Введение

Универсальным стройматериалом является бетон прочность и другие характеристики которого позволяют использовать его для строительства и ремонта объектов широкого спектра применения – от недвижимости до объектов стратегического назначения. Антикоррозийная стойкость материала больше, чем у дерева или металла, бетон отлично сопротивляется влажности и любым агрессивным средам при условии, что правильно подобрана марка и рассчитаны другие параметры.

При этом учитывается прочность, влагопроницаемость, класс материала, и т.д. Конструкции из бетона лучше всего выдерживают нагрузки по сжатию, поэтому, если к бетонной поверхности прикладывается усилие на растяжение приходится иметь дело с упрочнением бетонных узлов другими материалами.

Параметры раствора
Параметры раствора

 

Класс бетона – что это

Свойство прочности бетона называется классом. Это параметр, который означает предельные параметры при теоретическом ухудшении качества, если прочность оценивается как стандартная. Класс бетона согласно гост указывается в проектной документации к объекту. Соотношение свойств бетона точнее всего отображает специальная справочная таблица, которая выводит прочность бетонного раствора в зависимости от пропорций компонентов, активности содержание цемента.

Условно определяется прочность бетона в кгс/ч или мпа. На него влияют и сторонние факторы – качество воды, чистоту и фракцию песка, возможные отклонения от технологического процесса приготовления бетона, условия укладки и затвердевания. Это отражается в том, что одинаково промаркированный бетон может отличаться по прочности.

 

Зависимость класса бетона от прочности
Зависимость класса бетона от прочности

 

Разновидности бетона

Разновидностей бетона может быть настолько много, насколько возможно менять пропорции компонентов без потери качества раствора и конечного продукта, которое зависит от точности соблюдения соотношений веществ в смеси. В строительном деле наиболее распространен бетон, приготовленный на портландцементе марки M 400 или M 500. Классифицируют разновидности бетона по целевому применению и по типу вяжущего, а также по влиянию высоких температур. Влияет и предел прочности бетона плюс плотность.

Состав бывает рабочим и номинальным. Номинальный бетон замешивается на сухих компонентах, рабочий состав основан на увеличении влажности заполнителей.

Основным физическим и эксплуатационным показателем качества бетона является его прочность.

Тяжелые марки классифицируются на следующие подвиды:

  1. Для сборных ж/б объектов;
  2. Для объектов с быстрым отвердеванием бетонной смеси;
  3. Высокопрочные бетонные смеси;
  4. Смеси, приготовленные на основе мелких заполнителей бетона;
  5. Бетоны для гидротехнических объектов.
Разновидности бетонов
Разновидности бетонов

 

В легкие бетоны добавляют пористые заполнители – туф, керамзит, пемзу, шлак, аглопорит, и т.д. Такие показатели состава смеси считаются основными при строительстве ограждений и несущих бетонных конструкций и делают их легче без потери прочности. Главные свойства бетонов влияющие на прочность конструкции – плотность и пористость. В зависимости от плотности бетон может быть:

  1. Особо легким (плотность ≤ 500 кг/м3);
  2. Легким (плотность ≥ 500-1800 кг/м3).

Легкие смеси — это:

  1. Поризованные смеси, которые приготавливаются на основе крупнопористых заполнителей без добавления песка. Пористости добиваются введением во все пустоты газообразующих или воздухововлекающих компонентов. Также пористым состав делают заблаговременным введением пены;
  2. Крупнопористые бетоны готовятся с добавлением крупнофракционных заполнителей, таких, как керамзит, натуральные мелко- и крупнопористые вещества. Материал отличается высокой жесткостью и нерасслаиваемостью;
  3. Ячеистые бетоны состоят из большого количества воздушных пор (85%). Химически полученный ячеистый бетон называют газобетоном, бетонную смесь, полученную механическим способом, называют пенобетоном.
Облегченный бетон
Облегченный бетон

 

Основные критерии и параметры бетонов
Для классификации бетонов по классу и марке берут значение средней прочности, а также показатели температура, морозоустойчивость материала, подвижность и водонепроницаемость вещества.

Как пользоваться классом или маркой? Эти параметры означают, что по их значениям можно определить в зависимости от времени качество и прочность материала.

Технические и эксплуатационные параметры бетонов
Технические и эксплуатационные параметры бетонов

 

Марки и классы бетонов

Эти характеристики зависят от объема вяжущего в рабочем составе. Чем больше эти значения, тем быстрее твердеет состав, и тем сложнее его укладывать. Прочность схватившегося бетона проверяется лабораторными испытаниями неразрушающим методом сжатия бетона прессом на исследуемых образцах.

От типа строительного объекта зависит марка используемого бетона. Например, средний показатель марки, при котором строительство дома будет считаться надежным и долговечным – M 100, M 150. Самая популярная марка — M 200. При конструировании монолитных оснований сооружений бетон M 350 считается лучшим, так как он может выдерживать любые расчетные нагрузки. Такой бетон заливают на фундаменты площадки монолитной конструкции и массивные сооружения.

Класс – это прочность материала, измеряемая в кг/см2 или в Мпа. Прочность обеспечивается по классу не ниже 0,95 для любых значений в диапазоне В1-В60. В процессе набора прочности класс может изменяться.

Марка – нормативный параметр, обеспечивающий среднюю прочность бетона в кгс/см2 или в Мпа х 10. Для бетона тяжелых марок эти значения находятся в диапазоне от M 50 до M 800. Чем более прочные бетоны, тем выше цифры в обозначении марки.

Эта зависимость выражается следующими формулами: В = R х 0,778, или R = В / 0,778, при условии, что значение прочности бетона может варьироваться в пределах n = 0,135, а коэффициент обеспеченности t = 0,95 при температуре 15 — 250С. При повышении температуры поверхности твердение ускоряется.

Физико-механические и деформационные показатели бетонов
Физико-механические и деформационные показатели бетонов

 

Соответствие класса морозостойкости и водонепроницаемости

Параметры эксплуатации Морозостойкость Водонепроницаемость Товарный бетон, марка
Цикличная заморозка и размораживание при насыщении влагой и при температуре:
В условиях низких температур ≥ -400С F 150 W 2 БCГ В 20 ПЗ F 150 W 4 (М 250)
≥ -200С/-400С F 100 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С F 75 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С F 50 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при периодическом насыщении влагой и влиянии внешних факторов:
≥ -400С F 100 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -200С/-400С F 50 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при отсутствии насыщения влагой:
≥ -400С F 75 БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -200С/-400С БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Свойства влагонепроницаемости бетонов
Свойства влагонепроницаемости бетонов

 

Каждая марка бетона имеет ограничения по водопроницаемости, которое помогает понять степень максимального давления воды на бетон. В индивидуальном строительстве чаще находит применение пользование приблизительной водонепроницаемостью бетона. Основные марки бетона по влагопроницаемости:

  1. W 4 — нормальная влагопроницаемость, при которой уровень поглощаемой бетоном влаги не превышает норму;
  2. W 6 — пониженная влагопроницаемость;
  3. W 8 — низкая влагопроницаемость;
  4. Марки выше W 8 обладают повышенной гидрофобностью.

 

Прочность бетонов по сжатию

Основное свойство — прочность бетона на сжатие, которую отображают в мпа или кгс/см2 (килограммах на квадратный сантиметр). Этот показатель зависит в основном от таких свойств стройматериала:

  1. Качества раствора и соотношений компонентов;
  2. От условий приготовления;
  3. От объема воды и соотношения воды к цементу;
  4. От размера заполнителей и формы зерна;
  5. От технологии укладки;
  6. От технологии трамбовки;
  7. От возраста бетона – его прочность со временем растет.

Показателем прочности для бетона является время его сохранности при прикладывании усилий на сжатие. Прочность считается самым важным параметром при определении качества бетонных смесей. Так, класс бетона В 15, марка М 200 означает среднюю устойчивость на сжатие 15 МПа (200 кгс/м2), класс В 25 – это устойчивость в 25 МПа (250 кгс/м2), и т.д. Существует справочная таблица, отражающая показатели прочности бетона на сжатие:

Прочность бетона на растяжение и сжатие
Прочность бетона на растяжение и сжатие

 

Лабораторные условия твердения бетона – это исследования образцовых кубов под прессом. При увеличении давления отмечают начало разрушения куба – это и будет предел его прочности, который является определяющим условием при назначении класса бетону. Через 28 дней прочность бетона считается начальной, то есть, такой, при которой можно начинать его эксплуатацию.

По марке прочность на сжатие можно определить так: бетон M 800 обладает самой большой прочностью, марка M 15 – наименьшей.
Прочность бетона на изгиб

Чем выше марка, тем выше прочность бетона при изгибающих усилиях. При сравнении характеристики по растяжению и изгибу имеют меньшие значения, чем, несущая способность бетонной конструкции. Молодой бетон имеет отношение растяжение-изгиб/нагрузочная способность, как 1/20, но во времени происходит взросление бетона, и соотношение повышается до 1/8, в результате чего получается бетон более высокого качества.

Прочность на изгибающие усилия рассчитывается по формуле: Rизг = 0,1 • P • L / b • h2, где:

  1. L — расстояние между балками;
  2. Р – суммарная масса нагрузки и только, плюс масса бетона;
  3. h и b — высота и ширина сечения балки;

Значение прочности отображается как Btb плюс число в диапазоне от 0,4 до 8.

 

Испытания бетона по прочности на изгибание
Испытания бетона по прочности на изгибание

 

Осевое растяжение бетонного образца

Такую характеристику, как растяжение бетона по оси, обычно не принимают в расчет. По осевому растяжению можно определять способность бетона выдерживать колебания температур и влажности без растрескивания и разрушения бетона.

Рассчитать этот параметр можно растягиванием бетонных балок на исследовательском оборудовании. При этом наблюдается разрушение балки при воздействии противоположных сил растяжения. Повысить значение осевого растяжения можно добавлением в смесь мелкозернистых заполнителей.

Передаточная прочность бетона

Таблица перевода бетона на пониженную передаточную прочность
Таблица перевода бетона на пониженную передаточную прочность

 

Передаточная прочность – это значение прочности бетона для напряженных конструкций при передаче на них натяжений от арматуры. Для реальных условий ее значение принимается ≤ 70% от марки бетона, в пределах 15-20 Мпа для разных типов армирования.

 

Таблица прочности бетона обновлено: Май 23, 2018 автором: Артём