Морозостойкость бетона один главных показателей, характеризующих долговечность железобетонных конструкций. Климатические особенности нашей страны таковы, что отдельные виды конструкций постоянно подвергаются прямому воздействию погоды, при этом создаются все необходимые условия для разрушения бетонного камня: проникновение воды с атмосферными осадками и замораживание бетона при воздействии отрицательных температур.

Отличительной особенностью морозостойкости бетона от его прочностных характеристик является тот факт, что разрушение происходящее, под воздействием отрицательных температур, не происходит сразу во всей конструкции, а возникает локально, на небольших отдельных участках в разные временные интервалы. Введенные в эксплуатацию объекты соответствуют проектным требованиям по прочностным характеристикам конструкций, и прочностные характеристики строго контролируются на всех этапах строительства. А вот соответствие фактической марке бетона по морозостойкости контролируется выборочно или вообще формально на основании представленных документов о качестве на бетонную смесь.

Для понимания протекающих физических процессов, влияющих на морозостойкость необходимо хотя бы кратко ознакомиться с теоретическими основами фундаментальных наук.

Под понятием морозостойкости бетонной конструкции понимают сохранение прочностных характеристик, устойчивости и долговечности конструкции при воздействии на нее попеременных процессов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. В настоящий момент времени существует несколько теорий, объясняющих физические понятие механизма разрушения бетона под действием разницы температур:

- воздействие кристаллизующего льда на стенки пор бетона,

- термическая несовместимость заполнителей в бетоне и цементного камня. Разрушение происходит вследствие разницы в значениях коэффициентов температурных расширений,

-воздействие гиростатического давления воды на стенки пор при образовании кристаллов льда,

- модель Пауэрса. В основе теории, предложенной Т. Пауэром, находится гипотеза о гидравлическом давлении пропорциональном скорости замораживания бетона (образование кристаллов льда) и количеству оттесненному при этом жидкости в пустые поры.

Разрушению бетона при замораживании так же способствует осмотическое явление, которому способствует концентрация ионов щелочей (в т.ч. Са(ОН)2) в жидкой фазе бетона. Диффузия воды создает дополнительное давление на стенки капилляров.

Непосредственно на морозостойкость бетона влияет качество заполнителей бетона, виды применяемых добавок (особенно нежелательно применение минеральных добавок с повышенной водопотребностью), водоцементное соотношение, применение цементов с тонкостью помола более 400м2 /кг.

Качество изготовления конструкций зависит не только от качества применяемой бетонной смеси, но и от соблюдения технологических процессов бетонирования, так, например, трещины, поры и раковины, способствуют проникновению воды, преждевременное нагружение конструкции при недостаточной прочности, высокая скорость подъёма температуры и быстрое охлаждение при тепловлажностной обработке приводит к появлению деструктивных факторов влияющих на долговечность конструкций в целом.

Особенностью контроля морозостойкости выполненных железобетонных конструкций является длительность и трудоемкость проведения лабораторных испытаний. Основные методы лабораторного контроля по определению фактической марки бетона по морозостойкости делятся на следующие группы:

1. Стандартизированный прямой метод испытаний, основанный на циклическом замораживании и оттаивании водонасыщенных образцов. Количество циклов, выдержанных образцом до его разрушения характеризуют марку бетона по морозостойкости.

2. Неразрушающий метод, когда марка по морозостойкости определяется по косвенным показателям, например, по скорость прохождения ультразвуковых волн.

Следует так же отметить, что существует значительная разница между значением результатов испытаний морозостойкости бетона, по стандартным образцам, изготовленных в лабораторных или построечных условиях с показателем морозостойкости бетона в конструкции, изготовленной из бетонной смеси одного и того же номинального состава.

В Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» совместно с ведущими специалистами лаборатории «ЦМИПКС испытания» был разработан Регламент на лабораторные испытания образцов бетона дилатометрическим методом ускоренного определения морозостойкости с применением прибора ДОД -100К/3.

В основе проведенной работы были установлены корреляционные зависимости между первым базовым методом и дилатометрическим методом ускоренного определения морозостойкости бетона с применением прибора – Дилатометр ДОД-100К/3 на основании проведенных параллельных испытаний в соответствии с ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».