ضد یخ بتن

فهرست :

1. ضد یخ بتن چیست
2. کاربردهای ضد یخ بتن
3. مزایای ضد یخ بتن
4. معایب ضد یخ بتن
5. ضد یخ بتن حاوی یون کلر باشد یا فاقد یون کلر
6. استانداردهای بین المللی
7. استانداردهای ایران
8. نکات استفاده
9. دلایل استفاده
10. روش های تولید
11. نگهداری از ضد یخ
12. نکات ایمنی

 

ضد یخ بتن چیست

ضد یخ بتن یا کنکریت آنتی فریز ( به انگلیسی : Concrete Anti Freeze ) یک ماده شیمیایی است که به بتن اضافه می‌شود تا از یخ زدن آن در دماهای پایین جلوگیری کند ؛ این ماده باعث می‌شود آب موجود در بتن در دماهای پایین‌ تر از نقطه انجماد یخ نزند ، بنابراین بتن در برابر یخ بستن و آسیب‌های ناشی از آن مقاوم می‌شود.

ضد یخ بتن انواع مختلفی دارد که بر پایه ترکیبات شیمیایی گوناگون ساخته می‌شوند. رایج‌ترین آنها نمک‌هایی مانند کلرید کلسیم و کلرید سدیم هستند. این مواد با جلوگیری از تشکیل بلورهای یخ، اجازه نمی‌دهند آب بتن یخ بزند.

 

 

کاربردهای ضد یخ بتن

ضد یخ بتن کاربردهای متنوعی دارد:

• محافظت از بتن در هوای سرد و یخبندان طی عملیات اجرایی ساختمان
• امکان بتن ریزی در فصل زمستان
• جلوگیری از آسیب سازه‌های بتنی در مناطق سردسیر
• محافظت از کف‌ها و دیوارهای بتنی در برابر یخ زدن
• استفاده در بتن‌ریزی سازه‌هایی مانند پل، سد، تونل و باند فرودگاه
• بهبود دوام بتن در برابر ذوب و یخبندان مکرر
• جلوگیری از خوردگی میلگردهای فولادی در اثر یخ زدن آب منفذی بتن
• افزایش استحکام بتن در دماهای پایین

بنابراین استفاده از ضدیخ بتن بسیار حائز اهمیت است تا بتن در برابر سرما مقاوم شود.

 

مزایا ضد یخ بتن :

• جلوگیری از آسیب سرما و یخ زدگی بتن
• امکان اجرای بتن ریزی در هوای سرد و زمستان
• حفظ مقاومت و دوام بتن در برابر چرخه‌های یخبندان و ذوب شدن
• جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی میلگردهای فولادی
• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سازه‌های بتنی
• افزایش عمر مفید سازه‌های بتنی در مناطق سردسیر
• بهبود کارایی و بازده پروژه‌های عمرانی در فصل زمستان
• سهولت اجرای پروژه‌های بتنی در تمام فصول سال
• کاهش هزینه‌های گرمایش موقت بتن در هوای سرد
• دستیابی به بتنی با دوام و مقاومت بالا در شرایط سخت آب و هوایی

بنابراین می‌توان گفت مصرف ضدیخ بتن مزایای فراوانی به همراه دارد.

 

معایب ضد یخ بتن

ضدیخ بتن علی‌رغم مزایای فراوان، معایب و محدودیت‌هایی نیز دارد:

• افزایش هزینه مصالح بتن به دلیل استفاده از مواد ضدیخ
• کاهش کارایی در دماهای بسیار پایین‌تر از حد مجاز
• احتمال کاهش مقاومت فشاری بتن تا حدودی
• خورندگی و آسیب به میلگردها در اثر واکنش با برخی ضدیخ‌ها
• محدودیت در انتخاب نوع مصالح سنگی بتن
• افزایش نفوذپذیری و کاهش دوام بتن
• ایجاد حباب‌های هوا در اثر واکنش با برخی افزودنی‌ها
• نیاز به مراقبت‌های ویژه در نگهداری و عمل‌آوری بتن
• تغییر در زمان گیرش و سخت شدن بتن
• لزوم رعایت دقیق نسبت‌ها و استانداردهای اختلاط

بنابراین باید در انتخاب نوع و میزان مصرف ضدیخ بتن، دقت و مطالعه کافی صورت گیرد.

