Mrazuvzdornosť stavebných materiálov ukazuje, ako si konkrétna vzorka dokáže zachovať svoje vlastnosti po niekoľkých po sebe nasledujúcich cykloch zmrazovania a rozmrazovania. V prípade betónu je hlavnou príčinou jeho deštrukcie pri týchto procesoch voda v tuhom stave, ktorá vyvíja značný tlak na steny mikrotrhlín a pórov materiálu.
Vysoká tvrdosť betónu zase neumožňuje vode voľne expandovať, preto pri skúške mrazuvzdornosti betónu vznikajú vysoké napätia. Deštrukcia začína od vyčnievajúcich častí a potom pokračuje v horných vrstvách a nakoniec preniká hlboko.
Faktorom, ktorý urýchľuje deštrukciu betónu, je aj rozdielny koeficient tepelnej rozťažnosti prvkov tvoriacich stavebný materiál. To vytvára ďalšie napätie.
Mrazuvzdornosť betónu sa meria pomocou metód, ktoré kontrolujú postupy zmrazovania a rozmrazovania. Ukazovatele študovaného parametra závisia od nasledujúcich faktorov: teplota mrazu, trvanie cyklu, rozmery študovanej vzorky, spôsob nasýtenia vodou. Napríklad proces deštrukcie betónuje rýchlejšie, ak sa mrazenie vykonáva pri najnižších možných teplotách v soľných roztokoch.
Mrazuvzdornosť betónu sa počíta, kým určitý počet opakovaných cyklov nezníži hmotnosť vzorky o 5 percent a nezníži jej pevnosť o 25 percent. Práve počet procedúr, ktoré stavebný materiál vydržal, určuje jeho značku. Stupeň mrazuvzdornosti je tiež priradený v závislosti od oblasti, v ktorej bude tento betón použitý.
Mrazuvzdorný betón má špeciálnu štruktúru. Povaha jeho pórovitosti nedovoľuje, aby objem ľadu vytvoril príliš veľký tlak a spomaľuje proces deštrukcie.
Mrazuvzdornosť betónu závisí len od počtu makropórov, keďže voda v malých póroch nezamŕza ani pri najnižších možných teplotách, takže nevytvára dodatočné napätie. Povaha, tvar a objem veľkých pórov majú teda veľký vplyv.
Mrazuvzdornosť betónu možno zlepšiť nasledujúcimi spôsobmi:
- Redukcia veľkých pórov zvýšením hustoty betónu.
- Vytvorenie dodatočných vzduchových pórov v betóne zavedením určitých prísad. Ak je objem takýchto pórov štvrtinou objemu zmrznutej vody, potom sa v procese bežnej nasýtenosti vodou nenaplní. V tomto prípade nezamrznutá voda vytlačená ľadom prenikne do voľného priestoru a potom tlak zoslabne.
Vnútorný objem vzduchu v mrazuvzdornom betóneby mala byť medzi štyrmi a šiestimi percentami. Množstvo vzduchu závisí nielen od spotreby cementu a vody, ale aj od hrubého kameniva. Pri zvyšovaní spotreby vody a cementu sa objem vzduchu vo vnútorných póroch betónu zväčšuje a veľkosť frakcií kameniva sa naopak zmenšuje.
