Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Прочность бетона (понятие и определение по действующим нормам)

Морозостойкость бетона

Под морозостойкостью бетона понимают возможность материала претерпевать неоднократные замораживание и оттаивание, не разрушаясь и не теряя своей прочности на сжатие.

Способность воды при низких температурах расширяться, наполняя пустоты материала, приводит к его разрушению. Чем выше в бетоне пористость, тем большее количество воды будет заполнять пустоты. Значит, показатель морозостойкости напрямую зависит от плотности и структуры материала.

Степень густоты бетонных смесей разделяет их на жесткие и пластичные

Морозостойкость бетона — показатель, который особенно учитывается в климатических зонах, где бетонные конструкции многократно замораживаются и оттаивают. Тогда есть риск потери их несущих качеств и повреждений.

Причина разрушения изделий из бетона — марка, не соответствующая нормам по морозостойкости. В случае если марка бетона по морозостойкости подобрана верно, бетонная конструкция прослужит более века. Для бетона с высокой морозостойкостью основными показателями, помимо наличия цемента, служат марка цемента, водоцементный фактор, условия застывания смеси и другие критерии.

Оптимальная температура для отвердевания бетонной смеси 15 — 20°С

Морозостойкость обозначают литерой F и цифровым обозначением (от 50 до 100), где цифры соответствуют числу периодов замораживания и размораживания бетонных конструкций при которых их свойства не ухудшаются.

Высокая марка по прочности соответствует более высокой марке бетона по морозостойкости.

Таблица соотношения марки, класса и морозостойкости бетона:

Соотношение марки, класса и морозостойкости бетона

Используя таблицы марок и классов бетона, а также их характеристики можно получить качественные, прочные и долговечные бетонные конструкции.

Выбор бетона для фундамента

Так как бетон используется при организации абсолютного большинства фундаментов, вопрос его выбора именно для данных целей требует более подробного рассмотрения. Чтобы подобрать необходимую марку, нужно знать вес, который будет возлагаться на конструкцию, условия ее эксплуатации, учитывать тип грунта, уровень грунтовых вод и т.д. Все это должно упоминаться в проектной документации, а для тех, кто ведет строительство самостоятельно, приведем информация о сфере использования разных марок бетона.

Чем меньше нагрузка от возводимой постройки, тем менее прочный бетон понадобится. Если будет строиться каркасный дом, то можно обойтись бетоном М200, для деревянного дома фундамент лучше устраивать из бетона М250. Для двухэтажных деревянных домов, домов из газосиликатных и керамзитобетонных блоков лучше выбрать бетон М300. Если будут использоваться железобетонные стеновые панели или в планах постройка кирпичного дома, то для фундамента используют бетон М350, М400 и выше.

Влияет на выбор марки бетона и тип грунта. Чем почва более пучинистая, тем большие перепады в нагрузке оказываются на фундамент. Так, для глинистых почв лучше не использовать бетон ниже М350, а для песчаных и скальных грунтов подойдет и М200. Если уровень грунтовых вод в месте постройки дома высокий, то лучше выбирать бетон с повышенной водонепроницаемостью: даже если по нагрузкам подходит М250, лучше использовать М350, для которого W почти в два раза выше.

Какой бы марки бетон ни использовался бы, на характеристики готовой конструкции во многом влияет еще и правильность разбавления смеси водой, а также процесс заполнения формы бетоном и равномерность распределения бетона.

Класс и марка бетона по прочности, влагостойкости и морозостойкости

Числовое обозначение класса бетона выражает измеренную прочность образца в мегапаскалях (МПа) и обозначается буквой «B». В диапазон возможных значений входят показатели от 3,5 до 40. Наиболее широко применяемые марки имеют значения от B10 до B40. Например, маркировка B30 означает, что данный строительный материал гарантированно выдержит испытательное давление до 30 МПа.

Марка обозначается буквой «M» и измеряется в кг/см2. В диапазон применяемых марок входят бетонные смеси M50-M1000, что означает среднюю прочность в диапазоне от 50 до 1000 кг/см2.

Таблица соотношения марки и класса

Класс бетонаСредняя прочность  (кг/см2)Марка бетона
В565М75
В7,598М100
В10131М150
В12,5164М150
В15196М200
В20262М250
В25327М350
В30393М400
В35458М450
В40524М550
В45589М600
В50655М600
В55720М700
В60786М800

Плотность

Само изделие нельзя назвать плотным строительным веществом. Находящиеся в конструкции ячейки получаются из-за улетучивания излишков влаги, а также из-за того, что во время уплотнения раствора удаляется не весь воздух. Уровень плотности увеличивается в том случае, если были подобраны зернистые дополнительные компоненты, сделан правильный баланс между водой и цементом, после использования пластифицирующих веществ, а также при полном контроле за уплотнением бетонного раствора.

