Dietmar Klausen – Tłumaczył Kazimierz Dąbrowski

Beton, który w stanie zawilgoconym podlega częstym i nagłym zamrażaniom i odmrażaniom, musi charakteryzować się dużą odpornością, której najważniejszym warunkiem jest szczelność betonu, wykonanego z kruszywa mrozoodpornego.

Uwaga: W przypadku betonu odpornego na działanie mrozu i soli odmrażającej stawiane są porównywalnie podwyższone wymagania.

Oddziaływanie mrozu
Wpływ na beton zmian zamarzanie-odmrażanie jest zależne od zawartości wilgoci w betonie, jak również częstotliwości i intensywności zmian temperatury. Właściwą przyczyną uszkodzeń mrozowych jest powiększenie objętości wody w porach kapilarnych pod wpływem zamarzania. Jednak również bardzo duże różnice w wydłużalności termicznej kamienia cementowego i kruszywa mogą przy szybkich zmianach temperatury doprowadzić do naprężeń strukturalnych i w konsekwencji do zarysowań. Naprężenia w betonie rosną wraz ze wzrostem zawartości wilgoci w betonie. Największe są przy zamarzaniu pod wodą (przykład: woda zalegająca na jezdniach) i wyraźnie mniejsze przy zamarzaniu na powietrzu (przykład: zewnętrzne elementy budowlane).

Uszkodzeń mrozowych należy oczekiwać w betonach, które wykonano z dużą ilością wody i poddano częstym zamarzaniom (np. obiekty budownictwa wodnego). Szczególnie narażone na uszkodzenia są betony, znajdujące się w strefie zmiennego poziomu wody. Zamarzanie betonu nieodpornego na działanie mrozu może powodować:

  • powolne wymywanie drobnych frakcji zaprawy z górnej powierzchni betonu,
  • rozluźnienie struktury w górnych warstwach betonu,
  • odrywanie się górnych warstw betonu, odpryski,
  • rozluźnienie struktury betonu wewnątrz elementu, trwałe wydłużenia mrozowe,
  • całkowity rozpad.

    Wymagania
    W tablicy poniżej podano zestawienie wymagań stawianych betonom o wysokiej mrozoodporności.



    Składniki mieszanki betonowej
    Ogólnie biorąc zaleca się stosowanie betonu BII. W wyjątkowych przypadkach możliwe jest także użycie betonu BI pod warunkami podanymi w tablicy. W szczególności należy:
  • przyjmować w przypadku betonu BII co najmniej 270 kg na 1m 3 świeżego betonu; w przypadku betonu BI obowiązują wymagania stawiane betonom wodoszczelnym (por. również tablica),
  • stosować kruszywo spełniające podwyższone wymagania mrozoodporności,
  • ograniczyć zawartość miału i drobnego piasku zgodnie z przepisami,
  • ograniczyć wskaźnik W/C do wartości podanej w normach,
  • dobierać konsystencję możliwie gęstą; uwzględniać złą skuteczność środków napowietrzających w mieszankach o gęstej konsystencji,
  • (środki napowietrzające poprawiają mrozoodporność betonu); przy bardzo gęstej konsystencji (wilgotnej u nas K1), stosowanej przy produkcji płyt chodnikowych, krawężników itp. zwiększyć ok. 5-krotnie ilość zwykle stosowanego środka napowietrzjącego.

    Układanie betonu – Wskazówka praktyczna
    W szczególności należy:

  • dokładnie zagęścić wibratorami,
  • nie dopuścić do rozdzielania się składników mieszanki przy układaniu betonu,
  • usunąć mleczko cementowe tworzące się na powierzchni górnej (miotłą lub innym sposobem),
  • wykonywać pielęgnację betonu wg danych zawartych w "Wytycznych pielęgnacji betonu".

    Uwaga!
    Wprowadzenie w życie europejskiej normy EN 206 znacznie wydłuży wymagany czas pielęgnacji betonu.

    Badanie
    W normach brak jest przepisów pozwalających określić mrozoodporność. Ponieważ w warunkach laboratoryjnych trudno jest wytworzyć naturalne warunki klimatyczne, ograniczone są dotychczas możliwości oceny mrozoodporności.

    Wskazówka: Według -NORM B 3303 uważa się beton jako wystarczająco mrozoodporny, gdy dynamiczny moduł sprężystości po 100 do 400 cyklach zamrażania i odmrażania osiągnie conajmniej 75% wartości modułu przed zamrożeniem.

    Wskazówka: Badanie na kostkach o boku 10 cm (zamrażanych i odmrażanych w wodzie), pozwalające określić utratę ciężaru własnego oraz wartość dynamicznego modułu sprężystości dają możność oceny mrozoodporności jako wysoką, średnią i nieznaczną (vide piśmiennictwo).

    Literatura
    SIEBEL, E.: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand von Beton. Beurteilung mittels W.rfelverfahren. beton 42 (1992) H.9, S.496/501 (Odporność na działanie mrozu i soli odmrażających. Ocena na podstawie badań kostek z betonu.
    PN-88/B-06250. Beton zwykły p.5.3. Odporność betonu na działanie mrozu, p.6.5. Badanie odporności betonu na działanie mrozu.
    DIN 1045. Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausf.hrung (Beton i żelbet, Wymiarowanie i wykonawstwo).
    DIN 4226, cz.1 (04.83) Zuschlag f.r Beton; Zuschlag mit dichtem Gef.ge; Begriffe, Bezeichnungen und Anforderungen (Kruszywo do betonu, kruszywo o strukturze zwartej. Pojęcia, oznaczenia i wymagania).
    Richtline zur Nachbehandlung von Beton. Deutscher Ausschu§ f.r Stahlbeton (Wytyczne pielęgnacji betonu. Niemiecki Komitet Żelbetu).