Frostsprengung

Frostsprengung ist ein geologischer und bauhistorischer Verwitterungsprozess, bei dem Gestein, Beton oder Mauerwerk durch wiederholte Gefrier- und Auftauschung von Wasser in Poren, Rissen und Spalten zersetzt wird. Das Wasser expandiert beim Gefrieren um einen signifikanten Bruchteil seines Volumens, wodurch Spannungen entstehen, die Spalten vertiefen oder neues Gestein abbrechen können. Wiederholte Zyklen von Gefrieren und Auftauen führen dazu, dass Bruchstücke allmählich abgehen und größerer Schaden entsteht.

Der zugrunde liegende Mechanismus beruht auf Wasseraufnahme durch Kapillarität und Porenstruktur. Wenn Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen, wandert Wasser in Risslinien zu Eis, und die Form des Eises sowie Defekte im Gestein vergrößern die vorhandenen Risse. Die resultierenden Druckkräfte sind abhängig von Feuchtigkeit, Porengröße, Gefrierhygiene und der Art des Materials. Hartnäckig wasserhaltige Gesteinsarten mit vielen Rissen zeigen häufig stärkere Frostsprengung; auch Beton oder Mauerwerk können durch Frostschäden betroffen sein, insbesondere wenn Risse vorhanden sind oder Wasser eindringen kann.

Frostsprengung tritt vor allem in kalten Regionen auf, in periglazialen Zonen, Gebirgen und an Küsten mit starken Temperaturwechseln. Sie beeinflusst Landschaftsformen durch Bildung von Blockfeldern, Schutthängen und losem Geröll. In Bauwerken verursacht sie Risse, Abplatzungen und Strukturprobleme, besonders dort, wo Wasser in Risse eindringen kann. Vermeidungsmaßnahmen umfassen gute Entwässerung, Feuchtigkeitsschutz, Versiegelung von Rissen, sowie die Verwendung frostbeständiger Materialien und entsprechender Baukonstruktionen.