Определенный класс бетона по прочности на сжатие обозначается буквой В и определенной цифрой, показывает так называемую кубиковую прочность (когда образец кубической формы сжимается под прессом и фиксируется отметка, при которой он разрушается). Она рассчитывается в МПа, а вероятность разрушения в этой точке составляет максимум 5 единиц на 100 испытанных. Это регламентируется СНиП 2.03.01-84.
Характеристики бетона В25
Этот строительный материал обладает повышенной прочностью, влагонепроницаемостью и плотностью.
| Наименование | Значение |
| Плотность | до 2500 кг/м² |
| Прочность на сжатие | 327 кг/см² |
| Морозостойкость | F200 |
| Комфорт | П2-П4 |
| Водостойкость | W6-W8 |
- Морозостойкость – F200, означает, что после высыхания и усадки бетон может быть заморожен и оттаян двести раз без образования трещин, сохраняя свою структуру и первоначальные свойства.
- Простота укладки (пластичность, подвижность) – P2-P4.
- Водостойкость – W6-W8: Бетон не поглощает влагу при давлении ≤ 0,8 атмосферы.
- Плотность – До 2500 кг/м²: один кубический метр этого материала выдерживает давление в 250 атмосфер. Плотность определяется отношением массы к объему.
- Прочность на сжатие бетона В25 – составляет в среднем 327 кг/см², что означает, что бетон не разрушится под воздействием одного квадратного сантиметра затвердевшего материала.
Класс бетона В25
Этот строительный материал относится к классу тяжелого бетона, который имеет высокий удельный вес.
| Тип | Класс | Вес 1 м³, кг |
| М100 | В7,5 | 2494 |
| М200 | В15 | 2432 |
| М250 | В20 | 2348 |
| М300 | В22,5 | 2502 |
| М350 | В25 | 2502 |
| М400 | В30 | 2376 |
Испытания бетона на прочность и методы
Для определения марок и классов бетона используются различные методы – все они делятся на разрушающие и неразрушающие. Первая группа предполагает проведение испытаний в лабораторных условиях путем механического воздействия на образцы, залитые из контрольной смеси и полностью созревшие в установленные сроки.
Для проведения испытаний используется специальный пресс, который сжимает образцы и демонстрирует прочность на сжатие. Разрушение является наиболее надежным и точным методом испытания бетона на прочность при сжатии, изгибе, растяжении и других видах прочности.
Основными неразрушающими методами испытаний являются:
- Удар.
- Частичное разрушение.
- Ультразвуковой контроль.
Удар может быть разным – наиболее примитивным является ударный импульс, который отражает динамический удар в энергетическом эквиваленте. Упругий отскок определяет параметры твердости монолита при отскоке бойка.
Также используется метод пластической деформации, который предполагает обработку тестируемого участка специальным оборудованием, оставляющим на монолите отпечатки определенной глубины (они используются для определения степени прочности).
Частичное разрушение также может быть различных видов – скол, разрыв и комбинация этих методов. Если для испытания используется метод скола, то край детали подвергается специальному скользящему воздействию, чтобы отколоть кусок и определить прочность. При раскалывании используется специальный клей, который наносится на металлический диск, а затем отслаивается. При сочетании этих методов анкерное устройство прикрепляется к монолиту, а затем отслаивается.
При использовании ультразвука применяется специальный прибор, который может измерить скорость проникновения ультразвуковых волн в монолит. Основное преимущество этой технологии заключается в том, что она позволяет тестировать не только поверхность, но и внутреннюю структуру бетона. Однако в процессе тестирования существует высокая степень погрешности.
Контроль прочности бетона
Чтобы убедиться, что бетонная смесь способна выдерживать заданные нагрузки и свойства, качество бетонной смеси контролируется на стадии производства. Перед приготовлением бетонной смеси необходимо соблюдать рецептуру, пропорции смешивания и требования к ингредиентам.
Основные критерии для испытаний и контроля бетона:
- Совместимость используемого цемента с марками, указанными в рецепте – так, цемент марки М100 определенно не подходит для приготовления бетона марки М300, даже если он имеет большой объем. Чем выше цифра рядом с буквой М на этикетке цемента, тем прочнее будет раствор.
- Чем больше воды в смеси, тем больше влаги испаряется в процессе сушки и может привести к образованию пустот в процессе твердения.
- Качество и фракция заполнителя – крупные частицы неправильной формы обеспечивают наиболее прочное сцепление ингредиентов в бетоне, создавая желаемый эффект высокой прочности в процессе твердения. Загрязненный заполнитель может снизить прочность бетона на растяжение и сжатие.
- Тщательное перемешивание ингредиентов на всех этапах приготовления раствора – в соответствии с технологией раствор перемешивается в эффективном бетоносмесителе или на производственной установке в течение длительного времени.
- Квалификация рабочих – также играет важную роль, так как даже при использовании высококачественной смеси В20, например, прочность может быть снижена из-за неправильной укладки, недостаточного уплотнения (вибрация обеспечивает увеличение прочности бетона на 30%).
- Условия твердения и работы – в идеале бетон схватывается и набирает твердость при температуре воздуха +15-25 градусов и высокой влажности. В этом случае можно сказать, что монолит точно соответствует своей марке – если залить бетон В15, он также проявит свои технические свойства.
Соответствие класса и марки
Планируя строительство здания, важно понимать соотношение классов и марок, чтобы избежать ошибок при выборе материалов. Несмотря на то, что они оба указывают на прочностные характеристики, у них есть некоторые различия. Например, прочность бетона по классу – это техническое свойство материала, а по марке – эксплуатационный параметр. Другими словами, это соотношение цемента в бетонной смеси и это предельная нагрузка, которую может выдержать конструкция.
В то же время эти два понятия тесно связаны. Зная марку, прочность и класс бетона, можно выбрать материал, наиболее подходящий для конструкционных целей. Этому способствует таблица коэффициентов:
| Тип | Класс | Прочность, кг/см² |
| М100 | В7,5 | 98 |
| М150 | В10 | 131 |
| М200 | В15 | 196 |
| М250 | В20 | 262 |
| М300 | В22,5 | 294 |
| М350 | В25 | 327 |
| М400 | В30 | 393 |
| М450 | В35 | 458 |
| М500 | В40 | 523 |
Рассматривая таблицу, следует отметить, что существуют различия в прочности некоторых классов бетона. Например, сопротивление давлению М350 составляет не только В25, но и В27,5.
Использование различных классов бетона
При выборе бетонной смеси важно определить, где она будет использоваться. Класс бетона должен выбираться в зависимости от условий работы, нагрузки на возводимую конструкцию и ряда других факторов. Соответственно, определенный класс бетона по прочности на сжатие может быть использован для следующих целей
- В7,5 – бетонные площадки для дорожного строительства, подготовительные работы для заливки монолитного фундамента или бетонной плиты;
- В12,5 – выполнение стяжки пола, фундаментов для легких зданий, выполнение тротуаров;
- В15 – для свайных и плотовых фундаментов или ленточных фундаментов, также этот класс бетона по прочности на сжатие подходит для лестничных пролетов или дорожных плит;
- В20 – Монолитные фундаменты, автостоянки;
- В25 – Строительство всех типов фундаментов в гражданских сооружениях, строительство плит перекрытий и лестничных маршей;
- В30 – Гидротехнические сооружения, дома повышенной прочности;
- В35 – Данный класс прочности бетона подходит для строительства плотин, опор мостов
- В40 – бетонирования при строительстве метрополитенов, мостов и других гидротехнических сооружений.
Строгое соблюдение технологии укладки бетона обеспечит высокое качество строительных конструкций. Однако марка, класс и прочность бетона должны контролироваться в обязательном порядке, чтобы не переплачивать за более дорогие составы и добиться высоких конструктивных характеристик.
Виктор Филонцев
Образование:
Московский государственный университет, факультет технологии вяжущих и бетонов, 2003 г.
Профессиональный опыт:
12 лет в производстве бетона.
Текущая деятельность:
Независимый строительный консалтинг.
Прочность на сжатие
В контексте этой характеристики бетон можно сравнить с камнем – он переносит сжатие гораздо лучше, чем растяжение. Основным критерием прочности бетона является прочность на сжатие.
Этот показатель считается самым важным из всех технических характеристик раствора – именно он влияет на диапазон использования конструкции или элемента, обеспечивает надежность и долговечность.
Для определения этого показателя из раствора отливают образцы в виде кубов и помещают их под специальный пресс. Давление постепенно увеличивается, и по мере разрушения образца на экране прибора фиксируется значение. Рассчитанная прочность на сжатие определяет класс бетона. Смесь высыхает и твердеет в течение 28 дней (или дольше), после чего проводится испытание, поскольку смесь уже должна достичь проектной прочности.
Прочность на сжатие характеризует механические свойства материала, его устойчивость к нагрузкам и давлению. Это мера предельного сопротивления затвердевшего раствора механическому воздействию сжатия, выраженная в кгс/см2. Самую низкую прочность на сжатие имеет раствор марки М15, а самую высокую – М800.
Прочность на сжатие обозначается как маркой, так и классом. Класс В обозначает кубиковую прочность и выражается в МПа. Класс М – это прочность на сжатие в кгс/см2. Соответствие класса, марки и значения показано в таблице ниже.
Прочность на изгиб
Это значение увеличивается по мере повышения класса. В целом, прочность на изгиб и растяжение ниже по отношению к несущей способности бетона. Молодой бетон показывает значение 1/20, старый – 1/8. Прочность на изгиб должна быть включена в проект до начала строительства.
Чтобы определить прочность бетона на изгиб, необходимо отлить блок бетона размером, например, 60 x 15 x 15 сантиметров (контрольный образец). Бетон заливают в формы, прокалывают и оставляют на несколько дней, затем вынимают из форм и оставляют до полного затвердевания на 28 дней при оптимальных условиях: температуре не ниже 15-20 градусов и влажности до 80-90%. Образцы периодически покрывают сырыми опилками (регулярно увлажненными) или поливают водой.
Когда заготовка полностью затвердеет, ее кладут на опоры на расстоянии друг от друга и прикладывают нагрузку в центре, постепенно увеличивая ее до тех пор, пока образец не сломается.
Для этого можно использовать специальный гидравлический пресс. Размеры балки и расстояние между двумя опорами могут быть разными.
Формула для расчета прочности на изгиб: