در این مقاله می خوانید:
در اقلیم های سرد ، آسیب دیدگی روسازی های بتنی ، دیوارهای حایل ، عرشه های پل ها و نرده ها ، که به عمل یخ زدگی (دوره های یخ زدن و آب شدن) نسبت داده می شوند ، یکی از مشکلات اصلی است که نیاز به هزینه سنگین برای تعمیر و تعویض دارند. علل آسیب دیدگی بتن سخت شده بر اثر عمل یخ زدگی را می توان به ساختمان ذره ای پیچیده مصالح مربوط دانست. در هر حال، تأثیرات زیان آور، نه تنها به مشخصات بتن، بلکه به شرایط محیطی ویژه آن نیز بستگی دارد. بنابراین، بتنی که تحت یک شرایط یخ زدگی و آب شدگی مشخص در برابر یخ زدگی مقاوم باشد می تواند تحت شرایط دیگر تخریب گردد.
آسیب ناشی از یخ زدگی در بتن می تواند به چند شکل بوجود آید. عمومی ترین نوع آن ترک خوردگی و پکیدن بتن است که علت آن ، انبساط پیشرونده ماتریس خمیر سیمان بر اثر دوره های یخ زدن و آب شدن مکرر است.
دال های بتنی ای که در معرض یخ زدن و آب شدن همراه با حضور رطوبت و مواد شیمیایی یخ زدا قرار می گیرند ، مستعد پوسته شدن (یعنی ورقه ورقه شدن سطح پرداخت شده) هستند.
بعضی از سنگدانه های درشت در دال های بتنی شناخته شده اند که باعث ترک خوردگی معمولا موازی درزها و لبه ها) می شوند و نهایتا شکلی را که شبیه حرف D بزرگ لاتین است ایجاد می کنند. (یعنی اینکه در دو گوشه از چهار گوشه دال ، ترک ها انحنا پیدا می کنند. این نوع ترک خوردگی با عبارت ترک خوردگی نوع D توصیف می گردد.
پاورز به گونه ای مناسب ، مکانیزم های عمل یخ زدگی در خمیر سیمان را تشریح کرده و همچنین دلیل تأثیر هوازایی را بر کاهش انبساط مرتبط با این پدیده به صورت زیر توضیح داده است.
وقتی که آب شروع به یخ زدن در یک حفره مویینه می کند افزایش حجم همراه با یخ زدگی آب ، نیاز به انبساط حفره به میزان ۹ درصد حجم آب یخ زده ، و یا نیاز به بیرون راندن مقدار آب اضافی از سطوح مرزی نمونه ، و یا نیاز به مقادیری از هر دو اثر دارد. در ضمن این فرآیندها ، فشار هیدرولیکی تولید می شود و مقدار این فشار بستگی به فاصله تا سطح مرزی فرار ، نفوذ پذیری مصالح فیما بین ، و میزان تشکیل یخ دارد.
تجربه نشان می دهد که فشارهای گسیختگی در نمونه اشباع شده خمیر توسعه خواهند یافت مگر آنکه تمام حفرات مویین خمیر، از نزدیکترین سطح مرزی فرار بیش از یک دهم تا هفت صدم میلیمتر فاصله نداشته باشند. این چنین سطوح مرزی نزدیک به هم ، از طریق استفاده صحیح از مواد هوازای مناسب میسر می شود.
داده های پاورز و تصویر شماتیک فرضیات وی در شکل زیر نشان داده شده است.
در حین یخ زدگی تا دمای ۲۴- درجه سانتی گراد ، نمونه خمیر سیمان اشباع شده بدون حباب هوا ، حدود ۱۶۰۰ میلیونیم ، طویل شد و در حین آب شدن در دماهای اصلی ، حدود ۵۰۰ میلیونیم ازدیاد طول دائمی در آن مشاهده گردید.
نمونه های محتوی ۱۰ درصد حباب هوا ، هیچ گونه انبساط قابل ملاحظه ای در مدت یخ زدگی و هیچگونه انبساط اضافی ای در پایان دوره آب شدن از خود نشان ندادند. همچنین قابل توجه است که خمیر با حباب هوا ، در مدت یخ زدگی از خود انقباض نشان داد.
پاورز همچنین پیشنهاد کرد که علاوه بر فشار هیدرولیکی ، که به سبب یخ زدن آب در حفره های ورک بوجود می آید ، فشار اسمزی ناشی از یخ زدگی جزیی محلولهای حفره ها می تواند سرچشمه سایر انبساط های مخرب در خمیر سیمان باشد.
آب داخل حفره ها خالص نیست و دارای چندین ماده قابل حل مانند قلیائیها ، کلریدها و هیدرواکسید کلسیم می باشد. محلولها در دماهای پایین تر از آب خالص یخ می زنند و به طور کلی ، هر چه که غلظت یک نمک در یک محلول بیشتر باشد ، نقطه انجماد آن نیز پایین تر می رود. وجود گرادیان غلظت نمکی موضعی بین حفره ها ، سرچشمه فشار اسمزی به شمار می رود.
به نظر نمی رسد که فشار هیدرولیکی ایجاد شده ناشی از افزایش حجم ویژه آب در حفره های بزرگ ناشی از یخ زدگی ، و فشار اسمزی بوجود آمده بر اثر اختلاف غلظت نمک در مایع منفذی تنها علت انبساط خمیر سیمان در معرض یخ زدگی باشد. انبساط نمونه های خمیر سیمان ، حتی وقتی که به جای آب ، از بنزین (که بر اثر یخ زدگی انقباض پیدا می کند به عنوان مایع منفذی استفاده شده باشد مشاهده گردیده است.
مشابه تشکیل عدسی های یخی در خاک ، اثر مویینگی ، که شامل مهاجرت مقادیر زیادی آب از منافذ کوچک به حفره های بزرگ نیز می شود ، علت اصلی انبساط در اجسام متخلخل شناخته شده است.
طبق تئوری توسعه یافته توسط لیتوان (Litvan) ، آب محکم نگاه داشته شده به وسیله C – S – H (هم در لایه های داخلی و هم جذب شده در منافذ ژلی) در خمیر سیمان نمی تواند خود را به گونه ای آرایش دوباره دهد که تشکیل یخ ، در نقطه انجماد معمولی آب رخ بدهد ، زیرا تحرک آب در حالت منظم موجود کمی محدود می شود. به طور کلی هر چه آب محکمتر نگاه داشته شده باشد، نقطه انجماد پایین تر می آید. بخاطر داشته باشید که سه نوع آب به طور فیزیکی در خمیر سیمان نگاه داشته می شوند ، که به ترتیب افزایش استحکام آنها عبارتند از : آب حفره ای در حفره های کوچک (۱۰ تا ۵۰ نانومتر) ، آب جذب شده سطحی در منافذ ژلی و آب موجود در لایه داخلی ساختمان C – S – H.
تخمین زده شده است که آب منافذ ژلی تا بالای ۷۸C- یخ نمیزند. بنابراین ، وقتی که یک خمیر سیمان اشباع شده در معرض شرایط یخ زدگی قرار می گیرد ، با اینکه آب حفره های بزرگ به بخ تبدیل می شود ولی آب موجود در منافذ ژلی به صورت مایع ، ولی در عین حال در حالت فوق العاده سرد باقی می ماند. این خود حالت بی نظمی ترمودینامیکی بین آب یخ زده در حفره ها (که حالت انرژی کم را به دست می آورد) و آب فوق العاده سرد منافذ ژلی (که حالت انرژی زیاد را دارد) را بوجود می آورد این تفاوت در درجه بی نظمی مولکولی (آنتروپی) یخ و آب فوق العاده سرد ، آب فوق العاده سرد را
مجبور به انتقال به مناطق با انرژی کمتر (حفره های بزرگ) ، یعنی جایی که می تواند یخ بزند ، می کند. این آب تازه رسیده از منافذ ژلی به منافذ حفره ای، به طور مداوم باعث افزایش حجم یخ در منافذ حفره ای می شود تا اینکه دیگر جایی برای پذیرش یخ بیشتر ، وجود نداشته باشد. تمایلات بعدی آب فوق العاده سرد برای جریان پیدا کردن به نواحی یخ دار ، باعث ایجاد فشارهای داخلی و انبساط سیستم می گردد. همچنین ، به گفته لیتوان ، انتقال رطوبت مرتبط با سرد شدن اجسام متخلخل اشباع شده ، الزاما به آسیب مکانیکی بتن منجر نمی شود. آسیب مکانیکی وقتی اتفاق می افتد که میزان انتقال رطوبت به میزان زیادی کمتر از رطوبت مقتضی شرایط (مثلا گرادیان حرارتی زیاد ، تراوایی کم ، و درجه اشباع بالا) باشد.
شایان ذکر است که در حین عمل یخ زدگی در خمیر سیمان ، تمایل بعضی از نواحی برای انبساط ، منقبض شدن نواحی دیگر (مثلا کم شدن آب جذب شده سطحی از C – S – H) تعدیل می شوند.
اثر خالص آن بر روی نمونه ، آشکارا نتیجه این دو تمایل مخالف هم می باشد. این امر ، به طور رضایت بخشی توضیح می دهد که چرا خمیر سیمان بدون حباب هوا ازدیاد طول زیادی نشان داده است ، در صورتی که خمیر سیمان محتوی ۱۰ درصد حباب هوا در مدت یخ زدگی انقباض نشان داده است .
بسته به اینکه سنگدانه ها چطور در مقابل یخ زدگی واکنش نشان دهند ، بتنی که در ماتریس خمیر سیمان آن حباب هوا ایجاد شده باشد هنوز هم می تواند آسیب پذیر باشد. مکانیزمی که در توسعه فشار داخلی ناشی از یخ زدگی خمیر سیمان اشباع شده حاکم است ، برای اجسام تخلخل دیگر نیز کاربرد دارد. این مطلب شامل سنگدانه های تولید شده از سنگدانه های متخلخل ، مانند بعضی از چرتها ، ماسه سنگها ، سنگهای آهکی و شیلها می شود. تمام سنگدانه های متخلخل ، مستعد آسیب دیدگی ناشی از یخ زدگی نیستند. رفتار یک دانه سنگدانه وقتی که در معرض دوره های یخ زدن و آب شدن قرار می گیرد اساسا بستگی به اندازه ، تعداد و پیوستگی منافذ (یعنی به توزیع اندازه منافذ و تراوایی) آن دارد.
از نقطه نظر عدم دوام بتن در مقابل عمل یخ زدگی ، که می تواند به سنگدانه ها نسبت داده شود ، ورک ولندگرن (Verbcck & Landgren) ، سه گروه سنگدانه را پیشنهاد کرده اند.
گروه اول ، سنگدانه های با تراوایی کم و مقاومت زیاد هستند که بر اثر یخ زدن آب ، کرنش ارتجاعی در دانه ها بدون بروز شکستگی انجام می گیرد. گروه دوم شامل سنگدانه های با تراوایی متوسط ، یعنی أنهایی که قسمت اعظم تخلخل آنها شامل منافذ کوچک در حد ۵۰۰ نانومتر یا کمتر می شوند، می باشند.
نیروهای حفره ای در چنین منافذ کوچکی باعث راحت اشباع شدن و سهولت نگهداری آب در سنگدانه می شوند. در هنگام یخ زدگی ، مقدار فشار توسعه یافته اصولا بستگی به میزان افت حرارتی و نیز فاصله ای دارد که آب تحت فشار باید طی کرده تا یک سطح مرزی فرار را برای آزاد کردن فشار بیابد. آزاد شدن فشار ممکن است از طریق منافذ خالی داخل سنگدانه (مشابه با حباب هوا در خمیر سیمان و یا در سطح سنگدانه، قابل دسترسی باشد. فاصله بحرانی برای آزاد شدن فشار در خمیر سیمان سخت شده در حد ۰.۲ میلیمتر می باشد. بخاطر تراوایی بیشتر سنگدانه ها نسبت به خمیر سیمان ، در اکثر سنگها فاصله بحرانی بیشتر از این حد می باشد.
ملاحظات فوق ، به مفهوم اندازه بحرانی سنگدانه ها ، از نقطه نظر آسیب ناشی از یخ زدگی ارزش بیشتری می دهد. با یک میزان مشخص از یک توزیع اندازه منافذ ، تراوایی ، درجه اشباع و میزان یخ زدگی ، سنگدانه بزرگ ممکن است باعث آسیب شود ولی ذرات کوچکتر از همان سنگدانه باعث آسیب بتن نشوند.
برای مثال ، وقتی که نمونه های بتنی ۱۴ روزه محتوی مخلوطی از اندازه های مختلف درشت دانه کوارتز و چرت به نسبت ۵۰ : ۵۰ ، در معرض دوره های یخ زدن و آب شدن قرار گیرند ، برای نمونه های دارای چرت به ابعاد ۲۵ تا ۱۲ میلیمتر ، ۱۸۳ دوره لازم است تا ۵۰ درصد کاهش در مدول ارتجاعی آن به وجود آید. در مقایسه با آن، نمونه های بتنی دارای چرت به ابعاد ۱۲ تا ۵ میلیمتر ، که در شرایط مشابهی عمل آوری شده اند ، به ۴۴۸ دوره برای این مقدار کاهش احتیاج دارند.
برای یک نوع سنگدانه ، یک مقدار بحرانی منحصر بفرد وجود ندارد ، زیرا این مقدار ، به میزان یخ زدگی ، درجه اشباع ، و تراوایی سنگدانه بستگی دارد. تراوایی ، یک نقش دو جانبه را بازی می کند : اول اینکه درجه اشباع یا میزانی که آب در مدت مشخص جذب سطحی می شود را تعیین می کند و دوم اینکه میزان خروج آب از سنگدانه در موقع یخ زدگی (و در نتیجه توسعه فشار هیدرولیکی) را تعیین می کند. به طور کلی ، وقتی که سنگدانه های بزرگتر از اندازه بحرانی در بتن موجودند ، یخ زدگی با بیرون پریدگی همراه است ، یعنی اینکه شکست سنگدانه به گونه ای است که یک قسمت از آن در بتن باقی می ماند و قسمت دیگر آن با پوسته ملات بیرون می آید.
سنگدانه های با تراوایی زیاد که کلا شامل تعداد زیادی منافذ بزرگ می باشند ، به گروه سوم سنگدانه ها تعلق دارند. با اینکه این سنگدانه ها برای ورود و خروج آب مزاحمت ایجاد نمی کنند، اما قادر به ایجاد مشکلاتی از نظر دوام هستند. این پدیده به آن دلیل است که امکان دارد که ناحیه انتقالی بین سطح سنگدانه و ماتریس خمیر سیمان ، وقتی که آب تحت فشار از سنگدانه به بیرون رانده می شود ، آسیب ببیند. در چنین مواردی ، سنگدانه ها خودشان در نتیجه عمل یخ زدگی آسیب نمی بینند. ضمنا این پدیده نشان می دهد که چرا نتایج حاصل از انجام آزمایش های یخ زدن و آب شدن و سلامت (ثبات حجمی) بر روی سنگدانه های تنها، همیشه در پیش بینی رفتارشان در بتن قابل اعتماد نیستند.
اعتقاد بر این است که در روسازی های بتنی ای که در معرض عمل یخ زدگی قرار می گیرند ، بعضی از سنگدانه های ماسه سنگی یا سنگ آهکی مسئول پدیده ترک خوردگی نوع D می باشند. به نظر می رسد که سنگدانه هایی که احتمالا باعث ترک خوردگی می شوند دارای یک توزیع اندازه منافذ خاص باشند. این توزیع خاص ، با حجم بزرگی از منافذ خیلی ریز (یعنی با قطر کوچکتر از ۱ میکرومتر) مشخص می شود.
تا به حال بایستی آشکار شده باشد که مقاومت یک بتن در مقابل آسیب دیدگی ناشی از عمل یخ زدگی بستگی به مشخصات هم خمیر سیمان و هم سنگدانه ها دارد. با این وجود ، در هر مورد ، عملا تداخل اثر چندین عامل ، نتیجه را کنترل می کنند. این عوامل ، از جمله عبارتند از : محل سطح های مرزی فرار (فاصله ای که آب برای آزاد شدن فشار باید بپیماید) ، ساختمان منفذی سیستم (اندازه، تعداد و پیوستگی منافذ) ، درجه اشباع (مقدار موجود آب قابل یخ زدن) ، میزان خنک کنندگی و _
آب کششی مصالح که بایستی کشش در مصالح از آن حد بگذرد تا گسیختگی به وجود آید. همانطور که در زیر بحث شده است ، ایجاد سطح های مرزی فرار در ماتریس خمیر سیمان و تغییر ساختمان منفذی آن ، دو پارامتری هستند که نسبتا آسان کنترل می شوند.
اولی را می توان به وسیله میزان حباب هوای بتن کنترل نمود و دیگری را از طریق نسبتهای مخلوط و عمل آوری درست کنترل نمود.
میزان حباب هوا : این مقدار ، کل هوا نیست بلکه حجم حفره های در حد ۰.۱ تا ۰.۲ میلیمتر در هر نقطه از خمیر سیمان است که برای محافظت بتن در مقابل آسیب دیدگی ناشی از یخ زدگی لازم است.
با اضافه کردن مقدار کمی از بعضی از مواد حباب هوازا به خمیر سیمان (مثلا به میزان پنج صدم درصد وزنی سیمان) می توان حباب های ۰.۰۵ تا یک میلیمتر را در خمیر بوجود آورد. در نتیجه ، برای یک حجم داده شده از هوا ، تعداد حفره های خالی ، فاصله های حفره ای و درجه محافظت در مقابل عمل یخ زدگی می تواند به مقدار زیادی تفاوت کنند ، که این تغییرات به اندازه حباب های هوا بستگی دارند.
در یک آزمایش ۵ تا ۶ درصد هوا در داخل بتن ، با استفاده از یکی از پنج نوع مواد حباب هوازا بوجود آمد. مواد E ، D ، B ، A و F بترتیب ۲۴۰۰۰ ، ۴۹۰۰۰ ، ۵۵۰۰۰ ، ۱۷۰۰۰۰ ، ۸۰۰۰۰۰ حباب هوا در هر سانتیمتر مکعب از خمیر سیمان سخت شده تولید کردند و نمونه های بتنی نظیر ، برای انبساط به میزان ۰.۱ درصد ، به ترتیب احتیاج به ۲۹ ، ۳۹ ، ۸۲ ، ۱۰۰ ، ۵۵۰ دوره یخ زدن و آب شدن داشتند.
با آنکه حجم هوای بتن ، ملاک مناسبی برای محافظت بتن در برابر عمل یخ زدگی نمی باشد ولی با فرض اینکه حبابهای هوا اغلب ریز می باشند ، آنگاه حجم هوای بتن راحت ترین معیار به منظور کنترل کیفیت مخلوط های بتنی می باشد. از آنجا که کلا مقدار خمیر سیمان به حداکثر اندازه سنگدانه ها ارتباط دارد ، لذا بتن های کم مایه با سنگدانه های بزرگ ، دارای خمیر سیمان کمتری نسبت به بتن های پر مایه با سنگدانه های کوچک می باشند.
بنابراین ، بتن های پر مایه دارای سنگدانه های کوچک نیاز به حباب هوای بیشتری برای داشتن درجه مقاومت یکسان در برابر یخ زدگی ، دارند. مقدار هوای کل تعیین شده توسط آیین نامه ساختمانی شماره ۳۱۸ موسسه بتن آمریکا ACI برای مقاومت در برابر یخ زدگی بتن در جدول زیر نشان داده شده است.
دانه بندی سنگدانه ها همچنین بر روی حجم حباب هوا ، که با اضافه کردن ذرات ماسه خیلی ریز کاهش می یابد ، تأثیر می گذارد. اضافه کردن مواد افزودنی معدنی مثل خاکستر بادی ، با استفاده از سیمان خیلی ریز آسیاب شده نیز تأثیر مشابهی دارد. به طور کلی ، مخلوط بتنی با چسبندگی بیشتر قادر به نگهداری هوای بیشتری نسبت به بتن خیلی خیس و یا خیلی خشک می باشد. همچنین بریدن ناکافی یا بیشتر از حد مخلوط کردن ، زمان زیادتری صرف جابه جایی یا حمل و نقل بتن دیدن ، و ارتعاش بیش از حد دادن ، موجب کاهش یافتن مقدار هوای بتن می شود.
به همین دلایل ، توصیه شده است که مقدار هوا ، می باید برای بتن ریخته شده تعیین شود و حجم کافی حفره ها به وسیله روش تعیین دره بینی تشریح شده در استاندارد ASTM C457 تخمین زده شود.
نسبت آب به سیمان ، و عمل آوری : پیش از این توضیح داده شد که چگونه ساختمان منفذی خمیر سیمان سخت شده ، از روی نسبت آب به سیمان و درجه هیدراتاسیون تعیین می گردد. به طور کلی ، برای یک درجه هیدراتاسیون مشخص هر چه که نسبت آب به سیمان بیشتر باشد ، و یا برای یک نسبت مشخص آب به سیمان هر چه که درجه هیدراتاسیون کمتر باشد ، حجم منافذ بزرگ در خمیر سیمان هیدراته بیشتر می شود (شکل ۲-۸).
از آنجا که آب قابل یخ زدن به آسانی در منافذ بزرگ ته نشین می شود ، بنابراین می توان به این فرضیه رسید که در یک دمای یخ زدگی مشخص ، مقدار آب قابل یخ زدن برای نسبت های آب به سیمان بالاتر و در زمانهای اولیه عمل آوری، بیشتر خواهد بود.
داده های آزمایشی وربک و کلیگر (Verbeck & Klieger) این فرضیه را تأیید می کنند (شکل ۵-۷ الف). تأثیر نسبت آب به سیمان در مقاومت یخ زدگی بتن در شکل (۵-۷ ب) نشان داده شده است.
میزان اهمیت نسبت آب به سیمان در مقاومت بتن در برابر یخ زدگی ، به وسیله آیین نامه های ساختمانی مشخص شده است. برای مثال ، نشریه ۳۱۸ موسسه بتن آمریکا ۳۱۸ – ۱۹۸۳ ACI لازم می داند که در بتنهای با وزن معمولی ای که در معرض یخ زدن و آب شدن در شرایط مرطوب قرار می گیرند ، باید حداکثر نسبت آب به سیمان آنها در مورد جدول بندی ها ، آبروها ، نرده های محافظ یا قسمتهایی از آنها برابر با ۰.۴۵ و برای باقی قطعات برابر با ۰/۵ باشد. واضح است که این حدود نسبت آب به سیمان ، مبتنی بر فرض بر هیدراتاسیون کافی سیمان هستند. بنابراین ، حداقل مدت ۷ روز عمل آوری در شرایط مرطوب و در دمای معمولی ، قبل از اینکه بتن در معرض یخ زدگی قرار گیرند توصیه می شود.
شکل سمت چپ نشان می دهد که مقدار آبی که می تواند در بتن با نسبت آب به سیمان معین یخ بزند با کاهش دما ، افزایش می یابد. این شکل همچنین نشان می دهد که مقدار آبی که در یک دمای معین ، یخ می زند با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش می یابد. تأثیر مشاهده شده نسبت آب به سیمان به طور ساده این است که نسبت های بیشتر منجر به بزرگتر شدن تعداد منافذ مویینه ای می شود که آب قابل یخ زدن بیشتری می توانند در خود داشته باشند.
شکل سمت راست نشان می دهد که ترکیبی از نسبت آب به سیمان کم و حباب هوا ، دوام زیادی را در برابر عمل یخ زدگی تأمین می کند. طبق روش استاندارد ۸۰ – ۶۶۶ (ASTM) ، لازم است به دوره های یخ زدن و آب شدن تا ۳۰۰ دوره یا تا زمانی که مدول ارتجاعی دینامیکی به ۶۰ درصد مقدار اصلی کاهش یابد (هر کدام که زودتر اتفاق افتد) ادامه داد. سپس ، دوام از فرمول زیر به دست می آید.
ضریب دوام = ۳۰۰ / (درصد مدول اصلی * تعداد دوره ها در پایان آزمایش)
درجه اشباع : به خوبی معلوم شده است که مواد خشک یا نیمه خشک ، بر اثر یخ زدگی آسیب نخواهند دید. درجه اشباع بحرانی ای وجود دارد که بیشتر از آن ، احتمال دارد که بتن وقتی که در معرض دماهای پایین قرار می گیرد ، ترک خورده و پکیده شود. در حقیقت، این تفاوت با اشباع بحرانی و واقعی است که مقاومت یخ زدگی بتن را ، همانطور که در شکل ۵-۸ نشان داده شده است، تعیین می کند. بتن ممکن است بعد از عمل آوری کافی ، به زیر درجه اشباع بحرانی بیافتد ، ولی بسته به تراوایی آن ، ممکن است وقتی که در معرض شرایط محیطی مرطوب قرار می گیرد، دوباره به درجه اشباع بحرانی رسیده یا از آن تجاوز نماید. بنابراین، تراوایی بتن در عمل یخ زدن اهمیت دارد ، زیرا نه تنها فشار هیدرولیکی مربوط به حرکت آب داخلی در موقع یخ زدگی را کنترل می کند بلکه درجه اشباع بحرانی قبل از یخ زدگی را نیز کنترل می نماید. از نقطه نظر آسیب دیدگی ناشی از یخ زدگی ، اثر افزایش تراوایی ، که می تواند حاصل ترک خوردگی ناشی از هر علت فیزیکی و شیمیایی باشد ، بایستی تا بحال برای خواننده آشکار شده باشد.
حشرات در زمستان بر اثر یخ زدگی نمی میرند. بعضی از حشرات قادرند مقدار آب داخل بدنشان را کاهش دهند ، به طوری که بتوانند بدون یخ زدگی زمستان را در بیهوشی به سر ببرند ؛ بعضی دیگر دارای ضد یخ طبیعی در خونشان هستند.
مقاومت : اگر چه به طور کلی رابطه مستقیمی بین مقاومت و دوام بتن وجود دارد ولی در مورد آسیب ناشی از یخ زدگی این رابطه صدق نمی کند. برای مثال ، وقتی که بتن بدون حباب هوا و بتن دارای حباب هوا با یکدیگر مقایسه می شوند ، ممکن است که بتن بدون حباب هوا مقاومت بیشتری داشته باشد ولی بتن با حباب هوا ، به دلیل محافظت علیه توسعه فشارهای هیدرولیکی زیاد ، دوام بهتری در مقابل عمل یخ زدگی از خود نشان دهد. به عنوان یک قاعده معمول می توان اظهار داشت که برای هر یک درصد افزایش در هوازایی بتن ، به طور متوسط در حدود ۵ درصد از مقاومت بتن کاهش می یابد. بنابراین ۵ درصد هوازایی بدون تغییر نسبت آب به سیمان ، مقاومت بتن را ۲۵ درصد کاهش می دهد. به دلیل بهتر شدن کارایی در نتیجه هوازایی ، می توان مقاومت کاهش یافته را از طریق کم کردن جزیی نسبت آب به سیمان ، در ضمن نگه داشتن سطح کارایی در حد مورد نظر ، جبران نمود. به هر حال ، به طور کلی بتن دارای حباب هوا مقاومت کمتری از بتن مشابه بدون حباب هوا دارد.
منبع : ریز ساختار ، خواص و اجزای بتن (تکنولوژی بتن پیشرفته)