Гарантированное значение предела прочности стандартных образцов бетона

Обновлено: 01.05.2024

Разрушающая нагрузка на бетон: ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

Испытание бетона – важный и обязательный этап, необходимый для проверки качества используемого материала при реализации ремонтно-строительных работ. С целью подтверждения материала заявленным характеристикам и показателям, нормам СНиП и ГОСТ, его проверяют на прочность, сопротивление на изгиб/растяжение. Также дополнительно могут проверяться удобоукладываемость, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость и т.д.

Основные контролируемые и нормируемые показатели качества бетона:

Прочность на сжатие – определяется в классах, обозначается буквой В
Прочность на осевое растяжение – также определяется классами, индекс Bt
Морозостойкость – исчисляется марками, обозначается F
Водонепроницаемость – также марка, буква W
Средняя плотность – указывают в марках, индекс D

Испытания бетона могут проводиться с использованием различных методов – исследуются только что залитые или вырубленные из монолита образцы, разрушающие и неразрушающие способы и т.д. Оптимальный вариант испытаний определяют специалисты или сам мастер, с учетом имеющегося в его распоряжении арсенала знаний, навыков, инструментов.

Благодаря своевременно и правильно выполненным мероприятиям по проверке и подтверждению качества бетона удается гарантировать надежность и прочность конструкций, зданий, соответствие выполненных работ всем нормативам и показателям.

От чего зависит и на что влияет прочность бетона

Показатель прочности бетона – самая важная характеристика материала, которая учитывается как в процессе проектирования и выполнения расчетов, так и при выполнении работ. Прочность бетона задает марка, обозначается классом В (измерение в МПа) или М (кг/см2), отображает максимальное давление сжатия, которое материал может спокойно выдержать без деформации.

Когда проводится испытание бетона на прочность, лаборатория или строительная организация (возможно, сам мастер) руководствуются требованиями основных нормативных документов – это ГОСТы 10180-2012, 22690-88, 18105-2010, 28570.

Способность бетона эффективно сопротивляться внешнему воздействию благодаря внутреннему напряжению напрямую зависит от марки цемента и компонентов, входящих в состав раствора. При проверке бетона на соответствие указанной марке, на исследуемом образце не должно быть деформаций, разрушений, расслоений, трещин, сколов и т.д.

Лабораторные испытания бетона на прочность должны проводиться обязательно, особенно в случае заливки важных конструкций, несущих элементов и т.д. Ведь даже минимальное несоответствие (которое часто становится результатом экономии на цементе, других компонентах) может стать причиной быстрого разрушения здания, элемента конструкции.

Прочность состава зависит от: марки цемента, соотношения наполнителей и цемента, фракции наполнителей, качества всех компонентов, чистоты воды, введенных в состав пластификаторов и присадок. Если планируется заливать конструкции, подвергаемые серьезным нагрузкам, бетон дополнительно упрочняют армированием стальными прутьями или сетками, проволокой.

Большое влияние на прочность бетона, испытание которого проводится, оказывают внешние условия, в которых выполняется заливка и сохнет бетон. Также существенно повышается прочность при использовании вибрации, которая удаляет пузырьки воздуха из монолита, делает его более плотным.

Если бетон заливается при минусовых температурах, то компоненты и сам материал либо прогревают, либо смешивают со специальными противоморозными добавками. Могут устанавливаться электроды в заливку, применяться укрытие основания теплоизоляционными материалами, опилками и т.д. Чтобы поверхность монолита не покрывалась трещинами, нужно ее после заливки увлажнять, препятствуя слишком быстрому испарению влаги.

Несмотря на то, что прочность бетона зависит от массы факторов, правильно и своевременно проведенные испытания раствора помогут исключить вероятность приготовления некачественной смеси и избежать вероятности разрушения всей конструкции.

При условии соответствия бетона указанным показателям прочности влияние других факторов на качество раствора можно уменьшить или нивелировать.

Классификация методов испытаний

Испытания бетона проводятся с использованием различных методов, выбор которых зависит от имеющихся мощностей, условий эксплуатации, давности заливки монолита, возможности коррекции состава смеси, исходных данных и требуемых результатов.

Основные методы испытания бетона на прочность:

Испытание образцов бетона, которые отливаются в условиях лаборатории – из смеси создают цилиндры и кубики, конусы, потом проверяют с использованием пресса.
Проверка образцов, которые были вырублены/выпилены из уже готового монолита – обычно бурят алмазными коронками, керны отправляют в лабораторию, там определяют прочность с использованием пресса.
Неразрушающие методы – с применением приборов/инструментов, которые позволяют изучить свойства монолита без необходимости помещения их в определенные устройства и условия. Используются ультразвук, ударно-импульсный метод и т.д.

Несмотря на появление множества современных приборов и разнообразных методов, по-прежнему самым эффективным и популярным считается испытание образцов бетона под прессом (на сжатие).

Другие виды исследований бетона:

Осадка конуса – позволяет изучить консистенцию и однородность замешанного раствора. Металлический конус заполняют смесью, снимают форму и изучают показатели, изменения структуры материала.
Проверка на уплотнение – для определения коэффициента уплотнения партии раствора. Используется специальный аппарат с 2 мерными емкостями с воронками. В первую заливают бетон, потом через клапан пускают во вторую, откуда смесь уходит в специальный цилиндр.
Проверка на изменение формы/пластичность – смесь заливают в конус, его кладут на опорный стол, потом форму убирают и стол опускают, изучают характеристики растекшегося бетона.
Испытание на предмет наличия воздушных пустот – используют 2 метода: измерение веса до и после встряхивания/перемешивания бетона в специальном устройстве, испытание давлением.

Исследование бетона в бытовых условиях эмпирическим методом:

Цвет – бетон высокого качества должен быть зеленовато-серого оттенка и чем зеленее, тем лучше (желтый оттенок – признак плохого качества).
Появление цементного молочка на поверхности залитого бетона – чем гуще, тем лучше.
Непокрытые смесью фракции наполнителя – их не должно быть.
От затвердевшего монолита молоток при ударе должен отскакивать со звоном, оставляя небольшую вмятину.

Этапы проведения испытаний

Существует две основных группы методов исследований бетона, которые сегодня используются повсеместно для определения качества материала и соответствия его указанным характеристикам.

Разрушающие методы

Испытания проводятся с применением пресса и исследованием кубиков, цилиндров из бетона, полученных в условиях лаборатории либо выпиленных из уже готового монолита (что может сказаться на прочности всей конструкции). На куски бетона оказывают возрастающее давление, пока не удастся зафиксировать разрушение контрольного образца.

Использование такого воздействия на бетон является наиболее точным методом исследования его на прочность и считается обязательным при создании ответственных сооружений.

Неразрушающие методы

В данном случае речь идет об исследовании, которое не предполагает какого-либо разрушающего воздействия на образец или повреждения всей конструкции. Прибор взаимодействует с поверхностью монолита механическим способом посредством: отрыва, отрыва со скалыванием, а также скалывания ребра.

Если используется испытание посредством отрыва, на монолит эпоксидным клеем крепят стальной диск, потом отрывают его специальным устройством с фрагментом конструкции. Полученный показатель усилия по формуле переводят в нужную величину.

Когда проводится отрыв со скалыванием, прибор крепят в полость бетона. Лепестковые анкеры вкладывают в пробуренные шпуры, потом достают часть материала и фиксируют разрушающее усилие. Чтобы определить марочные характеристики, используют переводные коэффициенты.

Скалывание ребра используется там, где есть внешние углы (перекрытия, колонны, балки). Прибор (обычно ГПНС-4) крепят к любому выступающему сегменту анкером с дюбелем, нагружают плавно. В момент разрушения происходит фиксация глубины скола и усилия, прочность потом определяют по формуле, которая обязательно учитывает фракцию наполнителя.

Неразрушающие косвенные методы:

Исследование ультразвуком – скорость распространения продольных волн в монолите и эталонном образце сравниваются: УГВ-1 устанавливают на идеально ровную поверхность и прозванивают участки по плану, потом данные обрабатывают по имеющимся таблицам, электронным базам. Погрешность обычно составляет 5%.
Ударный импульс – применяется энергия удара бойка из металла сферической формы о монолит. Магнитострикционное или пьезоэлектрическое устройство преобразует удар в электрический импульс, время и амплитуда которых связаны с прочностью бетона.
Метод обратного отскока – используется склерометр, который фиксирует величину обратного отскока бойка, устанавливая твердость конструкции.
Пластическая деформация – измеряется след на бетоне после удара металлическим шариком, сравнение с эталонным образцом.

Порядок проведения проверки на удобоукладываемость

Чтобы изучить данное свойство бетона, в условиях лаборатории применяют специальный прибор – вискозиметр. Он дает возможность измерить в секундах время, которое нужно для укладки смеси. Укладку начинают и одновременно запускают вискозиметр, потом фиксируют получившиеся показатели. Чем меньше времени нужно для выполнения работ, тем лучше материал.

Порядок проведения испытаний на растяжение

Сначала готовят бетонный конус, его помещают горизонтально в специальный прибор, на средину образца оказывается разрушающая нагрузка по нарастающей. Шаг оказываемого воздействия составляет 0.5 МПа/с. Результат фиксируют после того, как структура бетона разрушилась в центре образца.

