Stopień szkodliwości zamarznięcia betonu

Stopień szkodliwości zamarznięcia betonu, oceniany jako wpływ zamarzania na wytrzymałość 28-dniową betonu. Krzywa ciągła oznacza maksymalne obniżenie 28-dniowej wytrzymałości na ściskanie, jakie może wystąpić w wyniku kilkakrotnego zamrożenia w danym stadium tężenia betonu, a krzywa przerywana - przy jednokrotnym zamrożeniu (program uprawnienia budowlane na komputer).

Skutek oddziaływania zależy nie tyle od czasu trwania i od nasilenia mrozu, ile od stanu stężenia betonu w momencie, kiedy nastąpiło zamrożenie oraz od ilości cykli powtarzającego się po sobie zamrożenia i odmrożenia (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Na wykresie zaznaczono cztery charakterystyczne okresy szkodliwości zamrożenia, a to:
a) okres przed rozpoczęciem wiązania (I okres),
b) okres pomiędzy początkiem i końcem wiązania (II okres),
c) okres od końca wiązania do tzw. wytrzymałości bezpiecznej (III okres),
d) okres po uzyskaniu wytrzymałości bezpiecznej (IV okres).
Czas trwania poszczególnych okresów jest bardzo zmienny i zależy od tych samych czynników co przebieg procesu tężenia betonu, a głównie od:
- temperatury mieszanki betonowej,
- temperatury i innych czynników atmosferycznych środowiska,
- składników mieszanki betonowej i ich proporcji,
- wielkości i kształtu elementu betonowego (uprawnienia budowlane).

Wytrzymałość bezpieczna

Wytrzymałość bezpieczna jest to taka wytrzymałość, przy której beton jest odporny na zamrożenie (program egzamin ustny). Wytrzymałość ta jest zmienna, zależna od rodzaju betonu i od warunków oddziaływania na niego wilgoci i mrozu. Jeżeli na beton nie będzie działać dodatkowa wilgoć z zewnątrz, to wystarczy jeśli będzie on wykazywał tylko odporność warunkową, tzn. taką że beton w danym stanie stężenia i zawilgocenia nie ulegnie uszkodzeniu, mimo że zostałby zamrożony. Jeżeli do betonu może dostawać się dodatkowo woda, to musi on posiadać odporność pełną (opinie o programie). Odporność warunkową i pełną na działanie mrozu zwykło się - ze względów praktycznych - oceniać według wytrzymałości na ściskanie betonu.

Przyjmuje się, że wytrzymałość bezpieczna dla betonów na polskich cementach wynosi:
a) 20 kG/cm2 dla betonu z cementu portlandzkiego przy wymaganej tylko odporności warunkowej,
b) 50 kGem2 dla betonu z cementu portlandzkiego przy wymaganej odporności pełnej,
c) 80 kG/cm2 dla betonu z cementu hutniczego przy wymaganej tylko odporności warunkowej,
d) 100 kG’cm2 dla betonu z dowolnego cementu hutniczego przy wymaganej
e) odporności pełnej, 70 kG/cm2 z dowolnego cementu, lecz w przypadku gdy beton wykonywany był w zakładzie prefabrykacji,
f) 150 kG/cm2 jw., lecz w przypadku gdy może jednocześnie działać woda i mróz przy cyklicznie powtarzającym się zamrażaniu i odmrażaniu betonu (segregator aktów prawnych).

Oddziaływanie środowiska o temperaturze od +10 do 0°C oraz temperatur ujemnych, działających do momentu pojawienia się pierwszych śladów zamarznięcia wody wolnej w betonie, określa się ochłodzeniem mieszanki betonowej. Ochłodzenie to powoduje następujące zjawiska:
- opóźnienie początku i końca wiązania mieszanki betonowej,
- wydłużenie procesu tężenia betonu,
- obniżenie wytrzymałości betonu,
- zwiększenie skurczu betonu.

Oddziaływanie temperatur ujemnych na materiały składowe betonu
Oddziaływanie ujemnych temperatur na beton może być szkodliwe już w chwili, gdy temperatury te działają na poszczególne składniki przed wykonaniem mieszanki betonowej. W zasadzie mróz nie wywiera żadnych bezpośrednich trwałych ujemnych skutków na materiały składowe betonu.

Nietrwale szkodliwe działanie mrozu na wodę polega na jej zamianie w lód. Nietrwałe, pośrednie szkodliwe działanie ujemnych temperatur na piasek lub żwir polega na tym, że zostaje on oblodzony przez zamarzającą wodę.

Wyjątkowo mogłoby tu wystąpić uszkodzenie trwale, gdyby ziarna pękały pod wpływem zamarzającej wody (promocja 3 w 1). Obniżenie temperatury cementu poniżej 0°C nie wywiera żadnych ujemnych skutków.