Свойства бетонов, влияющие на их эксплуатационные характеристики. Класс и марка бетона

13.06.2019

Одним из наиболее востребованных искусственных каменных материалов в современном как индивидуальном, так и профессиональном строительстве является бетон. Получается он в результате соединения таких ингредиентов как вода, цемент и наполнителей разного размера, таких как гравийный, гранитный или известковый щебень. Этот стройматериал может быть классифицирован по множеству самых разных признаков, но наиболее часто его подразделяют по прочности. Что такое прочность бетона и о чем она свидетельствует, рассмотрим более подробно в этой статье.

Что понимается под прочностью?

Прочность – это возможность какого-либо материала противостоять внешним и внутренним деструктивным процессам, таким, как, например, неравномерное промерзание или прогревание. Прочность на сжатие бетона является одной из самых значимых характеристик. Именно от нее зависит длительность и надежность использования того или иного строения, а также его устойчивость к различным негативным воздействиям окружающей среды. В результате взаимодействия, при стабильно положительных температурах окружающей среды и высокой, в пределах 80%, влажности, таких материалов как вода и цемент, происходит нарастание прочности бетона.

Факторы, оказывающие влияние

На то, каким будет бетон по прочности, оказывают воздействие, прямое или косвенное множество факторов:

качество исходных компонентов, применяемых при изготовлении;
количество цемента;
условия, при которых производится замешивание и затвердевание раствора;
соблюдение технологии как на этапе изготовления, так и в процессе применения смеси.

Как определить?

Сегодня существует множество методов, посредством которых возможно выполнить определение прочности бетона, перечислим некоторые из них:

1. Акустик-эмиссионный.

2. Вибрационно-акустический.

3. Выбуривания кернов.

4. Инфракрасный.

5. Стандартных образцов.

6. Электрического потенциала.

7. Неразрушающего контроля.

Методы неразрушающего контроля

Наиболее широкое распространение в нашей стране получили методы группы неразрушающего контроля, к которым относятся:

Ударного импульса. При проведении исследования фиксируется энергия удара в момент соударения бойка о бетонную поверхность.
Пластической деформации. Он основан на измерении отпечатков стального шарика после удара по бетонной поверхности. Основное достоинство этого метода – простота и низкая цена на инструменты для его проведения.
Упругого отскока. В ходе измерений устанавливают поверхностную твердость бетонной поверхности, для чего измеряется, на какую величину отскакивает специальный инструмент – «ударник», после взаимодействия с тестируемой поверхностью.
Метод отрыва со скалыванием. В процессе проведения исследования по этому методу, измеряется усилие, которое нужно приложить для того, чтобы сколоть какой-либо участок, расположенный на ребре конструкции из бетона. Еще одним вариантом этого метода является фиксация усилия, необходимого для вырывания из поверхности бетона установленного анкерного устройства.

По результатам, полученным во время исследований, проводят вычисление прочности изучаемого вида бетона, как среднеарифметического значения всех полученных результатов. Эксперимент проводят на протяжении четырех недель затвердевания бетона при положительных температурных показателях и необходимом уровне влажности.

Все это время поддерживаются условия, при которых в исследуемом образце всегда оставалась влага. Среднеарифметический показатель, полученный в конечном результате, служит основанием для присвоения класса прочности и марки бетона.

Современные марки, согласно действующим стандартам, могут иметь значение в диапазоне от 50 до 800 кг/сил на см. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», присвоенный бетону класс, обозначается латинской «В» и цифрами от 3 до 80, показывает какое давление в МПа (мега Паскалях), он может выдержать.

Ниже приведена таблица, в которой указаны как соотносятся между собой марка и класс наиболее популярных и широко применяемых бетонов.

Бетон - недорогой и универсальный материал, который подойдет для строительства загородного дома, бани или гаража. Его не нужно дополнительно обрабатывать в отличие от дерева или железа. Грунтовые воды, высокая влажность и агрессивная среда не страшны ему, если выбрать подходящую марку.

