Морозостойкость бетона напрямую зависит от его плотности, отсутствия трещин и крупных пор, а также от его водонепроницаемости, поэтому добавление в раствор пластификаторов значительно повышает этот показатель.
Прочность бетона
Бетон – сложное, многокомпонентное вещество, свойства которого зависят от качества ингредиентов, их пропорций, условий твердения и степени уплотнения, а также от его возраста (времени, прошедшего с момента заливки до схватывания). Основным параметром, важным с эксплуатационной точки зрения, является прочность.
Прочность бетона – это способность конструкции выдерживать нагрузки в процессе эксплуатации, вызывающие в ней внутренние напряжения, и противостоять воздействию внешней среды без повреждений. Прочность измеряет способность бетона выдерживать расчетные нагрузки. Измерение начальной прочности важно для всех работ, так как позволяет подобрать бетонную смесь с определенными параметрами для конкретной работы.
.
Основные типы прочности бетона:
- Стандартизированная – Прочность бетона проектного или промежуточного возраста, указанная в стандарте или техническом документе для производства бетонной смеси, изделия или конструкции.
- Переданная – Прочность предварительно напряженных бетонных элементов, когда сжатие арматуры передается на бетон.
- Передаточная прочность – это прочность, при которой изделие может быть отправлено с производственного предприятия потребителю. Распалубочная прочность рассчитывается с учетом времени транспортировки, времени установки и времени, необходимого для достижения бетоном полной прочности в бетонной смеси, в зависимости от климатических условий и времени года.
- Прочность на разрыв – это минимальная прочность бетона, при которой опалубка может быть снята без повреждения бетона.
- Проектная (массовая) – Прочность бетона в возрасте 28 дней (или в другой срок, указанный в нормативных документах), гарантированное время твердения, позволяющее изделию нести полную проектную нагрузку, т.е. достижение максимальной прочности 100%. Промежуточный возраст – это интервал времени в пределах проектного периода.
- Требуемый – Минимально допустимое среднее значение прочности в испытательной партии, соответствующее номинальной прочности бетона при его истинной однородности. Определяется с учетом однородности состава вещества.
- Фактическая – Средняя прочность бетонной смеси или партии изделий или монолитных конструкций.
- Критическая – порог минимальной прочности, выше которого бетон переходит в стабильное состояние. Дальнейшее замораживание состава не приведет к разрушению структуры и потере прочности, и он будет продолжать набирать прочность при оттаивании.
Поскольку элементы здания (фундамент, стены, лестницы) должны выдерживать разную степень нагрузки в процессе эксплуатации, в строительстве используется бетон с разными свойствами. Класс и марка бетона – важные показатели прочности, которые необходимо учитывать при строительстве любого здания. Чтобы не переплачивать за дорогой состав, важно определить их.
От чего зависит прочность?
Бетон изготавливается путем смешивания цемента и воды. В состав добавляются крупные и мелкие заполнители: щебень, гравий, песок.
Портландцемент – это вяжущее вещество, которое твердеет под воздействием воды. При смешивании с водой он не просто высыхает, в растворе происходят реакции гидратации, в результате которых образуются новые кристаллические соединения.
Таким образом, цемент является основным компонентом бетона, от которого зависит его прочность.
Прочностные характеристики бетона зависят в первую очередь от марки цемента и его процентного содержания в растворе.
Кроме того, на этот параметр влияют
- качественные характеристики заполнителя (чистота, фракция);
- соотношение воды и цемента в растворе;
- точность перемешивания;
- качество укладки бетонной смеси, правильность ее перемещения и уплотнения;
- условия окружающей среды (температура, влажность) и надлежащий уход за уложенным бетоном.
Важно!
Оптимальной для прочности бетона является температура воздуха +18-20 °С и высокая влажность. Если эти условия отклоняются от нормы, принимаются специальные меры для обеспечения оптимальных условий твердения. Проектная прочность достигается после 28 дней твердения.
Классы или марки бетона: в чем разница?
В классификации, распространенной в СССР, бетоны делились на классы по прочности на сжатие так же, как и цементы.
Для измерения прочности использовались бетонные образцы кубической формы с ребром 150 мм. Они должны были затвердеть в тех же условиях, в которых планировалось определить прочность основного продукта, после чего на 3, 7, 14 и 28-й дни проводились испытания на первоначальное давление для определения класса бетона. Таким образом, определялся фактический класс бетона. Он обозначался буквой "М" и числовым значением, соответствующим среднему давлению прочности, измеряемому в кг/см2.
Позже Россия перешла на европейские стандарты, и бетон стали делить на классы, которые обозначаются буквой "В" и числовым индексом, указывающим предел прочности на сжатие в МПа.
Для определения класса прочности бетона изготавливают кубические образцы с размером ребра 150 мм. После твердения в течение 28 дней в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90 образцы испытывают давлением и измеряют предел сжатия в МПа, который образец может выдержать без образования трещин.
Поэтому класс бетона можно считать более точной характеристикой, но до сих пор многие строители продолжают использовать привычные классы бетона.
Таблица классов и типов бетона
Другие методы испытаний
Для испытаний используются кубы и цилиндрические образцы или призмы, отлитые из бетона.
На испытательных машинах проводятся следующие испытания:
- Прочность на растяжение при изгибе;
- Прочность на растяжение при раскалывании;
- Прочность на растяжение (на разрывной машине).
Классы бетона и их свойства в таблице ниже
| М 100 | B-7,5 | F50 | W2 |
| М 150 | B-12,5 | F50 | W2 |
| М 200 | B-15 | F100 | W4 |
| М 250 | B-20 | F100 | W4 |
| М 300 | B-22,5 | F200 | W6 |
| М 350 | B-25 | F200 | W8 |
| М 400 | B-30 | F300 | W10 |
| М 450 | B-35 | F200-F300 | W8-W14 |
| М 550 | B 40 | F200-F300 | W10-W16 |
| М 600 | B 45 | F200-F300 | W12-W18 |
В таблице ниже представлен спектр применения бетона в зависимости от классификации классов бетона.
– Заполнение строительных пустот,
– Заполнение садовых дорожек и террас, гидроизоляция вокруг зданий, столбики ограждений, фундаменты ограждений, крыльца
– бордюры для дорог и тротуаров, подготовка фундаментов
– строительство балок, балок перемычек, лестниц, бетонных площадок и плит с низкой нагрузкой, несущих стен, фундаментных блоков, столбов ограждения
– строительство несущих стен, колонн, плит перекрытия, бетонных балок
– формирование бассейнов для плавательных бассейнов
– опорные конструкции для лестниц, лестничные марши
– специальные сооружения: метро, туннели, аквапарки, бассейны
– сооружения для энергетической промышленности: энергоблоки, ядерные реакторы
Факторы, влияющие на прочность бетона
Существует несколько важных условий, которые должны быть соблюдены для получения высококачественного бетона:
- Использовать цемент высшей марки, а заполнители (песок и балласт) применять только однородных фракций.
- Соблюдать технологию приготовления смеси: рассчитать точное соотношение ингредиентов (воды и цемента) для замеса раствора, тщательно перемешать для достижения однородности.
- Создайте благоприятные условия окружающей среды во время укладки (температура от +15 до +20°C, влажность 13-18% в зависимости от типа конструкции), схватывания и дальнейшего твердения бетонного камня.
- После укладки дайте необходимое время для твердения и постоянно контролируйте уровень влажности и температуру (недостаток влаги может привести к появлению трещин, а при температуре ниже нуля процесс твердения прекращается).
Как замешивать бетон М250
Бетон готовится на заводе или в домашних условиях с помощью гравитационных миксеров. При производстве бетона М50 доля вяжущего уменьшается, а объем перемешиваемой жидкости увеличивается. Поэтому для достижения требуемой прочности бетона В20 его необходимо тщательно перемешивать. В этом отношении сборные изделия всегда имеют преимущество перед самодельными. При приготовлении смеси лучше всего использовать следующие пропорции 1:2,5:4,6 (цемент:песок:крупный заполнитель). Конечно, основой раствора является цемент. Чтобы приготовить хорошую смесь, лучше всего использовать цемент класса I/II 32,5 (доля шлака должна быть небольшой).
В качестве альтернативы можно использовать и портландцемент. Главное требование к любому типу цемента – его свежесть. Если речь идет о песчаном наполнителе, то лучше всего использовать речной материал с модулем крупности 2 или 2,5.
Все приведенные выше пропорции соответствуют ГОСТ 27006, который регламентирует качество смеси М250 (М50, b20). В целом, для приготовления 1 м 3 смеси требуется 536 кг песка, 360 кг цемента, 141 кг балласта и 133 л воды.
Преимущества и другие свойства
К несомненным достоинствам состава относятся следующие моменты:
- Использование состава позволяет изготавливать сборные и монолитные конструкции для различных зданий.
- Уровень материальных затрат на производство достаточно низкий, так как используются местные ингредиенты.
- Есть возможность механизировать или автоматизировать процесс производства раствора.
- Он характеризуется высокой прочностью и огнестойкостью. Другие важные параметры могут быть увеличены в соответствии с требованиями путем изменения состава.
Еще один важный фактор, который часто упускается из виду, – это удобство укладки бетона. Этот фактор играет решающую роль, если для укладки используется бетононасос. Однако следует отметить, что следует использовать только бетон класса качества b20 P4 по текучести.