Ispitivanje otpornosti betona na dejstvo mraza

Otpornost betona na dejstvo mraza podrazumijeva sposobnost betona da u vodozasićenom stanju podnese višestruke cikluse smrzavanja i odmrzavanja. Tokom ovih ciklusa voda u porama betona se smrzava i mijenja zapreminu što dovodi do pojave unutrašnjih napona u betonu. Poznato je da je zapremina leda veća otprilike 9% od zapremine vode zbog čega i dolazi do pritiska na zidove pora u betonu i formiranja unutrašnjih naprezanja. 

Voda se u mikroporama (pore dimenzije manje od 10^-7 mm) ne pretvara u led ni pri veoma niskim temperaturama. Ovo znači da pore veličine veće od 10^-7 mm direktno utiču na otpornost betona na sejstvo mraza tj. čine ga neotpornijim. U suštini se svodi na to da će kompaktniji betona sa što manje pora imati veću otpornost na dejstvo mraza. Dobra kompaktnost betona se postiže pravilnim određivanjem vodocementnog faktora i korišćenjem odgovarajućih aditiva.

Ispitivanje otpornost na mraz

Za ispitivanje otpornosti betona na dejstvo mraza primjenjuje se metoda smrzavanja i odmrzavanja uzoraka betona zasićenih vodom. Proces se sastoji u mjerenju broja ciklusa koje uzorak može podnijeti prije značajnog gubitka nosivosti. Obično se proces zaustavlja onda kada se uzorku čvrstoća na pristisak smanjila 25-30% ili kada je gubitak mase veći od 5%. Na osnovu broja ciklusa smrzavanja i odmrzavanja koje je uzorak podnio, pripisuje mu se određena klasa otpornosti na mraz. Da bi se betonu pripisala određena marka otpornosti na dejstvo mraza potrebno je da više uzoraka zadovoljava traženi kriterijum. 

Prema domaćem standardu klase kvaliteta otpornost betona na dejstvo mraza su: M-50, M-100, M+150 i M-200. Broj u oznaci predstavlja broj ciklusa koje je uzorak izdržao bez značajnijeg gubitka nosivosti. Za klasu M-50 potrebno je ispitati 9 uzoraka, dok je za ostale klase potrebno 15 uzoraka. 

Uzorci se prije ispitivanja 4 dana drže potopljeni u vodi da bi bili u potpunosti vodozasićeni. Nakon 4 dana se za 3 uzorka mjeri prosječna čvrstoća na pritisak. Ostalih 6 uzoraka se podvrgavaju procesima smrzavanja i odmrzavanja. Smrzavanje se vrši na temperaturi od -20 °C pri čemu se uzorak dovodi do ove temperature u vrmenenskom intervalu od 1 časa. Proces odmrzavanja traje 4 + 4 časa ukoliko su uzorci kocke sa stranama 15 x 15 cm ili 6 + 6 časova ukoliko su uzorci kocke sa stranama 20 cm. 

Otpornost betona na dejstvo mraza i soli

Prilikom ispitivanja betona na dejstvo mraza nameće se i potreba ispitivanja i na istovremeno dejstvo soli. Ovo se obično radi tako što se u procesu smrzavanja i odmrzavanja površina betona izlaže dejstvu troprocentnog rastvora natrijum-hlorida (NaCl). Uzorci se po tačno definisanom načinu izlažu djelovanju rastvora i nakon 25 ciklusa im se mjeri gubitak mase. Pored gubitka mase, mjeri se dubina i površina ljuštenja betona kako bi se definisao stepen degradacije.