Прочность бетонных конструкций. Как определяется прочность бетонной конструкции

Определение предварительного состава тяжелого бетона

Цель: Определение удобоукладываемости бетонной смеси, корректировка состава, определение расхода материалов, коэффициент выхода бетона, определение марки бетона (ГОСТ 10180-90).

Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс бетона представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона (МПа×10).

Класс и марку определяют чаще всего в возрасте 28 сут., хотя в зависимости от времени нагружения конструкций могут и в другом возрасте. Классы назначают при проектировании конструкций с учетом требований стандарта СЭВ 1406-78, марки- без учета требований этого стандарта.

По прочности на сжатие тяжелый бетон подразделяется на классы: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В65; В75; В80 или марки: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М600; М700; М800, легкий – на классы: В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В17,5; В20; В22,5; В25; В30 или марки: М35; М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500.

Между средней прочностью R b и классом бетона В при коэффициенте вариации V=0,135 иммется зависимость:

Оборудования и материалы: проба бетонной смеси, формы для изготовления образцов, гидравлический пресс, штангенциркуль, стальной стержень диаметром 16 мм, кельма, секундомер, лабораторная виброплощадка, камера нормального твердения.

Проведение испытаний. Прочность бетона при сжатии определяют испытанием серии образцов-кубов с размерами ребер 70, 100, 150, 200 и 300 мм или цилиндров диаметром 70, 100, 150 и 200 мм с высотой, равной двум диаметрам. Размеры образцов зависят от крупности щебня (гравия) и принимаются по таблице 1. За эталон принят куб с ребром 150 мм.

При испытании конструкционно- теплоизоляционного бетона на пористых заполнителях изготавливают образцы с наименьшим размером 150 мм независимо от крупности заполнителя.

Таблица 11.1

Размеры образцов в зависимости от крупности щебня (гравия)

Количество образцов в серии зависит от внутри серийного коэффициента вариации и принимается: ≥ 2 при V з ≤5%, 3-4 при 8>V з >5 и 6- при V з >8.

Формы заполняют бетонной смесью слоями по высоте не более 100 мм и независимо от удобоукладываемости штыкуют стержнем диаметром 16 мм от краев к середине формы из расчета один нажим на 10см 2 верхней открытой поверхности.

Бетонные смеси с подвижностью менее 10 см и жесткостью менее 11 с дополнительно уплотняют вибрированием на лабораторной площадке с частотой колебаний 2900±100 и амплитудой 0,5±0,05, причем форма с бетонной смесью должна быть закреплена жестко. Вибрируют до полного уплотнения и прекращают, когда поверхность бетона выравнивается, на ней появится тонкий слой цементного теста и прекратятся выделятся пузырьки воздуха. Поверхность образца заглаживают.

При изготовлении образцов из бетонной смеси жесткостью более 11 с смесь уплотняют вибрированием на виброплощадке с пригрузом, обеспечивающим давление, принятое на производстве, но не менее 0,004 МПа. Бетонной смесью заполняют форму с некоторым избытком, примерно до половины высоты насадки, укладывают сверху пригруз и встряхивают до прекращения оседания пригруза и еще дополнительно 5-10 с.

Образцы для твердения в условиях нормальной влажности вначале хранят в формах, покрытых влажной тканью, при температуре (20±5) 0 С. Для бетонов классов В7,5 и выше их освобождают от форм не ранее чем через 24ч, классов В5 и ниже- через 48-72 ч и затем помещают в камеру с температурой (20±3) 0 С и относительной влажностью воздуха (95±5) 0 С.

Испытания на сжатие выполняют на гидравлическом прессе с точностью показаний ±2%. Пресс должен иметь шаровую опору на одной из опорных плит. Шкалу силоизмерителя пресса выбирают из условия, что разрушающая нагрузка должна находится в интервале 20-80% от максимальной, допускаемой шкалой. Нагрузка должна возрастать непрерывна и равномерно со скоростью (0,6±0,4) МПа/с до разрушения образца.

Образцы – кубы испытывают таким образом, чтобы сжимающая сила была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы, при испытании образцов-цилиндров- перпендикулярно слоям укладки. Далее определяют площадь сдавливания, для чего замеряют размеры образцов с точностью до 1%.

В образцах- кубах каждый линейный размер вычисляют как среднее арифметическое значение из двух измерений посредине противоположных граней. Диаметр образца – цилиндра определяют как среднее арифметическое значение результатов четырех измерений (по два взаимно перпендикулярных измерения диаметра на каждом торце).

Обработка результатов. Предел прочности отдельного образца при сжатии определяют по формуле:

R b . c , =αP/F

где R b . c - предел прочности бетона при сжатии, МПа; Р- разрушающая нагрузка, Н; F- площадь образца, м 2 ; α - масштабный коэффициент для перевода к прочности образца- куба с ребром 15 см, который допускается принимать по Таблице 11.2.

