Metodą przyspieszonego zamrożenia jest oziębienie próbek nasyconych wodą pod ciśnieniem w ciągu 8 min do temperatury – 50°C. Następnie na 7 minut należy umieścić je w wodzie o temperaturze +40°C. Jest to badanie, które wykonuje się 5 razy (uprawnienia architektoniczne).
Wpływ niskich temperatur na beton
Wpływ niskich temperatur
Wpływ niskich temperatur na betony drogowe i wodne wyznacza się z jednoczesnym określeniem ich wytrzymałości na ściskanie. Dodatkowo należy także wyznaczyć moduł sprężystości dynamicznej próbki na ściskanie po jej zamrożeniu. Dokonuje się tego po to, żeby porównać ten wynik z modułem sprężystości dynamicznej niezamrożonej próbki. Oprócz tego udało się ustalić, że wytrzymałość betonu obniżona o 20% oznacza, że beton ten nie jest odporny na wpływy zamrażania.
Zgodnie z przeprowadzonymi wcześniej doświadczeniami udało się ustalić, że zamrożone próbki charakteryzują się wyższą wytrzymałością. Głównym powodem, dlaczego tak jest, są wewnętrzne naprężenia oraz dodatkowa wytrzymałość lodu, który zawarty jest w porach materiału.
Szczelność betonu może być wskaźnikiem odporności betonu na zamrożenia. W sytuacji, kiedy wskaźnik wynosi 0,9 (S=90%), to nie ma zamrażających naprężeń wewnętrznych w betonie. Lód rozsadza beton dopiero wtedy, kiedy wskaźnik wynosi 0,7 (materiały do egzaminu na uprawnienia budowlane).
Badanie betonów o markach do 140
W normach polskich jest spostrzeżenie, które mówi o tym, że badania betonów o markach do 140 należy badać po 28 dniach twardnienia. Dotyczy to w szczególności betonów, które są bezpośrednio narażone na zawilgocenie oraz zamrażanie. Około 12 próbek w kształcie walca o średnicy 8 cm należy poddać 25-krotnemu zamrożeniu do temperatury -20°C i odmrożeniu w wodzie o temperaturze +18°C. Czas zamrażania i czas odmrażania powinien wynosić 4 godz.
Wskaźnik wpływów zamrożeni można określić po 25 cyklach zamrożeń. Jest to średnik wynik ściskania próbek zamrożonych, które porównuje się z wynikami 6 próbek, które przechowuje się w laboratorium. Dzięki tym 25 cyklom uzyskuje się duże zróżnicowanie wpływu niskich temperatur.
Badania w ZSRR
W normie radzieckiej GOST 4800-49 przewidywano taki sposób badania mrozoodporności betonów hydrotechnicznych. W pierwszej kolejności próbki należało nasycić wodą przez 3 dni. Następnie ustawiano je w wodzie na głębokość 2-3 cm i zamrażano w ciągu 4 godzin do temperatury -17°C. Kolejnym krokiem było odmrożenie ich w temperaturze +20 ± 5°C (wydrukowane akty prawne na egzamin na uprawnienia budowlane).
Po 25-50 cyklach zamrażania i odmrażania waży się próbki betonu oraz poddaje się je badaniu wytrzymałości na ściskanie. Próbki, których nie zamrażano waży się po czasie T=a-0,2n (a – okres twardnienia przed zamrażaniem, n – liczba cykli). Spadek wytrzymałości betonu na ściskanie może wynosić nawet 25%. Z kolei ciężar może się obniżyć o 5%.
Badania w NRF
W NRF badania przeprowadzano w poniższy sposób. Wykorzystywano do tego próbki, których wymiary to 56x10x10 cm, a wcześniej przechowywano je 28 dni w wodzie. Poddaje się je działaniu zimnego powietrza z regulowaną stale obniżającą się temperaturą. Wówczas spadek temperatury próbki jest bardzo szybki.
Takie próbki poddawano 100-krotnemu zamrożeniu i odmrożeniu. Na skutek przeprowadzonych badań udało się ustalić, że lód powstał w mikroporach dopiero przy temperaturze -4°C do -5°C.
Dynamiczny współczynnik sprężystości na ściskanie i zginanie należało wyznaczyć przed zamrażaniem, po 50 cyklach i po 100 cyklach. Porównywało się te same cechy dla próbek, które przechowywano w wodzie. Czasami mierzono nawet zmiany długości próbek w porównaniu ze stanem początkowym (egzamin ustny na uprawnienia budowlane).
Normy szwajcarskie
W normach szwajcarskich zapisano, że należy stosować próbki betonowe, które mają wymiary 20x20x20 cm i są po 56-dniowym okresie twardnienia. Bada się próbki, które są nasycone wodą, czyli były przechowywane przez ok. 14 dni w wodzie. Przewiduje się 50 cykli zamrażania próbek. Odpowiednim czasem zamrażania jest 8, 4 i 12 godzin lub 12, 8 i 4 godzin.
Normy amerykańskie
Z kolei w normach amerykańskich zapisano, że zaleca się wykorzystanie próbek o wymiarach 9x11x40 cm.
Wyróżnia się 4 sposoby badań. Próbki, które przez 14 dni przechowywano w wodzie można zamrażać w powietrzu lub bezpośrednio w wodzie. Następnie odmraża się je powoli w czasie, który wcześniej określono. Aby móc uniknąć straty wilgoci, próbki betonu umieszcza się w puszce, która jest wypełniona wodą. Zamrażarki, które mają wewnętrzny obieg powietrza powinny mieć temperaturę na poziomie -20°C. Z kolei w przypadku zamrażarek bez ruchu powietrza ta temperatura powinna wynosić -25°C.
Woda, która otacza próbkę powinna być warstwą o grubości 3 mm. Puszki ustawia się w płynie zamrażającym lub odmrażającym. Do badań wykorzystuje się te urządzenia, które mogą pomieścić w sobie 100 próbek. Przy sposobach zamrażania próbek otaczającym powietrzem powstaje możliwość zmiany ich wilgotności. Dodatkowo występuje różnica temperatur na powierzchni próbki oraz w jej rdzeniu (wybierz swój dostęp do programu uprawnienia budowlane). W przypadku sposobów zamrażania próbek wewnętrznym obiegiem powietrza zamrażarki nie mogą one być szczelnie wypełnione próbkami. Spowodowane to jest tym, że te próbki, które znajdują się przy ścianach będą szybciej i bardziej przemarzać niż reszta. Próbki należy układać w odpowiednich odstępach oraz stale je przestawiać.
