Что такое прочность бетона

Обновлено: 05.05.2024

Прочность бетона: от чего она зависит

Более 6000 лет бетон используется человеком для возведения монолитных конструкций и строительства дорог.

Основное качество бетона, которое широко используется в строительстве — его прочность. Бетон по прочности сравним с камнем, но он значительно удобнее в работе: ему можно придать любую форму. Именно сочетание прочности и удобства обработки сделало его настолько популярным.

Но, если прочность камня очевидна изначально, прочность бетона зависит от многих факторов.

Технологические факторы, которые влияют на прочность бетона

Бетон начинается с цемента — порошкового вещества водного твердения, которое смешивают с водой и заполнителями. Затем полученную смесь укладывают в опалубку, после чего начинается длительный процесс отвердевания. Каждый из этих этапов влияет на прочность материала.

Активность цемента

От активности цемента зависит, насколько прочным получится бетон.

Справка

Активностью цемента называют предел прочности на сжатие цементных образцов в возрасте 28 суток. Этот параметр лежит в основе классификации цементов на марки.

Активность цемента связана со следующими факторами:

Таким образом, основа прочного бетона — свежий качественный, правильно смолотый цемент.

Водоцементное соотношение

Одним из важнейших параметров бетонной смеси является соотношение в ней воды и цемента.

В зависимости от количества воды и полученной консистенции, смеси подразделяются на жесткие и подвижные. Подвижные смеси делятся на 5 типов:

П1 — малоподвижные;
П2—П3 — универсальные;
П4 — подвижные смеси, не требующие уплотнения;
П5 — литьевые.

Подвижность смеси измеряется конусом Абрамса; в зависимости от осадки бетонного конуса по сравнению с первоначальным размером назначается класс по подвижности.

Чем меньше в смеси воды, тем, теоретически, более высокую прочность можно ожидать от бетона.

Реакции гидратации полностью обеспечиваются при в/ц = 0,3. Но при таком количестве воды получается очень жесткая смесь, которая требует серьезной обработки. В противном случае она не уплотнится, в бетоне останутся полости и крупные поры, которые снизят его прочность.

Добавление воды в бетонную смесь увеличивает ее подвижность; бетонная смесь становится более пластичной, самоуплотняющейся и укладывается без пустот, но излишняя вода отрицательно влияет на прочность, что можно видеть в таблице.

Оптимальное решение этого противоречия — добавление пластификатора в бетонную смесь:

Пластификатор увеличивает подвижность смеси на 1—2 пункта без добавления лишней воды и, соответственно, без снижения прочности.
Добавление пластификатора повышает прочность бетона, поэтому, используя заданную марку цемента, для получения бетона расчетной прочности можно снизить количество цемента, как минимум, на 10% (до 20%), что, учитывая цены на цемент, обеспечит существенную экономию.
Смеси с добавлением пластификаторов, благодаря своей подвижности, легко укладываются и уплотняются, в некоторых случаях не требуя обработки вибрацией (литые смеси).
Пластификатор препятствует расслаиванию и увеличивает срок жизни бетонной смеси, что важно в том случае, если ее необходимо транспортировать к месту строительства.
Если в конструкции используется арматура, добавление пластификатора улучшает адгезию бетона к арматуре.

Суперпластификаторы сочетают пластифицирующее воздействие с другими свойствами: водоредуцирующим, противоморозным и другими.

Заполнители

В состав бетонной смеси, помимо цемента и воды, входят заполнители:

крупные (щебень, гравий);
мелкие (песок).

Зерно крупного заполнителя может иметь различные размеры (от 20 мм и менее - до 100 мм). В зависимости от используемого заполнителя бетоны делятся на:

тяжелые (на плотном крупном и мелком заполнителе);
мелкозернистые (на плотном мелком заполнителе).

Их состав регулируется ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».

Методы замеса

Повышение прочности обеспечивают такие методы обработки цемента, как:

мокрая активация цемента;
виброактивация цемента.

Суть мокрой активации цемента в том, что в бетономешалку загружают все компоненты смеси, кроме песка, а воду заливают частично. Во время работы бетономешалки частицы крупного заполнителя растирают цемент в течение 5 минут, затем загружаются остальные компоненты. В результате этой процедуры цемент, особенно лежалый, активируется.

Виброактивация заключается в перемешивании и одновременной вибрации цемента с песком, в результате чего степень гидратации цемента повышается, а его активность увеличивается на 30–40%.

Важно!

Добавление в бетонную смесь пластификатора позволяет повысить активность даже лежалого цемента.

Армирование

Бетонные сооружения, укрепленные арматурой, показывают более высокую прочность, чем не армированные изделия. Заменой или дополнением к арматуре выступает объемное армирование с помощью различных видов фибры. Бетон с добавлением фибры более прочный и устойчивый к образованию трещин, также он дает меньше усадки.