Предел прочности бетона определяют как среднее арифметическое значение пределов прочности испытанных образцов. Результаты испытания записывают в Таблицу 11.3

Таблица 11.2Значения масштабных коэффициентов

Таблица 11.3Определение прочности бетона при сжатии

Вопрос о качестве и прочности бетона неизменно возникает в процессе его выбора и покупки. По мере развития технологий создавался весьма обширный ассортимент марок этого строительного материала.

Каждый вид бетона предназначен под конкретные условия его использования. Есть более универсальные растворы или для специальных задач.

Критерии

Определяющим показателем при покупке бетонной смеси являются условия и задачи ее использования. Для бетонных растворов существует два классифицирующих обозначения – марка и класс. Они информируют покупателя о свойствах строительного материала. Первая – это значение средней прочности, а второй - гарантировано обеспеченная прочность, которая обозначает, что свойства бетонных изделий обеспечиваются в 95 и больше случаях из 100.

Марка и класс определяется значениями:

стойкости к сжатию (проектная, марочная);
морозоустойчивости, воздействия высоких температур, влагонепроницаемости.

Марка

Этот индекс обозначается в цифровом значении и буквой М. Существует обширный перечень марок бетона марок от 50 до 1000, наиболее часто используется около десятка. Для свойств бетона определяющими условиями являются количество и качество цементной смеси в составе порошка. Марка зависит от расчетной прочности на сжатие — это значение в кгс/см2 на момент затвердевания раствора (на 28 день).

Чем больше цифра в индексе, тем бетон прочнее. Это значит, что он имеет больше цемента лучшего качества. Такой бетон дороже. Поэтому основная задача при выборе – найти баланс между ценой и требуемыми свойствами при возведении конкретного сооружения.

С раствором высокой прочности труднее работать – смесь быстрее сохнет, а это чревато последствиями при медленной работе: доставлять раствор и работать с ним нужно быстрее.

Класс

Класс обозначается буквой В и цифровым индексом после него. Список классов бетона тоже достаточно внушительный – от 3,5 до 80 (всего 21), это зависит от его разделения по прочности на нагрузку, возникающую от сжатия, но наиболее популярными стали тоже около десятка позиций (В15; В20; В25; В30; В40 и т. д.) Цифра означает показатель МПа (мегапаскали).

Каждый класс можно приравнять к конкретной марке и наоборот. В большинстве случаев в проектных документах указывают именно его, а не марку бетона, а в заказах на приобретении смеси – наоборот.

Соотношение маркировки

Лучше всего эти показатели отобразить таблицей:

Табл. Соотношения марка-класс

Класс бетона (цифровое значение тут — МПа)	Средняя прочность кгс/кв.см	Ближайшая марка
В5	65	М75
В7,5	98	М100
В10	131	М150
В12,5	164	М150
В15	196	М200
В20	262	М250
В25	327	М350
В30	393	М400
В35	458	М450
В40	523	М500
В45	589	М600
В50	654	М700
В55	720	М700
В60	785	М800

Условия, виды прочности

Основным свойством, характеризующим бетон, является его прочность. Она измеряется в МПа (мегапаскали) или кгс/см2. Прочность зависит от таких составляющих:

качество и состав смеси. Чем выше качество и составляющая цемента, тем прочнее бетон;
условия перемешивания. Недостаточно продолжительное перемешивание снижает качество;
количество воды. Чем больше воды содержится в перемешиваемом растворе, тем меньшей будет его прочность;
форма и фракция зерен. При неправильной форме зерен и большей их шероховатости сцепление лучше, соответственно бетон крепче;
способ и порядок укладки;
способ трамбовки. Утрамбованный вибраторами бетон лучше;
твердость растет с возрастом.

Хорошую прочность бетону обеспечивает также влажная среда.

Классификация

Есть такие виды прочности:

проектная, когда допускается полная нагрузка на бетон, предусмотренная нормативными документами (за умолчанием - после 28 дней);
нормированная — показатель, определяемый в ГОСТах или ТУ;
требуемая — минимально допустимое значение для использования, устанавливаемое лабораториями предприятий;
фактическая — среднее значение по результатам испытаний;
отпускная, когда разрешена отгрузка изделия потребителю;
распалубочная, когда возможна выемка бетона из форм.

Непосредственно к качеству и марке бетона относятся прочности:

на сжатие;
на изгиб;
на осевое растяжение;
передаточная.

Их рассмотрим подробнее.

Прочность на сжатие

Бетон подобен природному камню: он имеет лучшую сопротивляемость сжатию, чем растяжению. Критерием прочности для бетона является предел его выдержки при сжатии. Это наиболее значимый показатель качества раствора. Например, бетон класса В15, марки М200 имеет среднюю стойкость сжатию 15 МПа или 200 кгс/м2, В25 – 25 МПа или 250 кгс/м2 и так далее.

Для определения этого показателя создают кубы-образцы, их помещают под лабораторный пресс. Постепенно увеличивают давление, и как только образец треснул – на экране прибора фиксируется значение этой характеристики.

Определяющим условием для присвоения класса бетона становится расчетный показатель по прочности на сжатие. Бетонная смесь высыхает и затвердевает долго – 28 дней. Вообще, этот процесс может длиться несколько лет, но именно на 28 день раствор приобретает свои основные качества. По окончанию этого срока смесь достигает показателя, определяемого ее маркой (прочность проектная или расчетная).

Прочность на сжатие - это характеристика механических свойств бетона, устойчивости к нагрузкам. Это показатель границы сопротивления затвердевшего раствора к механическому воздействию сжатия в кгс/м2. Смесь М800 имеет наибольшую прочность, М15 – наименьшую.

Прочность на изгиб

Этот показатель увеличивается с ростом числового индекса марки. Показатели растяжения и изгиба намного меньше, чем нагрузочная способность бетона. Для молодого бетона это отношение составляет около 1/20, для более старого – 1/8. Прочность на изгиб учитывают на проектных стадиях строительства.

Определяют ее следующим способом. Делают заливку из бетона в форме бруса с размерами, например, 120x15x15 см. После окончательного затвердевания его кладут на подпорки, расположенные на расстоянии 1 м, а в центр помещают нагрузку, которую постепенно увеличивают до момента разрушения образца. Размер испытуемой балки и расстояния между подпорками могут быть разными.

Показатель прочности на изгиб высчитывают формулой:

Rизг = 0,1PL/bh2,

где L – расстояние подпорок (1 м в нашем случае); Р – вес нагрузки + вес образца, Н; b, h – ширина и высота сечения бруса (0,15 м). Эта прочность обозначается Btb и цифрой от 0,4 до 8.

Осевое растяжение

Осевое растяжение при проектировании несущих конструкций, как правило, не учитывается. Она необходима для определения способности материала не растрескиваться при перепадах температуры и колебаниях влажности. Растяжение определяется как некоторая составляющая от прочности на изгиб.

Этот показатель наиболее сложно определить. Одним из способов является растягивание образцов балок на специальном растягивающем оборудовании. Бетон разрушается от двух противоположных растягивающих сил. Стойкость к осевому растяжению является важной для бетона, используемого для резервуаров, дорожного покрытия, там, где трещины от такого типа нагрузки недопустимы.

Мелкозернистые составы имеют лучшую стойкость, чем крупнозернистые (при той же прочности сжатия). По этому показателю классы бетона обозначаются Bt в диапазоне от 0,4 до 6, цифры обозначают показатель МПа.

Передаточная прочность

Это значение являет собой нормируемый показатель прочности бетона напряженных элементов во время передачи на него натяжения армирующих деталей. Передаточная прочность предусматривается нормативными документами и техническими условиями для конкретного вида изделий.

В большинстве случаев она назначается не меньше 70% проектной марки и зависит от свойств арматуры. Рекомендуемая величина этого показателя не менее 15 или 20 Мпа для различных видов армирования. Вкратце это тот показатель, обозначающий уровень, когда армировочные пруты не проскальзывают при снятии с кондукторов.

От чего зависит класс бетона

содержание цемента . Чем выше содержание цемента в смеси, те выше прочность конечного изделия;
активность цемента . Из цементов повышенной прочности производятся более надежные конструкции.
водоцементное соотношение . С уменьшением отношения В/Ц растет прочность. Объясняется это структурой состава: избыточная вода способствует образованию излишних пор в бетоне, ухудшающих его технические характеристики.
качество заполнителей . Снижению прочности состава способствует использование мелкозернистых наполнителей, мелких пылевых фракций, глины, органических примесей.
степень уплотнения бетонной массы и качество ее перемешивания. Повысить эксплуатационные характеристики состава можно с помощью турбо- и вибросмешивания и уплотнения смеси.

Таблица соотношения классов и марок бетона

При повышении марки прочности бетона при сжатии растет предел прочности при растяжении, но увеличение сопротивления растяжению становится менее значительным в области высокопрочных типов. Прочность материала при растяжении - 1:10 – 1:17 к предельной прочности при сжатии, при этом предел прочности при изгибе равняется 1:6 – 1:10.

Максимально допустимый порог прочности состава для каждой марки индивидуален.

Составы с более высокими показателями М обладают самым низким показателем критической прочности. Достигаются критические показатели в первый сутки после заливки смеси.

Контрольные пробы

Прочность на сжатие проверяется в лабораториях по изготовленным образцам согласно требованиям ГОСТ. Однако проверить соответствие марки можно самостоятельно на стройплощадке.

Для этого нужно:

приготовить деревянные формы с размерами внутренних граней 100х100х100 мм;
взять пробу бетонной смеси с лотка миксера и отлить несколько кубиков в приготовленные заранее формы;
уплотнить состав, проштыковав его в нескольких местах либо по стукав по форме молотком. Данная мера позволяет устранить пузырьки воздуха, образовавшиеся в смеси;
выдержать полученные кубики при влажности 90% и температуре +20°С, исключая прямое воздействие лучей солнца;
через 28 дней передать пробы бетона на лабораторию на экспертизу. Можно передать некоторые образцы на промежуточных стадиях затвердевания (на 3-ем, 7-ом и 14-ом дне) для проведения предварительной экспертизы.

