Прежде чем перейти к действию замораживания и оттаивания на затвердевший бетон, т. е. касаться одной из основных проблем долговечности, остановимся на действии мороза на свежеуложенный бетон и связанном с этим вопросе зимнего бетонирования.

При замораживании еще не схватившегося бетона действие мороза на него будет похоже на вспучивание водонасыщенного грунта: вода затворения при замораживании вызывает увеличение объема бетона, и, так как на химические реакции воды не остается, схватывание и твердение бетона замедляется.

Наблюдения показали, что если бетон заморозить сразу после укладки, схватывания не происходит и цементного камня, который мог бы разрушиться от льдообразования, не образуется. Бетон, оставленный при низкой температуре, не схватывается. Если произойдет оттаивание и бетон будет подвергнут повторному вибрированию, он будет схватываться и твердеть без потери прочности. Но, вследствие расширения воды затворения при замерзании, в бетоне при повторном вибрировании образуется значительный объем пор и соответственно прочность будет очень низкой.Замораживание бетона после схватывания, но до приобретения им необходимой прочности, вызывает расширение вследствие льдообразования, что приводит к разрушению и невосполнимой потере прочности. Если бетон имеет достаточную начальную прочность, он может подвергаться замораживанию без разрушения не только вследствие более высокого сопротивления давлению льда, но и потому, что большая часть воды затворения связывается цементом или располагается в порах геля и замерзнуть не может. Однако трудно установить, когда достигаются эти условия, так как схватывание и твердение цемента зависят от температуры в период, предшествующий замораживанию. В целом, чем интенсивнее идет процесс гидратации и выше прочность бетона, тем меньше он подвержен действию замораживания. Достаточной прочностью является прочность от 50 до 140 кгс/см2. Но данные о прочности, при которой бетон выдерживает температуру ниже точки замерзания, отсутствуют. На рис. 7.8 показано влияние возраста бетона в начале замораживания на расширение бетона; заметное снижение величины расширения бетона происходит после твердения в течение 24 чу в течение этого периода рекомендуется защищать бетон от мороза.Сопротивление бетона попеременному замораживанию и оттаиванию также зависит от возраста бетона, при котором начинается первый цикл, но этот вид воздействия более опасен, чем продолжительное замораживание без оттаивания, и несколько циклов могут вызвать разрушение бетона, предварительно выдержанного в течение 24 ч при 20° С. Следует заметить, что нет прямой зависимости между стойкостью к замораживанию свежеуложенного бетона и долговечностью зрелого бетона, подвергаемого многократному попеременному замораживанию и оттаиванию.