Bygningsmaterialers frostbestandighedviser, hvordan en bestemt prøve er i stand til at bevare sine egenskaber efter flere på hinanden følgende cykler med frysning og optøning. I tilfælde af beton er hovedårsagen til dets ødelæggelse under disse processer fast vand, som udøver et betydeligt pres på væggene i mikrokrakker og porer i materialet.
Til gengæld giver den høje hårdhed af beton ikkevand udvides frit, derfor skabes høje spændinger under betonens frostbestandighedstest. Ødelæggelsen begynder med fremspringende dele og fortsætter derefter i de øverste lag og trænger til sidst dybere ned.
Den faktor, der fremskynder ødelæggelsen af beton, er også den forskellige termiske udvidelseskoefficient for de elementer, der udgør bygningsmaterialet. Dette skaber yderligere stress.
Frostmodstanden for beton måles ved hjælp afmetoder, der kontrollerer frysning og optøningsprocedurer. Indikatorer for den undersøgte parameter afhænger af følgende faktorer: frysetemperatur, varighed af cyklusser, dimensioner af den undersøgte prøve, metode til vandmætning. For eksempel sker processen med destruktion af beton hurtigere, hvis frysningen udføres ved de lavest mulige temperaturer i saltopløsninger.
Frostmodstanden for beton beregnes førindtil et vist antal gentagne cyklusser reducerer prøveens vægt med 5 procent og reducerer dens styrke med 25 procent. Det er antallet af procedurer, som byggematerialet har modstået, der bestemmer dets brand. Graden af frostbestandighed tildeles også afhængigt af det område, hvor betonen skal bruges.
Frostbestandig beton har en særlig struktur. Arten af dens porøsitet tillader ikke, at isvolumen skaber for meget pres og bremser ødelæggelsesprocessen.
Frostbestandighed af beton afhænger kun afantallet af makroporer, da vand i små porer ikke fryser, selv ved de lavest mulige temperaturer, så det ikke skaber yderligere stress. Natur, form og volumen af store porer har således en stor indflydelse.
Frostbestandigheden af beton kan forbedres på følgende måder:
- Ved at reducere store porer, øge densiteten af beton.
- Oprettelse af yderligere luftporer i beton medved at introducere visse tilsætningsstoffer. Hvis volumenet af sådanne porer er en fjerdedel af volumenet af frossent vand, vil det ikke blive fyldt under normal vandmætning. I dette tilfælde vil frossent vand, der er forskudt af is, sive ud i det frie rum, og derefter svækkes trykket.
Indvendigt luftmængde i frostbestand betonskal være mellem fire og seks procent. Luftmængden afhænger ikke kun af forbrug af cement og vand, men også af det grove aggregat. Luftmængden i de inderste porer i beton øges, når forbruget af vand og cement stiger, og størrelsen af de samlede fraktioner tværtimod falder.