Проведение этих мероприятия позволит определить соответствие марки и класса бетона, который привезли на стройплощадку, тому, что вы заказывали.

Прочность ─ свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (стесненной усадкой, неравномерным нагреванием и т.д.). Прочность материала оценивают пределом прочности (временным сопротивлением), определенным при данном виде деформации. Для хрупких материалов (природных каменных материалов, бетонов, строительных растворов, кирпича и др.) основной прочностной характеристикой является предел прочности на сжатие.

Предел прочности на осевое сжатие R сж [МПа(кгс/см 2)] равен частному от деления разрушающей силы Р разр на первоначальную площадь поперечного сечения F [мм 2 (см 2)] образца (куба, цилиндра, призмы):

R сж =P разр / F. (21)

Для определения прочности на сжатие образцы материала подвергают действию сжимающих усилий и доводят до разрушения. Испытуемые образцы должны иметь правильную геометрическую форму (куб, параллелепипед, цилиндр). Образцы из бетона в форме кубов могут быть следующих размеров: 70х70х 70, 100х100х100, 150х150х150, 200х200х200, 300х300х300 мм.

Для испытания образцов материала на сжатие применяют гидравлические прессы и универсальные испытательные машины. Перед испытанием образец взвешивают и обмеряют. Затем его устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса точно по ее центру, а верхнюю опорную плиту с помощью винта опускают на образец. Убедившись в правильности установки образца, включают насос пресса и прикладывают к образцу нагрузку, регулируя скорость ее нарастания (обычно в секунду 0,5-1 МПа (5-10 кгс/см 2). В момент разрушения образца, т.е. в момент наибольшей нагрузки, стрелка, связанная с силоизмерительным устройством пресса, остановится и начнет двигаться обратно. Разрушающую нагрузку фиксируют с помощью второй регистрирующей стрелки, которая, будучи отклонена по шкале вместе с первой стрелкой, после ее возвращения в исходное положение остается на месте и показывает значение максимальной нагрузки на образец.

Предел прочности на сжатие образца вычисляют по формуле (21), причем в эту формулу, как указано в соответствующих ГОСТах на испытание различных строительных материалов, обычно вводят различные коэффициенты, в т.ч. масштабный коэффициент перехода к прочности образцов базового размера, коэффициент, учитывающий влажность образца, и другие. Например, при испытании тяжелого бетона базовым образцом является куб размерами 150х150х150 мм, для которого масштабный коэффициент равен 1. При длине ребра куба 70, 100, 200 и 300 мм предел прочности рассчитывают, пользуясь соответственно масштабными коэффициентами 0,85; 0,95; 1,05 и 1,10.

Иногда для определения усилий, действующих на испытываемый образец, на прессе устанавливают манометр, показывающий давление в цилиндре (кгс/см 2). Тогда, зная площадь поршня и давление на 1 см 2 его поверхности и умножив величину давления на величину площади поршня, можно определить усилие Р разр , действующее на образец и разрушающее его.

Зная площадь F образца, на которую действует разрушающая нагрузка, по формуле (21) можно вычислить предел прочности на сжатие (кгс/см 2 или МПа).

Полученные результаты.

От чего зависит класс бетона

содержание цемента. Чем выше содержание цемента в смеси, те выше прочность конечного изделия;
активность цемента. Из цементов повышенной прочности производятся более надежные конструкции.
водоцементное соотношение. С уменьшением отношения В/Ц растет прочность. Объясняется это структурой состава: избыточная вода способствует образованию излишних пор в бетоне, ухудшающих его технические характеристики.
качество заполнителей. Снижению прочности состава способствует использование мелкозернистых наполнителей, мелких пылевых фракций, глины, органических примесей.
степень уплотнения бетонной массы и качество ее перемешивания. Повысить эксплуатационные характеристики состава можно с помощью турбо- и вибросмешивания и уплотнения смеси.

Таблица соотношения классов и марок бетона

Максимально допустимый порог прочности состава для каждой марки индивидуален.

Контрольные пробы

Для этого нужно:

приготовить деревянные формы с размерами внутренних граней 100х100х100 мм;
взять пробу бетонной смеси с лотка миксера и отлить несколько кубиков в приготовленные заранее формы;
уплотнить состав, проштыковав его в нескольких местах либо по стукав по форме молотком. Данная мера позволяет устранить пузырьки воздуха, образовавшиеся в смеси;
выдержать полученные кубики при влажности 90% и температуре +20°С, исключая прямое воздействие лучей солнца;
через 28 дней передать пробы бетона на лабораторию на экспертизу. Можно передать некоторые образцы на промежуточных стадиях затвердевания (на 3-ем, 7-ом и 14-ом дне) для проведения предварительной экспертизы.

aquagroup.ru

Прочность бетона

Главная → Статьи → Прочность бетона

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%.

Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: Вb1; Вb1,5; Вb2; Вb2,5; Вb3,5; Вb5; Bb7,5; Вb10; Вb12,5; Вb15; Вb20; Вb25; Вb30; Вb35; Вb40; Вb50; Вb55; Вb60. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПах10).