 

ضد یخ بتن حاوی یون کلر باشد یا فاقد یون کلر

در مورد استفاده از ضدیخ‌های حاوی یون کلر و فاقد یون کلر در بتن موارد زیر را می‌توان بیان کرد:

• ضدیخ‌های حاوی یون کلر مانند کلریدکلسیم و کلریدسدیم ارزان‌تر هستند ولی خطر خوردگی میلگردهای فولادی بتن را افزایش می‌دهند.
• ضدیخ‌های فاقد کلر مانند نیتریت‌ها و فرمات‌ها خورنده نیستند ولی گران‌تر هستند.
• در صورت استفاده از ضدیخ‌های حاوی کلر باید از میلگردهای مقاوم به خوردگی استفاده شود.
• ضدیخ‌های بدون کلر برای سازه‌های با عمر مفید طولانی مناسب‌تر هستند.
• ضدیخ‌های حاوی کلر در بتن‌ریزی‌های موقت مثل جاده و باند فرودگاه مناسب‌ترند.
• غلظت و مقدار ضدیخ مصرفی بسته به نوع و شرایط آب و هوایی باید تعیین شود.
• همواره باید از استانداردها و دستورالعمل‌های فنی مربوطه پیروی کرد.

 

 

استانداردهای بین المللی ضد یخ بتن

در مورد استانداردهای بین‌المللی مربوط به ضدیخ‌های بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ASTM C260 استاندارد آمریکایی مربوط به مشخصات ضد یخ‌ های معدنی بتن
• ASTM D4397 - استاندارد آمریکایی مربوط به ارزیابی عملکرد ضد یخ‌ های بتن
• ASTM C494 - استاندارد آمریکایی مربوط به افزودنی‌های شیمیایی بتن از جمله ضد یخ‌
• EN 206 - استاندارد اروپایی مربوط به بتن ، مشخصات، عملکرد، تولید و انطباق
• CAN/CSA-A266.1 - استاندارد کانادایی مربوط به ضد یخ‌ بتن
• BS EN 206 - استاندارد بریتانیایی مربوط به بتن
• IS 456 - استاندارد هند مربوط به روش‌های ساخت و اجرا در بتن و بتن مسلح
• AS 1379 - استاندارد استرالیایی مربوط به افزودنی‌های بتن

البته در هر کشوری بسته به شرایط آب و هوایی و نوع مصالح ممکن است استاندارد ملی مجزایی وجود داشته باشد.

 

نکات مهم در استفاده از ضد یخ بتن

نکات مهم در مورد نحوه استفاده از ضدیخ بتن به شرح زیر است:

• میزان مصرف ضدیخ باید مطابق استانداردها و دمای مورد نظر باشد. معمولاً ۲ تا ۵ درصد وزن سیمان یا ۰.۵ تا ۱ درصد وزن بتن.
• ضدیخ باید به صورت یکنواخت و کاملاً محلول در آب اختلاط ریخته شود.
• ضدیخ نباید به صورت مستقیم با سیمان مخلوط شود.
• پس از افزودن ضدیخ، زمان مجاز نگهداری بتن کاهش می‌یابد.
• دمای بتن هنگام اجرا باید حداقل ۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از نقطه انجماد باشد.
• پس از بتن‌ریزی بایستی بتن در برابر یخ‌زدن محافظت شود.
• روش عمل‌آوری بتن حاوی ضدیخ با بتن معمولی متفاوت است.
• در صورت امکان از ضدیخ‌های فاقد کلر استفاده شود.

