W okresie jesienno-zimowym istotną właściwością materiałów ściennych jest mrozoodporność, czyli odporność na procesy cyklicznego zamrażania i odmrażania. Właściwość ta ma bardzo duże znaczenie w zakresie zachowania trwałości materiału budowlanego i konstrukcji.

Ze względu na swoje właściwości fizyczne woda wnika w pory w materiale budowlanym, a zamarzając zwiększa swoją objętość o ok. 10 proc., co może skutkować niszczeniem materiału. Warto więc przyjrzeć się odporności materiału budowlanego na działanie wilgoci i niskich temperatur.

– „Woda, która wniknie do środka wyrobu budowlanego, poddawana wielokrotnemu zamrażaniu i odmrażaniu, może oddziaływać na właściwości materiału budowlanego, na przykład zmniejszając wytrzymałość mechaniczną – mrozoodporność to cecha, która pozwala się temu przeciwstawić” – wyjaśnia Józef Macech, ekspert Stowarzyszenia „Białe murowanie”.

Mrozoodporność można oceniać poprzez spadek wytrzymałości na ściskanie wskutek oddziaływań powstałych w cyklach zamrażania i odmrażania. Na ten proces ma wpływ intensywność procesu kapilarnego i porowatość materiału. Mrozoodporność bada się w różny sposób w zależności od rodzaju materiałów budowlanych.

Jak określać mrozoodporność silikatów?

Badania mrozoodporności zostały określone dla każdego materiału budowlanego, który podczas prawidłowego użytkowania jest narażony na działanie mrozu. Sposób określania odporności na wielokrotne zamrażanie i odmrażanie dla wyrobów silikatowych został wskazany w normie PN-EN 772-18:2011.

– „Bloczki silikatowe są sezonowane, czyli w określony sposób zanurzone w wodzie, a następnie cyklicznie poddawane sesjom zamrażania-odmrażania w ustalonych temperaturach. Powstałe uszkodzenia oceniane są wizualnie” – opisuje Józef Macech, ekspert Stowarzyszenia „Białe murowanie”. – „Próbki z widocznymi uszkodzeniami, które mogą mieć wpływ na mrozoodporność elementów, porównuje się poprzez wykonanie badania wytrzymałości na ściskanie z podobnymi próbkami, ale nie poddanymi warunkom zamrażania-odmrażania. Po ich zestawieniu otrzymamy informację, o ile zmniejszy się wytrzymałości na ściskanie” – dodaje Józef Macech.

Liczbę cykli dla próbek do badań mrozoodporności wyrobów silikatowych precyzuje norma zharmonizowana PN-EN 771-2:2011. Określa także dwie kategorie mrozoodporności wyrobów silikatowych: F1 i F2. Kategoria F1 odnosi się do 25 cykli zamrażania i rozmrażania przy dopuszczalnym spadku wytrzymałości do 20 proc. po tej liczbie cykli, a kategoria F2 do 50 cykli zamrażania i rozmrażania z analogicznym wpływem na wytrzymałość.

Jak chronić materiały przed mrozem od zewnątrz?

Najskuteczniejszym sposobem ochrony materiału budowlanego przed zniszczeniem przez mróz jest zabezpieczenie go przed zawilgoceniem.

– Aby od zewnątrz zabezpieczyć materiały budowlane przed wnikaniem wody stosuje się różne metody: izolacje przeciwwodne i przeciwwilgociowe pionowe i poziome, zadaszenia, tynki lub warstwy elewacyjne z nienasiąkliwych tworzyw – wylicza Józef Macech, ekspert Stowarzyszenia „Białe murowanie”.

Pozostałe metody poprawy parametrów mrozoodporności dotyczą etapu produkcji, a więc wpływania na strukturę wyrobu budowlanego, a ich wybór zależy m.in. od rodzaju materiału.

Jak chronić materiały przed mrozem modyfikując strukturę materiału?

Materiały budowlane można chronić przed wnikaniem wilgoci poprzez wewnętrzne doszczelnienie tworzywa i zamykanie kapilar nasiąkających wodą.

– „Doszczelnianie wyrobów budowlanych przebiega także poprzez reakcje chemiczne zachodzące, na przykład, jak to ma miejsce w przypadku silikatów, w trakcie hartowania, które powodują zarastanie szczelin i wolnych przestrzeni. Zmniejsza to porowatość całkowitą i poprawia mrozoodporność” – tłumaczy Józef Macech, ekspert Stowarzyszenia „Białe murowanie”.

Do działań chroniących przed działaniem niskich temperatur można zaliczyć również zmianę kształtu porów wewnętrznych z podłużnych, włoskowatych, otwartych, na owalne, komorowe, zamknięte. Por o takim kształcie nie wypełnia się wodą w całości, więc powstający lód ma dodatkową, wolną przestrzeń i nie wywołuje nacisku na strukturę materiału.

Skutkom zamarzania wody można także przeciwdziałać poprzez tworzenie sztucznej porowatości materiału poprzez napowietrzanie, co ma umożliwić przeniesienia przyrostu objętości lodu do wolnych miejsc w porach, lub poprzez dodawanie syntetycznych drobinek – mikrosfer popiołowych lub polimerowych. Tę metodę stosuje się w przypadku niewielu materiałów.

Innym sposobem poprawy mrozoodporności materiałów budowlanych jest ograniczanie wody zarobowej w procesie produkcji. Powoduje to zmniejszenie liczby porów kapilarnych po stwardnieniu wyrobu i wyschnięciu nadmiaru wody, co wpływa na zwiększenie mrozoodporności.

Jakie materiały wybrać?

Kwestia mrozoodporności wpływa na solidność i trwałość materiałów budowlanych należy wiec wybierać takie, które charakteryzują się właściwymi parametrami w tym zakresie.

- Mrozoodporność badamy przez porównanie, by wykonać to prawidłowo, potrzebne są określone warunki. Warto więc wybierać takie materiały, które producent zbadał i deklaruje dobre parametry dla przyszłego zastosowania – podsumowuje Józef Macech, ekspert Stowarzyszenia „Białe murowanie”.