ضدیخ بتن چیست؟ بررسی جامع و کاربردها

بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است که در شرایط آب و هوایی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، در شرایط آب و هوایی سرد، احتمال یخ زدگی بتن افزایش می‌یابد. بتن از سیمان، سنگدانه‌ها، آب و مواد افزودنی تشکیل شده است. آب موجود در بتن در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد یخ می‌زند. یخ زدن آب باعث افزایش حجم آن می‌شود. این افزایش حجم می‌تواند باعث ایجاد ترک‌خوردگی و کاهش مقاومت بتن شود.با این حال یکی از سوالات پیش آمده ممکن است این باشد پس چگونه از یخ زدگی بتن جلوگیری کنیم؟

استفاده از ضدیخ بتن در حین عملیات بتن ریزی می تواند گزینه خوبی برای مقاوم سازی بتن در برابر شرایط محیطی و آب و هوایی سرد باشد. در ادامه، این موضوع به طور کامل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

ضدیخ بتن چیست و چگونه موجب یخ زدایی بتن میشود؟

ضدیخ بتن یا کنکریت آنتی فریز (Concrete Anti Freeze) یا به عبارتی دیگر زودگیر ، ماده‌ای افزودنی است که به مخلوط بتن افزوده می‌شود تا از یخ‌زدن بتن در شرایط محیطی سرد جلوگیری نماید. این ترکیب افزودنی عمدتاً از ترکیباتی تشکیل شده است که به وسیله‌ی کاهش دمای یخ‌زدگی بتن، به عبارت دیگر افزایش نقطه انجماد بتن، مانع از ایجاد یخ در ساختار بتن می‌شوند. به عبارت دقیق‌تر، استفاده از ضدیخ بتن اجازه می‌دهد تا بتن در دماهای پایین‌تر، مانند 30 درجه سانتی‌گراد، به صورت مقاومت‌تری در برابر یخ‌زدگی عمل کند.

ضدیخ بتن در فرآیند تهیه بتن به مخلوط افزوده می‌شود و با ترکیب با دیگر مواد بتن، ویژگی‌های حفاظتی این ماده در برابر یخ‌زدگی به ساختار بتن منتقل می‌شود. این عمل باعث می‌شود تا بتن در شرایط هوای سرد، هنگامی که خطر یخ‌زدگی وجود دارد، کارایی بهتری داشته باشد.استفاده از ضدیخ بتن در پروژه‌های ساخت و ساز، به ویژه در مناطق با آب و هوای سرد، از آسیب به ساختار بتن جلوگیری می‌کند و به دلیل افزایش نقطه انجماد بتن، کیفیت نهایی ساختمان را بهبود می‌بخشد.

ضدیخ بتن از چه موادی تشکیل شده است؟

به طور کلی، موادی که در ترکیب ضدیخ بتن به کار می‌روند، به دو دسته اصلی شیمیایی و فیزیکی تقسیم می‌شوند. مواد شیمیایی عمدتاً باعث کاهش نقطه انجماد بتن می‌شوند و در نتیجه از یخ‌زدگی بتن جلوگیری می‌کنند، در حالی که مواد فیزیکی باعث افزایش حجم بتن و کاهش تراکم آن می‌شوند.

مواد شیمیایی بکار رفته در ترکیب ضدیخ بتن

این دسته از مواد به دلیل ترکیبات خاص خود مانند نمک‌های کلریدی (مثل کلرید کلسیم یا کلرید سدیم) یا افزودنی‌های آلی باعث کاهش نقطه انجماد بتن می‌شوند. این کاهش دمای یخ‌زدگی بتن باعث می‌شود تا بتن در دماهای پایین‌تر از حد حساس به یخ‌زدگی شود.

• کلسیم کلرید (CaCl2): کلسیم کلرید یکی از رایج‌ترین مواد شیمیایی است که در ترکیبات ضدیخ بتن به کار می‌رود. این ماده نقطه انجماد آب را تا 10 درجه سانتیگراد کاهش می‌دهد. با افزایش حلالیت در آب، کلسیم کلرید می‌تواند به طور مؤثر از یخ‌زدگی بتن جلوگیری کند.
• سدیم کلرید (NaCl): سدیم کلرید نیز همانند کلسیم کلرید، نقطه انجماد آب را کاهش می‌دهد. این ماده تا 6 درجه سانتیگراد می‌تواند بتن را از یخ‌زدگی حفاظت کند. همچنین به عنوان یک ماده ارزان‌تر، استفاده از سدیم کلرید در برخی موارد مورد توجه قرار می‌گیرد.
• سدیم نیترات (NaNO3): سدیم نیترات نیز به عنوان یک ماده در ترکیبات ضدیخ بتن استفاده می‌شود. این ماده نقطه انجماد آب را تا 7 درجه سانتیگراد کاهش می‌دهد. استفاده از سدیم نیترات به دلیل خصوصیات خود، به مقداری متوسط از یخ‌زدگی بتن جلوگیری می‌کند.
• کلسیم نیترات (Ca(NO3)2): کلسیم نیترات نیز یک ماده مؤثر در کاهش نقطه انجماد آب بتن است. این ماده می‌تواند نقطه انجماد آب را تا 8 درجه سانتیگراد کاهش دهد. استفاده از کلسیم نیترات باعث ایجاد پایداری در ساختار بتن در مواجهه با شرایط سرمایی شده و از احتمال آسیب به بتن به علت یخ‌زدگی جلوگیری می‌کند.

مواد فیزیکی بکار رفته در ترکیب ضدیخ بتن

مواد فیزیکی همچون افزودنی‌های پوزولانی (مانند خاکستر پوزولانی یا سیلیس میکرونی) باعث افزایش حجم بتن و کاهش تراکم آن می‌شوند. این افزایش حجم به بتن امکان می‌دهد که در حین یخ‌زدگی حجم افزایش یابد و فشار ناشی از یخ زدگی را کاهش دهد. این به ویژه در شرایط سرمایی مفید است زیرا از تشکیل ترک و آسیب به ساختار بتن جلوگیری می‌کند.

• اتیلن گلیکول (C2H6O2): اتیلن گلیکول یک ماده مایع است که نقطه انجماد آن بسیار پایین است. این ماده به عنوان یک افزودنی فیزیکی در ترکیبات ضدیخ بتن استفاده می‌شود. اتیلن گلیکول باعث افزایش حجم بتن و کاهش تراکم آن می‌شود. این ویژگی باعث ایجاد فشار داخلی در بتن می‌شود که در مقابل اثرات یخ‌زدگی، از تشکیل ترک و آسیب به ساختار بتن جلوگیری می‌کند.
• پلیمرهایی مانند پلی وینیل الکل (PVA): پلیمرهایی همچون پلی وینیل الکل (PVA) نیز جزء افزودنی‌های فیزیکی در ترکیبات ضدیخ بتن محسوب می‌شوند. این پلیمرها با افزایش حجم بتن و کاهش تراکم آن، به بتن امکان می‌دهند که در حین یخ‌زدگی حجم افزایش یابد و به تشکیل ترک و آسیب به ساختار بتن جلوگیری کند. همچنین، این پلیمرها به علت انعطاف‌پذیری خود، می‌توانند از خطر ایجاد ترک‌های زیرسطحی ناشی از یخ‌زدگی جلوگیری کنند.

ضدیخ های شیمیایی معمولاً موثرتر از ضدیخ های فیزیکی هستند، اما ممکن است باعث خوردگی فلزات شوند. ضدیخ های فیزیکی معمولاً ایمن تر هستند، اما ممکن است به اندازه ضدیخ های شیمیایی موثر نباشند.

هنگام انتخاب ضدیخ بتن، عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:

• دمای محیطی مورد انتظار
• مدت زمانی که بتن در معرض یخ زدگی قرار خواهد گرفت
• نوع بتن مورد استفاده
• هزینه ضدیخ

ضدیخ بتن باید مطابق با استانداردهای انجمن ملی بتن (ACI) انتخاب شود. ACI استانداردهای خاصی را برای عملکرد ضدیخ بتن تعیین می کند، از جمله کاهش نقطه انجماد، سازگاری با سیمان و مقاومت در برابر خوردگی.

نحوه یخ زدایی بتن با استفاده از ضدیخ

در نحوه استفاده از ضدیخ یا به عبارتی دیگر زودگیر در بتن به منظور یخ زدایی و افزایش کارایی و بهره برداری مناسب از بتن، در ابتدا این افزودنی بتن به مصالح بتن اضافه شده ویا با آب و سیمان مخلوط شده و سپس به صورت کامل و یکنواخت به بتن اضافه می شود.

استفاده از این افزودنی در بتن به منظور جلوگیری از تشکیل یخ، مخصوصاً در شرایط سردسیر، به تضمین عمر و عملکرد بهتر سازه‌ها کمک می‌کند. این اقدام نه تنها از ایجاد خرابی‌های ناشی از تجمع یخ در ساختارهای بتنی جلوگیری می‌کند، بلکه همچنین به افزایش مقاومت بتن در برابر تغییرات دما کمک می‌کند.

مهمترین مرحله در استفاده از ضدیخ در بتن، تأمین افزودنی به صورت یکنواخت در ترکیب بتن است. این اقدام از اطمینان اطمینان حاصل می‌کند که تمام نقاط ساختار بتنی با همان نسبت مشخص از افزودنی در مخلوط آماده می‌شود و در نتیجه، اثربخشی زودگیر و جلوگیری از یخ‌زدایی به بهترین شکل ممکن رقم می‌خورد.