتن فایبر برای بتن مسلح، تـرکیبى از مـواد معدنى و آلـى بر پایه نیتروژن است. در ساخت این نوع ضد یخ بتن مسلح بدون کلراید به هیچ عنوان از مواد کلرایدی استفاده نشده است. مواد نیتروژنی و کلسیم نیتروژنی در ضدیخ بتن به عنوان مواد بازدارنده خوردگی مطرح شده است. بتن ریزی در هوای سرد با استفاده از این ضد یخ بتن امکان پذیر است با وجود استفاده از این ضد یخ بتن یا هرگونه ضد یخ بتن در هنگام بتن ریزی در هوای سرد، رعایت الزامات بتن ریزی در هوای سرد و آیین نامه‌ای نباید فراموش شود. در حقیقت استفاده از ضد یخ بتن یک اقدام تکمیلی است و باید تمهیدات بتن ریزی درهوای سرد همانند کیورینگ و دیگر عوامل رعایت شود. به علت غلظت بالای این نوع ضد یخ بتن با کمترین میزان مصرف می‌توان به نتیجه مطلوب و بدون عوارض جانبی رسید. بالارفتن سرعت هیدراتاسیون، افزایش حرارت زایی بتن، پایین آمدن نقطه انجماد و تسریع زمان گیرش اولیه از خصوصیات مهم ضدیخ بتن فایبر است.
ضد یخ بتن S
ضد یخ بتن S یک ترکیب پودری است که برای تسریع در ساخت بتن منجر به بهبود واکنش هیدراسیون سیمان میشود و در صورتی که مقدار مناسب از این ماده مصرف شود می‌تواند تاثیر چشمگیر بر سرعت تهیه بتن داشته باشد. بدون اینکه تاثیر زیادی بر وضعیت عادی محصول بگذارد. مزایای استفاده از این نوع ضد یخ بتن، افزایش خروجی محصول حتی در دمای سرد و تقویت مکانیکی سریع (پس از ۲۴ ساعت) در مقایسه با بتنی که بدون این ترکیب تهیه میشود؛ عدم کاهش در قدرت مکانیکی نهایی محصول، ترخیص سریع و ایمن محصول، حذف احتمال آسیب رسانی یخ زدن احتمالی بر بتن تهیه شده است.
راه‌های دیگر جلوگیری از یخ زدگی بتن
گرم نگه داشتن مصالح و آب بتن
روشی نه چندان مناسب که در آن باید آب مخلوط بتن و خود مصالح را گرم کرد تا از یخ زدگی جلوگیری شود. که این کار زحمت زیادی نیاز دارد و کارایی لازم و کافی را در مقایسه با ضد یخ بتن ندارد.
استفاده از روان‌کننده زود گیر به جای ضد یخ بتن
در اکثر مواقع به جای ضد یخ بتن از انواع روان کننده های زودگیر برای افزایش سرعت فرایند گیرایی بتن استفاده می‌کنند. با استفاده از بتن زودگیر با توجه به سرعت بخشیدن در عمل گیرش، درجه انجماد محیط آبی بتن را تا حدودی می‌کاهد. چنانچه از این بتن زودگیر برای بتن ریزی در هوای سرد استفاده شود، با توجه به تمهیدات آیین نامه‌ای، بتن ریزی در هوای سرد امکان پذیر میشود اما این نکته را باید مد نظر داشت که اگر هدفمان صرفا جلوگیری از یخ زدن بتن است، فقط یک فاکتور اصلی مربوط به این مورد را تغییر بدهیم. ضد یخ بتن با کاهش نقطه انجماد بتن و شتاب دادن به فرایند هیدراسیون آن بهترین گزینه است…
منبع: پیشگامان ساختمان