 

استانداردهای ایران ضد یخ بتن

در ایران استانداردها و ضوابط فنی مربوط به ضدیخ‌های بتن عبارتند از:

• استاندارد ملی ایران شماره 345 - ضدیخ‌های مورد مصرف در بتن : این استاندارد ضوابط و روش‌های آزمون ضدیخ‌های معدنی بتن را مشخص می‌کند.
• آیین‌نامه بتن ایران - بخش مصالح و مسائل اجرایی : در این آیین‌نامه نکات مربوط به مصرف ضدیخ‌ها توضیح داده شده است.
• مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان - بتن : در این مبحث نیز به کاربرد و نکات ضدیخ‌های بتن پرداخته شده است.
• دستورالعمل بتن‌ریزی در هوای سرد از سازمان برنامه و بودجه : این دستورالعمل جزئیات اجرای بتن در هوای سرد و نکات مربوط به ضدیخ‌ها را تشریح می‌کند.

بنابراین مهندسان و پیمانکاران ملزم به رعایت این استانداردها و ضوابط فنی هستند.

 

دلایل استفاده از ضد یخ بتن

به چند دلیل از ضدیخ بتن استفاده می‌کنیم:

• جلوگیری از آسیب دیدگی بر اثر یخ زدن - یکی از دلایل اصلی استفاده از ضدیخ بتن، جلوگیری از آسیب‌دیدگی بتن تازه بر اثر دماهای یخبندان است. آب موجود در مخلوط بتن، هنگام یخ زدن منبسط می‌شود و باعث ترک‌خوردگی و جداشدن پوسته بتن می‌گردد. استفاده از افزودنی‌های ضدیخ، نقطه انجماد بتن را پایین می‌آورد.
• تمدید زمان کارپذیری در هوای سرد - زمان گیرش بتن، در شرایط سرد به طور قابل توجهی کند می‌شود. افزودنی‌های ضدیخ اجازه می‌دهند تا بتن به درستی عمل‌آوری شود و مقاومت کسب کند، حتی هنگامی که دماها نزدیک یا زیر نقطه انجماد است. این کار زمان کارپذیری را در هوای سرد افزایش می‌دهد.
• توسعه سریع مقاومت اولیه - برخی از افزودنی‌های ضدیخ، برای تسریع در توسعه مقاومت اولیه بتن حتی در شرایط بسیار سرد طراحی شده‌اند. این امر باعث می‌شود بتن سریع‌تر عمل‌آوری شود و به سرعت مقاومت کسب کند.
• بهبود کارایی - علاوه بر پایین آوردن نقطه انجماد، ضدیخ‌های بتن می‌توانند با افزایش اسلامپ و روان‌تر کردن مخلوط، به بهبود کارایی کمک کنند. این امر قراردهی و تمام کردن را آسان‌تر می‌کند.
• کاهش نیاز به اقدامات محافظتی - استفاده از ضدیخ مناسب بتن، می‌تواند نیاز به سایر روش‌های بتن‌ریزی در هوای سرد مانند گرم کردن مخلوط یا پوشاندن و عایق‌بندی پس از بتن‌ریزی را کاهش دهد. این می‌تواند فرایند را ساده و هزینه‌ها را کم کند.

 

خلاصه اینکه، ضدیخ‌های بتن امکان بتن‌ریزی و عمل‌آوری بتن را در هوای سرد فراهم می‌کنند، از آسیب دیدگی بر اثر یخ زدن جلوگیری می‌کنند و کیفیت و توسعه مقاومت بتن نهایی را بهبود می‌بخشند. این‌ها ابزار مهمی برای پیمانکارانی هستند که در شرایط زمستانی کار می‌کنند.

 

روش های تولید ضد یخ بتن

چند روش اصلی برای تولید مواد افزودنی ضدیخ بتن وجود دارد:

1. بر پایه گلیکول - این مواد افزودنی ضدیخ با ترکیب گلیکول‌هایی مانند اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول با سایر مواد تولید می‌شوند. گلیکول‌ها به دلیل خواص کولیگاتیو خود نقطه انجماد را پایین می‌آورند. ترکیبات اضافی ممکن است برای کنترل زمان گیرش اضافه شوند.
2. بر پایه کلریدکلسیم - برای تولید این محصولات ضدیخ از پودر یا گرانول‌های کلریدکلسیم استفاده می‌شود. کلریدکلسیم در آب مخلوط بتن حل شده و نقطه انجماد را پایین می‌آورد. مهارکننده‌های خوردگی نیز اضافه می‌شوند.
3. بر پایه استات سدیم و پتاسیم - این‌ها با ترکیب استات سدیم و/یا استات پتاسیم با سایر مواد افزودنی ساخته می‌شوند. استات‌ها تشکیل بلورهای یخ را مختل می‌کنند و نقطه انجماد را پایین می‌آورند.
4. بر پایه پروتئین/کربوهیدرات - این مواد افزودنی از پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌های خاص استخراج شده از مواد کشاورزی تشکیل شده‌اند. پروتئین‌ها ساختار آب را تغییر می‌دهند تا از یخ زدن جلوگیری کنند.
5. مخلوط‌های چندجزئی - بسیاری از مواد افزودنی ضدیخ از ترکیب مواد از دو یا چند دسته بالا برای بهینه‌سازی عملکرد استفاده می‌کنند. مخلوط‌های رایج شامل گلیکول + کلریدکلسیم یا استات‌ها + کربوهیدرات‌ها هستند.

فرایند تولید عمدتاً شامل مخلوط کردن و ترکیب دقیق مواد فعال به صورت مایع یا جامد است. برای نتایج یکنواخت در بتن، کنترل کیفیت و دوزبندی مورد توجه قرار می‌گیرد. آزمون‌هایی برای اطمینان از عملکرد مواد افزودنی طبق مشخصات انجام می‌شود.

خلاصه اینکه ترکیبات کلیدی مانند گلیکول‌ها، کلریدها، استات‌ها و عوامل آلی می‌توانند به روش‌های مختلفی برای تولید محصولات ضدیخ موثر بتن ترکیب شوند. انتخاب بستگی به نیازهای عملکردی و هزینه‌های تولید دارد.

 

نگهداری از ضد یخ بتن

موارد زیر نکاتی برای نگهداری صحیح مواد افزودنی ضدیخ بتن است:

• رعایت توصیه‌ های انبار کردن سازنده - مواد افزودنی ضدیخ ممکن است با گذشت زمان و نگهداری نامناسب تخریب شوند. دستورالعمل‌های مربوط به دمای ایده‌آل، بسته‌بندی و عمر مفید را رعایت کنید. هنگام عدم استفاده، ظروف را بسته نگه دارید.
• هم‌زدن قبل از استفاده - با گذشت زمان ممکن است ته‌نشینی مواد رخ دهد. قبل از استفاده، ظروف را به آرامی تکان دهید تا محتویات ته‌نشین‌شده مخلوط شوند. از تکان دادن شدید یا هوادهی به ماده افزودنی خودداری کنید.
• تشکیل لخته توجه داشته باشید - برخی از عوامل ضدیخ مانند کلریدکلسیم ممکن است رطوبت جذب کنند و لخته شوند. قبل از اضافه کردن به بتن، لخته‌ها را خرد کنید.
• تمیز کردن تجهیزات پس از استفاده - پس از مخلوط کردن بتن، پمپ‌ها، لوله‌ها و ظروف مورد استفاده برای ضدیخ را به طور کامل با آب شستشو دهید. باقی‌مانده ضدیخ می‌تواند باعث خوردگی تجهیزات شود. 
• بررسی تاریخ انقضا - از مصرف ضدیخ‌های منقضی‌شده بپرهیزید. نمی‌توان به عملکرد آن‌ها اطمینان کرد. برای دفع مواد منقضی‌شده از دستورالعمل سازنده پیروی کنید.
• نگهداری موجودی - موجودی ضدیخ را رصد کنید و ابتدا از محصولات قدیمی‌تر استفاده کنید. ضدیخ‌های نگهداری‌شده به درستی می‌توانند برای سال‌ها دوام داشته باشند، اما باید بر اساس ترتیب ورود به انبار مصرف شوند.
• بررسی مشکلات احتمالی - قبل از اضافه کردن ضدیخ به بتن، به دنبال علائمی مانند جداشدگی، کدر شدن یا تشکیل پوسته باشید. ظاهر غیرطبیعی ممکن است نشانه مشکل باشد.
• محافظت در برابر یخ‌زدن - به طرز عجیبی، مواد افزودنی ضدیخ بتن باید در طول نگهداری و حمل‌ونقل از یخ‌زدن محافظت شوند. ضدیخ‌های یخ‌زده ممکن است ناکارآمد شوند.