Важнейшая характеристика этого материала - прочность. Она определяет сферу его применения. Если выбрать низкую марку, сооружение разрушится раньше срока. При несоблюдении технологии работ даже высокий показатель не станет гарантией надежности. Прочность на сжатие - это давление, которое он способен выдержать, не разрушаясь. Его измеряют в мегапаскалях (мПа). Класс (B) - это результаты таких испытаний. Бетон отличается от марки только тем, что выражает значение гарантированной прочности на сжатие. Это значит, что в 95 % случаев он выдерживает максимальное давление.

Что влияет на показатель?

1. Соотношение воды и цемента.

Цемент способен впитывать определенное количество жидкости. Поэтому, если воды слишком много, то во время застывания она высыхает, создавая свободное пространство между наполнителями, что ухудшает прочность материала. Если жидкости добавить мало, то клеящие свойства цемента не активируются полностью.

2. Качество и марка цемента.

Этот ингредиент служит клеем для песка и щебня. Чтобы изготовить самые используемые в строительстве классы, применяют портландцемент М300-М500. Пропорции зависят от марки. Кроме того, если его хранить неправильно и долго, то качество упадет. Например, М500 за 2 месяца станет М400 даже на складе с хорошими условиями.

3. Транспортировка и бетонирование.

После приготовления смесь необходимо постоянно перемешивать, иначе она быстро потеряет свои свойства. Работать с бетоном без пластификаторов сложно уже через 2-3 часа, а добавки способны продлить этот период еще на несколько часов. Процесс твердения медленно начинается сразу после того, как раствор развели, поэтому обязательно использовать специальный транспорт и бетоносмеситель для его заливки в фундамент и другие крупные конструкции.

4. Условия набора прочности.

Необходимо создать все условия, чтобы добиться заявленной марки. Дальше в тексте будет раздел, посвященный этому вопросу.

5. Щебень.

Некоторые строители творчески подходят к выбору наполнителей для бетонной смеси, применяя все подручные материалы. Такой прием приведет к значительному снижению прочности на сжатие, а в результате ваша постройка не будет надежной. Для фундамента подойдет мелкий щебень 5-20 мм, для крыльца или других конструкций с небольшими нагрузками его размеры могут доходить до 35-40 мм. Иногда два вида щебня смешивают, чтобы они равномерно заполняли все пространство.

Щебень бывает гравийным и гранитным. Второй прочнее, поэтому его используют для изготовления высоких классов, предназначенных для больших нагрузок. Бетон на гравии применяют для строительства небольших домов.

Качественный раствор делают на основе песка с фракциями 1,3-3,5 мм. В песке из карьера много глины и мелких камней, а частицы имеют неоднородный размер. Этот наполнитель должен быть вымыт и просеян. Речной песок намного лучше, так как он чистый и более однородный.

Маркировка

Эта характеристика обозначает усредненный предел прочности на сжатие бетона. Ее выражают в кгс/кв.см. Для строителя марка и класс - это одно и то же. Но в проектах домов и нормативной документации используют классы, а продают бетон по маркам.

Таблица соответствия популярных классов и марок:

Приступать к дальнейшим строительным работам после заливки можно только через неделю. Бетон набирает прочность на сжатие в течение всего срока службы, чем старше здание, тем оно прочнее. Он достигает марочной прочности через 28 дней. Чтобы ваш дом простоял долго, важно создать материалу наилучшие условия.

Многие думают, что бетонный раствор начинает твердеть через какое-то время после разведения. Это не так, процесс затвердевания начинается сразу же: цемент постепенно склеивает все составные элементы. Поэтому важно постоянно перемешивать смесь во время бетонирования. Работы должны быть закончены максимально быстро.

Особенности ухода в разное время года

Портландцементу необходима влажная среда для качественного склеивания наполнителей, поэтому в сухую погоду поверхность нужно ежедневно поливать небольшим количеством воды. Прямое солнце вредно для только что залитой бетонной смеси, лучше создать над ним тень.

Если температура воздуха падает ниже нуля, набор прочности останавливается, так как вода замерзает, но есть методы, решающие эту проблему. Важно, чтобы бетон набрал хотя бы часть заявленного параметра. Например марки М200-М300 могут подвергаться охлаждению, когда достигнут 40 % своей прочности, то есть как минимум 10 мПа. Противоморозные добавки. Использование специальных солей популярно в частном строительстве, но их нельзя добавлять слишком много, так как прочность бетона при этом понижается.

Электрический обогрев. Самый надежный способ, но в России даже крупные застройщики редко используют его, так как это очень дорого.
Укрытие утеплителями и ПВХ пленкой. Бетон выделяет много тепла, когда твердеет. При нулевой температуре такой метод не даст воде замерзнуть, но от сильных морозов он не спасет.

Главный враг прочности бетона - резкие колебания температур. Если он оттаивает и замерзает несколько раз в первые дни после заливки, его прочность может снизиться в разы.

3. Бетон и дождь.

Через несколько часов после заливки дождь не причинит особого вреда. Но если перед бетонированием стоит пасмурная погода и есть вероятность осадков, рекомендуется соорудить навес или подготовить пленку. Второй вариант замедлит процесс твердения, так как цементу необходим воздух. Небольшая морось не причинит бетону сильного вреда, хотя его поверхность уже не будет гладкой. Но ливень может стать серьезной проблемой.

4. График набора прочности в зависимости от температуры.

Числа в таблице - процент от заявленной прочности на день, указанный в первом столбике. Это средние показатели для марок М300-М400, сделанных на основе портландцемента М400-М500. Наиболее подходящая температура для затвердевания варьируется от +15 до +20 градусов.

Сутки	Температура воздуха
Сутки	0	+5	+10	+20	+30
1	5	9	12	23	35
2	12	19	25	40	55
3	18	27	37	50	65
5	28	38	50	65	80
7	35	48	58	75	90
14	50	62	72	90	100
28	65	77	85	100

По правилам специалисты проводят процедуру определения прочности на нескольких образцах с каждой партии. Бетон заливают в квадратную форму с размером ребра 100-300 мм, оставляют эту конструкцию на 28 дней при температуре +20, в стопроцентной влажности. Как уже было сказано, в течение этого времени происходит набор прочности бетона. Затем инженеры ставят куб под гидравлический пресс и давят на него, пока бетон не начнет разрушаться. После они вычисляют прочность в мПа. Если вы интересуетесь подробностями процедуры, посмотрите ГОСТ 10180-2012, где перечислены все необходимые условия.

Способы определения прочности

В современных лабораториях используют и другие методы, но для точного определения прочности на сжатие их применяют в комплексе. Некоторые приборы позволяют проводить исследования уже готовых конструкций.

Наиболее популярные из них:

1. Метод скалывания ребра. Измеряется сила усилия, необходимая для его скола.

2. Ударный импульс. Регистрируется энергия удара.

3. Пластическая деформация. Замеряется отпечаток воздействия на бетон.

4. Ультразвуковой способ. Единственный, который позволяет приблизительно определить прочность, не повреждая материал. Но его применяют только для бетона не более 40 мПа. Впрочем, такие высокие марки почти не используются в строительстве домов.

Точно определить марку самостоятельно невозможно, хотя при сильном нарушении технологии производства цвет становится почти белым, а поверхность легко царапается. Чтобы узнать прочность бетона на сжатие, вы можете принести образец в независимую лабораторию. Для этого сколотите деревянную форму, тщательно утрамбуйте смесь и храните в максимально приближенных к идеальным условиях.

Класс бетона (В) - показатель прочности бетона на сжатие и определяется значениями от 0,5 до 120, которые показывают выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа), с вероятностью 95%. Например, класс бетона В50 означает, что данный бетон в 95 случаев из 100 выдержит давление на сжатие до 50 МПа.

По прочности на сжатие бетоны подразделяют на классы:

Теплоизоляционные (В0,35 - B2).
Конструкционно-теплоизоляционные (В2,5 - В10).
Конструкционные бетоны (В12,5 - В40).
Бетоны для усиленных конструкций (от В45 и выше).

Класс бетона по прочности на осевое растяжение

Обозначается "Bt" и соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается в пределах от Bt 0,4 до Bt 6.

Марка бетона

Наряду с классом прочность бетона также задается маркой и обозначается латинской буквой "М" . Цифры означают предел прочности на сжатие в кгс/см 2 .

Разница между маркой и классом бетона не только в единицах измерения прочности (МПа и кгс/см 2), но и в гарантии подтверждения этой прочности. Класс бетона гарантирует 95%-ю обеспеченность прочности, в марках используется среднее значение прочности.

Класс бетона прочности по СНБ

Обозначается буквой "С". Цифры характеризуют качество бетона: значение нормативного сопротивления / гарантированная прочность (на осевое сжатие, Н/мм 2 (МПа)).

Например, С20/25: 20 - значение нормативного сопротивления fck, Н/мм 2 , 25 - гарантированная прочность бетона fс, Gcube, Н/мм 2 .

Применение бетонов в зависимости от прочности

Класс бетона по прочности	Ближайшая марка бетона по прочности	Применение
В0,35-B2,5	М5-М35	Применяется для подготовительных работ и не несущих конструкций
В3,5-B5	М50-М75	Применяется для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит и лент фундаментов. Также в дорожном строительстве в качестве бетонной подушки и для установки бордюрного камня. Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне.
В7,5	М100	Применяется для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит и лент фундаментов. Также в дорожном строительстве в качестве бетонной подушки, для установки бордюрного камня, для изготовлении дорожных плит, фундаментов, отмосток, дорожек и т.д. Может быть использован для малоэтажного строительства (1-2 этажа). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне.
B10-В12,5	М150	Применяется для изготовления конструктива: перемычки и т.п. Не целесообразно использовать в качестве дорожного покрытия. Может быть использован для малоэтажного строительства (2-3 этажа). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне.
В15-В22,5	М200-М300	Прочность бетона марки м250 вполне достаточна для решения большинства строительных задач: фундаменты, изготовление бетонных лестниц, подпорных стен, площадок, и т.д. Используется при монолитном строительстве (около 10 этажей). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне.
В25-В30	М350-М400	Применяется для изготовления монолитных фундаментов, свайно-ростверковых ЖБК, плит перекрытий, колонн, ригелей, балок, монолитных стен, чаш бассейнов и иных ответственных конструкций. Используется при высотном монолитном строительстве (30 этажей). Наиболее используемый бетон при производстве ЖБИ. В частности, из конструкционного бетона м-350 делают аэродромные дорожные плиты ПАГ, предназначенные для эксплуатации в условиях экстремальных нагрузок. Многопустотные плиты перекрытий тоже производятся из этой марки бетона. Производство возможно на гравийном и гранитном щебне.
		Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, банковских хранилищ, специальных ЖБК и ЖБИ: колонн, ригелей, балок, чаш бассейнов и иных конструкций со спецтребованиями.
		Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, специальных ЖБК, колонн, ригелей, балок, банковских хранилищ, метро, плотин, дамб и иных конструкций со спецтребованиями. Во всех рецептурах, паспортах и сертификатах обозначается как бетон М550. В просторечии за ним укрепилась цифра 500.
		Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, специальных ЖБК, колонн, ригелей, балок, банковских хранилищ, метро, плотин, дамб и иных конструкций со спецтребованиями.

Средняя прочность бетона

Среднюю прочность бетона (R) каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации. Для конструктивных бетонов v=13,5%, для теплоизоляционных бетонов v=18%.

R = В /

где В - значение класса бетона, МПа;
0,0980665 - переходной коэффициент от МПа к кг/см 2 .

Таблица соответствия классов и марок

Класс бетона по прочности (С) по СНБ	Класс бетона по прочности (B) по СНиП (МПа)	Средняя прочность бетона данного класса R		Ближайшая марка бетона по прочности М (кгс/см 2)	Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса R - M/R*100%
Класс бетона по прочности (С) по СНБ	Класс бетона по прочности (B) по СНиП (МПа)	МПа	кгс/см 2	Ближайшая марка бетона по прочности М (кгс/см 2)
-	В 0,35	0,49	5,01	М5	+0,2
-	В 0,75	1,06	10,85	М10	+7,8
-	В 1	1,42	14,47	М15	-0,2
-	В 1,5	2,05	20,85	М25	-1,9
-	В 2	2,84	28,94	М25	+13,6
-	В 2,5	3,21	32,74	М35	-6,9
-	В 3,5	4,50	45,84	М50	-9,1
-	В 5	6,42	65,48	М75	-14,5
-	В 7,5	9,64	98,23	М100	-1,8
С8/10	В10	12,85	130,97	М150	-14,5
С10/12,5	В12,5	16,10	163,71	М150	+8,4
С12/15	В15	19,27	196,45	М200	-1,8
С15/20	В20	25,70	261,93	М250	+4,5
С18/22,5	В22,5	28,90	294,5	М300	+1,9
С20/25	В25	32,40	327,42	М350	-6,9
С25/30	В30	38,54	392,90	М400	-1,8
С30/35	В35	44,96	458,39	М450	+1,8
С32/40	В40	51,39	523,87	М550	-5,1
С35/45	В45	57,82	589,4	М600	+1,8
С40/50	В50	64,24	654,8	М700	+6,9
С45/55	В55	70,66	720,3	М700	-2,8

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

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

Класс бетона – что это

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

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

Разновидности бетона

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

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

Основным физическим и эксплуатационным показателем качества бетона является его прочность.

Тяжелые марки классифицируются на следующие подвиды:

Для сборных ж/б объектов;
Для объектов с быстрым отвердеванием бетонной смеси;
Высокопрочные бетонные смеси;
Смеси, приготовленные на основе мелких заполнителей бетона;
Бетоны для гидротехнических объектов.

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

Особо легким (плотность ≤ 500 кг/м 3);
Легким (плотность ≥ 500-1800 кг/м 3).

Легкие смеси – это:

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

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

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

Марки и классы бетонов

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

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

Класс – это прочность материала, измеряемая в кг/см 2 или в Мпа. Прочность обеспечивается по классу не ниже 0,95 для любых значений в диапазоне В1-В60. В процессе набора прочности класс может изменяться.

Марка – нормативный параметр, обеспечивающий среднюю прочность бетона в кгс/см 2 или в Мпа х 10. Для бетона тяжелых марок эти значения находятся в диапазоне от M 50 до M 800. Чем более прочные бетоны, тем выше цифры в обозначении марки.

Эта зависимость выражается следующими формулами: В = R х 0,778, или R = В / 0,778, при условии, что значение прочности бетона может варьироваться в пределах n = 0,135, а коэффициент обеспеченности t = 0,95 при температуре 15 – 25 0 С. При повышении температуры поверхности твердение ускоряется.

Соответствие класса морозостойкости и водонепроницаемости

Параметры эксплуатации	Морозостойкость	Водонепроницаемость	Товарный бетон, марка
Цикличная заморозка и размораживание при насыщении влагой и при температуре:
В условиях низких температур ≥ -40 0 С	F 150	W 2	БCГ В 20 ПЗ F 150 W 4 (М 250)
≥ -20 0 С/-40 0 С	F 100	–
≥ -5 0 С/-20 0 С	F 75	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -5 0 С	F 50	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при периодическом насыщении влагой и влиянии внешних факторов:
≥ -40 0 С	F 100	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -20 0 С/-40 0 С	F 50	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -5 0 С/-20 0 С	–	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -5 0 С	–	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при отсутствии насыщения влагой:
≥ -40 0 С	F 75	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -20 0 С/-40 0 С	–	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -5 0 С/-20 0 С	–	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -5 0 С	–	–	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)

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

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

Прочность бетонов по сжатию

Основное свойство – прочность бетона на сжатие, которую отображают в мпа или кгс/см 2 (килограммах на квадратный сантиметр). Этот показатель зависит в основном от таких свойств стройматериала:

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

Показателем прочности для бетона является время его сохранности при прикладывании усилий на сжатие. Прочность считается самым важным параметром при определении качества бетонных смесей. Так, класс бетона В 15, марка М 200 означает среднюю устойчивость на сжатие 15 МПа (200 кгс/м 2), класс В 25 – это устойчивость в 25 МПа (250 кгс/м 2), и т.д. Существует справочная таблица, отражающая показатели прочности бетона на сжатие:

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

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

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

Прочность на изгибающие усилия рассчитывается по формуле: R изг = 0,1 P L / b h 2 , где:

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

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

Осевое растяжение бетонного образца

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

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

Передаточная прочность бетона

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

Таблица прочности бетона обновлено: Ноябрь 24, 2018 автором: Артём

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.