Если показатель плотности ячеистого изделия растет, то улучшаются и другие его параметры – крепость, противостояние влаге, перепадам и влиянию температур, сопротивляемость коррозии. Сырой материал после изготовления и кладки обязательно следует скорее уплотнить. По ходу уплотнительных операций нужно убрать воздушные пузырьки из массы, тщательно распределить раствор. Это поможет достигнуть повышенной плотности готового строительного материала. Однако вследствие подобных манипуляций изделие выходит достаточно тяжелым.

Если нужно получить легкий бетон типа В15, то в качестве дополнительного компонента стоит добавить керамзит. А для типа В25 лучше подойдет ракушечник.

Основные свойства тяжелого бетона

Чтобы подробнее описать изделия из такого материала, нужно более детально рассмотреть его технические характеристики.

Прочность

Показатель прочности бетонов всегда был их особенностью, ассоциировавшейся с высоким уровнем надежности. В зависимости от величины разрушающей нагрузки, разработана целая система классификации, узаконенная ГОСТом 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

Учеными доказано, что срок службы качественного искусственного камня может растягиваться на сотни лет даже в самых агрессивных условиях. При этом он способен постепенно набирать прочность в течение 600 лет.

Водостойкость

Бетон относится к тому редкому типу строительных материалов, который долгое время может сохранять свои свойства и не разрушается под действием воды. Степень водостойкости строительных материалов маркируется W. Показатели в зависимости от вида и марки могут варьироваться в пределах W2 до W20.

Пористость

Структура бетонного камня, даже самого плотного содержит микропоры. Степень пористости зависит от типа, количества заполнителя, водоцементного отношения, вибрирования и других факторов. Показатель этой характеристики равен 6 – 15%.

Морозостойкость

Морозостойкость – способность выдерживать разрушающие нагрузки, создаваемые под действием оттаивания влаги, которой напитался материал в теплый период года. Этот цикл заморозки – разморозки считается за единицу, составляющую марку по морозостойкости. Чем больше таких циклов изделие выдержит без значительных разрушений, тем выше его марка. В среднем марка по морозостойкости равна от 50 до 300.

Теплопроводность

Ахиллесова пята тяжелого бетона – это его теплопроводность. Он очень прочный и долговечный, но, сильно промерзает, не держит тепло внутри стен и не аккумулирует его. Теплопроводность возрастает с повышением плотности. Не замечали, что даже в солнечную погоду бетонный камень всегда холодный?

Красные оттенки в стиле модерн

Оттенки могут быть разные – алые, бордо, розовые. Хорошо сочетаются с контрастными цветами – белым, металлическим.

Если помещение кухни небольшого размера – старайтесь использовать более приглушенные оттенки для шкафчиков.

Марка по прочности на сжатие

  1. Это одна из наиболее часто используемых характеристик бетонных конструкций.
  2. Инструкция требует для ее определения использовать образцы в виде куба, имеющих длину одной стороны 150 мм.
  3. Испытание проводится на протяжении условного проектного возраста – в большинстве случаев это 4 недели.

Специалисты выделяют всего 17 марок тяжелого бетона в зависимости от его прочности на сжатие. Для их обозначения используется индекс «М», после которого указывается число

К примеру, марка М450 означает, что такой бетон гарантирует минимальный предел прочности на сжатие в 450 кгс/см2.
Если же принимать во внимание прочность на осевое растяжение, то его марок гораздо больше – от Pt5 до Pt50 (прибавляя каждый раз по 5 кгс/см2). К примеру, марка бетона Pt30 будет означать, что он способен выдержать осевое растяжение до 30 кгс/см2.
Для бетона, которые будет использоваться во время изготовления изгибаемых ж/б конструкций, существует также характеристика растяжения при изгибе, которая отображается при помощи индекса «Ptb».

Класс поверхности бетона по СНиПу имеет 4 параметра

Классы и марки

Дело в том, что многое зависит от того, насколько материал является однородным. Для обозначения этой величины используется коэффициент вариации.

Чем ниже его числовое значение, тем большей однородностью обладает бетон. При снижении данного показателя, снижаются, соответственно, класс и марка материала. К примеру, М300, имеющий коэффициент вариации в 18%, получит класс В15, а вот при снижении до значения в 5%, класс повысится до В20.

На числовое значение прочности оказывают влияние множество факторов. Наибольшее — качество исходных компонентов, а также такой показатель, как пористость.

Изготовление раствора

Для набора прочности материала, изготовленного при помощи портландцемента, требуется значительное количество времени. Кроме того, для нормального протекания процесса требуется соблюдение определенных условий.

Морозостойкость

При помощи такого показателя, как марка бетона по морозостойкости можно определить, сколько циклов замораживания и оттаивания может выдержать 28-дневный материал, теряя при этом не более 15% показателя прочности на сжатие. Для обозначения такого показателя используется индекс F, а всего существует 11 классов.

При этом существуют определенные ограничения по процентному содержанию трехкальциевого алюмината в портландцементе.

К примеру, для:

  • F200 допускается не более 7% такого вещества;
  • F300 – до 5%, и т.д.

Крайне нежелательным является присутствие в цементе активных минеральных добавок, так как в результате их использования увеличивается потребность в воде. А вот снижение водопотребности достигается за счет применения поверхностно-активных веществ.

Работа с раствором в мороз

Вот небольшая инструкция, которой следует придерживаться:

  1. Для получения высококачественного морозостойкого бетона должно соблюдаться максимально точное соотношение всех компонентов.
  2. Их необходимо тщательно перемешать своими руками, получив максимально однородную смесь.
  3. После этого уплотнить.
  4. Обеспечить необходимые хорошие условия во время процесса затвердевания.

В ситуациях, когда осуществляется изготовление деталей, обладающих высокой степенью морозостойкости (F200 и выше), стоит помнить, что материал должен твердеть в условиях положительного значения температуры окружающей среды. Кроме того, его влажность должна сохраняться на протяжении около 10 дней.

Водопроницаемость

Марка по такому показателю, как водонепроницаемость определяется путем испытаний материала на ограниченную проницаемость во время одностороннего давления напора воды. Для ее обозначения используют индекс «W», после которого идет число.

Водопроницаемость материала

Оно обозначает максимальное давление (в кгс/см2), которое может выдержать исследуемый образец, диаметр и высота которого составляют 150 мм, во время определенных испытаний. К примеру, маркаW4 выдерживает напор воды в 4 кгс/см2. Всего существует 10 марок – от W2 до W20 (прибавляя по 2 кгс/см2).

Существуют методы, благодаря которым можно увеличить водонепроницаемость смеси во время ее приготовления, укладки и затвердевания бетона, а также методы, которые могут повысить такой показатель уже затвердевшего материала.

Осадка конуса

Осадкой конуса принято называть данные, которые также называются эксплуатационными характеристиками бетонов. Это так называемая пластичность в бетоне, вымеряется она в сантиметрах. Если объяснить еще проще, то чем выше показатель осадки конуса, тем сильнее подвижно данное изделие.

Это значение указывают в технической документации к бетону, обозначают буквой П, после которой пишут цифру в диапазоне 1-5. Но не стоит пренебрегать знаниями об осадке конуса ячеистых изделий. Если предвидятся операции по монолитному строительству, то используют материал с данными П2 либо П3. Если заливается сооружение с плохой доступностью для заливки материалом, то рекомендуют применять изделие П4 и виды с более высокими показателями. Иначе такой раствор еще называют литым бетоном. Если необходимо выполнить укладку в опалубке без применения специальной вибраторной техники, то подобный выбор будет идеальным. Также такая смесь хорошо себя ведет в работе с бетононасосом.

Прочность бетона

В зависимости от марки бетона по прочности на сжатие раствор будет в большей или меньшей степени устойчивым к нагрузкам в различных условиях. Этот параметр обозначается буковой «М» и числом от 50 до 1000, которое указывает какую нагрузку в кгс/см2 способен выдержать определенный состав. Допустимая погрешность (коэффициент вариации) этого показателя составляет 13,5%.

Также существует класс бетона на сжатие, который измеряется в МПа (мегапиксели) и обозначается буквой «В», после которой стоят цифры в диапазоне от 3,5 до 80, указывающие какое давление материал выдерживает в 95% случаев.

Класс бетона и его марка неразрывно связанны между собой, поэтому зная один из показателей, можно легко определить другой.

Чтобы определить марку бетона и класс бетона, рассмотрим таблицу, соответствующую ГОСТ 26633-91.

Согласно этим данным определяется марка и класс на прочность бетонного раствора.

Чаще всего при производстве строительного материала для фундаментальных оснований используется бетон М 400, однако не будет лишним рассмотреть и сферы применения других марок.

М 50-100

Самым хрупким и ненадежным считается состав с маркировкой 50. Чаще всего его используют при заполнении пустот в конструкциях, которые не испытывают нагрузок. Приблизительно то же самое можно сказать о смесях М 75 и М 100. Так называемому «худому» бетону нашлось применение при заливке чернового слоя строительной смеси. Эти составы используют при изготовлении подстилающей подушки (подбетонки) для фундаментов, стяжек и при монтаже дорожных оснований.

Исходя из того что, класс бетона по прочности на сжатие соответствует В 7,5, показатель такого материала не позволяет применять его для серьезных работ.

