Морозостойкость бетона обеспечивается правильным подбором его состава и созданием условий для его твердения.

На снижение морозостойкости оказывают большое влияние загрязненность материалов глинистыми и органическими примесями, доломитовой и известковой мукой, низкое качество цемента, раннее замораживание бетона, нарушения в тепловой обработке конструкций.

Недостаточная морозостойкость бетона ведет к разрушению конструкций в условиях эксплуатации.

Так, монолитные железобетонные обвязочные балки размером 600X40X40 см бетонировались в декабре при температуре наружного воздуха - 5, - 3°С; применялся бетон марки 300. Забетонированные балки не обогревались, лишь утеплялись слоем опилок по уложенному сверху рубероиду. В последующие дни температура воздуха понизилась до - 15, - 18° С.

С наступлением весенних оттепелей с кратковременными ночными заморозками поверхность конструкций начала шелушиться; без больших усилий можно было легко отделить куски бетона, лишь в ядре бетон обладал прочностью 50 - 70 кГ/см².

В другом случае в фундаментных блоках заводского изготовления весной с поверхности начали отделяться куски бетона. Глубина нарушения с полным отпадением с каждой стороны составила 12 и 7 см при толщине блока 60 см.

Разрушались не только смонтированные конструкции, но и блоки, хранившиеся на складской площадке, предназначенные для других зданий.

Бетон для этих блоков марки 200 изготавливали на щебне известковых пород крупностью 15 - 25 мм, содержащем слабые известняковые включения. При увлажнении в кучах материал представлял связную массу, которая при высыхании обладала некоторой сцепляемостью. Бетон готовили на неподогретых материалах. Принятый для пропаривания режим оказался недостаточным для получения 70% проектной прочности.

Шелушение поверхности, отпадение и скол лицевого слоя в блоках и плитах - явление довольно частое.

Из-за недостаточной морозостойкости наблюдались сколы бетона в поперечных несущих железебетонных перегородках и в местах опирания плит перекрытий при монтаже 5 - 9-этажных домов. Глубина нарушения бетона на отдельных участках достигала 30 - 35 мм, а по высоте составляла 38 - 40 см, нарушения распространялись по всей длине перегородок. Такие же дефекты встречались в плитах, пролежавших два года на площадке из-за приостановки строительства.

Наличие скола бетона или возможность его появления в перегородках, на которые опираются плиты и перегородки вышележащих этажей, должно оцениваться как аварийное (рис. 14).

Можно назвать несколько причин таких разрушений. При изготовлении перегородок вертикально в кассетах в верхней части скапливается наиболее жидкая, а следовательно, и менее прочная бетонная смесь. Проверки показали, что прочность бетона вверху перегородки на 20% ниже, чем на других участках той же конструкции. Менее прочная часть конструкции при таянии снега больше насыщается талой водой, а при последующем замерзании вода в порах как бы расклинивает бетон.

Вдоль трамвайных путей в 1966 г. были уложены сборные бордюрные плиты размером 80x80x12 см, изготовленные на гранитном щебне и бетоне марки 400. Следовало ожидать, что такие плиты, менее подвергающиеся воздействиям городского уличного движения и автомобильного транспорта, будут и меньше разрушаться, однако из-за недостаточной морозостойкости весной 1967 г. лицевая поверхность плит начала шелушиться. Этот процесс сопровождался обнажением граней щебня и арматуры, а в 1968 г. в 650 из 700 уложенных плит полностью разрушился лицевой слой. Во всех плитах бетон был поражен на глубину 4 - 8 см; полностью оголилась арматурная сетка, состоящая из прутков периодического профиля диаметром 10 - 12 мм и поперечных стержней диаметром 6 мм.

Рис. 14. Нарушение прочности бетона в опорах несущих железобетонных перегородок: а - опорный узел (по проекту); б - опорный узел (выполненный в натуре); 1 - металлический фиксатор; 2 - бетон марки 200

Подобные разрушения наблюдались в дорожном покрытии автомобильной 100-километровой кольцевой дороги, построенной вокруг Москвы, - защитный слой частично отслоился, оголились грани щебня и образовались выбоины с глубоким выкрашиванием бетона. Во многих местах для выравнивания дороги был уложен асфальт. Контрольные испытания на морозостойкость образцов из бетона размером 15x15x15 см в количестве 1000 циклов, начатые в октябре 1959 г. и законченные в мае 1966 г. , не показали каких-либо внешних поверхностных изменений структуры. Образцы бетона изготовлены с применением гранитного щебня предельной крупности 15 - 25 мм на гидрофобном портландцементе марки 400: Водопоглощение для различных образцовсоставило 3 - 5%, потеря в весе после замораживания 2-3%.

Своеобразную длительную проверку на морозостойкость проходят железобетонные конструкции в холодильниках для хранения мяса и других продуктов, где температура постоянно держится на уровне - 20, - 25° С. Лишь периодически один - два раза в год отключаются фреоновые холодильные установки для снятия нароста льда и снега. Этот процесс длится один -два дня, но не успевают промороженные конструкции полностью оттаять, как температура снова понижается.

На Московском хладокомбинате железобетонные колонны и безбалочные перекрытия находятся в замороженном состоянии с 1933 г. Величина налетов льда и снега достигает 1 - 1, 5 см. Контрольные проверки бетона, произведенные в колоннах, показали, что прочность его достаточно высока.