Обработка при укладке

Прочность бетона напрямую зависит от его плотности, то есть, отсутствия полостей и крупных пор.

Чтобы обеспечить высокую плотность, используется обработка свежеуложенного бетона вибрацией. Это дорогостоящее мероприятие, которое требует больших затрат труда и электроэнергии. Смеси, содержащие пластификатор, отличаются удобоукладываемостью и могут обойтись без обработки, что сэкономит немало средств и времени.

Уход за бетоном и оптимальные условия твердения

Как уже упоминалось, цемент — это вяжущее водного твердения, а это значит, что для образования кристаллической структуры плотного бетонного камня необходимо, чтобы высокая влажность поддерживалась, как минимум, до достижения критической прочности бетона.

Справка!

Критической называют прочность бетона, по достижении которой неблагоприятные условия окружающей среды уже не оказывают на него существенного отрицательного влияния. Она указывается в проектной документации, обычно это 30–50%, иногда до 70% от расчетной прочности бетона. Как правило, критическая прочность бетона достигается на 7-е сутки.

Пока бетонная смесь сохраняет влажность, реакции гидратации продолжаются с образованием прочного материала.

Прочность бетона нарастает неравномерно: в первые сутки процессы идут наиболее быстро, затем их скорость постепенно снижается, что можно видеть на графике.

Расчетной прочности бетон достигает по истечении 28 суток. Медленный набор прочности продолжается многие месяцы после этого.

Чтобы бетон набрал расчетную прочность, необходимо обеспечить оптимальные условия твердения:

влажность воздуха, близкая к 100%;
температура воздуха 18–20 °С.

Важно!

При влажности воздуха 40% твердение бетона практически прекращается.

Если окружающий воздух слишком сухой, применяется уход за бетоном: его поливают водой и укрывают пленкой для сохранения влажности.

Температура также является важным фактором, который влияет на прочность.

При снижении температуры окружающего воздуха процессы твердения бетона замедляются, а при температуре ниже 0°С — практически прекращаются, что видно из таблицы.

Поэтому основным мероприятием ухода за бетоном при зимнем бетонировании является сохранение тепла и обогрев уложенного бетона.

Для достаточно массивных, толстостенных конструкций бывает достаточно «метода термоса»: смесь замешивают из подогретых материалов (кроме цемента; его греть нельзя), прогревают теплым воздухом опалубку, а свежеуложенный бетон укрывают теплоизолирующими материалами. Поскольку реакции гидратации являются экзогенными, то есть протекают с выделением тепла, этого может быть достаточно, чтобы бетон успешно набрал критическую прочность. Технологи следят за температурным градиентом, не допуская слишком большой разницы температур у поверхности бетона и на глубине.

Если конструкция недостаточно габаритная или имеет тонкие стенки, такой метод не подходит; в этом случае применяют обогревающие мероприятия: устройство тепловых шатров, прогревание электродами, тепловыми матами и другие.

Как влияет замораживание на набор прочности бетона?

Если конструкция была залита и замерзла, не набрав критической прочности, а весной оттаяла, набор прочности продолжится, но в итоге прочность бетона будет ниже.

Важно!

Независимо от применения сохраняющих тепло или прогревающих мероприятий при бетонировании в зимнее время целесообразно использовать противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды в смеси и ускоряют процессы гидратации цемента, позволяя бетону набирать прочность даже в условиях очень низких температур.

Обратная ситуация складывается при высоких температурах. В этом случае бетон схватывается слишком быстро, но может пересыхать, а это негативно влияет на прочность готового изделия. Поэтому в жару бетон поливают водой и укрывают.

Взаимосвязь прочности бетона и его морозостойкости и водонепроницаемости

Как уже было сказано, прочность бетона напрямую зависит от его плотности. Высокая плотность, в свою очередь, влияет на другие характеристики материала.

Бетон — материал пористый. Несмотря на свою плотность и твердость, он имеет большое количество пор и капилляров, которые могут впитывать воду. Поэтому при эксплуатации в условиях высокой влажности в порах бетонных конструкций могут развиваться бактерии, грибы, плесень. Продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов приводят к разрушению бетона.

Если конструкция эксплуатируется в условиях низких температур, влага в порах бетона при замерзании расширяется и приводит к появлению трещин. С каждым циклом «замораживание—оттаивание» размер и количество микротрещин увеличиваются, разрушая бетон.

Вот почему бетон высокой плотности показывает более высокую устойчивость к воде и низким температурам: в нем меньше пор и они имеют маленький размер.

В целях дополнительной защиты от влаги применяются специальные добавки для объемной гидрофобизации, а также мастики и пропитки для бетона.