Порядок проведения испытаний на сжатие

Благодаря данному методу удается определять марку бетона. Сначала из материала отливают кубики (либо вырезают их из уже залитой смеси) размером 100-300 миллиметров по грани.

Также могут использоваться в испытаниях призмы и цилиндры. В лаборатории образцы отливаются на вибростоле, все испытания осуществляют на 3, 7, 28 (основная проверка) сутки после заливки.

Образец помещается под пресс, давящий на кубик с мощностью 140 кгс/м2 с шагом, равным 3.5 кгс/м2. Вектор силы должен быть строго перпендикулярным основанию бетона. По полученным данным определяют способность сопротивления бетона сжатию, марка записывается в протокол испытаний.

Марки прочности бетона и сфера их применения

Бетону присваивают марку по ГОСТу, которая обозначается буквой М и цифрой в соответствии со способностью сопротивления материала на сжатие. И чем больше значение, тем прочнее считается изделие. Как правило, марка прочности зависит от марки и объема цемента в растворе, качества и соотношения компонентов. Бетон бывает марок М100-М500. Есть марки и меньше, и выше, но они редко используются в строительстве.

Класс бетона определяет его способность работать в агрессивных средах. Бетоны марок М100-М250 относятся к ячеистым, легким. Обычно используются для заливки ненагруженных конструкций, в обустройстве фундаментов малых зданий, бордюров, пешеходных дорожек.

Бетоны марок М300-М350 применяются для обустройства фундаментов многоэтажных строений, для отливки плит перекрытия, монолитных стен. Наиболее прочные бетоны марок М400-М500 актуальны для производства железобетонных конструкций, которые эксплуатируются в сложных условиях, с повышенными нагрузками.

Испытание бетона – важный и обязательный этап контроля и оценки прочности материала, который лучше всего проводить до начала реализации работ, чтобы не разрушать конструкцию и иметь возможность откорректировать состав, предпринять меры для изменения свойств материала.

Заказывая материал в Москве или регионах, необходимо обязательно требовать сертификаты соответствия с результатами лабораторных проверок.

Расчетное сопротивление бетона сжатию - марка и класс на сжатие

Структура тяжелого бетона испытуемого образца

Расчетное сопротивление бетона сжатию – одна из ключевых характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании какой-либо конструкции из данного материала, и в начале любого строительства. При этом, нужно обращать на нее внимание не только профессионалам, но и обычным мастерам-подсобникам, решившимся на возведение дома своими руками.

Определения

Прочность – основное качество, которое точно описывает его несущую способность. Определяется она пределом на сжатие – это наивысший предел нагрузки, при котором наступают разрушения образца. И это основной показатель, который и учитывают при его использовании.

Расчетное сопротивление – это показатель стойкости материала нагружающим воздействиям. Используется он при проектировочных расчетах, и неотъемлемо связан с нормативными показателями сопротивления сжатию.

До 2000−х годов ориентировались только на марки материала, которые и принимали как расчетный показатель, но по новым техническим документам, каждой марке присвоен новый критерий соответствия образца сжимающим нагрузкам.

Он выявлен в лабораторных условиях, узаконен специалистами и отражен в СП 52−101−2003. Согласно этому техническому документу, нормативное сопротивление материала осевому сжатию – это и есть класс на сжатие, заданный с 95%-ой обеспеченностью. Условие означает, что оно выполняется в 95% тестируемых случаев, и только в 5% может отклоняться от установленных показателей.

Но даже такой процент доказывает, что пользоваться при проектировании средними расчетными показателями неоправданно рискованно. А при выборе наименьшего значения, увеличится сечение конструкции или изделия, что в свою очередь отразится на перерасходе денежных и энергоресурсов.

Согласно СП 52−101−2003, нормативные значения сопротивления представлены на фото ниже.

Нормативные и расчетные значения сопротивления

Есть еще такое определение, как предел прочности на растяжение. По своей природе, данный материал в разы хуже выдерживает растягивающие нагрузки. Поэтому его и армируют в ЖБИ, стяжках пола большой толщины, фундаментах и прочее.

При расчетах используют в приоритете показатель при сжатии. В принципе, любое изделие или конструкция, испытывают большие нагрузки именно от сжимающих статических или динамических воздействий. Но сопротивление к изгибающим воздействиям учитывают при проектировании. В таких случаях, просто пользуются таблицей соответствия классов.

Таблица 6.7 из СП 63.13330.2012″СНиП 52-01-2003, в которой указаны марки сопротивление к сжатию, растяжению.

ВидБетонНормативные сопротивления МПа, и расчетные сопротивления для предельных состояний второй группы и МПа, при классе материалапо прочности на сжатие В1,5В2В2,5В3,5В5В7,5В10В12,5В15В20В25В30В35В40В45В50В55В60В70В80В90В100Сжатие осевое растяжениеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———2,73,55,57,59,5111518,52225,529323639,54350576471Легкий——1,92,73,55,57,59,5111518,52225,529————————Ячеистый1,41,92,43,34,66,99,010,511,5—————————————Растяжение осевоеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———0,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,102,252,452,602,753,003,303,603,80Легкий——0,290,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,10————————Ячеистый0,220,260,310,410,550,630,891,001,05————————————

От прочности в срезе при скалывании, зависит устойчивость к сжатию от корреляционных показателей.

Примечание. Сопротивление сжатию В25 наиболее часто встречающийся показатель при проектировании материала.

Осевое сжатие. Расчеты и значения

При расчетах нужно учитывать, что класс (В) напрямую зависит от его средней прочности R, МПа. Соответственно, используется следующая формула:

В= R (1−tV), где, t – класс обеспеченности, заложенный при проектировании, в основном берут значение 0,95, соответственно t=1,64; V – коэффициент вариации прочности. 1 – постоянная.

Если в расчетах использовался нормативный коэффициент V = 13,5% (0,135), то средняя прочность равна R = В/0,778.

Другое дело, когда рассчитываются всевозможные железобетонные конструкции. Особо тщательно просчитывается граничная высота оговариваемой зоны. Она выражает такую высоту, при которой перед разрушением напряжения в сжатом материале и растянутой арматуре, достигают своих максимальных значений одновременно. Только при таком условии можно считать сечение нормально армированным.

При этом относительная высота этой зоны (таблица), используется для определенного изделия своя. Их можно найти в нормативных документах, и применять данные при расчетах. В принципе, представленная информация вкратце разъяснила, что представляет собой зона сжатия и сопротивление осевому сжатию.

Методы определения прочности по контрольным образцам бетона

Разобравшись с тем, что такое сопротивление материала на сжатие, рассмотрим основные методы определения данного показателя.

Испытание бетона разрушающим способом

Проверка на сжатие проводится, как правило, в аккредитованных строительных лабораториях на поверенном оборудовании. Главное, что для него понадобится − пресс.

Также будут необходимы точные лабораторные весы, штангенциркуль и испытуемые образцы. Последние готовятся заранее из нужной партии. Форма стандартная – куб со сторонами 10 см. Согласно техническим документам, используют от 3 до 5 штук образцов для одной партии.

Совет. Изначально их нужно подготовить, отчищая от загрязнения и взвешивают для определения соответствия плотности, веса и проектной марки материала. Если эти значения в норме, то на 95% можете быть уверены в должном уровне устойчивости.

Абсолютно ровными гранями образец устанавливается на пресс, включается и начинается проверка. Максимальная нагрузка, при которой началось разрушение образца – это и есть предельное сжатие.

Среднее значение устанавливается по результатам контроля всех отобранных образцов. По конечной цифре определяется, соответствует или нет фактическая прочность нормативным и проектным значениям. После чего она заносится в журнал.

Галерея: процесс испытания разрушающим методом с помощью пресса.

Контроль неразрушающими методами

Предыдущий метод обязателен на любом строительном производстве и на любом этапе строительства.

Он считается наиболее достоверным:

На результаты протоколов, лабораторных разрушающих исследовании, опираются конструкторы и архитекторы при возведении зданий и изготовлении железобетонных изделий.
Когда же нет возможности определить прочность образцов разрушающим методом, или же требуется через определенное время повторный анализ характеристик, используют специальные устройства.
Они необходимы для того, чтобы протестировать материал на сжатие непосредственно на месте. Одним легким нажатием они определяют числовое значение и при желании другие необходимые характеристики, касающиеся однородности и уплотнения тела материала.
Существует масса подобного оборудования, но наиболее распространённый в строительных кругах – прибор ИПС − МГ различной модификации. Он прост в использовании, точен и цена на него вполне доступна.

Фото автоматизированного аппарата.

Преимущественно его используют на строительной площадке. Этот электронный измеритель позволяет в короткие сроки определить показатели плотности, прочности и упруго−пластические свойства методом ударного импульса. Этот способ хоть и не является приоритетным, но все же, предусмотрен ГОСТ 22690.

Совет. Обязательно перед «простреливанием» бетона необходимо выбрать или подготовить поверхность. Она должна быть ровной без шероховатостей, вмятин, пустот, трещин и прочих дефектов площадью не меньше 100 см2. При необходимости нужно зашкурить поверхность.

Количество участков должно приниматься по программе испытаний, но их должно быть не менее трех. Обычно для объемной железобетонной конструкции берут среднее значение 15 проб.

Это количество зависит от площади, так как точки контроля должны находиться на расстоянии друг от друга 15 мм и от края не менее 50 мм. Идеальные места – между гранулами щебня и крупными раковинами в бетонном теле.

Чтобы провести тестирование конструкции, необходимо:

включить прибор, при этом он сразу будет в режиме испытания;
ввести данные об испытываемом материале;
взвести рычаг на «пистолете»;
плотно прижать перпендикулярно к тестируемой поверхности и отпустить рычаг;
на табло появится результат, он запоминается с последующими испытаниями;
после 15 проб выводится автоматически среднее значение, если количество «прострелов» меньше, то можно заранее просмотреть средний результат.

Чем хорош такой прибор – все данные на нем могут сохраняться на компьютере и архивироваться. В любой момент можно просмотреть предыдущие испытания на компьютере и составить протокол.

Класс и марка бетона по прочности

Строительство – постоянный процесс. Всегда есть нужда в новом здании, дороге или архитектурном объекте. Среди множества строительных материалов особой популярностью пользуется бетон. Его востребованность обусловлена повышенной прочностью, долговечностью и надежностью. Срок эксплуатации бетонных сооружений может доходить до десятков и сотен лет.

Что такое бетон

Бетон – монолитный камень искусственного происхождения, применяемый при строительстве различных объектов. Процесс изготовления представляет собой смешивание вяжущего вещества, наполнителей, разных химических добавок и воды.

Классический состав бетона:

песок;
вода;
щебень;
цемент.

Соотношение компонентов различается в зависимости от производственной необходимости и качества сухих составляющих раствора.

Строительная сфера находится в постоянном развитии. Это не обошло стороной и бетон. Применение различных наполнителей позволяет улучшать качественные характеристики строительного камня и расширяет его разновидности:

пескобетон;
гипсобетон;
силикатный бетон;
шлакобетон;
пемзобетон;
туфобетон;
сталебетон;
железобетон;
полимербетон.

При добавлении различных химических добавок и присадок можно менять свойства бетонной смеси:

водонепроницаемость;
морозоустойчивость;
быстрое или медленное схватывание;
подвижность;
усадка;
пластичность.

В зависимости от структуры заполнителя бетон различается по типам:

особо легкий – вес кубического метра раствора не превышает 500 кг;
легкий – вес составляет 500-1800 кг/м 3 ;
тяжелый – вес находится в диапазоне 1800-2700 кг/м 3 ;
особо тяжелый – вес превышает 2700 кг/м 3 .

Многообразие состава позволяет применять бетон для строительства объектов различной направленности.

Отличие марки от класса

Прочность – главное качество, которое ценится в бетоне. Она позволяет зданиям и конструкциям выдерживать необходимые нагрузки и противостоять условиям внешней среды.

Марка бетона

Марка – показатель, зависящий от количества и качества цемента в бетонном растворе. Обозначается латинской буквой М, а цифра рядом с ней показывает прочность в кгс/см 2 . Учитывает только процентное содержания цемента в строительной смеси.

Класс бетона по прочности

Класс – показатель, определяющий уровень прочности бетона на сжатие. Обозначается латинской буквой В, а цифра рядом показывает значение в МПа.

В проектной строительной документации всегда указывается класс бетона.

Сравнение и различие

Хотя и марка, и класс обозначают прочность бетона, между ними есть и принципиальные отличия.

Марка указывает на технические свойства бетона, а класс – на уровень прочности при эксплуатации. Первый параметр учитывает соотношение цемента в растворе, а второй показывает предельную нагрузку, которую должна вынести конструкция.

Понятия марки и класса взаимосвязаны, их точные значения помогут сделать правильный выбор при закупке материалов для строительства.

Цифра рядом с буквенным показателем класса и марки бетона является показателем прочности. Таблица соотношений по ГОСТ 26633-91 поможет подробнее в этом разобраться. Также это способ точно определить технические характеристики строительной смеси для лучшего применения в частном и промышленном возведении конструкций и зданий.

Таблица 1 – Прочность бетона на сжатие по марках и классам

Класс бетона	Марка бетона	Средняя прочность на сжатие, кгс/см 2
В3,5	М50	45,8
В5	М75	65,5
В7,5	М100	98,2
В10	М150	131,0
В12,5	М150	163,7
В15	М200	196,5
В20	М250	261,9
В22,5	М300	294,7
В25	М350	327,4
В27,5	М350	360,2
В30	М400	392,9
В35	М450	458,4
В40	М550	523,8
В45	М600	589,4
В50	М700	654,8
В55	М700	720,3
В60	М800	785,8
В65	М900	851,3
В70	М900	916,8
В75	М1000	982,3
В80	М1000	1047,7
В90	М1150	1178,7
В100	М1300	1309,6
В110	М1450	1440,6
В120	М1500	1571,6

Также различают отдельный класс жаропрочных бетонов – табл. 2.

Таблица 2 – Классификация жаропрочных бетонов

Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Предельно допустимая температура применения, °С
И3	300
И6	600
И7	700
И8	800
И9	900
И10	1000
И11	1100
И12	1200
И13	1300
И14	1400
И15	1500
И16	1600
И17	1700
И18	1800

Способы определения прочности бетона

Для установки и точного определения марки и класса бетона проводятся испытания в лабораторных условиях. Образцы подготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012:

в качестве образцов могут использоваться только трехмерные объемные фигуры – куб и цилиндр. Ребро куба измеряется в мм и может иметь только определенные значения – 100, 150, 200, 250, 300. Требования для цилиндра следующие – диаметр 100, 150, 200, 250 и 300 мм, а высота не должна быть меньше диаметра основания;
образцы изготовляются при температуре 20℃ и влажности 40-60%;
образцы набирают прочность в течение 28 дней.

Контроль прочности осуществляется двумя способами:

механический. На образец оказывают физическое воздействие с нарастанием усилий. Для оценки используют молоток весом 400-600 г или зубило. Используя эти инструменты, проводят удары по поверхности бетонного куба или цилиндра и оценивают следы, которые они оставляют на поверхности;

Важно, чтобы удар был звонким. Это свидетельствует, что в образце не содержится пустот и воздушных полостей, которые могут влиять на результаты испытаний.

ультразвуковой. Вариант, который не оказывает разрушительного воздействия на образец. Прибор определяет скорость ультразвуковых волн, проходящих через бетонный куб или цилиндр.

Факторы, оказывающие влияние на прочность бетона

Бетон – строительная смесь, прочность которой зависит от многих переменных:

качество связующего вещества – цемента. При использовании марок цемента низкого качество снижаются и технические характеристики бетона;
количество цемента в бетонном растворе. Чем больше вяжущего вещества в бетонной смеси, тем прочнее окажется готовое изделие. Важно не переусердствовать в процентном содержании цемента. Это ухудшает подвижность строительной смеси, она быстро схватывается, оставляя пустоты и воздушные полости;
соотношение воды и цемента. Оптимальное количество жидкости подбирается в зависимости от фракции сухих компонентов. Излишнее содержание воды приводит к тому, что увеличивается подвижность бетонной смеси, она расплывается, образуются поры, снижающие прочность готового продукта;
размер гранул и минеральный состав крупного и мелкого заполнителей. Фракции подбираются с небольшим расхождением значений для однородности раствора при перемешивании;
отсутствие мусора и примесей. Наличие частиц пыли и глины, а также веществ органического происхождения в сухих компонентах снижает прочностные характеристики конечного продукта;
вода. Для замешивания качественного бетонного раствора подходит только техническая вода без примесей солей и органики;
вибрирование. Очень важная операции при укладке бетона. Позволяет заполнить все уголки формы. Сжижение строительной смеси выводит все пузырьки воздуха, не позволяет образовываться порам и полостям;
соблюдение внешних условий. Резкие перепады температуры и быстрое испарение воды нарушают технологию производства. Это приводит к образованию трещин, бетон крошится, и ухудшается его прочность.

Сфера применения бетона в зависимости от класса и марки

Марка и класс бетона	Область применения
М50; В3,5

При строительстве одного здания может применяться бетон разных марок и классов. Основание, фундамент, подвал, стены нижних и верхних этажей, лестницы и площадки требуют разного состава строительной смеси. Это обусловлено различием в нагрузке, которую они должны выдерживать.

Заключение

Марка и класс бетона – важнейшие показатели, которые учитываются при планировании строительства любого объекта. Это первое, на что обращают внимание при закупке материалов.

Прочность – величина, не отличающаяся стабильностью. Она зависит от множества факторов. Прочность и долговечность конечного продукта повысит правильная технология производства и подбор качественных компонентов.

При строительстве важно в самом начале определиться с маркой и классом бетона, которые подходят для возведения конкретного объекта. Так можно по максимуму использовать прочностные характеристики бетона, не переплачивая за более дорогой состав.

2.4. Определение марки и класса бетона

Основной качественной характеристикой бетона является его марка. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов (приложение 6), размеры которых зависят от наибольшей крупности зерен заполнителя, изготовленных из бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 сут в нормальных условиях (ГОСТ 10180—90). Кроме того, марка бетона в конструкциях может быть определена без их разрушения механическими или физическими методами. Тяжелый бетон имеет следующие марки:М50, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М550, М600, М700, М800. Класс бетона находят по величине гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0,95. Между классом бетона и его средней прочностью существует следующая зависимость:

, (15)

где В – класс бетона по прочности; R – средняя прочность бетона, МПа, t – коэффициент, характеризующий принятую при проектировании обеспеченность класса бетона; ν – коэффициент вариации прочности бетона.

Соотношения между классами бетона по прочности на сжатие и марками приведены в прил. 6.

Предел прочности при сжатии бетона по результатам испытания образцов-кубов. Образцы изготовляют в разборных чугунных или стальных формах со строганой или шлифованной внутренней поверхностью. Формы должны быть достаточно жесткими, не деформирующимися во время формования образцов, с соединениями элементов, исключающими потерю цементного молока при формовании. Размер собранных форм необходимо строго выдерживать, не допуская отклонений по длине ребер внутри куба более 1 %. Углы между гранями прямоугольных форм должны быть прямыми.

Перед укладкой бетонной смеси формы очищают от остатков бетона, а внутреннюю поверхность смазывают отработанным минеральным маслом или смазкой, например ОЭ-2, препятствующей сцеплению затвердевшего бетона с поверхностью форм. Укладка бетонной смеси в формы должна быть закончена не позднее чем через 15 мин после приготовления смеси.

Методы укладки и уплотнения бетонной смеси в формах зависят от ее подвижности. Особо подвижную бетонную смесь с осадкой конуса более 12 см укладывают и формы в два слоя равной толщины и каждый слой уплотняют штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 мм по спирали от краев к центру образцов.

При штыковании нижнего слоя стержень должен достигать дна формы, при штыковании второго слоя стержень должен проникать на глубину 2–3 см в лежащим слой. Число штыкований каждого слоя бетонной принимают из расчета 10 погружений стержня на каждые 100 см 2 поверхности. По окончании штыкования верхнего слоя избыток бетона срезают металлической линейкой вровень с краями формы, а поверхность образца заглаживают.

Для пластичных и жестких бетонных смесей, уплотняемых при формовании изделий вибрированием, образцы изготовляют также с применением вибрирования. Бетонную смесь укладывают в форму с некоторым избытком, после чего форму устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку и закрепляют зажимами. Затем включают виброплощадку и секундомером фиксируют время вибрирования. Вибрирование должно продолжаться до прекращения оседании бетонной смеси, выравнивания ее поверхности и появления на ней цементного молока, но не менее времени, которое соответствует показателю жесткости, увеличенному на 30 с.

После уплотнения образцы в формах, покрытых влажной тканью, хранят в помещении при температуре 20±2 °С в течение 1 сут, затем их вынимают из форм, маркируют и до момента испытания помещают в камеру нормального твердения при температуре 20±2 °С с относительной влажностью не менее 95%. Образцы в камере укладывают на стеллажи в один ряд по высоте с промежутками между ними, обеспечивающими омывание каждого образца воздухом. Увлажнять их непосредственным орошением водой не следует. В том случае, если железобетонные изделия изготовляют с применением тепловой обработки, все образцы в формах подвергают одновременному обогреву в тех же условиях, что и изделия, после чего их освобождают из форм и хранят в нормальных условиях до момента испытания.

Предел прочности при сжатии образцов определяют следующим образом. Образцы извлекают из камеры влажного хранения, осматривают и обнаруженные на опорных гранях дефекты в виде наплывов удаляют шильником или шлифовальным кругом, а мелкие раковины заполняют густым цементным тестом. Затем определяют рабочее положение образца при испытании и отмечают краской или мелом грани, которые будут прилегать к опорам. Опорные грани выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании образца была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в форму. Образцы-кубы измеряют металлической линейкой с точностью до 1 мм, а затем взвешивают на технических весах. Рабочую площадь сечения образца в квадратных сантиметрах определяют как среднее арифметическое обеих опорных граней.

Во время испытания образец устанавливают одной из граней на нижнюю опорную плиту пресса центрально по оси последнего. Затем включают электродвигатель гидравлического привода пресса. Нагружение образцов производят непрерывно со скоростью, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения в пределах (0,6±0,4) МПа/с. При этом время нагружения одного образца должна быть не менее 30 с.

Предел прочности при сжатии бетона R_б, Па (кгс/см 2 ), определяют как отношение разрушающей силы Р, Н (кгс), к первоначальной площади поперечного сечения образца S, м 2 (см 2 ), и вычисляют по формуле

Предел прочности при сжатии бетона в серии образцов определяют как среднее арифметическое значение в серии:

из двух образцов – по двум образцам;

из трех образцов – по двум наибольшим по прочности образцам;

из четырех образцов – по трем наибольшим по прочности образцам;

из шести образцов – по четырем наибольшим по прочности образцам.

Марку бетона определяют как предел прочности при сжатии бетонного образца-куба с длиной ребра 150 мм. При других значениях длины ребра куба, предел прочности пересчитывают, пользуясь соответственно следующими коэффициентами (прил. 7). Полученные результаты заносят в журнал (прил. 8).

Прочность бетона в партии (МПа) вычисляют по формуле

, (17)

где R_i – единичное значение прочности бетона, МПа; n – общее число единичных значений прочности бетона в партии.

Однородность бетона по прочности характеризуется среднеквадратичным отклонением S_m и коэффициентом вариации V_m для всех видов нормируемой прочности.

При количестве образцов n > 6 среднеквадратичным отклонением S_m находят по формуле

; (18)

при n = от 2 до 6 – по формуле

, (19)

где W_m – размах единичных значений прочности бетона в контролируемой партии (МПа), определяемой как разность между максимальным и минимальным единичными значениями прочности; α – коэффициент, зависящий от n и принимаемой по табл.

Проектный и промежуточный возраст бетона

В данной статье будут рассмотрены промежуточный и проектный возраст бетона, а также факторы, влияющие на целость бетонной конструкции.

Проектный и промежуточный возраст

Промежуточный возраст – это временной промежуток, который находится в интервале проектного периода. И не всегда данные показатели совпадают. Возможны внешние условия, которые способны повлиять на готовность бетона к нагрузкам, поэтому значение меняется в ходе стройки. В этом случае прочность определяется по ГОСТу или ТУ.

Прочность бетона в промежуточном и проектном возрасте

Прочность конструкции можно разделить на:

нормируемая;
требуемую;
фактическую;
отпускную;
распалубочную;
передаточную.

Нормируемая прочность

Это, кратко говоря, основное значение прочности, закреплённое в документации производителя. Отвечает за нормативно-технический и проектный критерии. Для любого класса или марки это значение уникально. Каждой разновидности бетона соответствует свой срок, стандарт:

Требуемая прочность

Является самой минимальной удовлетворяющей единицей по строительным целям. Она устанавливается в лабораториях, стройках при учёте однородного состава субстанции.

Фактическая прочность

Зависит от всей партии бетона. Определяется при помощи итогов производственных испытаний. Контрольные образцы подвергаются воздействию разрушающих факторов. Таким образом решается вопрос пользования данным образцом на практике. В пользование идёт только бетон, удовлетворяющий ГОСТу 18105-2010.

Отпускная прочность

Это критерий, при удовлетворении которого завод имеет право на сбыт товара, продукции. Иначе говоря, если бетон удовлетворяет соответствующему ГОСТу, то завод имеет полное право выпускать товар на продажу. Если же продукт является нововведением, то стандарты устанавливают проектная организация, потребитель и предприятие-изготовитель. Нормируемая отпускаемая прочность определяется на основе потраченных ресурсов: технологии изготовления, условий грузоперевозки, хранения, монтажа и т. п. Одним из способов сравнения одного образца с другим является коэффициент сжатия (выражается в процентах, по сравнению с другими видами). Эти показатели должны быть не менее:

50% – присуще бетону класса B 15 (марка: М200) и выше;
70% – для строительного материала класса B 12,5 (марка М150) и ниже;
100% – относится к классу «бетон автоклавного твердения».

Распалубочная прочность

Это коэффициент сопротивления сжатию структуры бетона. Благодаря ему происходит процесс выемки из форм (распалубка). Этот показатель также говорит о сохранении цельности на заводском этапе. Стандарты этого критерия устанавливают предприятия-изготовители на основе технологических правил производства.

Передаточная бетонная прочность

Это способность сохранять цельную внутреннюю текстуру под давлением арматуры. Задаётся данная величина самим проектом, а контролируется ТУ и ГОСТом (не должна быть меньше 70% марки проекта). Прочность, с учётом стандартных видов арматуры и нюансов производства, должна быть не меньше 14 МПа. В остальных случаях (стержневая арматура вида Ат-6, арматурные канаты) – не меньше 20 МПа.

Как давно бетон был залит: определение

Отчёт начинается с того момента, как бетонную смесь уложили. Возраст бетона узнать с точностью невозможно, однако существуют способы, которые позволят узнать приблизительный срок. Большое значение в сохранность текстуры бетона имеет его состав, а от него зависит прочность. Поэтому, учитывая данный критерий на 3 или 7 сутки, можно при помощи экстраполяции (особый метод решения вопроса, в основе которого лежат математические функции и замены одного элемента другим) вычислить будущий показатель, который и будет свидетельствовать о возрасте бетона. Для этого нужно обратиться за специальным анализом бетонной структуры к специалистам. После сравнения показателей будет понятно, какой возраст у бетона, и является ли он надёжным.

Где применяется возраст

Пригодиться возраст бетона может в случае возникновения вопросов к производителю. Цена должна напрямую зависеть от производственных затрат и качества стройматериала. Но если состояние залитого бетона с течением лет начинает переставать соответствовать показателям, указанным в ГОСТе или ТУ, это может послужить причиной судебных разбирательств для взыскания компенсаций.

Читайте также: