прочность бетона

Прочность бетона

Прочность бетона. Основное требование, предъявляемое к бетону, — получение им в определенный срок заданной по расчету прочности на сжатие. В зависимости от прочности на сжатие бетон разделяется на ряд марок. Марка бетона назначается в проекте сооружения. Например, указание на чертеже «марка бетона 200» обозначает, что прочность бетона при сжатии (через 28 дней) составляет 200 кгс]см2.

Строительными нормами и правилами предусматриваются следующие марки бетонов: тяжелых —50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; легких—35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350 и 400. Тяжелые бетоны марок 50 и 75 применяются только для неармированных конструкций. Конструкции с предварительно напрягаемой арматурой выполняются из тяжелого бетона марки не ниже 200 или легкого — не ниже 150 .

Прочность (марка) бетона зависит прежде всего от качества составляющих материалов и состава бетона. Строительная лаборатория подбирает из предназначенных для бетона материалов такой состав, при котором прочность его была бы не ниже заданной марки. Правильность подбора состава бетона проверяется в лаборатории раздавливанием на специальных прессах стандартных образцов (кубиков), изготовленных из бетона принятого состава и выдержанных определенное время после затворения (например, 7 или 28 дней).

Прочность бетона зависит, кроме того, от условий перемешивания, транспортирования и укладки бетонной смеси и от условий твердения бетона. Тщательное соблюдение правил производства бетонных работ и высокая квалификация бетонщиков — непременные условия для получения высококачественного, прочного бетона.

Рассмотрим подробнее те условия, от которых зависит прочность бетона.

1. Прежде всего прочность бетона зависит от качества цемента. Чем выше прочность (активность) цемента, тем выше будет и прочность бетона. Чем скорее твердеет цемент, тем быстрее будет нарастать прочность бетона:

2. Прочность бетона зависит также и от количества цемента, расходуемого на 1 м3 бетона. Наилучшие результаты по прочности дает бетон с таким расходом цемента, при котором густое цементное тесто (т. е. смесь цемента с небольшим количеством воды) заполняет все пустоты в песке и обволакивает тонким слоем частицы песка, а цементно-песчаный раствор заполняет все пустоты в крупном заполнителе.

При одном и том же количестве цемента прочность бетона будет тем меньше, чем больше воды содержится в бетоне. Это объясняется следующим: для твердения бетона необходимо количество воды, равное примерно 20% веса цемента (так, например, при расходе цемента 220—250 кг на 1 м3 бетона требуется 45—50 л воды); при таком количестве воды бетонная смесь получается слишком сухой, ее нельзя достаточно равномерно перемещать и плотно уложить, поэтому практически в бетонную смесь приходится добавлять в 3—4 раза больше воды (около 160—180 л на 1 м3). Излишняя вода по мере твердения испаряется, оставляя поры (пустоты). Чем больше воды было добавлено в бетонную смесь при ее приготовлении, тем больше пор образуется в затвердевшем бетоне и тем меньше из-за этого будет его прочность.

3. Качество заполнителей — их чистота, форма и зерновой состав (количество зерен различной крупности и максимальная крупность зерен) —оказывает значительное влияние на прочность бетона. При неправильной форме зерен и шероховатой поверхности получаются лучшее сцепление цементного теста с заполнителями и большая прочность; при округленной форме и окатанной поверхности — меньшая прочность. Загрязненность заполнителей, ухудшающая сцепление их с цементным тестом, снижает прочность бетона.

‘ 4. На прочность бетона влияет качество перемешивания, зависящее от способа и продолжительности перемешивания. Недостаточное перемешивание сильно снижает прочность бетона.

5. Очень важны также порядок укладки бетонной смеси в конструкцию (непрерывно или с перерывами) и способ обработки поверхности стыка бетона, укладываемого после перерыва, с уложенным до перерыва. При несоблюдении правил обработки стыка (очистка, насечка, промывка) прочность стыка может сильно снизиться.

6. Бетон, уложенный и уплотненный вибраторами, имеет на 10—30% большую прочность, чем бетон, уплотненный вручную.