Классификация бетонов по прочности

Классы присваиваются бетонам по результатам испытаний, в ходе которых отливку в форме куба подвергают сжатию до разрушения.

Справка

В СССР бетоны классифицировались на марки, сейчас они подразделяются на классы.

Марка бетона обозначалась литерой «М» и числовым обозначением, которое соответствовало среднему выдерживаемому давлению, измеряемому в кг/см2.

Класс бетона обозначается литерой «В» и числовым обозначением, которое показывает предельную прочность бетона на сжатие в МПа (то есть, максимальное сжатие, которое образец выдерживает без разрушения).

Поэтому класс бетона точнее показывает его прочность, чем марка. Определить соответствие марки бетона классу можно по специальной таблице, но необходимо учитывать, что это соответствие не полное.

Для чего нужно знать прочность бетона

Планируя строительство, необходимо правильно выбрать бетон нужного класса прочности.

Разные конструкции предъявляют различные требования.

Например, деревянный дом не дает такую большую нагрузку на фундамент, как кирпичный, тем более, многоэтажный дом. Баня или гараж — менее ответственные постройки, чем жилой дом.

В то же время, избыточная прочность бетона тоже нежелательна, поскольку бетон высокого класса дороже.

Поэтому для каждого типа конструкций выбирается бетон подходящего класса:

легкие бетоны класса В7,5 применяются для подготовительных работ;
бетоны класса В12,5 — для бетонирования дорожек, стяжек, заливки фундаментов нетяжелых сооружений;
В15 — при строительстве зданий до двух этажей;
В20 — для ленточных фундаментов, лестниц и ненагруженных перекрытий;
В22,5 — для фундаментов, дорожек, площадок, монолитных стен;
В25 — для монолитных стен, бассейнов, фундаментов;
В30 — для гидротехнических конструкций и мостов;
В35 — для дамб, гидротехнических сооружений;
В40 — для мостов, метро, плотин и других видов конструкций со специальными требованиями.

Методы определения прочности бетона

Для присвоения бетону класса прочности испытывают кубические образцы с размером ребра 150 мм. В ходе испытания образцы разрушаются.

Существуют и другие методы определения прочности бетона путем механического воздействия:

Метод отрыва и скалывания. В ходе испытания из бетона выдергивается заранее заделанный стержень.
Метод вдавливания. Используется специальный штамп или шариковый молоток (например, молоток системы Физделя, молоток Кашкарова).
Метод упругого отскока.

Последний относится к неразрушающим методам, что очень удобно, если нужно узнать прочность готовой конструкции: метод простой, точный и оперативный в применении. Для его проведения используется молоток Шмидта (склерометр), который используется также для определения прочности других материалов (например, кирпича). Поэтому молотки выпускаются с разными вариантами энергии удара.

Для испытания необходим участок конструкции площадью не менее 100 см2. Небольшие изделия должны быть закреплены. Молоток устанавливается перпендикулярно к зоне измерения. Его удар не должен приходиться на арматуру или крупные раковины.

На каждом участке производят не менее 10 замеров.

При ударе молоток замеряет значение отскока; по окончании испытаний высчитывается средняя величина с поправкой на угол, под которым молоток соприкасался с поверхностью, после чего с помощью кривых перевода высчитывается прочность материала на сжатие.

Разновидности бетона

Помимо классификации по прочности, бетоны подразделяются на группы и по другим признакам:

по подвижности;
по морозостойкости;
по водостойкости;
по плотности (легкие, особо легкие, тяжелые, особо тяжелые);
по назначению;
по виду вяжущего (полимерцементные, гипсовые, шлакощелочные, силикатные, цементные, специальные).

Прочность бетона

Основная классификация бетона базируется именно на этой характеристике. Марка М15 отличается самой низкой прочностью, М800 наоборот самой высокой. Такая система дает возможность заранее спрогнозировать поведение той или иной марки, и выбрать материал, который будет полностью соответствовать расчетным нагрузкам.

Например, легкие ограждения и теплоизоляционные перегородки могут выполняться из марок М15-М50, М100-150 оптимальны для укладки монолитных оснований, а для ответственных ЖБ сооружений используют бетон не ниже М300.

Сегодня широко применяется также классификация бетона по прочности на сжатие В1 – В22. Различаются эти системы тем, что марки бетона рассчитываются по среднему, а классы по гарантированному фактическому значению прочности. Разрабатывая инженерно-проектную документацию, специалисты, как правило, оперируют понятием классов В. Среди строителей и в быту более понятной и привычной считается система марок.

