Mrozoodporność materiałów budowlanych pokazuje, jak dana próbka jest w stanie zachować swoje właściwości po kilku kolejnych cyklach zamrażania i rozmrażania. W przypadku betonu główną przyczyną jego niszczenia podczas tych procesów jest woda w stanie stałym, która wywiera znaczny nacisk na ściany z mikropęknięć i porów materiału.
Z kolei wysoka twardość betonu nie pozwala na swobodne rozszerzanie się wody, dlatego podczas próby mrozoodporności betonu powstają duże naprężenia. Zniszczenie zaczyna się od wystających części, następnie trwa w górnych warstwach, a na koniec wnika głęboko.
Czynnikiem przyspieszającym niszczenie betonu jest również inny współczynnik rozszerzalności cieplnej elementów tworzących materiał budowlany. Powoduje to dodatkowe napięcie.
Mrozoodporność betonu jest mierzona przy użyciu metod kontrolujących procedury zamrażania i rozmrażania. Wskaźniki badanego parametru zależą od następujących czynników: temperatury zamarzania, czasu trwania cyklu, wymiarów badanej próbki, sposobu nasycenia wodą. Na przykład proces niszczenia betonujest szybsze, jeśli zamrażanie odbywa się w najniższych możliwych temperaturach w roztworach soli.
Mrozoodporność betonu jest obliczana do momentu, gdy określona liczba powtarzających się cykli zmniejszy masę próbki o 5 procent i zmniejszy jej wytrzymałość o 25 procent. To liczba procedur, które przetrwał materiał budowlany, decyduje o jego marce. Stopień mrozoodporności jest również przypisywany w zależności od obszaru, w którym ten beton będzie używany.
Beton mrozoodporny ma specjalną strukturę. Charakter jego porowatości nie pozwala, aby objętość lodu wytworzyła zbyt duże ciśnienie i spowalnia proces niszczenia.
Mrozoodporność betonu zależy tylko od ilości makroporów, ponieważ woda w małych porach nie zamarza nawet w najniższych możliwych temperaturach, więc nie powoduje dodatkowych naprężeń. Tak więc charakter, kształt i objętość dużych porów mają ogromny wpływ.
Mrozoodporność betonu można poprawić w następujący sposób:
- Zmniejszenie dużych porów poprzez zwiększenie gęstości betonu.
- Tworzenie dodatkowych porów powietrza w betonie poprzez wprowadzenie określonych dodatków. Jeśli objętość takich porów wynosi jedną czwartą objętości zamrożonej wody, to nie zostanie ona wypełniona w procesie zwykłego nasycenia wodą. W takim przypadku niezamrożona woda wyparta przez lód przedostanie się do wolnej przestrzeni, a następnie ciśnienie osłabnie.
Objętość powietrza wewnętrznego w betonie mrozoodpornympowinna wynosić od czterech do sześciu procent. Ilość powietrza zależy nie tylko od zużycia cementu i wody, ale także od kruszywa grubego. Wraz ze wzrostem zużycia wody i cementu zwiększa się objętość powietrza w wewnętrznych porach betonu, a zmniejsza się wielkość frakcji kruszywa.
