Jerzy Wawrzeńczyk
Tomasz Cedro
Tomasz Pióro
Mrozoodporność powierzchni betonu
modyfikowanej przy użyciu tkaniny
półprzepuszczalnej
FREEZE-THAW RESISTANCE OF THE SURFACE OF CONCRETE MODIFIED
BY USE OF CONTROLLED-PERMEABLE FORMWORK
Streszczenie
Jakość warstwy powierzchniowej betonu jest czynnikiem decydującym o trwałości kon-
strukcji żelbetowej. Jedną z najbardziej efektywnych metod poprawy jakości tej warstwy
jest zastosowanie deskowań selektywnie przepuszczalnych (DSP) podczas układania
i pielęgnacji betonu.
W referacie przedstawiono opis programu badań podjętego w celu określenia mro-
zoodporności (na wewnętrzne pękanie i powierzchniowe łuszczenie) 5 betonów, których
strukturę warstwy powierzchniowej zróżnicowano poprzez następujące czynniki: rodzaj
cementu (CEM I; CEM III/A), stosunek wodno-cementowy (0,40; 0,50), napowietrzenie
lub brak napowietrzenia, zastosowanie tkaniny DSP lub jej brak. Wyniki badań wska-
zują, że uzyskanie powierzchni betonu odpornej na łuszczenie wymaga zredukowania
stosunku wodno-cementowego do około 0,40 lub konieczne jest dodatkowe zastosowanie
napowietrzenia beton.
Abstract
The quality of the surface skin of concrete is a crucial factor in durability of reinforced-
concrete structure. The use of controlled-permeable formwork (CPF) in placing and curing
concrete is one of the most effective method in enhacement in surface quality of concrete.
The paper presents a detailed description of the test program undertaken to establish
frost durability (resistance to internal and surface damage) of 5 concretes which surface
dr hab. inż. Jerzy Wawrzeńczyk  Politechnika Świętokrzyska
mgr inż. Tomasz Cedro  Politechnika Świętokrzyska
mgr inż. Tomasz Pióro  Politechnika Świętokrzyska
microstructure was changed by: type of cement (CEM I; CEM III/A), water-cement ratio
(0.40; 0.50), not/air-entraiment, not/use of CPF formwork. The results indicates that
successful scaling resistance requires the reduction of water-cement ratio to about 0.40
or air-entainment is necessary to protect concrete against surface deterioration.
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
1. Wprowadzenie
Praktyka ostatnich dziesięcioleci wykazała, że w wielu przypadkach jakość betonu
nie zawsze gwarantowała odpowiednią trwałość konstrukcji betonowych. Szczególnie
dużo problemów występuje w obiektach budownictwa komunikacyjnego (mosty) oraz
zbiornikach w oczyszczalniach ścieków. Występujące tu trudne warunki eksploatacyjne
stwarzają wysokie wymagania w stosunku do jakości betonu, w tym: szczelności i niskiej
przepuszczalności, odporności na agresję chemiczną, mrozoodporności i odporności na
działanie środków odladzających, wysokiej wytrzymałości i niskiej ścieralności.
Pierwszorzędne znaczenie dla trwałości obiektu (zwłaszcza żelbetowego) mają wła-
ściwości warstwy powierzchniowej betonu. To od powierzchni betonu rozpoczyna się
proces niszczenia, który dopiero w dalszej fazie prowadzi do korozji zbrojenia i uszkodzeń
głębszych partii betonu. Zwykle jakość betonu w warstwie powierzchniowej jest gorsza
od jakości partii leżących wewnątrz objętości betonu. Decyduje o tym szereg czynników
w tym między innymi tzw. efekt ściany, który powoduje, że zmieniony skład (gorsze upa-
kowanie ziarn kruszywa grubego, a zwiększona zawartość spoiwa i zaprawy) prowadzi
do zwiększonej porowatości. Inne czynniki mogą być związane z lokalnym wzrostem
stosunku w/c w wyniki zjawisk sedymentacji i segregacji składników podczas układania
i zagęszczania betonu, oraz zespołem czynników związanych ze sposobem pielęgnacji
i dojrzewania betonu (temperatury, wilgotności, czasu), a wpływających na kształtowanie
porowatości zaczynu i powstawanie mikrorys, będących wynikiem skurczu lub innych
oddziaływań eksploatacyjnych.
Ponieważ szczelność mikrostruktury betonu odgrywa dominującą rolę w kształtowa-
niu mrozoodporności, stąd rodzaj cementu (spoiwa) oraz stopień jego hydratacji przed
rozpoczęciem zamrażania ma bardzo duże znaczenie. Zaczyn z cementem z dodatkiem
żużla wielkopiecowego (ozn. BFC), przyjmując np. stopień hydratacji ą = 60%, wykazuje
wyższą porowatość żelową i tylko niewielką zawartość porów kapilarnych. Szybkość
hydratacji cementu BFC jest jednak znacznie wolniejsza w stosunku do cementu portlandz-
kiego, który stopień ą = 60% może osiągnąć już po trzech dniach dojrzewania, podczas gdy
BFC dopiero po 28 dniach [1]. Z badań Starka i Ludwiga [1] wynika, że efekty związane
z wolniejszym tempem hydratacji cementów BFC może być zrekompensowany dzięki
zwiększeniu szczelności tych zaczynów, o ile uzyskany zostanie odpowiednio wysoki
stopień hydratacji. Wykazali oni, że zaczyn BFC o stopniu hydratacji ą = 50% posiada
rozkład wielkości porów podobny do cementu portlandzkiego o ą H" 90%. Przy stopniu
hydratacji ą > 50%, bez względu na wartość współczynnika ą, zaczyny BFS wykazują
bardziej szczelną mikrostrukturę niż cement portlandzki. Uzyskanie odpowiednio wy-
sokiego stopnia hydratacji zależne jest od jakości żużla wielkopiecowego, rozdrobnienia
cementu, warunków dojrzewania itp.
W większości przypadków o mrozoodporności betonu, szczególnie w warunkach
oddziaływania soli rozmrażających, decydują właściwości warstwy powierzchniowej
o grubości do kilkunastu milimetrów, na której jakość ma wpływ proces karbonizacji.
O ile proces karbonizacji silnie wpływa na uszczelnienie mikrostruktury powierzchni
betonu z cementem portlandzkim [2], to w przypadku betonu z cementem BFC, pomimo
zmniejszenia całkowitej porowatości, powoduje wzrost objętości porów kapilarnych [3].
Aby zmniejszyć ten ujemny efekt, konieczna jest staranna wilgotna pielęgnacja (lepsze
warunki hydratacji przy jednoczesnym ograniczeniu karbonizacji), a czas pielęgnacji
powinien być tym dłuższy, im większa jest zawartość żużla.
3
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
Zdając sobie sprawę ze znaczenia jakości powierzchni betonu dla ogólnej trwałości
betonu, duży nacisk kładzie się na naturalną materiałowo-strukturalna ochronę warstwy
powierzchniowej betonu. Jedną z najlepiej rozwiniętych koncepcji podwyższania jakości
i trwałości powierzchni jest stosowanie tzw. deskowań selektywnie przepuszczalnych
(DSP) [4]. Metoda polega na pokryciu szalunku specjalną tkaniną syntetyczną, która składa
się z włóknistej maty pokrytej cienką warstwą błony półprzepuszczalnej. Tkanina taka
zdolna jest do odprowadzania z powierzchni betonu nadmiaru wody i powietrza, co powo-
duje lokalny wzrost koncentracji ziarenek cementu i w rezultacie prowadzi do zwiększe-
nia szczelności struktury warstwy powierzchniowej stwardniałego betonu. Jednocześnie
w ciągu następnych dni po zabetonowaniu elementu wkładka jest w stanie oddawać część
wody, wpływając na poprawę warunków pielęgnacji powierzchni betonu.
W dalszej części referatu przedstawiono wyniki badań [5], których celem było określe-
nie wpływu tkaniny DSP na poprawę mrozoodporności powierzchni betonu wykonanego
z różnym spoiwem (CEM I lub CEM III/A klasy 32.5R).
2. Opis badań własnych
Celem badań własnych była próba oceny wpływu zastosowania tkaniny selektywnie
przepuszczalnej na poprawę odporności mrozowej warstwy powierzchniowej betonu.
Plan badań obejmował wykonanie badań cech fizycznych, wytrzymałości na ściskanie
i mrozoodporności 5 serii betonów o zróżnicowanej strukturze poprzez zastosowanie:
 dwóch rodzajów cementu: CEM I 32.5R i CEM III/A 32.5R,
 stosunku wodno-cementowego w/c = 0,40 i 0,50,
 napowietrzenia betonu.
Pozostałe materiały stosowane w badaniach to: piasek kopalniany 0-2 mm, kruszywo
grube bazaltowe frakcji 4/8 i 8/16 mm oraz domieszki chemiczne (superplastyfikator
i środek napowietrzający).
Dla wszystkich serii betonów przyjęto takie same uziarnienie stosu okruchowego,
co pokazano na rysunku 1. Proporcje poszczególnych frakcji kruszywa przyjęto: P/B 4-8/
B = 32/33/35.
8-16
Rys. 1. Uziarnienie kruszywa stosowanego w badaniach
4
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
Zakres pracy obejmował:
a) badania świeżej mieszanki betonowej:
 konsystencji metoda opadu stożka SL,
 gęstości objętościowej gb,
 zawartości powietrza metodą ciśnieniową zp,
b) badania stwardniałego betonu:
 właściwości fizycznych: gęstości obj. w stanie suchym gs, nasiąkliwości wagowej n
w
i objętościowej n , zawartości powietrza zp1,
o
 wytrzymałości na ściskanie f  (na kostkach o boku 10 cm),
cc
 mrozoodporności dwoma metodami:
- metoda A  badanie odporności na wewnętrzne pękanie poprzez zamrażanie
belek częściowo zanurzonych w wodzie,
- metoda B  badanie odporności na łuszczenie powierzchni betonu zamrażanego
w 3% roztworze NaCl (metodÄ… Boräs).
Cechy fizyczne i wytrzymałość betonu oznaczano na kostkach o boku 10 cm. Do badań
mrozoodporności stosowano dwa rodzaje próbek:
 w metodzie A stosowano belki o wymiarach 8x15x34 cm, przy czym jedna z bocznych
powierzchni wykonana była z użyciem tkaniny, a druga bez tkaniny (wkładka z bla-
chy). Do przygotowania belek użyto specjalnie przygotowanych w tym celu form ze
sklejki.
 w metodzie B stosowano plastry o wymiarach 15x15x5 cm, które wykonano w for-
mach stalowych z wykorzystaniem wkładek dystansowych umieszczonych w środku
(fot. 1). Dla każdej serii betonu przygotowano po 3 plastry z powierzchnią zaformowaną
z użyciem tkaniny i 3 próbki sporządzone w zwykły sposób (fot. 2).
Fot. 1. Widok form z zamocowana tkaniną półprzepuszczalną
5
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
Fot. 2. Widok powierzchni próbek zaformowanych z użyciem tkaniny DSP (z prawej strony)
i bez niej
Po rozformowaniu próbki dojrzewały 7 dni w wodzie, a następnie 21 dni w wa-
runkach powietrzno-suchych. Próbki do badania nasiąkliwości oraz belki do badań
mrozoodporności nasączano w wodzie przez okres 7 dni. Próbki-plastry nasączano
wodÄ… przez okres 4 dni.
Badania wytrzymałości na ściskanie przeprowadzono zgodnie z normą PN-88/B-06250.
Badania nasiąkliwości przeprowadzono zgodnie z normą PN-88/B-06250 na
3 kostkach o boku 10 cm. Dodatkowo dla próbek stosowanych do badań nasiąkliwości
oznaczano ich objętość (metodą hydrostatyczną) oraz po wysuszeniu w temperaturze
+105 °C nasÄ…czano je pod próżniÄ…. Z różnicy nasiÄ…kliwoÅ›ci objÄ™toÅ›ciowych pod próżniÄ…
i zwykłej wyznaczano zawartość powietrza w stwardniałym betonie.
Badania mrozoodporności betonu przeprowadzono dwoma metodami.
Badania mrozoodporności na wewnętrzne pękanie przeprowadzono na próbkach-bel-
kach, które zostały umieszczone w metalowych foremkach z wodą, dzięki czemu próbki do
połowy zanurzone były w wodzie, a górna ich część znajdowała się w powietrzu (rys. 2).
Pozwoliło to na jednoczesne obserwowanie zachowania się próbek podczas zamrażania
w powietrzu oraz w wodzie (w strefie poziomu wody).
Rys. 2. Schemat obrazujący sposób umieszczenia belek w pojemniku z wodą
Próbki poddane zostały 300 cyklom zamrażania-rozmrażania, wykonując 4 cykle
na dobÄ™: 4 godziny zamrażania w temperaturze -18°C Ä… 2°C i 2 godziny rozmrażania
w temperaturze 16°C Ä… 2°C. Co 28 cykli próbki wyjmowano z komory, oceniano wizualnie
zakres zniszczeń oraz dokonywano pomiarów odkształceń oraz zmian masy.
6
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
Badania odpornoÅ›ci za Å‚uszczenie powierzchni przeprowadzono metodÄ… Boräs. Badania
wykonano na próbkach o wymiarach 15x15x5 cm po 28 dniach dojrzewania. Próbki do badań
wymagają odpowiedniego przygotowania  powierzchnie dolne oraz boczne próbek zostały
zaizolowane za pomocą pianki poliuretanowej co pokazuje poniższy schemat (rys. 3).
Rys. 3. Sposób przygotowania próbek
do badaÅ„ metodÄ… Boräs [6], oznacze-
nia: 1  próbka 15x15x5 cm, 2  izo-
lacja termiczna, 3  folia plastikowa,
4  wodny roztwór soli (3% NaCl)
Badanie polega na poddawaniu
próbek 56 cyklom zamrażania i roz-
mrażania w roztworze 3% NaCl. Pojedynczy cykl zamrażania i odmrażania trwa 24 godziny,
a temperatura roztworu powinna mieścić się w obszarze zaznaczonym na rys. 4. W metodzie
Boräs ocena mrozoodpornoÅ›ci betonu ma charakter iloÅ›ciowy, bowiem oznacza siÄ™ masÄ™
złuszczonych fragmentów betonu i na tej podstawie określa się stopień jego mrozoodporności.
Beton można uznać za mrozoodporny, jeżeli spełnia wymagania podane w tablicy 1.
Tablica 1. Ocena betonu według SS 13 72 44
Kryteria
Odporność na złuszczenie
ubytek masy po 56 kg/m2
bardzo dobra m56<0,1
dobra m56< 0,5 i m56/m28<2
dostateczna m56 < 1,0 i m56/m28<2
Rys. 4. Wykres pomierzonej temperatury roztworu na powierzchni próbek w odniesieniu do
dopuszczalnego zakresu temperatury w metodzie Boräs
7
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
3. Wyniki badań i ich analiza
3.1. Skład i właściwości świeżego betonu
Podstawowe informacje o składach i właściwościach świeżych mieszanek betonowych
zestawiono w tablicy 2.
Tablica 2. Podstawowe informacje o składzie i właściwościach świeżych mieszanek be-
tonowych
PC-1 1) PC-2 1) PC-3 2) PC-4 2) PC-5N 2)
C 416 354 393 324 297
W 165 175 156 161 149
P 656 667 648 662 574
B 4/8 697 709 689 703 607
B 8/16 697 709 689 703 607
SPL 2,883 1,040 1,451 1,372 -
ÅšN - - - - 0,005
Zp [%] - - - - 11
GB 2632 2615 2575 2554 2234
W/C 0,40 0,50 0,40 0,50 0,50
Kons. SL [cm] 23,5 23 20 23 15
Oznaczenia dotyczące rodzaju użytego cementu: 1)  CEM I 32,5R; 2)  CEM III/A 32,5R
3.2. Właściwości stwardniałego betonu
3.2.1. Wytrzymałość i właściwości fizyczne
Wyniki oznaczeń cech fizycznych: gęstości pozornej w stanie wysuszonym gs, nasiąkliwości
wagowej n i objętościowej n oraz zawartości powietrza zp1 w stwardniałym betonie
w o
zestawiono w tablicy 3.
Tablica 3. Właściwości fizyczne stwardniałego betonu
gs n w n o zp1
Seria
kg/m3 % % %
PC-1 2485 5,0 12,3 0,8
PC-2 2444 5,6 13,7 0,6
PC-3 2450 5,0 12,2 2,9
PC-4 2447 5,6 13,6 2,1
PC-5N 2132 6,4 13,6 13,0
8
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
Wartości średnie oraz przyrost wytrzymałości betonu na ściskanie przedstawiono na
rysunku 5 (badania na kostkach o boku 10 cm).
Rys. 5. Przyrost wytrzymałości betonu w czasie dojrzewania
Betony nie napowietrzone charakteryzowały się bardzo dobrą urabialnością  opad
stożka > 20 cm. Po 28 dniach dojrzewania betony uzyskały podobną nasiąkliwość rzędu
5,0-5,6% bez względu na rodzaj użytego cementu. Wytrzymałość 28-dniowa betonów
z cementem portlandzkim wynosiła 60,2-81,5 MPa, przy 49,7-62,0 MPa dla betonów
z cementem hutniczym. Różnica ta częściowo może wynikać ze zwiększonej zawartości
powietrza w betonach z cementem hutniczym  około 2,1-2,9% przy 0,6-0,8% dla betonów
z CEM I.
Beton napowietrzony serii PC-5N (cement CEM III, W/C=0,50) charakteryzował się
28-dniową wytrzymałością wynoszącą 22,0 MPa i zwiększona nasiąkliwością wagową
(6,4%) ze względu na wysoką zawartość powietrza (13%).
3.3. Wyniki badań mrozoodporności betonu
3.3.1. Belki zamrażane w wodzie
Wyniki badań mrozoodporności belek częściowo zanurzonych w wodzie przedstawiono
w postaci wykresów zmian odkształceń (rys. 6), masy (rys. 7) oraz na fotografiach 3 i 4
ukazujących wygląd próbek po zakończeniu 300 cykli zamrażania. Ponieważ próbki zamra-
żane były przy częściowym ich zanurzeniu w wodzie wyraz
nie widoczny jest, zwłaszcza
dla powierzchni zaformowanej bez stosowania tkaniny DSP, inny charakter zniszczeń
w strefie, gdzie próbka była zamrażana w powietrzu (widoczna siatka spękań), a inna przy
zamrażaniu w wodzie (powierzchnie złuszczone, siatka drobnych i grubych spękań).
Zarówno próbki wykonane na cemencie hutniczym jak i portlandzkim, niezależnie
od stosunku w/c, nie wykazały dostatecznej odporności na wewnętrzne pękanie. Tylko
próbki z betonu napowietrzonego serii PC-5N nie uległy spękaniom.
9
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
Rys. 6. Wyniki pomiarów odkształceń dla poszczególnych serii betonów, niebieskie punkty od-
powiadają pomiarom odkształceń w części górnej próbek, a czerwone w dolnej strefie
Rys. 7. Średni ubytek masy próbek w zależności od liczby cykli zamrażania-rozmrażania
10
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
Fot. 3. Wygląd próbek serii PC-1 do PC-4 po zakończeniu 300 cykli zamrażania, zdjęcia po
lewej stronie pokazujÄ… powierzchnie zaformowane bez stosowania tkaniny DSP, a po prawej
z użyciem tkaniny
11
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
Fot. 4. Wygląd próbek serii PC-5N
Betony z cementem portlandzkim CEM I 32.5R, pomimo wyjÄ…tkowo wysokich wy-
trzymałości na ściskanie rzędu 60-80 MPa, uległy zarówno zniszczeniu wewnętrznemu
jak i uszkodzeniom powierzchni bocznej (bez tkaniny).
Zniszczenie próbek z cementem hutniczym przebiegało nieco inaczej. W serii PC-3
(w/c = 0,40) na powierzchni próbek pojawiła się siatka drobnych spękań przy od-
kształceniu całkowitym próbek rzędu 0.3 mm (w dolnej strefie). W przypadku próbek
serii PC-4 (w/c = 0,50) nastąpiło znacznie większe uszkodzenie powierzchni bocznych,
a szczególnie naroży. Towarzyszył temu wzrost wymiarów liniowych do 2 mm oraz utrata
masy do 5,9%. Wyniki badań wykazują na przykładzie próbek serii PC-5N (podobnie
jak w PC-4: CEM III i w/c = 0,50), że zastosowanie napowietrzenia całkowicie eliminuje
niebezpieczeństwo pojawiania się uszkodzeń wewnętrznych, ale nie gwarantuje całkowitej
odporności na uszkodzenia powierzchniowe. Konieczne jest również obniżenie stosunku
wodno-cementowego.
We wszystkich omawianych przypadkach uszkodzenia powierzchni wykonanych
z wykorzystaniem tkaniny DSP były znacznie mniejsze w porównaniu z uszkodzeniami
powierzchni zaformowanych bez tkaniny. Jak widać jednak na przykładzie serii PC-4,
stosowanie tkaniny półprzepuszczalnej dla obiektów narażonych na długotrwały kontakt
z woda (np. zbiorniki) ma sens tylko przy zapewnieniu odpowiedniej ogólnej jakości
betonu. Beton wykonywany na cemencie hutniczym powinien mieć stosunek w/c znacz-
nie poniżej wartości 0,50, aby uzyskać właściwą jakość i trwałość powierzchni takiego
betonu.
3.3.2. Odporność na łuszczenie
Wyniki badań odporności na łuszczenie powierzchni betonu zamrażanego w 3% roztworze
NaCl przedstawiono na wykresie 8.
Odporność na łuszczenie powierzchni wykonanych bez tkaniny okazała się bardzo mała
dla betonów z cementem portlandzkim (PC-1 i PC-2) oraz hutniczym PC-4 (w/c= 0,50).
Znacznie lepszą mrozoodporność, chociaż na pograniczu kryterium 1 kg/m2, wykazały
betony serii PC-3 i PC-5N (napowietrzony).
12
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
Zastosowanie tkaniny półprzepuszczalnej DSP do zaformowania powierzchni
spowodowało znaczna poprawę odporności betonu na zamrażanie w roztworze soli.
Bardzo dobrą odporność uzyskały próbki serii PC-1 i PC-3 (fotografie 5 i 6), gdzie sto-
sunek wodno-cementowy wynosił 0,40. Pewną poprawę widać dla próbek serii PC-2
i PC-4, ale wartości oznaczonych ubytków masy złuszczonego betonu mieściły się na
pograniczu lub przekroczyły dopuszczalne kryterium. Dla betonu napowietrzonego serii
PC-5N zastosowanie tkaniny pozwoliło zredukować średnią ilość złuszczonego betonu
z 0,99 kg/m2 do 0,43 kg/m2.
Rys. 8. Wyniki oznaczeÅ„ ubytków masy próbek badanych metodÄ… Boräs, kolorem czerwonym
oznaczono wyniki dla próbek formowanych bez tkaniny, a niebieskim z użyciem tkaniny DSP
13
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
Fot. 5. Widok próbek serii PC-1 po 56 cyklach zamrażania, w górnym rzędzie próbki wykonane
z użyciem tkaniny DSP
Fot. 6. Widok próbek serii PC-3 po 56 cyklach zamrażania, w górnym rzędzie próbki wykonane
z użyciem tkaniny DSP
14
Mrozoodporność powierzchni betonu modyfikowanej przy użyciu tkaniny ...
4. Uwagi końcowe
Zastosowanie tkaniny DSP wpływa wyraz
nie na poprawę estetyki i jakości warstwy po-
wierzchniowej betonu  powierzchnia posiada ciemniejszy kolor z powodu zwiększonej
zawartości cementu, jest pozbawiona raków i pęcherzy powietrznych (fot. 2).
Skuteczność tkaniny w poprawie mrozoodporności warstwy powierzchniowej zależy
od składu betonu (stosunku w/c), rodzaju cementu, napowietrzenia, a ocena stopnia
mrozoodporności zależy również od sposobu przeprowadzenia badania.
W badaniach własnych stosowano dwie metody badania mrozoodporności:
 metodę A badania betonu na wewnętrzne pękanie i powierzchniowe łuszczenie, po-
legającą na zamrażaniu próbek-belek częściowo zanurzonych w wodzie,
 metodę B badania odporności betonu na powierzchniowe łuszczenie w trakcie zamra-
żania próbek w 3% roztworze NaCl.
Metoda A odpowiada sytuacji, gdy beton w konstrukcji (np. zbiornik w strefie po-
ziomu wody) pozostaje przez długi okres czasu w stanie wysokiego nasycenia wodą
i może ulegać cyklicznemu zamrażaniu-rozmrażaniu. Jak widać na zdjęciach 3 i 4 stopień
zniszczenia betonu różni się zdecydowanie w strefie zamrażania w powietrzu oraz stre-
fie zamrażania w wodzie. We wszystkich przedstawionych przypadkach uszkodzenia
powierzchni wykonanych z zastosowaniem tkaniny DSP były znacznie mniejsze w po-
równaniu z uszkodzeniami powierzchni formowanej w zwykły sposób. Najlepszy efekt
uzyskano dla serii PC-3, wykonanej z cementem hutniczym CEM III/A 32,5R i stosunku
wodno-cementowym w/c = 0,40. Bardzo korzystny wpływ na poprawę mrozoodporności
ma zastosowanie napowietrzenia.
Metoda B badania dotyczyć może konstrukcji stosowanych w budownictwie ko-
munikacyjnym (np. mosty), gdzie wymagana jest odporność betonu na uszkodzenia
powierzchniowe w wyniku stosowania soli odladzających. Beton jest tu tylko częściowo
nasączany wodą i roztworem wodnym soli od górnej powierzchni, podczas gdy głębsze
partie betonu mogą pozostawać suche.
Odporność na łuszczenie powierzchni wykonanych bez tkaniny okazała się bardzo
mała dla betonów z cementem portlandzkim, pomimo stosunkowo wysokich wytrzyma-
łości rzędu 60-80 MPa. Lepszą mrozoodporność wykazały betony z cementem hutniczym
(w/c= 0,40 lub w/c = 0,50 + napowietrzenie).
Zastosowanie tkaniny półprzepuszczalnej DSP do zaformowania powierzchni spo-
wodowało znaczną poprawę odporności betonu na zamrażanie w roztworze soli. Bardzo
dobrą odporność uzyskał beton o stosunku wodno-cementowy w/c = 0,40 (fotografie 5
i 6) bez względu na rodzaj użytego spoiwa.
PodejmujÄ…c decyzjÄ™ o zastosowaniu tkaniny selektywnie przepuszczalnej, z czym
wiążą się określone koszty, należy pamiętać, że właściwą jakość i trwałość można uzyskać
tylko przy odpowiednio niskim stosunku wodno-cementowym.
Literatura
[1] Stark J., Ludwig H.: Freeze-thaw and freeze-deicing salt resistance of concrete containing cement rich
in granulated blast furnace slag. ACI Materials Journal, Vol. 94, No. 1, 1997, pp. 47-55.
[2] Dias W.: Reduction of concrete sorptivity with age through carbonation. Cement and Concrete Research.
Vol. 30, 2000, pp. 1255-1261.
15
Jerzy Wawrzeńczyk, Tomasz Cedro, Tomasz Pióro
[3] Gunter M., Bier Th., Hilsdorf H.: Effect of curing and type of cement on the resistance of concrete to
freezing in deicing salt solutions. SP 100-49, pp. 877-899.
[4] Ajdukiewicz A.: Wpływ deskowań selektywnie przepuszczalnych na właściwości przepuszczalnych
powierzchni betonu. Konferencja  Dni Betonu- Tradycja i Nowoczesność . Cement Polski, Szczyrk
2002, str. 569-582.
[5] Cedro T., Pióro T.: Zastosowanie tkanin półprzepuszczalnych w celu poprawy jakości warstwy
powierzchniowej betonu. Praca dyplomowa wykonana pod kierunkiem J. Wawrzeńczyka, WBiIŚ,
Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2004.
[6] Swedish Standard SS 137244: Concret testing Hardened concrete  Frost resistance, 1992 (tzw. metoda
Boräs).
16