آسیب دیدگی به وسیله چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب
چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن، یکی از عوامل متداول در آسیب دیدگی بتن در مناطق سردسیر است. برای رخ دادن این نوع آسیب دیدگی، سه فاکتور زیر باید موجود باشند:
دمای هوا تا حد انجماد و ذوب شدن تغییر کند
بتن در تماس با آب و یا در معرض رطوبت باشد
تخلخل بتن نامناسب باشد
همانطور که احتمالا می‌دانید، آب ویژگی خاصی دارد که در هنگام منجمد شدن، برعکس بقیه‌ی مایعات حجمش افزایش پیدا می‌کند. در حضور تمامی این 3 فاکتور، آب در داخل بتن یخ می‌زند و حجمش 9 درصد افزایش پیدا می‌کند. این افزایش حجم، باعث ترک خوردن و انفصال بتن می‌گردد. بعد از ذوب شدن آب، جا برای ورود مقدار آب بیشتری فراهم می‌شود و در نوبت بعدی انجماد آب، بتن بیش از پیش آسیب می‌بیند. این چرخه مدام تکرار می‌شود و هر بار، آسیب بیشتری به بتن وارد می‌شود؛ به همین دلیل به آن آسیب دیدگی به وسیله‌ی چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب می‌گویند.
نرخ پیشرفت آسیب دیدگی به وسیله‌ی چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب، به تعداد چرخه‌ها، دما در هنگام انجماد، تخلخل بتن و شرایط محیطی بتن بستگی دارد.
همانطور که قبلاً نیز به آن اشاره کردیم، استفاده از سنگدانه‌های بی‌کیفیت هم می‌تواند در رخ دادن این نوع آسیب دیدگی موثر واقع شود. سنگدانه‌های بی‌کیفیت و نامناسب، می‌توانند آب را جذب کنند و سپس در چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب ترک بخورند.
در دهه‌ی چهل میلادی، تحقیقات گسترده برای جلوگیری از آسیب دیدن بتن به وسیله‌ی انجماد و ذوب شدن آب آغاز شد. سد انگستورا (Angostura) نخستین سازهای بود که در آمریکا ساخته و در آن تدابیری برای مقابله با این نوع آسیب دیدگی تدارک دیده شد. بدین صورت که با اضافه کردن مواد حباب‌زا به مخلوط بتن و ایجاد حباب‌های هوا در آن، فضایی برای افزایش حجم آب در هنگام انجماد در نظر گرفته شد. در این صورت، چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب، کم‌ترین آسیب را به بتن می‌زند، مگر این که شرایط آب و هوایی ویژه باشد یا سنگدانه‌ها دارای کیفیت و مرغوبیت مناسب نباشند.
این نوع آسیب دیدگی اکثراً در بتن‌های قدیمی دیده می‌شود؛ در ساخت و سازهای جدید، با استفاده از مواد حباب‌زا در بتن، آسیب دیدگی به وسیله‌ی انجماد و ذوب شدن آب به حداقل رسیده است.
برای جلوگیری از آسیب دیدگی بتن‌هایی که در معرض چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب قرار دارند، از مواد ویژه‌ای استفاده می‌کنند تا جذب آب بتن به حداقل برسد و از پیشروی آسیب دیدگی بتن جلوگیری شود.
ترمیم بتن آسیب دیده به وسیله‌ی چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب، معمولاً با جایگزینی بتن صورت می‌گیرد. آزمایش‌ها و تجربه نشان داده است که ترمیم‌های مختصر و کوچک، پاسخگو نیستند و دوباره به وسیله‌ی همین عامل آسیب می‌بینند. بسیار مهم و حیاتی است که ترمیم انجام شده، ضخامت کافی را برای جلوگیری از وقوع این نوع آسیب دیدگی در آینده را دارا باشد. در غیر این صورت، آسیب دیدگی ادامه پیدا خواهد کرد و ترمیم دوام چندانی نخواهد داشت.
