Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Standard ASTM C666/C666M-03 definiert zwei Verfahren zur Bestimmung der Beständigkeit von Betonproben gegenüber schnell wiederholten Gefrier- und Auftauzyklen in der Laborumgebung:
Beide Verfahren dienen der Bestimmung der Auswirkungen festgelegter Frost-Tau-Wechsel auf die Tragfähigkeit von Beton. Diese Verfahren sollen kein quantitatives Maß für die erwartete Nutzungsdauer eines bestimmten Betontyps liefern.
Diese Prüfverfahren erfordern 300 Zyklen. Verfahren A erfordert, dass fünf 7.5-cm3-Proben getestet werden. Verfahren B erfordert zehn montierte Platten pro Test. Nach dem Frost-Tau-Wechsel werden die Prüfmuster visuell beurteilt und eventuelle Mängel gemeldet. Ziegelplattenanordnungen werden auch einem Zugfestigkeitstest unterzogen.
Der Frost-Tau-Wechsel ist eine Hauptursache für Schäden an Baumaterialien wie Beton- und Ziegelbaugruppen. Frost-Tau-Schäden treten auf, wenn Wasser die Hohlräume eines harten, porösen Materials füllt und dann gefriert und sich ausdehnt. Das Volumen von gefrorenem Wasser ist 9 Prozent größer als das von flüssigem Wasser. Wenn das Wasser gefriert, wird daher Druck auf das umgebende Material ausgeübt, und Risse entstehen, wenn der Druck die Zugfestigkeit des Materials übersteigt.
Frostschäden entstehen durch übermäßige Feuchtigkeit auf oder in der Oberfläche von Materialien. Man unterscheidet zwei Arten von Schäden: Oberflächenrisse und innere Risse. Oberflächenrisse entstehen durch wiederholte Wasser- oder Schneeansammlungen auf horizontalen und vertikalen Flächen. Beim Gefrieren reißt die äußere Schicht des Materials bis zur Eindringtiefe des Wassers und legt das darunterliegende Gestein frei. Innere Risse entstehen, wenn sich innere Risse und Hohlräume mit Wasser füllen und erneut gefrieren. Im Gegensatz zu Oberflächenrissen beginnen Risse im Inneren und breiten sich dann bei nachfolgenden Frost-Tau-Wechseln zur Oberfläche aus.
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