М 150

Обладая чуть лучшими прочностными показателями бетон М 150 также можно отнести к легким бетонам, которые не стоит выбирать для конструкций, испытывающих нагрузки. Такие смеси можно использовать для черновых работ и при заливке фундамента для маленьких одноэтажных построек. Также допускается его применение для стяжек, садовых террас, дорожек и площадок, по которым будут ходить люди.

М 200-250

При соотношении марки 200 и класса бетона В 15 состав получается более прочным. Его можно использовать для возведения подпорных стен, при изготовлении лестниц, площадок, дорожек, отмосток и бордюров. Нередко М 200 заливают фундаментальные основания ленточного типа (только при условии устойчивости почвы) и открытые террасы.

Прочности бетона хватает для монтажа стяжек в помещениях с небольшой механической нагрузкой.

Практически таким же свойством отличается и бетон М 250 – его также часто заливают в качестве плит с малой нагрузкой.

М 300

Если рассматривать марки бетона и их характеристики, то М 300 сегодня пользуется довольно большим спросом при возведении монолитных фундаментов, благодаря оптимальному соотношению цены и качества. Также смеси этого типа подходят для заливки площадок и при изготовлении лестниц как на улице, так и внутри дома. Бетон М 300 обладает хорошей влагоустойчивостью, поэтому влажная среда не оказывает на него разрушительного воздействия.

М 350

Если выбрать марку бетона с классом В 27,5, то вы получите прочный материал для строительства конструкций как монолитного, так и перекрывающего типа. Такие составы используют при закладке фундамента для многоэтажных зданий. Благодаря повышенной прочности смеси, она также подходит для более серьезных построек: бассейнов, несущих колонн, аэродромных плит и многого другого.

М 400

При таком соответствии марки и класса бетона (М 400, В 30) за строительный материал придется заплатить довольно дорого. В силу высокой стоимости смеси этого типа не отличаются большой популярностью у частных застройщиков. Тем не менее, бетон М 400 быстро схватывается, поэтому его чаще применяют при строительстве крупных объектов: торговых комплексов, спортивных арен, банков, аквапарков и так далее. Также этот бетон подходит для заливки мостов, подводных сооружений, высоконагруженных опор и гидротехнических построек.

М 500 и выше

Такие составы можно отнести к узкоспециализированным, так как при такой концентрации цемента и прочностных показателях, применять М 500 для строительства жилых домов не рационально. Обычно бетонные смеси этого класса применяются для возведения банковских хранилищ, мостов, плотин, дамб и стратегических объектов.

Помимо классификации бетонов по прочности, стоит также учитывать и другие отличия.

Классификация бетонных составов

Марка бетона характеризует предел прочности образца на сжатие, измеряется в килограммах на сантиметр квадратный. Причём эталон должен на протяжении 4 недель пройти выдержку. Цифровой индекс, указанный в марке бетонной смеси, характеризует усредненное значение параметра, зависит от объемной доли цемента в составе. Диапазон изменения марок состава расположен в интервале от М50 до М1000. Область использования бетона изменяется в зависимости от маркировки, характеризующей прочность:

  • Работы, связанные с бетонированием, подготовка фундаментных лент, установка бордюров производится составом М100, соответствующим классу В7,5.
  • Заливка полов, подготовка фундаментов малоответственных объектов, выполнение стяжек, бетонирование площадок производится с помощью товарного раствора класса B12,5, соответствующего марке М150.
  • Подготовка фундаментов объектов, бетонирование лестниц, выполнение отмосток, опорных стенок осуществляется раствором М200 и М250 (классы В15 и В20).
  • Индивидуальное жилищное строительство, постройка промышленных объектов, заливка монолитных конструкций выполняется на базе смесей М300 (В22,5)-М350 (В25), которые имеют наибольшее распространение.
  • Постройка объектов гидротехнического назначения, специальных сооружений банковской сферы, конструкций, к которым предъявляются особые требования, выполняется прочным бетоном М 400.
  • Возведение специальных объектов, требующих сверхпрочного состава, производится с использованием смесей маркировкой 500 и выше.

Требования к бетону в нормативных документах указываются именно в классах, но при заказе бетона строительными компаниями бетон обычно заказывается в марках

Окончательное представление о прочностных характеристиках бетонного массива позволяет получить классификация по классам. Класс смеси учитывает допустимое значение погрешности качества раствора, характеризует реальную твердость массива.

Прочностной показатель состава характеризуют результаты испытаний эталонного образца. Значение параметра определяется:

  • объемом и маркой вяжущих компонентов в растворе;
  • удельным весом смеси;
  • типом применяемого наполнителя.

Таблица соотношения классов и марок бетона

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации