Vorstbestendigheid van bouwmaterialen laat zien hoe een bepaald monster zijn eigenschappen kan behouden na verschillende opeenvolgende cycli van bevriezen en ontdooien. In het geval van beton is de belangrijkste oorzaak van de vernietiging tijdens deze processen water in vaste toestand, dat een aanzienlijke druk uitoefent op de wanden van microscheuren en poriën van het materiaal.
Op zijn beurt laat de hoge hardheid van beton het water niet vrij om uit te zetten, daarom worden er hoge spanningen gecreëerd tijdens de vorstbestendigheidstest van beton. De vernietiging begint vanaf de uitstekende delen en gaat dan verder in de bovenste lagen en dringt uiteindelijk diep door.
Een factor die de vernietiging van beton versnelt, is ook een andere thermische uitzettingscoëfficiënt van de elementen waaruit het bouwmateriaal bestaat. Dit zorgt voor extra spanning.
De vorstbestendigheid van beton wordt gemeten met behulp van methoden die bevriezings- en ontdooiprocedures regelen. De indicatoren van de bestudeerde parameter zijn afhankelijk van de volgende factoren: vriestemperatuur, cyclusduur, afmetingen van het bestudeerde monster, methode van waterverzadiging. Bijvoorbeeld het proces van betonvernietigingis sneller als het invriezen wordt uitgevoerd bij de laagst mogelijke temperaturen in zoutoplossingen.
De vorstbestendigheid van beton wordt berekend totdat een bepaald aantal herhaalde cycli de massa van het monster met 5 procent vermindert en de sterkte met 25 procent. Het is het aantal procedures dat een bouwmateriaal heeft doorstaan dat zijn merk bepa alt. De mate van vorstbestendigheid wordt ook toegekend afhankelijk van het gebied waarin dit beton zal worden gebruikt.
Vorstbestendig beton heeft een bijzondere structuur. Door de aard van zijn porositeit kan het ijsvolume niet te veel druk uitoefenen en wordt het vernietigingsproces vertraagd.
De vorstbestendigheid van beton hangt alleen af van het aantal macroporiën, aangezien water in kleine poriën zelfs bij de laagst mogelijke temperaturen niet bevriest, dus het veroorzaakt geen extra spanning. Zo hebben de aard, vorm en het volume van grote poriën een grote invloed.
De vorstbestendigheid van beton kan op de volgende manieren worden verbeterd:
- Verkleining van grote poriën door de dichtheid van beton te vergroten.
- Creëren van extra luchtporiën in beton door toevoeging van bepaalde additieven. Als het volume van dergelijke poriën een kwart van het volume bevroren water is, wordt het niet gevuld tijdens het proces van gewone waterverzadiging. In dit geval zal niet-bevroren water dat door ijs is verplaatst, in de vrije ruimte sijpelen, en dan zal de druk afnemen.
Binnenluchtvolume in vorstbestendig betonmoet tussen de vier en zes procent zijn. De hoeveelheid lucht hangt niet alleen af van het verbruik van cement en water, maar ook van het grove aggregaat. Het luchtvolume in de inwendige poriën van beton neemt toe wanneer het verbruik van water en cement toeneemt, en de grootte van aggregaatfracties daarentegen neemt af.
