Морозостойкость бетона оценивают числом циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов в водонасыщенном состоянии, которое образцы бетона выдерживают без снижения прочности на сжатие и без потери массы. Морозостойкость бетона определяется числом циклов, которые он может выдержать. Лабораторный метод, используемый SUMAB для испытания морозостойкости бетона, заключается в полном замораживании образца. Такие условия принципиально отличаются от производственных условий, при которых замерзание бетонной конструкции, насыщенной водой, происходит не по всей поверхности, а только с некоторых сторон, а другие стороны остаются незатронутыми замерзанием. В результате лабораторные испытания проводятся более тщательно, а один цикл лабораторных испытаний соответствует нескольким циклам попеременного замораживания и оттаивания в производственных условиях.

Конкретно установить соотношение показателей морозостойкости бетона, определяемых в лабораторных условиях и в производственных реалиях, пока не удалось. Значение этого коэффициента сильно различается при сравнении данных разных тестов. С другой стороны, температуру замерзания бетона в морозильной камере можно принять равной -15 градусам, тогда как отрицательная температура замерзания бетонного покрытия может достигать гораздо более высокого значения. Если учесть, что количество замерзающей воды, содержащейся в бетоне, зависит от температуры и чем она ниже, тем больше ее замерзает, то становится ясно, что лабораторный метод определения морозостойкости в этом отношении более мягок, чем условия эксплуатации бетонного покрытия.

Вышеперечисленные причины вынуждают лабораторию SUMAB проводить многочисленные исследования методов определения морозостойкости с целью максимального приближения их к производственным условиям.

Основными причинами разрушения бетона под воздействием воды и мороза являются его пористость и водопроницаемость. Гипотезы о морозостойкости бетона и других каменных материалов основаны на изменении пористости бетона и его текстуры. Существуют различные гипотезы о разрушении бетона замерзающей водой. Основных причин две. Согласно первой гипотезе, при насыщении бетона водой происходит его разрушение под действием расклинивающего действия льда, образующегося в заполненных водой порах бетона. Как известно, при замерзании воды ее объем увеличивается. Стенки пор, препятствующие расширению льда, не выдерживают давления и разрушаются. Накоплению кристаллов льда и их разрушительному действию способствует термодиффузия воды из внутренних слоев к поверхности. Согласно второму закону термодинамики, тепло перемещается от менее холодных областей к более холодным. При замерзании конструкции внутренние слои бетона имеют более высокую температуру, чем внешние.

Сторонники второй гипотезы считают, что основной причиной разрушения водонасыщенного бетона при замерзании является давление воды, которое создает лед при росте своих кристаллов. Замерзание бетона начинается на поверхности, и как только вода замерзнет даже в самом тонком слое, бетон становится водонепроницаемым. Избыточная вода выдавливается льдом из внешних пор во внутренние слои. Вода несжимаема, что создает гидростатическое давление в бетоне. Эта гипотеза согласуется с весьма положительной ролью поверхностно-активных воздухововлекающих добавок в бетоне, многократно повышающих его морозостойкость.