Statybinių medžiagų atsparumas šalčiui parodo, kaip konkretus pavyzdys gali išlaikyti savo savybes po kelių iš eilės užšaldymo ir atšildymo ciklų. Betono atveju pagrindinė jo sunaikinimo šių procesų metu priežastis yra kietas vanduo, kuris daro didelį spaudimą medžiagos mikroįtrūkimų sienelėms ir poroms.
Savo ruožtu didelis betono kietumas neleidžia vandeniui laisvai plėstis, todėl atliekant betono atsparumo šalčiui bandymą susidaro dideli įtempimai. Sunaikinimas prasideda nuo išsikišusių dalių, o vėliau tęsiasi viršutiniuose sluoksniuose ir galiausiai prasiskverbia giliai.
Betono sunaikinimą pagreitinantis veiksnys taip pat yra skirtingas statybinę medžiagą sudarančių elementų šiluminio plėtimosi koeficientas. Tai sukuria papildomą įtampą.
Betono atsparumas šalčiui matuojamas naudojant metodus, kurie kontroliuoja užšalimo ir atšildymo procedūras. Tiriamo parametro rodikliai priklauso nuo šių veiksnių: užšalimo temperatūros, ciklo trukmės, tiriamo mėginio matmenų, vandens prisotinimo būdo. Pavyzdžiui, betono naikinimo procesasyra greitesnis, jei užšaldymas atliekamas žemiausioje įmanomoje druskos tirpalų temperatūroje.
Betono atsparumas šalčiui skaičiuojamas tol, kol tam tikras pasikartojančių ciklų skaičius sumažina mėginio masę 5 procentais ir sumažina jo stiprumą 25 procentais. Būtent procedūrų, kurias statybinė medžiaga atlaikė, skaičius lemia jos prekės ženklą. Atsparumo šalčiui laipsnis taip pat priskiriamas atsižvelgiant į plotą, kuriame šis betonas bus naudojamas.
Šalčiui atsparus betonas turi ypatingą struktūrą. Dėl jo akytumo ledo tūris nesudaro per didelio slėgio ir lėtina sunaikinimo procesą.
Betono atsparumas šalčiui priklauso tik nuo makroporų skaičiaus, nes mažose porose vanduo neužšąla net esant žemiausiai temperatūrai, todėl nesukelia papildomo streso. Taigi didelių porų pobūdis, forma ir tūris turi didelę įtaką.
Betono atsparumą šalčiui galima pagerinti šiais būdais:
- Didelių porų mažinimas didinant betono tankį.
- Papildomų oro porų betone sukūrimas įvedant tam tikrus priedus. Jei tokių porų tūris yra ketvirtadalis užšaldyto vandens tūrio, tada jis nebus užpildytas įprasto vandens prisotinimo procese. Tokiu atveju ledo išstumtas neužšalęs vanduo prasiskverbs į laisvą erdvę, o tada slėgis susilpnės.
Vidinis oro kiekis šalčiui atspariame betoneturėtų būti nuo keturių iki šešių procentų. Oro kiekis priklauso ne tik nuo cemento ir vandens suvartojimo, bet ir nuo stambaus užpildo. Oro tūris vidinėse betono porose didėja, kai sunaudojama daugiau vandens ir cemento, o užpildų frakcijų dydis, priešingai, mažėja.