نگهداری صحیح موجب عملکرد مناسب ضدیخ، جلوگیری از آسیب تجهیزات و کاهش ضایعات می‌شود. در صورت شک و تردید با سازنده مشورت کنید.

 

 

نکات ایمنی هنگام کار با ضد یخ بتن

نکات مهم ایمنی کار هنگام استفاده از مواد افزودنی ضدیخ بتن:

• مطالعه برگه‌های اطلاعات ایمنی مواد - اطلاعات SDS را برای آگاهی از خطرات بهداشتی، تجهیزات حفاظت فردی مناسب، کمک‌های اولیه و روش‌های کار با مواد مرور کنید. قبل از استفاده از خطرات آگاه شوید.
• استفاده از تجهیزات محافظتی - از تجهیزات توصیه شده مانند دستکش، عینک ایمنی، کفش و پوششی که پوست را بپوشاند، استفاده کنید تا از مواجهه‌ها جلوگیری شود. برخی مواد افزودنی می‌توانند باعث سوختگی یا تحریک شوند.
• اجتناب از تماس مستقیم - از تماس پوست و چشم با محصولات ضدیخ مایع یا پودر جلوگیری کنید. پس از کار با آنها، نواحی در معرض بدن را کاملاً بشویید.
• کنترل گردوغبار - برای کاهش گردوغبار معلق در هوا هنگام کار با پودرهای افزودنی، از روش‌های خیس یا سیستم جمع‌آوری گردوغبار استفاده کنید. گردوغبار را استنشاق نکنید.
• استفاده از تهویه مناسب - در فضای باز یا مکان‌های با تهویه مناسب برای کاهش تجمع بخارات آزادشده هنگام مخلوط کردن ضدیخ مایع.
• رعایت دستورالعمل‌های مخلوط‌سازی - دستور مقدار مصرف سازنده را به دقت رعایت کنید تا از مواجهه بیش از حد جلوگیری شود. فقط از روش‌های توصیه‌شده استفاده نمایید.
• رعایت بهداشت فردی - قبل از خوردن و در حین کار با محصولات از سیگار کشیدن پرهیز کنید. پس از کار حتماً دوش بگیرید تا خطر آلودگی کاهش یابد.
• توجه به ریزش‌ها - ریزش‌ها را بلافاصله با مواد جاذب مناسب و با رعایت اصول ایمنی پاک کنید. از ورود آن به فاضلاب یا خاک جلوگیری کنید.
• دفع صحیح ظروف - برای دفع ظروف خالی ضدیخ، مقررات محلی را رعایت کنید. در صورت امکان از آن‌ها مجدد یا بازیافت کنید.
• گزارش هرگونه علامت - مشاهده جوش، مشکلات تنفسی یا سایر اثرات سلامتی مرتبط با ضدیخ را به سرپرست اطلاع دهید و برای مداوا مراجعه کنید.

 

رعایت اصول ایمنی کار، خطرات را کاهش می‌دهد و موجب سلامت کارگران در حین استفاده از مواد افزودنی ضدیخ بتن می‌شود. قبل از استفاده از هر محصول، حتماً اطلاعات SDS آن را بررسی کنید.