Легко разобраться в соотношениях марок и классов можно, воспользовавшись следующей таблицой "Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов по прочности на сжатие":

Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов бетона по прочности на сжатие

Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие	Условия марка бетона*, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие
Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие	Бетон всех видов, кроме ячеистого	Отличия от марки бетона (в %)	Ячеситый бетон	Отличие от марки бетона (в %)
М 15	В 1	-	-	14,47	-3,5
М 25	В 1,5	-	-	21,7	-13,2
М 25	В 2	-	-	28,94	15,7
М 35	В 2,5	32,74	-6,5	36,17	3,3
М 50	В 3,5	45,84	-8,1	50,64	1,3
М 75	В 5	65,48	-12,7	72,34	-3,5
М 100	В 7,5	98,23	-1,8	108,51	8,5
М 150	В 10	130,97	-12,7	72,34	-3,55
М 150	В 12,5	163,71	9,1	180,85	-
М 200	В 15	196,45	-1,8	217,02	-
М 250	В 20	261,93	4,8	-	-
М 300	В 22,5	294,68	-1,8	-	-
М 300	В 25	327,42	9,1	-	-
М 350	В 25	327,42	-6,45	-	-
М 350	В 27,5	360,18	2,9	-	-
М 400	В 30	392,9	-1,8	-	-
М 450	В 35	459,39	1,9	-	-
М 500	В 40	523,87	4,8	-	-
М 600	В 45	589,35	1,8	-	-
М 700	В 50	654,84	-6,45	-	-
М 700	В 55	720,32	2,9	-	-
М 800	В 60	785,81	-1,8	-	-
*Условная марка бетона - среднее значение прочности бетона серии образцов (кгс/см 2 ), приведенной к прочности образца базового размера куба с ребром 15 см, при номинальном значении коэффицента вариации прочности бетона.

От чего зависит прочность бетона

При выполнении любых строительно-монтажных работ очень важно соблюдать все условия, влияющие на прочность бетона в будущем сооружении. Основные факторы, задающие прочностные характеристики бетону:

Качество цемента. Из более прочного, быстро твердеющего и качественного цемента получается бетон с аналогичными показателями;
Объем цемента. Его количество на один кубометр должно быть таким, чтобы не оставалось пустот в песке, щебне или другом заполнителе. Образованию пустот способствует также и избыточное количество жидкости, которая при засыхании испаряется и понижает прочность бетона;
Заполнитель. От того, насколько качественный наполнитель напрямую зависит прочность готового материала. Однородность, чистота и правильная геометрическая форма гранул значительно упрочняют бетон;
Замешивание. Чем дольше и интенсивней замешивание, тем прочнее будет конечный результат;
Соблюдение правил и норм укладки смеси. Работая с цементным раствором, важно четко придерживаться технологии его нанесения. Использование специальных профессиональных вибраторов способно на 20-30% увеличить прочность бетона.

Методика определения прочности бетона

При промышленном производстве бетона или ЖБИ проводятся лабораторные исследования, выясняющие точную прочность бетона. Методы определения прочности регламентируются ГОСТами и СНиПами. Различают методы разрушающего и неразрушающего контроля. Первые считаются более точными, но их далеко не всегда можно применить на практике.

Связано это с тем, что разрушающие испытания требуют наличия анализируемого образца, извлечь который без нарушения целостности конструкции не представляется возможным. Поэтому чаще используют неразрушающие способы, основывающиеся на анализе показаний измерительных приборов.

Основные методы неразрушающего контроля

Анализ пластической деформации. Стальной шарик ударяется с поверхностью, оставляя на ней отпечаток. На измерении его размеров основывается вычисление прочности. Способ считается самым старым, дешевым и одновременно популярным. Зачастую испытания ведутся с помощью специального инструмента – молотка Кашкарова;
Определение упругого отскока. Определяется при помощи склерометра. При ударе рабочего тела по поверхности измеряется величина возвратного отскока;
Энергия удара. Это самый распространенный импульсный метод, использующийся в приборах, выпускаемых отечественными производителями;
Отрыв со сколом. Определяется уровень усилия, которое нужно приложить для отрыва анкера из куска бетона. Полученные показатели вписываются в паспорт на бетон.

Для готовых конструкций, которые эксплуатировались в определенный промежуток времени, используют ультразвуковой контроль прочности. Принцип измерения основан на определении скорости распространения ультразвуковой волны сквозь материал. Для этого с двух противоположных сторон устанавливают специальные преобразователи, передающие акустический контакт.

По существующим отечественным нормативам организации, изготавливающие бетон, должны использовать разрушающий контроль для проверки каждой партии на прочность. Застывший образец устанавливается под пресс и постепенно разрушается. Полученный показатель измеряется в кгс/см 2 и определяет основную марку материала.

Классы бетона

Бетон – один из важнейших и наиболее распространенных строительных материалов, без него не обходится практически ни одно строительство. Его популярность объясняется доступной ценой и отличными эксплуатационными характеристиками.

Понятие класса и марки бетона по прочности

В современном строительстве основная характеристика бетонной смеси – класс. Наряду с ним еще используется понятие марки бетона. Отличие между этими величинами состоит в предъявляемых требованиях к каждому понятию.

Марка бетона – это численное значение, указывающее средний предел прочности на сжатие выраженный в кгс/см2.
Класс бетона – числовая характеристика прочности на сжатие (в МПа), принимаемая с гарантированной обеспеченностью 95 %.

Следовательно, к классу бетона предъявляются более жесткие требования, чем к марке бетона. Указанный для класса параметр должен выполняться в 95 и более случаев из 100. Значение марки по факту может оказаться как ниже, так и выше требуемого.

Класс бетона согласно нормативной документации принято обозначать большой буквой «B» и цифрами. Например, бетон класса В50 должен выдерживать давление в 50 МПа в 95 % случаев. На рынке чаще встречаются бетоны с классами от В7,5 до В40. Марка бетона обозначается большой буквой «М» и численным значением от 50 до 1000. Используются чаще бетоны марок от М100 до М500.
Соответствие между классами и марками согласно ГОСТ 26633-91 при нормативном коэффициенте вариации 13,5% приведено в таблице 1.

Таблица 1. Соотношение между марками и классом бетона

Бетон изначально характеризуется низкой прочностью и при нормальных условиях приобретает 60-80% от марочной прочности только через 7-14 суток.

Прочностные характеристики бетона напрямую зависят от физико-химических процессов, протекающих при взаимодействии цемента и воды. Их скорости сильно отличаются в теплых и влажных условиях. При быстром высыхании или замерзании бетона процессы прекращаются, что может негативно сказаться на качестве конструкции.

Потому, чтобы бетон приобрел соответствующие классу прочностные характеристики в начальный период (до 28 дней), после укладки необходимо увлажнение залитой конструкции и укрытие. Защитой также может быть нанесение битумной эмульсии на свежеуложенный бетон и укрытие полиэтиленовой или другой пленкой.

Класс бетона и его состав

В состав бетона входит 4 основных компонента:

Для улучшения свойств бетона в смесь могут вводиться различные специальные наполнители. Чтобы получить бетон определенного класса необходимо строго придерживаться соотношения основных компонентов.

На заводах для получения товарного бетона зачастую применяют цемент марок 400 или 500. Во втором случае расход цемента будет меньше. Соотношения компонентов наиболее ходовых классов бетона приведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2. Пропорции основных компонентов (цемент, песок, щебень) бетона с цементом М 400

Таблица 3. Соотношение компонентов бетона с цементом М 500

Очень важный показатель – соотношение вода-цемент. Цемент способен реагировать с ¼ массы воды от собственного веса. Для придания б
смеси пластичности используют до 40-70% воды от массы цемента. Избыточная вода остается в застывшем бетоне в свободном состоянии и в дальнейшем испаряется, образуя микропоры, ослабевает его, уменьшает прочность.

Водоцементное соотношение около 0,6 (60% воды от массы цемента) либо 0,5 (на каждые 30 кг цемента необходимо 15 л воды) обеспечивает необходимую морозостойкость. Для изделий, которые будут работать в тяжелых условиях, (тротуарная плитка, дорожные плиты и др.) допустимое водоцементное число 0,4. В бетонной смеси для фундаментов это число составляет 0,75.

Основы технологии производства бетона

На современных заводах загрузка компонентов проводится компьютеризировано. Оператор специального промышленного компьютера управляет производственным процессом. Чтобы гарантировать однородность и точное соответствие бетонной смеси требованиям заказчика проводится контроль данных:

дозировки компонентов смеси;
время перемешивания и другие показатели.

На основе полученного задания выполняется программа, а за происходящими в бетоносмесителе процессах можно наблюдать с помощью установленной внутри видеокамеры.

Для продления жизнеспособности бетонной смеси, в процессе производства применяются различные добавки: замедлители схватывания, пластификаторы, суперпластификаторы. Их использование позволяет сократить затраты воды, и значит, повысить водонепроницаемость, плотность и морозостойкость изделия. В холодное время года в состав бетонов обязательно вводятся противоморозные добавки. Они позволяют производить заливку при температуре до -250С.

Методы определения соответствия бетона указанному классу

Метод стандартных образцов
Проверка соответствия закупленного бетона указанному в документации классу осуществляется в специализированных лабораториях сжатием отлитых из бетонной смеси кубиков или цилиндров специальным прессом.

Порядок забора контрольных проб и подготовки к проведению анализа:

Предварительно изготовляются три-четыре деревянные формы с ячейками 15х15х15 см или 10х10х10 см.
Перед забором проб формы обязательно увлажняются. Это необходимо чтобы сухая древесина не забрала влагу из бетона, что сказывается на процессах гидратации цемента.
Забор проб проводится при разгрузке бетона непосредственно с лотка бетоносмесителя.
Залитые формы тщательно простукиваются молотком или проштыковываются арматурой. Эта процедура проводится для уплотнения смеси, удаления лишнего воздуха.
Отлитые образцы выдерживаются при температуре около 20 0С и влажности около 90 % в течение 28 дней.

По истечению указанного срока полученные кубики сдаются в лабораторию для проведения анализа. Образец устанавливается в пресс и нагружается непрерывно и равномерно до его разрушения. По разрушающей нагрузке рассчитывается прочность бетона, и эксперты выдают акт о соответствии образца классу бетона.

Существует возможность проведения исследований на более ранних стадиях твердения бетона (на 3, 7 или 14 сутки). При этом учитывается, что за первые 7 суток при нормальной температуре бетон набирает 70% расчётной прочности. При неблагоприятном температурном режиме период схватывания и твердения значительно увеличивается.

Методы неразрушающего контроля
Чтобы установить прочность уже готовых конструкций чаще всего применяют методы неразрушающего контроля. Это косвенные методы, основанные на определении физических показателей связанных с прочностью корреляционной зависимостью.

Многие специализированные лаборатории проводят замеры прочности бетона на месте с помощью одного из методов:

пластической деформации;
ультразвукового анализа;
ударного импульса;
упругого отскока с применением склерометра и др.

Области применения разных классов бетона

Разные виды строительных работ требуют использования бетонов различных классов.

Бетон класса В7,5 (марки М100)
Основное применение этот класс бетона находит в ходе подготовительных строительных работ перед заливкой лент фундаментов («подбетонка») или монолитных плит. Для этого песчаная подушка заливается тонким слоем бетонной смеси. После полного застывания слоя проводятся арматурные работы. Другая область применения бетона класса В7,5 – дорожное строительство.

Бетон класса В12,5 (марки М150)
Применяется в основном:

в подготовительных работах перед заливкой монолитных плит фундаментов;
для изготовления стяжки пола;
при заливке фундамента под небольшое сооружение;
в дорожном строительстве;
для бетонирования дорожек.

Бетон класса В15 (марки М200)
Бетон этого класса пользуется наибольшим спросом. Его прочность позволяет решить большинство строительных задач:

заливку плитных, ленточных и свайно-ростверковых фундаментов;
изготовление стяжки пола, подпорных стен, бетонных лестниц, площадок, отмостков, дорожек и дорожных плит.

Бетон класса В20 (марки М250)
Бетон этого класса нашел применение при заливке:

монолитных фундаментов;
малонагруженных плит перекрытий;
лент заборов;
лестниц и других конструкций.

Также он используется для организации бетонных отмостков, площадок и дорожек.

Бетон класса В22,5 (марки М300)
Запас прочности этого класса бетона позволяет использовать его для:

заливания разных видов фундаментов (свайно-ростверковых, плитных, ленточных);
возведения монолитных стен высотных зданий;
изготовления лент заборов, плит перекрытий, отмосток, лестниц и других конструкция.

Бетон класса В25 (марки М350)
Высокая прочность бетона В25 позволяет использовать его при строительстве крупных сооружений и зданий, монолитных фундаментов и стен, плит перекрытий, балок, колонн и других конструкций с большой нагрузкой. Именно из этого бетона производится большинство ЖБИ. Другая область применения этого бетона – производство аэродромных плит ПАГ, способных выдерживать экстремальные нагрузки.

Бетон класса В30 (марки М400)
Бетон класса В30 быстро схватывается, имеет высокую морозостойкость и повышенный коэффициент водонепроницаемости. Потому чаще всего используется для изготовления конструкций со специальными требованиями:

банковских хранилищ;
гидротехнических сооружений;
мостовых конструкций;
специальных ЖБИ и ЖБК: чаш бассейнов, балок, ригелей, колонн и других изделий повышенной прочности.

Для строительства частных домов бетон В30 практически не используется.

Бетон класса В35 и выше
Бетоны высоких классов используются достаточно редко. Их применение регламентируется специальными требованиями, связанными с дальнейшими условиями эксплуатации конструкций. Из таких бетонов изготовляют:

железо-бетонные изделия для метро;
мостовые конструкции;
дамбы и иные гидротехнические сооружения;
ЖБК с повышенными прочностными характеристиками.

Ориентировочная стоимость бетона основных классов

Марка и класс указывают не только на прочностные характеристики бетона, но и на морозостойкость, водонепроницаемость, подвижность массы и т.д. Потому общая стоимость бетона зависит от этих показателей и от цены услуг доставки:

загрузочно-разгрузочные работы – в зависимости от объема;
транспортировка – по километражу.

В среднем по России цены рознятся не значительно. Например, стоимость 1 м3 товарного бетона разных классов приведена в таблице 4.

Таблица 4. Стоимость 1 м3 товарного бетона разных классов бетона

Окончательная стоимость бетона может меняться при закупке больших партий, наличии акционных скидок и в несезон.

Выбор бетона необходимого класса зависит, прежде всего, от типа проводимых строительных работ. При этом следует ориентироваться на проектную документацию, а в случае отсутствия таковой – на рекомендации квалифицированных строителей.

Какой бетон выбрать?

Как правильно выбрать марку бетона исходя из целей?

Понятие «марка» является главным критерием выбора бетона. Все существующие параметры, включая прочность, водонепроницаемость, плотность, подвижность и т.д. напрямую зависят от этой классификации.

Характеристики марок бетона, их назначение, плюсы и минусы:

. Состоит из цемента, разного по происхождению щебня, песка и воды. В основном применяют для заливки полов, установки легких ограждений. По недостаткам и достоинствам аналогичен предыдущей марке;

. В качестве базового наполнителя применяют щебень, гравий крупных фракций. Подходит для обустройства фундаментов малоэтажных домов, отмосток, парковых аллей, реставрации сооружений. Соответствует классу В-15, отличается высокими показателями водонепроницаемости, плотности. Достаточно морозостоек и подвижен. Удобен при работах по кладке кирпичных стен;

. В состав входит гравий крупных размеров, известняк, гранит. Во многом аналогичен предыдущей марке, но относится к тяжелым бетонам и лучше подходит для обустройства монолитных, свайно-винтовых фундаментов;

. Состоит из крупноразмерных фракций гравия, гранита, известняка. Широко применяется для изготовления монолитных плит и панелей, возведении лестничных перекрытий и площадок. Для этой марки характерна высокая водонепроницаемость, морозостойкость и устойчивость к действию огня;

Можно ли визуально отличить хороший бетон от плохого?

Иногда нет возможности проводить лабораторные исследования и решение о приобретении материала необходимо принимать на основании визуального наблюдения. Существует несколько рекомендаций, помогающих сделать верный выбор:

Масса стройматериала должна иметь однородную консистенцию без комков и примесей;
Цвет у хорошего бетона, как правило, насыщенный серый. Если он имеет оттенки коричневого, значит при замешивании в целях экономии использовано большое количество песка. Избыток дополнительных пластификаторов может дать рыжеватый оттенок;
Если есть возможность, проведите тестовую заливку на небольшом участке. Правильный бетон будет выливаться густой тягучей массой без комков.

При заключении контракта на долгосрочное сотрудничество стоит воспользоваться помощью независимых экспертных лабораторий, которые дадут профессиональный аргументированный ответ о качестве продукции.

Как выбрать поставщика бетона?

По причине высокого спроса на бетон отечественный рынок перенасыщен различными предложениями. Естественно, каждый из продавцов предлагает лучшие цены, качество и условия доставки. Поэтому выбрать ответственного поставщика из общего количества производителей и перекупщиков довольно непростая задача.

Главные критерии выбора:

Желательно остановиться на компаниях, имеющих собственные производственные мощности для изготовления бетона. Как правило, такие организации предлагают лучшие цены, строго следят за качеством продукции;
Стоит поинтересоваться у потенциального поставщика о наличии на заводе лабораторий, осуществляющих контроль над каждой партией;
Выбирать лучше из производителей, расположенных непосредственно в вашем районе или регионе. Это поможет сэкономить на доставке;
Обязательно проверяйте наличие всех необходимых документов и сертификатов качества.

Прочность бетона на сжатие

Когда перед человеком возникает вопрос о покупке бетонной смеси или готового изделия, то в первую очередь он задумывается о качестве продукции, ведь это напрямую связано с безопасностью строительного сооружения.

Определение понятия прочности бетона: марка и класс

Основополагающей характеристикой бетона является его показатель прочности, который выражается в виде класса и марки.

Для выполнения необходимых задач в строительстве пользуются соответствующими классами. Так, для гидросооружений нужен один класс, а при бетонировании фундамента под одноэтажный дом – другой.

Марка бетона «М» выражает усреднённые значения прочности, единицы измерения – кгс/см 2 , класс бетона обозначается литерой «В» и выражается в МПа. Разница между этими двумя понятиями выражается не только в виде буквы и единицы измерения.

Главное отличие заключается в том, что марка указывает на среднюю величину предела прочности, а класс – на точные значения, расхождение составляет меньше 5%. Для сложных расчётов используют класс бетона, т. к. с применением марки возникает риск ошибки, при котором настоящие показатели окажутся меньше расчётных. Например, в характеристиках указывается М100 и В7,5. Расшифровывается это так: точное усилие, необходимое для разрушения, составит 7,5 МПа, а обобщенная нагрузка равна 100 кгс/см 2 , т. е. фактически эта цифра может быть и 105, и 103,6, и 93, и 97,2 и пр.

Класс и марка бетона по прочности на сжатие по ГОСТ

Таблица 1 – Сравнительная характеристика бетонов разных классов и марок

Документы, которые применяются при определении прочности

Требуемая прочность жёстко регулируется. Есть в наличии несколько основных документов для вычисления этой характеристики:

ГОСТ 10180-2012 – применяется для образцов из готовой бетонной смеси;
ГОСТ 28570-2019 – рассчитан для бетонных образцов;
ГОСТ 22690-2015 – для крупных сооружений без создания проб-образцов.

Способы определения прочности: испытание бетона на сжатие

Существует два метода:

разрушающий;
неразрушающий.

При первом способе измеряют минимальные усилия, приложенные для поломки кубов и цилиндров, которые вырезают, выпиливают или выбуривают из целых изделий. Скорость увеличения силы нагрузки при этом постоянна. После выполнения испытания вычисляется итоговое значение таких усилий.

При втором способе нахождения требуемого показателя воздействуют механически на заданное место (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок). Точка приложения прибора не должна быть на краю или напротив арматуры. Далее находят результат по выраженной градации.

Рассчитывать на полную правдивость не стоит, имеется погрешность до 10 % для каждого из видов проверок.

Как выбирают образцы при разрушающем методе

Пробы из бетонной смеси.

Для испытаний приготавливают образцы кубической и цилиндрической формы. Эталонным считается куб с длинной грани 150 мм.

Все экземпляры создают в специальных формах, перед использованием конструкции смазывают маслом. Далее наполнят её бетонной смесью и уплотняют.
Утрамбовывают при помощи штыкования стальным стержнем, виброплощадки или глубинного вибратора.
Через сутки все затвердевшие образцы достают и размещают в боксе с нормальными условиями (влажность – 95%, температура – +20 °С). Иногда заготовки размещают в водной среде или в автоклаве.

Образцы из готовых бетонных изделий.

Экземпляры для проверки прочности получают методом вырубки, выпиливания или выбуривания из целых изделий. В месте отбора не должно быть арматуры в точке, где извлечение не понесёт за собой снижение несущей способности. Пробы делают вдали от стыков и края изделия. Образцы извлекают из средней части пробы как на рисунке.

Предварительная подготовка к испытаниям

Прежде чем приступить непосредственно к испытаниям, все образцы измеряют и осматривают – нет ли трещин, сколов, рытвин. Если имеются скалывания более 10 мм, рытвины диаметром 10 мм и более и глубиной от 5 мм, образцы выбраковывают.

Также производят обмеры на наличие линейной погрешности, несоответствие перпендикулярности близлежащих граней, смещения от прямолинейности и плоскостности. Если обнаружены такие недочёты, грани и плоскости подвергают шлифованию или выравнивают быстротвердеющим веществом толщиной не больше 5 мм.

Как образцы бетона проходят испытания

Все приготовленные образцы одной группы испытывают на прочность в течение одного часа. Силовое нагружение производят не прерываясь, с постоянной скоростью увеличения нагрузки до разрушения. При этом, время от начала нагружения до его окончания – не меньше 30 с.

Во время проверки пользуются специальными строительными стендами:

образцы кладут на нижнюю плиту пресса по центру;
после совмещают верхнюю плиту и экземпляр, чтобы они находились плотно друг к другу;
далее подают силовую нагрузку со скоростью 0,6±0,2 МПа/с.

Расчёты испытаний: формула

Прочность бетона на сжатие (R, МПа) считают с погрешностью до 0,1 МПа по формуле:

Обозначения:

F – максимальная сила, Н;
A – площадь грани под нагрузкой, мм;
α – масштабный коэффициент, который приводит прочность к эталонной;
K_W – коэффициент, необходимый для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов.

Коэффициенты высчитывались экспериментально и представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Масштабный коэффициент α

K_W = 1, исключение – ячеистый бетон, его можно найти в таблице ГОСТа 10180.

Показатель прочности бетона рассчитывают как среднее арифметическое от прочности всех образцов, участвовавших в проверке: если образцов 3, то среднее арифметическое значение двух образцов с высшей прочностью.

Показатель прочности на сжатие – это такой показатель, который невозможно подделать. Проверку этой характеристики выполняют только аккредитованные лаборатории и строительные организации, которые сами подвергаются неоднократным проверкам – у них есть лицензии, подтверждающие право на выполнение тех или иных работ.

Читайте также: