Otpornost na smrzavanje građevinskih materijalapokazuje kako određeni uzorak može zadržati svoja svojstva nakon nekoliko uzastopnih ciklusa zamrzavanja i otapanja. U slučaju betona, glavni razlog njegovog uništavanja tijekom tih procesa je kruta voda, koja vrši značajan pritisak na zidove mikropukotina i pore materijala.
Zauzvrat, visoka tvrdoća betona ne dajevoda se slobodno širi, pa se tijekom ispitivanja betonske otpornosti na mraz stvaraju visoki naponi. Uništavanje započinje izbočenim dijelovima, a zatim se nastavlja u gornjim slojevima i napokon prodire dublje.
Čimbenik koji ubrzava uništavanje betona je i različiti koeficijent toplinskog širenja elemenata koji čine građevinski materijal. To stvara dodatni stres.
Otpornost na mraz betona mjeri se pomoćumetode koje kontroliraju postupke smrzavanja i otapanja. Pokazatelji ispitivanog parametra ovise o sljedećim čimbenicima: temperaturi smrzavanja, trajanju ciklusa, dimenzijama ispitivanog uzorka, načinu zasićenja vodom. Na primjer, proces uništavanja betona odvija se brže ako se zamrzavanje vrši na najnižim mogućim temperaturama u otopinama soli.
Otpornost na smrzavanje betona izračunava se prijesve dok određeni broj ponovljenih ciklusa ne smanji težinu uzorka za 5 posto i ne smanji njegovu snagu za 25 posto. Njegova marka određuje broj postupaka kojima je građevinski materijal izdržao. Stupanj otpornosti na smrzavanje također se dodjeljuje ovisno o području u kojem će se koristiti ovaj beton.
Beton otporan na mraz ima posebnu strukturu. Priroda njegove poroznosti ne dopušta da volumen leda stvori preveliki pritisak i usporava proces uništavanja.
Otpornost na mraz betona ovisi samo o tomebroj makropora jer se voda u malim porama ne smrzava ni na najnižim mogućim temperaturama, pa ne stvara dodatni stres. Dakle, priroda, oblik i volumen velikih pora imaju veliki utjecaj.
Otpornost na mraz betona može se poboljšati na sljedeće načine:
- Smanjivanjem velikih pora, povećavanjem gustoće betona.
- Stvaranje dodatnih zračnih pora u betonu saunošenjem određenih aditiva. Ako je volumen takvih pora četvrtina volumena smrznute vode, tada se neće napuniti za vrijeme normalnog zasićenja vodom. U tom će slučaju zamrznuta voda premještena s leda procuriti u slobodni prostor i tlak će oslabiti.
Unutarnji volumen zraka u betonu otpornom na mraztrebao bi biti između četiri i šest posto. Količina zraka ne ovisi samo o potrošnji cementa i vode, već i o krupnom agregatu. Volumen zraka u unutarnjim porama betona povećava se kada se povećava potrošnja vode i cementa, a veličina skupljenih frakcija, naprotiv, smanjuje.
