Pierwsze kryształy lodu

Zamrożenie prowadzi do spęcznienia rzędu 1,6 mm/m, a rozmrożeniu towarzyszy powrotny skurcz, który jednak nie przywraca badanej kształtce jej pierwotnych wymiarów, pozostawiając trwałe spęcznienie rzędu 0,6 mm/m (program uprawnienia budowlane na komputer). Obraz ten prowadzi do logicznego wniosku, że następny cykl zamrożenia i rozmrożenia pozostawi po sobie dodatkowe trwałe spęcznienie, sumujące się z pierwszym, a dalsze cykle doprowadzą do całkowitego zniszczenia zaczynu, a więc i betonu.

Przyczyną omawianych zjawisk jest przyrost objętości wody zmieniającej swój ciekły stan skupienia na stały, przy czym ciśnienie powodujące naprężenia rozsadzające stwardniały zaczyn cementowy nie jest wywierane bezpośrednio przez lód. Małe kryształki lodu powstające w napełnionych wodą kapilarach przekazują swój przyrost objętości otaczającej je wodzie, która jako czynnik pośredniczący wywiera na żel ciśnienie hydrauliczne (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Pierwsze kryształy lodu zbudowane z czystej wody pojawiają się przy temperaturze ok. - 5°C w wodzie znajdującej się w dużych porach strukturalnych, utworzonych wskutek niedoskonałego wymieszania mieszanki betonowej oraz w większych porach kapilarnych. Woda żelowa przesącza się przez porowaty żel do wnętrza kapilar wypełnionych roztworem soli stężonym w wyniku częściowego wymrożenia czystej wody. Proces ten jest w swej istocie zjawiskiem osmozy i stanowi przyczynę pojawienia się ciśnienia osmotycznego (uprawnienia budowlane).

Problematyka niszczenia betonu wskutek zamrażania i rozmrażania łączy się z zagadnieniem stosowania soli do zwalczania gołoledzi na nawierzchniach betonowych. Najczęściej stosuje się do tego celu sól kuchenną, rzadziej drogi chlorek wapniowy. W ubiegłym okresie niszczące w stosunku do betonu działanie tych soli usiłowano tłumaczyć zjawiskami chemicznymi. Obecnie przeważa pogląd, że nasilone niszczenie nawierzchni betonowych w czasie zimowego posypywania solą jest w swojej istocie spowodowane zintensyfikowanym działaniem mrozu (program egzamin ustny).

Łuszczenie się betonu

Mieszanka lodu bądź śniegu z solą jest mieszanką chłodzącą. Temperatura topnienia takiej mieszanki leży kilkanaście stopni poniżej zera, toteż pokrywający betonowaną nawierzchnię lód o temperaturze bliskiej 0CC, bądź nieco niżej, topnieje w zetknięciu z solą szybko, ale towarzyszy temu nagły spadek temperatury nierzadko o 10-H15°C. W tej sytuacji woda zawarta w kapilarach zewnętrznej warstwy betonu szybko zamarza, powodując typowe dla działania mrozu postępujące w głąb łuszczenie się betonu (opinie o programie).

Powyższe rozważania mogłyby doprowadzić do uzasadnionego wniosku, że beton jest materiałem budowlanym nietrwałym, szybko ulegającym niszczącemu działaniu powtarzających się cyklów zamrażania i rozmrażania. Praktyka uczy jednak, że liczne, nieraz bardzo odpowiedzialne budowle betonowe, służą kilkadziesiąt lat, a więc w naszym zmiennym klimacie wytrzymują być może kilkaset różnych cykli zamrażania i rozmrażania, bez uszkodzeń zagrażających ich całości i trwałości (segregator aktów prawnych).
Beton wykazuje dobrą mrozoodporność wówczas, gdy układ porów najważniejszego składnika betonu, tzn. stwardniałego zaczynu cementowego, nie jest całkowicie wypełniony wodą.

Pusta, nie zapełniona fazą ciekłą część układu porów stwardniałego zaczynu cementowego stanowi niejako pojemność rezerwową - pneumatyczny bufor, do którego Wyciskana przez powstający lód ciecz może być wtłaczana bez szkody dla całości sztywnej budowy zaczynu, a więc i betonu. Działanie mrozu jest więc niebezpieczne dla betonu całkowicie nasyconego wodą, który pozbawiony jest porów odwodnionych, tzn. wypełnionych powietrzem (promocja 3 w 1).

Czynnikiem decydującym o mrozoodporności betonu jest wielkość i równomierność rozlokowania porów powietrznych w stwardniałym zaczynie. Wyniki badań wskazują, że w celu zapewnienia dobrej mrozoodporności odległości od dowolnego punktu zaczynu do najbliższych porów powietrznych nie powinny przekraczać 0,25 mm.