Тяжелый бетон имеет следующие марки при сжатии: Мb50; Мb75; Мb100; Мb150; Мb200; Мb250; Мb300; Мb350; Мb400; Мb450; Мb500; Мb600; Мb700; Мb800.

Между классом бетона и его средней прочностью при коэффициенте вариации прочности бетона n = 0,135 и коэффициенте обеспеченности t = 0,95 существуют зависимости:

Вb = Rb х0,778, или Rb = Вb / 0,778.

При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях - марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 1.

Прочность при растяжении. С прочностью бетона на растяжение приходится иметь дело при проектировании конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести резервуары для воды, плотины гидротехнических сооружений и др. Бетон на растяжение подразделяют на классы: Вt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Вt2; Bt2,4; Вt2,8; Вt3,2 или марки: Рt10; Bt15; Bt20; Bt25; Bt30; Bt35; Вt40.

Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог, аэродромов назначают классы или марки бетонов на растяжение при изгибе.

Классы: Вbt0,4; Вbt0,8; Вbt1,2; Bbt1,6; Вbt2,0; Вtb2,4; Вbt2,8; Вbt3,2; Вbt3,6; Вbt4,0; Bbt4,4; Вbt4,8; Вbt5,2; Вbt5,6; Вbt6,0; Вbt6,4; Вbt6,8; Вbt7,2; Вbt8.

Таблица 1. Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона

Марки: Рbt5; Рbt10; Рbt15; Рbt20; Рbt25; Рbt30; Рbt35; Рbt40; Рbt45; Рbt50; Рbt55; Рbt60; Рbt65; Рbt70; Рbt75; Рbt80; Рbt90; Рbt100.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Активность цемента. Между прочностью бетона и активностью цемента существует линейная зависимость Rb = f(RЦ). Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности.

Водоцементное отношение. Прочность бетона зависит от В/Ц. С уменьшением В/Ц она повышается, с увеличением - уменьшается. Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. При твердении бетона с цементом взаимодействует 15-25% воды. Для получения же удобоукладываемой бетонной смеси вводится обычно 40-70% воды (В/Ц = - 0,4...0,7). Избыточная вода образует поры в бетоне, которые снижают его прочность.

При В/Ц от 0,4 до 0,7 (Ц/В = 2,5... 1,43) между прочностью бетона Rв, МПа, активностью цемента Rц, МПа, и Ц/В существует линейная зависимость, выражаемая формулой:

Rb = A Rц (Ц/В – 0,5).

При В/Ц 2,5) линейная зависимость нарушается. Однако в практических расчетах пользуются другой линейной зависимостью:

Rb = A1 Rц (Ц/В + 0,5).

Ошибка в расчетах в этом случае не превышает 2-4 % вышеприведенных формулах: А и А1 - коэффициенты, учитывающие качество материалов. Для высококачественных материалов А = 0,65, А1 = 0,43, для рядовых - А = 0,50, А1 = 0,4; пониженного качества - А = 0,55, А1 = 0,37.

Прочность бетона при изгибе Rbt, МПа, определяется по формуле:

Rbt =A` R` ц (Ц/В - 0,2),

где Rц - активность цемента при изгибе, МПа;

А" - коэффициент, учитывающий качество материалов.

Для высококачественных материалов А" = 0,42, для рядовых - А" = 0,4, материалов пониженного качества - А" = 0,37.

Качество заполнителей. Не оптимальность зернового состава заполнителей, применение мелких заполнителей, наличие глины и мелких пылевидных фракций, органических примесей уменьшает прочность бетона. Прочность крупных заполнителей, сила их сцепления с цементным камнем влияет на прочность бетона.

Качество перемешивания и степень уплотнения бетонной смеси существенно влияют на прочность бетона. Прочность бетона, приготовленного в бетоносмесителях принудительного смешивания, вибро - и турбосмесителях выше прочности бетона, приготовленного в гравитационных смесителях на 20-30%. Качественное уплотнение бетонной смеси повышает прочность бетона, так как изменение средней плотности тонной смеси на 1% изменяет прочность на 3-5%.

Влияние возраста и условий твердения. При благоприятных температурных условиях прочность бетона растет длительное время и изменяется по логарифмической зависимости:

Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28,

где Rb(n) и Rb(28) - предел прочности бетона через n и 28 суток, МПа; lgn и lg28 - десятичные логарифмы возраста бетона.

Эта формула осредненная. Она дает удовлетворительные результаты для бетонов, твердеющих при температуре 15-20 °С на рядовых среднеалюминатных цементах в возрасте от 3 до 300 суток. Фактически же прочность на разных цементах нарастает поразному.

Рост прочности бетона во времени зависит, в основном, от минерального и вещественного составов цемента. По интенсивности твердения портландцементы подразделяют на четыре типа (табл. 2).

Интенсивность твердения бетона зависит от В/Ц. Как видно из данных, приведенных в табл. 3, более быстро набирают прочность бетоны с меньшим В/Ц.

На скорость твердения бетона большое влияние оказывает температура и влажность среды. Условно-нормальной считается среда с температурой 15-20 °С и влажностью воздуха 90-100%.

Таблица 2. Классификация портландцементов по скорости твердения

Таблица 3. Влияние В/Ц и возраста на скорость твердения бетона на цементе III типа

Как видно из графика, приведенного на рис. 1, прочность бетона в 28-суточном возрасте, твердевшего при 5 °С, составила 68%, при 10°С - 85%, при 30 °С - 115% от предела прочности бетона, твердевшего при температуре 20 °С. Те же зависимости наблюдаются и в более раннем возрасте. То есть интенсивнее набирает прочность бетон при более высокой температуре и, напротив, медленней - при ее понижении.

При отрицательной температуре твердение практически прекращается, если не снизить температуру замерзания воды введением химических добавок.

Рис. 1. Рост прочности бетона при разной температуре

Твердение ускоряется при температуре 70-100 °С при нормальном давлении или при температуре около 200 °С и давлении 0,6-0,8 МПа. Для твердения бетона требуется среда с высокой влажностью. Для создания таких условий бетон укрывают водонепроницаемыми пленочными материалами, покрывают влажными опилками и песком, пропаривают в среде насыщенного водяного пара.

Повторное вибрирование увеличивает прочность бетона до 20%. Оно должно выполняться до конца схватывания цемента. Повышается плотность. Механические воздействия срывают пленку гидратных новообразований и ускоряют процессы гидратации цемента.

contros.ru

Соотношение классов и марок бетонных смесей

Правильный выбор материалов гарантирует качество и долговечность ваших построек. Вы, конечно, видели трещины в фундаментах новых или старых домов, одна из причин этого явления - низкая прочность. Если вы не знаете, какая марка бетона подойдет вам, читайте дальше. Мы не будет затрагивать сложные строительные понятия и формулы, только необходимую информацию для покупки.

Что такое марка и класс?

Важно сразу уяснить, что эти понятия неразрывно связаны. Высокая марка не может иметь низкий класс. Единственная разница - марка является показателем среднего давления, которое выдержит строение, а класс - гарантированного. Эти параметры определяются по пределу прочности на сжатие, то есть, если давление на него будет выше, конструкция разрушится.

Чаще всего в проектах и других нормативных документах указывают именно класс прочности бетона. Эту величину обозначают латинской буквой B, а измеряют в мегапаскалях (МПа). Например, B15 выдерживает давление до 15 МПа, а B25 - 25 МПа соответственно. В ГОСТе прописано, что в 5 % случаях бетон может не достигнуть заявленной прочности. Поэтому для стройки в проблемных условиях, не пытайтесь сэкономить на материалах.

Производители и поставщики обозначают свой товар марками (подробнее о маркировке бетонных смесей читайте здесь). Число после буквы М - округленный показатель средней прочности. Чтобы разобраться, приведем соотношения в таблице для часто используемых марок.

Таблица соответствия класса и марки бетона:

Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона такое же, как и для легкого. Но строители редко используют керамзитобетон, пено- и газобетон выше М250. Категорически нельзя возводить фундамент из легких видов, так как они предназначены для других целей.

Смесь изготавливают из цемента, воды, песка, щебня и специальных добавок, чтобы повысить свойства материала. Больше всего на марку влияют количество и качество цемента в составе.

Марка цемента

Если вы решили делать раствор самостоятельно, важно помнить, что марка бетона и цемента - это разные характеристики. Например, для изготовления М200 используют цемент М300‒М400. Чтобы сделать качественную смесь, нужно точно соблюсти все пропорции.

К сожалению, некоторые компании обманывают покупателя, продавая товар ниже заявленной марки. Если вы вынуждены заказывать бетон у непроверенного и подозрительного поставщика, проведите экспертизу в лаборатории. Для подготовки материала к проверке его заливают в квадратный деревянный ящик размером 10 или 15 см, тщательно перемешивают и оставляют в темном нежарком помещении.

Чтобы бетон набрал заявленную плотность, нужно подождать 28 дней. Если проведете экспертизу раньше, получите неверный результат. Обязательно проверяйте всю документацию товара перед покупкой и выгрузкой на объект. Недобросовестные работники могут разбавить смесь водой. Визуально материала становится больше, но теряется заявленная прочность.

Основные характеристики

Мы уже разобрались, что такое марка и класс бетона. Теперь перейдем к другим параметрам, которые влияют на область применения.

1. П - подвижность, осадка конуса или удобоукладываемость. Определяет способность заполнить форму. Для узких опалубок и колонн используют материал с подвижностью П4‒П5, а для монолитного фундамента и широких конструкций - П2‒П3. Чтобы бетон с низкой подвижностью заполнил форму, строители дополнительно вибрируют его.

2. W - водонепроницаемость. Эта характеристика варьируется от W2 до W20. Для фундамента подходит W4‒W6, а при высоком уровне грунтовых вод ‒ от W8.

3. F - морозостойкость. Этот параметр показывает, сколько раз бетон заморозится, а затем оттает, не потеряв свою прочность. Обычно в строительстве применяют F100‒F200. За прочность при низких температурах отвечают специальные добавки.

Чем выше класс, тем лучше бетон будет сопротивляется негативным воздействиям окружающей среды. Но его цена также будет расти. Вы можете повысить водонепроницаемость, используя материалы для гидроизоляции.

Популярные бетонные смеси

Бетон может иметь марку от М50 до М1000, а класс - от B7,5 до B80. Но М50 редко применяется в строительстве из-за его низкой прочности, из марок выше М500 строят мосты, гидротехнические и другие сооружения с высокими нагрузками.

М100 используют для заливки бетонной подготовки перед возведением фундамента дома и отмостки, защитной полосы вокруг здания. У этой марки минимальная водонепроницаемость и морозостойкость, поэтому она не подходит для других работ.
М150 - для оснований заборов, беседок, гаражей из железных листов или для заливки бетонного пола. Другие свойства этого материала минимальны.
М200 подойдет для фундамента дома на сухой или каменистой почве или для заливки дорожек. Остальные параметры - W4, F100.
М250 занимает промежуточное звено между популярными соседними марками.
М300 - одна из самых используемых марок бетона для фундамента частного дома. Еще из нее делают лестницы, дорожки.
М350 иногда применяется для оснований больших коттеджей на проблемной почве, намного чаще - для строительства многоэтажных домов.

Марка	Цена за 1 м3
	На гранитном щебне	На гравийном щебне
М100	2600	2 500
М150	2 700	2 600
М200	3 150	3 000
М250	3 400	3 250
М300	3 650	3 450
М350	3 800	3 650
М400	4 000	3 850

Чем выше марка товарного бетона, тем выше будет цена. Гранитный щебень обладает лучшими характеристиками, чем гравийный, но прочность застывшей смеси в первую очередь определяет марка бетона. Некоторые специалисты говорят о повышенном радиоактивном фоне гранита. К слову, производители редко выпускают материал на гравии выше класса B25.

Что еще важно знать при покупке?

1. Не все производители указывают тип щебня. Не стесняйтесь, звоните и спрашивайте. Состав на гравии всегда будет стоить дешевле.

2. Не забудьте прибавить к стоимости доставку на объект.

3. Смеси с большей подвижностью стоят дороже, как и с большей водонепроницаемостью и морозостойкостью. Хотя чаще всего эти показатели зафиксированы за конкретным классом бетона.

4. Товарный бетон - это именно тот, который вам нужен.

5. Некоторые производители предлагают бетон с известняковым щебнем. У него маленькая прочность, поэтому хороший фундамент не построишь.

6. Противоморозные добавки необходимы, если вы решили строить зимой. Чем ниже температура, тем дороже они будут стоить.

7. На некоторых сайтах цена указана с доставкой, а на других нет, поэтому конечная стоимость сильно варьируется.

8. Многие компании предлагают бесплатно посчитать, сколько будет стоить материал конкретного класса и его транспортировка.

9. Перед покупкой обязательно проверьте сертификаты качества товара.

10. БГС расшифровывается как бетонная смесь готовая.

11. Пескобетон - это сухой состав, который используют для заделки трещин и других строительных работ.

12. Товар можно увезти и самому, но для этого вам в любом случае нужно нанять бетононасос.

13. ПДМ - это погрузочно-доставочная машина.

Теперь вы знаете все необходимое для того, чтобы купить бетон. Выбирайте качественный материал, тогда природные явления не разрушат ваши постройки. Так вы сможете сэкономить время, деньги, а самое главное - нервы, которые неизбежно будут потрачены, если с только что построенным домом что-то пойдет не так.

stroitel-list.ru

Марка бетона и класс бетона. Таблица параметров бетона

Значение бетона в строительной отрасли трудно переоценить. Основой основ среди показателей бетона считается его прочность. А именно - прочность на сжатие. Вследствие этого конструкции из бетона рассчитывают так, чтобы бетон мог принимать сжимающие нагрузки. Прочность бетона определяет марка бетона и класс бетона. Таблица взаимосвязи марок и классов бетона позволяет найти верное решение при производстве строительных работ.

Изделия из бетона - основа строительства

Марки бетона - это базовые показатели его прочности на сжатие. Чем выше их степень, тем более высокие требования предъявляются к прочности бетона.

Таблицы соответствия класса бетона и сферы его использования:

Влияние состава компонентов и технологических особенностей на прочность бетона

Прочность бетона напрямую зависит от компонентов, участвующих в приготовлении смеси:

цемент. Количество содержащегося цемента влияет на прочность бетона до определенного момента. После чего, показатели прочности становятся незначительными, а другие характеристики бетона (ползучесть, усадка), наоборот, становятся хуже. В связи с этим количественный состав цемента в кубе бетона не должен превышать 600 кг. Чем выше марка цемента, содержащегося в бетоне, тем он прочнее;

Полезный совет! Готовя бетонную смесь самостоятельно, следует использовать цемент марки в два раза превосходящей марку бетона.

водоцементный модуль. Затвердевание бетона с цементом происходит при участии воды от 15 до 25 %. Удобоукладываемость смеси возможна, как правило, при 40 - 70 %. Излишки воды способствуют образованию пор и, как следствие, прочность на сжатие снижается. Бетоны с малым водоцементным отношением набирают прочность гораздо быстрее;
заполнители. Мелкие фракции заполнителей, присутствие в их составе пыли и глины, органических включений негативно отражаются на прочности бетона. Сцепление крупных фракций заполнителей с цементом положительно влияет на прочность;

Марка бетона важна для прочности железобетонных конструкций

перемешивание. Прочность на сжатие также зависит от того, насколько тщательно будут смешаны компоненты бетонной смеси и от того, на каком оборудовании они смешаны. Не последнюю роль играет уплотнение - увеличив среднее значение плотности на 1 %, показатель прочности увеличится до 5 % (на 1 куб смеси);
возраст и температурные условия твердения. На увеличение прочности на сжатие с течением времени оказывает влияние минеральная структура цемента - разные цементы способствуют разному увеличению прочности. Оптимальной температурой для твердения бетонной смеси является температура 15 - 20°С, степень влажности - от 90 до 100 %. Чтобы обеспечить достаточную влажность для затвердевания, рекомендуется укрывать бетон пленкой. При температуре ниже нуля твердение почти не происходит. Добиться понижения температуры замерзания для воды можно с помощью специальных добавок.

По использованию в смеси вяжущего компонента бетон подразделяют на цементный, известковый, гипсовый, асфальтный, силикатный, глиняный и др.

Присутствие в составе наполнителя пыли и органических включений снижает прочность бетона

Использование тех или иных наполнителей делит бетон на виды:

тяжелые (гравий, щебень из плотных пород, применяется в бетонных и ж/б конструкциях);
особо тяжелые (железная руда, барит, используется для военной сферы, атомных станций, полигонов);
легкие (природная шлаковая пемза, нашли применение в покрытиях и ограждениях);
особо легкие (пенобетон или газобетон).

По свойствам бетоны делят на водонепроницаемые, морозостойкие и огнестойкие, степень густоты бетонной смеси разделяет их на жесткие и пластичные.

В каждом виде строительства необходимо применять бетон соответствующего класса и марки

Чтобы правильно выбрать бетонную смесь, необходимо знать соответствие марок и классов бетона определенному типу производимых работ. Применять бетон более прочный, чем требует конструкция, будет нерационально. В основном для строительства применяются бетон, не превышающий по прочности на сжатие марку 500.

Рассмотрим таблицу «Марка бетона и класс бетона в зависимости от применения готовой смеси»:

Марка и класс бетона	Основное применение
М100, (В7,5)	Работы подготовительного характера до заливки плит фундамента, бордюры, теплоизоляция конструкций, как подстилающий слой перед армированием
М150, (В12,5)	Дорожки на дачных участках, небольшие площадки, заливка монолитных плит фундамента
М200, (В15)	Основание под фундамент частного дома, отмостка, ленточный фундамент, подушка под дорожное покрытие, стяжка для пола
М250, (В20)	Устройство фундамента под частный дом, лестницы, небольшие перекрытия, ограждения, заборы, хозяйственные постройки
М300	Капитальное строительство частного дома: стены, перекрытия, фундаменты
М350	Фундаменты многоэтажных строений, балки, перекрытия, колонны
М400	Сооружения гидротехнического назначения, мосты, хранилища, военные объекты

Из таблицы узнаем, какую марку бетона для фундамента можно использовать для строительства дома в частном секторе.

Если планируется небольшая хозяйственная постройка, можно использовать смесь с невысоким показателем (М200) марки бетона. Для фундамента частного дома, имеющего больше одного этажа, применяется уже более высокая марка (М250, М300).

Полезный совет! При устройстве ленточного фундамента, кроме марки бетона, необходимо учитывать характеристики грунта, в котором он будет располагаться.

Чем выше марка и класс бетона, тем выше его прочность на сжатие

Марка бетона определяется исходя из характеристик вяжущего компонента, водоцементного соотношения и плотности наполнителя. Бетон классифицируют на обычный и легкий.

Прочность бетонных конструкций. Как определяется прочность бетонной конструкции

Критерии

Марка

Класс

Соотношение маркировки

Условия, виды прочности

Классификация

Прочность на сжатие

Прочность на изгиб

Осевое растяжение

Передаточная прочность

Популярные виды бетона

Легкие

Обычные

От чего зависит класс бетона

Таблица соотношения классов и марок бетона

Контрольные пробы

От чего зависит класс бетона

Таблица соотношения классов и марок бетона

Контрольные пробы

Прочность бетона

Соотношение классов и марок бетонных смесей

Основные характеристики

Марка бетона и класс бетона. Таблица параметров бетона

Влияние состава компонентов и технологических особенностей на прочность бетона