7. Прочность бетона растет вместе с его возрастом. Особенно быстро растет прочность в начальном возрасте (до 28 дней). Прочность продолжает нарастать более медленно в течение ряда лет.

8. Наибольшую прочность бетон получает при твердении в сырой или влажной среде. Наоборот, твердение в сухом и жарком воздухе может привести к получению низкокачественного бетона. Пониженная температура замедляет нарастание прочности, а при температурах ниже нуля твердение бетона прекращается.

9. Замерзание бетона приостанавливает процесс твердения, но по оттаивании бетон продолжает твердеть. Бетон не теряет прочности, если он замерз после достижения им «критической прочности» (см. главу V); более же раннее замерзание ведет к понижению конечной прочности бетона. Еще более вредными, чем преждевременное замораживание, являются попеременные замерзание и оттаивание свежего бетона, в результате которых бетон в некоторых случаях может даже потерять способность твердеть.

Стройиздат, 1988. Бетонные и железобетонные работы являются одним из основных видов строительных работ, а профессии бетонщика и арматурщика — массовыми строительными профессиями.

Бетонные и железобетонные работы являются . Производство бетонных работ в условиях сухого жаркого климата . Календарный план организации производства железобетонных работ .

Бетонные и железобетонные работы производятся при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Эти работы состоят из следующих комплексных процессов: изготовления и установки опалубки.

Глава X. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ. Заделка стыковых соединений сборных железобетонных конструкций. От качества заделки монтажных стыков железобетонных конструкций зависят прочность конструкций.

наличием известных отечественных научных и инженерных школ в области теории бетона, технологии производства бетонных и железобетонных работ, расчета железобетонных конструкций

. бетонных и железобетонных работ осуществляют на всех этапах их производства, начиная с изготовления бетонной смеси и кончаяКачество готового бетона и железобетонного изделия во многом зависит от состава бетонной смеси и качества составляющих материалов.

При небольших объемах работ опалубку можно изготавливать на строительной площадке. Бетон и железобетон. Бетонные и железобетонные работы являются .

Арматурные и бетонные работы ведутся обычными способами. При этом, как правило, все нагрузки от твердеющего бетона передаются на смонтированные сборные элементы.Бетонные и железобетонные работы являются .

Завершающим этапом проверки производства бетонных и железобетонных работ является контроль уже готовых конструкций перед сдачей зданий и сооружений Государственной приемочной комиссии.

Подвижность бетонной смеси проверяют не реже двух раз в смену у мест ее приготовления и укладки. Каждая строительная организация производящая бетонные и железобетонные работы, обязана вести журнал бетонных работ.

1. Объем подготовки под железобетонные, бетонные и буто-бетонные фундаменты нормами не учтены и должны исчисляться отдельно.9. Объем работ по устройству железобетонных перекрытий с вкладышами из легкобетонных какнгй, пустотелых керамических блоков и т. п.

Бетонные и железобетонные работы являются . Производство бетонных работ в условиях сухого жаркого климата . Календарный план организации производства железобетонных работ .

В зависимости от способа производства работ различают монолитные, сборные и сборно-монолитные бетонные и железобетонные конструкции с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.

Укладка бетона вибробетон. Глава 7. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ . а поверхности бетонной, железобетонной и армоцементной опалубок — облицовок должны быть смочены водой. .

Организация бетонных и железобетонных работ должна обеспечить скоростное возведение сооружений. Для этого следует: производить работы не менее чем в две смены; сокращать разрывы во времени между работами разных бригад на данной захватке.

Бетонные и железобетонные работы являются одним из основных видов строительных работ, а профессии бетонщика и арматурщика — массовыми.

К содержанию книги: Строительные работы.Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специальных . Пропаривание осуществляют в камерах периодического и.

Технология и организация возведения железобетонных конструкций. Основы организации бетонных и железобетонных работ.К содержанию книги: Бетонные и железобетонные работы.

Обеспечение высокого качества бетонных и железобетонных работ, выполняемых при отрицательных температурах окружающего воздуха, обусловливает необходимость соблюдения определенных требований.

Глава 7. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ . а поверхности бетонной, железобетонной и армоцементной опалубок — облицовок должны быть смочены водой. .

Набор прочности бетона

Самым важным показателем качества бетонов является прочность материала. Согласно требованиям ГОСТ в условиях сжатия она может варьировать в диапазоне М50-800. Наибольшей популярностью пользуются марки цемента М100-500.

График набора прочности бетона

Временной интервал, на протяжении которого происходит обретение раствором необходимых эксплуатационных свойств, называется периодом выдерживания бетона, после которого можно наносить защитный слой бетона. График набора прочности отражает время, которое требуется бетону для достижения максимального значения прочности.

В нормальных условиях состав «созревает» за 28 дней. На протяжении первых 5-ти дней происходит интенсивное твердение бетона. Спустя 7 дней после заливки достигаются 70% прочности выбранной марки. Однако дальнейшие строительные работы специалисты советуют начинать лишь при достижении 100% – не ранее, чем через 28 дней после заливки.

Время набора прочности бетона для каждого отдельного случая может несколько отличаться. Для точного определения срока твердения состава проводят контрольные испытания образцов материала.

В теплое время года в монолитном домостроении для оптимизации процесса выдерживания состава и обретения им оптимальных механических и физические свойства достаточно следующих операций:

• Выдерживание в опалубке бетона.
• Дозревание состава после удаления опалубки.

Если мероприятия проводятся в холодное время года, для достижения должной марочной прочности следует обеспечить дополнительное обогревание бетона и его гидроизоляцию. Связано это с тем, что при снижении температуры происходит замедление процесса полимеризации.

Чтобы ускорить набор прочности и минимизировать время выдержки бетона рекомендуется использовать пескобетоны с низким водоцементным соотношением. При соотношении вода и цемент 1/4 сроки, приведенные в таблице, сокращаются в 2 раза. Для достижения такого результата в состав добавляются пластификаторы. Также сократить срок созревания состава можно, искусственно увеличив температуру.

Видео – Как ускорить твердение бетона

Контроль за набором прочности бетона

На протяжении первых 5-7 дней следует проводить мероприятия по обеспечению условий для выдержки бетона (увлажнение, электрообогрев, укрывание теплоизолирующими и влагозащитными материалами, обогрев тепловыми пушками). Далее следует уделить особое внимание увлажнению поверхности. При этом через неделю после окончания заливки (при условии, что температура воздуха составляет 25-30°С) конструкцию можно нагружать.

Классификация бетонов

• тяжелые составы на традиционных плотных заполнителях и цементах (М50-М800);
• легкие составы с пористыми заполнителями (к ним относят бетоны М50-М450);
• ячеистые составы, относящиеся к разряду легких и особо легких смесей (М50-М150).

Установить проектную марку бетона необходимо на этапе создания проектной документации на возведение объекта. Эта характеристику получают на основании сопротивления осевому сжатию в эталонных образцах-кубах. В строящейся конструкции главным является осевое растяжение, при этом марка цемента определяется по сопротивлению на осевое растяжение.

Набор прочности бетонного состава на растяжение растет с повышением марки по прочности на сжатие, однако в диапазоне высокопрочных материалов происходит замедление роста сопротивления растяжению.

В зависимости от области применения состава определяют марку бетона и класс его прочности. Наименее прочными по праву считают материалы с обозначениями М50, М75, М100. Их используют в строительстве наименее ответственных конструкций.

В возведении зданий и сооружений, требующих большей прочности, применяют бетон М300. Для стяжки лучшим вариантом является состав М200. Цементы, начиная с М500, относят к разряду наиболее крепких.

Разница в прочности марок бетона объясняется их составом, а точнее пропорциями песка, цемента и щебня. Максимальные показатели достигаются за счет применения большей доли цемента.

Для перевода марки бетона в класс используются следующую формулу:

где В – класс, М – марка.

Ниже приведена таблица соответствия марок и классов бетона:

Прочность бетона.

Прочность бетона – важнейшая качественная характеристика материала, от которой напрямую зависит срок его службы. Определить ключевые характеристики бетона при его покупке можно по его марке и классу в зависимости от вида строительства (промышленное или индивидуальное).

Существует интересный процесс, так называемый набор прочности бетона. Этот процесс занимает ровно двадцать восемь суток, в течение которых он постепенно увеличивает показатель своей прочности, заложенной в начале проекта. Примерно через семь суток бетон обретает около 70% своей прочности. Но у бетона есть интересная особенность, ведь процесс его набора прочности не останавливается по прошествии заданных двадцати восьми суток, он продолжается, например, через полгода он будет ещё прочнее, через год ещё прочнее и так далее, то есть первое время его свойства прочности постоянно растут. Онлайн расчет состава цементного раствора.

Прочность бетона можно определить по его марке и классу, как было сказано ранее. Марка бетона в свою очередь зависят от количества цемента, который содержится в бетоне.

Существует девять основных марок бетона: М 100, М 150, М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500.

Существуют также и специальные марки бетона, которые обладают еще более высоким содержанием цемента и могут доходить до класса М 1000, но как правило они могут потребоваться в исключительных и редких случаях.

Самые популярные марки бетона, используемые в строительстве начинаются с класса М 150 и заканчиваются на М 400.

Марка бетона – среднее значение предела прочности бетона на сжатие и растяжение. Замеряют эти величины с помощью прессов в которые и заливается бетон, который прошёл процесс набора прочности в двадцать восемь суток.

Также бетон подразделяется на классы, начинаются они обозначением от В 3.5 и заканчиваются на В 80.

Требуема марка и прочность изначально заложены в проекте и зависят от других строительных материалов, которые будут использоваться при строительстве, например от материала стен (какой материал вы будете использовать для стен и перегородок – легкий бетон или кирпич).

Класс бетона даёт более точную характеристику бетона относительно его прочности.

Самое важно отличие в характеристиках марки и класса в том, что марка определяет среднюю прочность, а класс бетона определяет гарантированную прочность.

На класс бетона обычно ориентируются при строительстве промышленных зданий в то время как на марку ориентируются при индивидуальном строительстве.

При выборе бетона нужно обязательно проверить его на качество, действительно ли он набирал прочность 28 дней.

Для этого необходимо взять пробу бетона и сделать из неё контрольные образцы для пресса. Этим процессом должен руководить специалист, мастер своего дела, который будет проводить и контролировать процесс сушки образцов. Если ориентироваться на стандарт, то тогда необходимо брать по три образца на каждые 100 м 3 бетона, для фундаментов по три образца на каждые 50 м 3 , а для каркасов три образца на 20 м 3 бетона. Подготовка и хранение производится по ГОСТу № 10180. Размеры кубиков напрямую зависят от заполнителя, далее все образцы заливаются в стальные жёсткие формы, которые обладают способностью противостоять процессу деформации в процессе формирования самих образцов. Обязательно нужно смазать внутренние стенки формы смазкой, чтобы не допустить сцепление бетона с формой.

Необходимо в помещении, в котором проходит этот процесс, создать необходимые условия окружающей среды, а именно процент влажности должен быть около девяноста, а температура около двадцати градусов Цельсия. По завершению набора прочности образец бетона необходимо установить по центру пресса, включить сам пресс, и подать нагрузку в непрерывном равномерном режиме со скоростью 0.4-0.8 МПа/c до момента разрушения. Только с помощью описанного процесса можно определить качество бетона и тот факт, что при его изготовлении производитель учёл и соблюдал все необходимые нормы и правила.

Если у Вас нет такого пресса или нет возможности самим провести этот эксперимент по определению качества и прочности бетона, то Вы можете отнести этот образец лабораторию, которая специализируется в этой области и проводит такие экспертизы.

Справочник строителя | Свойства бетона

ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА

Прочность – главное свойство 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: В_b1; В_b1,5; В_b2; В_b2,5; В_b3,5; В_b5; B_b7,5; В_b10; В_b12,5; В_b15; В_b20; В_b25; В_b30; В_b35; В_b40; В_b50; В_b55; В_b60. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см 2 (МПах10).

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

Соотношение классов и марок для тяжелого бетона

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: В_t0,8; B_t1,2; B_t1,6; В_t2; B_t2,4; В_t2,8; В_t3,2 или марки: Р_t10; B_t15; B_t20; B_t25; B_t30; B_t35; В_t40.

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

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

Класс

Марка

Класс

Марка

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона.

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 R_b = f(R_Ц). Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности.

Содержание цемента. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Увеличивается усадка, ползучесть. Поэтому не рекомендуется вводить на 1 м 3 бетона более 600 кг цемента.

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 R_в , МПа, активностью цемента R_ц, МПа, и Ц/В существует линейная зависимость, выражаемая формулой:

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

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 R_bt, МПа, определяется по формуле:

где R_ц — 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:

где R_b(n) и R_b(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

Тип цемента

Минеральный и вещественный составы портландцементов

Прочность бетона

Прочность бетона

Содержание:

Прочность бетона – это техническая характеристика, определяющая его способность противостоять механическому и химическому воздействию.

Для чего нужно знать прочность бетона?

Практически при любом строительстве, будь то жилые здания, или хозяйственные постройки, используется бетон. В зависимости от вида и этапа строительства, требования, предъявляемые к строительным материалам, могут существенно изменяться. Так, например, для заливки фундаментов и возведения стен используются различные марки бетона. Марка бетона в свою очередь определяется его прочностью.
Прочность бетона – это наиболее важная характеристика, определяющая свойства и эксплуатационные качества бетонных конструкций и элементов строительных сооружений.

Знание показателей прочности бетона позволит избежать многих нежелательных последствий для строительных сооружений. Например, использование бетона, имеющего недостаточный уровень прочности, может привести к снижению эксплуатационных качеств постройки, появлению трещин, преждевременному разрушению и досрочному выходу здания из строя.
Определение прочности бетона является также обязательной процедурой для застройщиков перед сдачей здания в эксплуатацию.

Как определяется прочность бетона?

Прочность бетона определяется в лабораторных условиях при помощи специальных приборов на отобранных пробах и контрольных образцах. Все испытания регламентируются строительными ГОСТами, принятыми для определенного вида бетона.
Прочность бетона также можно определить непосредственно в процессе строительства на строительной площадке. Подобные испытания проводятся для контроля качества возведенных элементов сооружения.

Существует несколько методов определения прочности бетона. В зависимости от характера воздействия различают следующие способы:

Разрушающие методы предполагают разрушение образца, изготовленного из контрольной пробы бетонной смеси, а также взятого из бетонной поверхности при помощи алмазного бура.

При этом методе исследования происходит раздавливание кубиков или выпиленных цилиндров бетона под испытательным прессом. Нагрузка увеличивается непрерывно и равномерно до момента разрушения контрольного образца. Полученная в результате цифра критической нагрузки фиксируется и по ней происходит дальнейший расчет прочности бетона.

Разрушающий метод считается наиболее точным для определения прочности бетона. Обследование здания методом раздавливания бетонных проб, определяет прочность бетона на сжатие. Согласно действующим в настоящее время СНиПам, он является обязательным перед сдачей здания в эксплуатацию.

Неразрушающие методы не требуют получения образцов и их последующего разрушения. Испытания проводятся при помощи различных приборов и инструментов.

В зависимости от используемых приспособлений различают следующие неразрушающие методы исследований:

• частичного разрушения;
• ударного воздействия;
• ультразвукового обследования.

Метод частичного разрушения основан на местном воздействии на бетонную поверхность и приводит к незначительному ее повреждению.

Различают следующие методы частичного разрушения:

• на отрыв;
• скалыванием;
• отрыв со скалыванием.

Метод отрыва состоит в закреплении на участке бетонной поверхности металлического диска при помощи специального клея и последующего его отрыва. Усилие, необходимое для разрушения бетона при подобном методе фиксируется и используется в дальнейших вычислениях прочности.
Метод скалывания заключается в механическом воздействии скользящего характера на ребро конструкции и регистрации усилия, при котором происходит откалывание его участка.

Метод отрыва со скалыванием характеризуется большей точностью, по сравнению с остальными методами частичного разрушения. Суть его состоит в закреплении на участке бетонной конструкции анкерных устройств и последующего их отрыва от поверхности.
Методы ударного воздействия основаны на применении к бетонной поверхности силового воздействия ударного типа.

Различают 3 метода определения прочности ударом:

• метод ударного импульса;
• упругого отскока;
• пластической деформации.

Метод ударного импульса достаточно прост в использовании и состоит в регистрации силы удара и возникающей при этом энергии.

Метод упругого отскока не менее прост и заключается в определении величины отскока бойка ударника от бетонной поверхности.

Метод пластической деформации состоит в силовом воздействии на исследуемую область приборов с закрепленными на их ударной поверхности штампов шарикового или дискового типа. По глубине полученных в результате удара или давления отпечатков определяется прочность бетона.

Метод ультразвукового обследования подразумевает использование прибора, испускающего ультразвуковые волны. При этом определяется скорость ультразвука, проходящего сквозь бетонную конструкцию. Преимущество подобного метода – в возможности исследования не только поверхности бетона, но и его глубинных слоев. Недостаток – в большом проценте погрешности при расчетах.

От чего зависит прочность бетона?

В результате химических процессов, происходящих при взаимодействии бетонной смеси с водой прочность бетона в процессе его застывания увеличивается. Под влиянием различных факторов скорость химических реакций может замедляться и ускоряться. От этого же будет зависеть показатель прочности бетона.

Выделяют следующие основные факторы, влияющие на прочность бетона:

• активность цемента;
• процентное содержание цемента;
• соотношение цемента и воды в растворе;
• технические характеристики и качество наполнителей;
• качество смешивания составляющих бетонной смеси;
• степень уплотнения;
• время, затраченное на застывание раствора;
• внешние условия (температура воздуха и влажность среды);
• применение повторного вибрирования.

Наиболее важным фактором, определяющим прочность бетона, является активность цемента. Выяснена и определена прямая зависимость между активностью цемента и прочностью бетона. Чем выше активность, тем более прочными получаются бетонные изделия и наоборот, чем она ниже, тем меньше прочность и качество бетона.

Процентное содержание цемента не менее важная величина, определяющая показатели прочности. Увеличение количества цемента в смеси ведет к повышению прочности бетонных конструкций. Уменьшение – к ее снижению. При этом существует следующая закономерность: увеличение прочности происходит лишь до определенного момента. В дальнейшем показатели прочности бетона возрастают незначительно, а вот его нежелательные качества – усадка и ползучесть, увеличиваются.

Соотношение цемента и воды влияет на прочность вследствие физических особенностей застывающей бетонной смеси. Одной из них является способность бетона связывать лишь 15-25% входящей в его состав воды. В бетонном же растворе, как правило, присутствует от 40 до 70% воды, необходимой для облегчения укладывания бетона в форму. Излишек воды приводит к образованию пор в толще бетона, что ведет к снижению его прочности. Отсюда вытекает следующая закономерность: при возрастании величины водоцементного соотношения В/Ц, прочность бетона уменьшается, а при ее уменьшении – увеличивается.

Качество и свойства наполнителей также играют немалую роль в формировании прочности бетона. Наличие органических и глинистых веществ, использование мелкофракционных наполнителей, приводит к снижению прочности. Крупные фракции имеют лучшее сцепление с цементным связующим, и их использование увеличивает прочность бетона.

Качество смешивания и применение вибрирования влияет на степень уплотнения бетонного раствора. От плотности бетона зависит его прочность. Чем плотнее улеглись частицы бетонного состава, тем выше будет прочность бетона.

Внешние условия и время отвердевания бетона – еще один из факторов, определяющих показатели его прочности. Наиболее благоприятной считается температура от 15 до 20С0. Влажность воздуха при этом должна составлять от 90 до 100%. При таких параметрах среды происходит быстрое возрастание прочности бетона и увеличивается время его отвердевания. С течением времени, показатель прочности увеличивается. Его рост прекращается лишь после полного высыхания бетона или его замерзания.

Прочность бетона через 7 суток и 28 дней

Давно выяснена и рассчитана закономерность, при которой происходит возрастание прочности бетона в зависимости от времени его застывания. В соответствии с ней наибольший показатель предела прочности – 100%, бетон набирает на 28-е сутки застывания. На 7-е сутки бетон показывает 60-80% своей потенциальной прочности. На 3-и сутки соответственно 30%. По ГОСТу, именно в эти дни рекомендовано производить испытания бетонных кубиков.

Изменение прочности бетона с течением времени происходит по следующей логарифмической зависимости:
Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, где Rb – прочность бетона, n-количество дней, а lg-десятичный логарифм возраста бетона.
Расчет прочности по формуле дает лишь приблизительные показатели прочности. Важно учесть также, что подобным образом можно определить прочность бетона начиная с 3-х дневного возраста.

Прочность бетона по маркам

Марка бетона указывает предел его прочности на сжатие и выражается в кгс/см2 (килограмм-силы на см2). Обозначается она буквой М, а цифра после буквы указывает среднее, приблизительное значение прочности.
В строительстве чаще всего используются бетоны следующих марок: М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500.

Показатели прочности бетона по маркам:

• М100 — показатель прочности равен 98,23 кгс/см2
• М150 – от 130,97 до 163,71 кгс/см2
• М200 – 196,45 кгс/см2
• М250 – 261,93 кгс/см2
• М300 – от 294,68 до 327,42 кгс/см2
• М350 – от 327,42 до 360,18 кгс/см2
• М400 – 392,9 кгс/см2
• М450 – 458,39 кгс/см2
• М500 – 523,87 кгс/см2

Марка бетона и его прочность зависит от количества цемента, входящего в его состав. Чем больше содержание цемента, тем выше будет марка и наоборот, чем ниже марка, тем меньше цемента содержит бетонная смесь.

Применение бетона в зависимости от его прочности

Наиболее важной характеристикой бетона является его прочность на сжатие, определяемая маркой бетонной смеси. Для каждого вида строительных работ используются свои марки бетона.

Бетон марки М100 – разновидность легких бетонов. Применяется на начальных этапах строительства, для подготовки основания под фундамент, заливкой монолитных стен, перед арматурными работами, а также в дорожном строительстве при устройстве бордюров.

М150 – имеет несколько более высокую прочность, поэтому помимо подготовительных работ, может использоваться для стяжки пола, устройства пешеходных дорог. Возможно его применение в качестве фундамента при строительстве малоэтажных построек. Так же, как и марка М100, является одним из видов легких бетонов.

М200 – наиболее часто используемая в строительстве марка. Обладает достаточно высоким показателем прочности и применяется практически на всех этапах строительных работ. Бетоном, имеющим такую марку, заливают фундаменты, площадки, пешеходные дорожки. Используют его и для устройства лестниц и лестничных пролетов, а также возведения несущих стен. При строительстве дорог, бетоном марки М200 формируют подушку под бордюр.

М250 – охватывает сферу применения предыдущей марки. Однако вследствие более высокой прочности может также применятся в производстве плит для перекрытий при возведении малоэтажных зданий.

М300 – не менее популярная марка в строительстве, чем бетон марки М200. Из него изготавливаются блоки несущих стен, плиты перекрытий, лестницы, заборы. М300 используется для заливки монолитных фундаментов, площадок и в других подобных работах.

М350 – имеет достаточно высокую прочность. Область применения – изготовление фундаментных плит при возведении многоэтажных зданий, плит перекрытий и опорных балок. Используют марку М350 в монолитном строительстве, при изготовлении аэродромных плит, опорных колонн, бассейнов и подобных изделий.

М400 – сфера применения — изготовление ЖБИ, строительство гидротехнических сооружений и зданий, несущих повышенную, по сравнению с жилыми постройками, нагрузку. Это могут быть многоэтажные торгово-развлекательные комплексы, аквапарки и так далее.

М450 – применяется при возведении плотин, строительстве дамб и метро.

М500 – основная сфера применения – гидротехнические сооружения и железобетонные конструкции.

Марки бетона по прочности

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.

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.

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 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

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:

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.

Популярные виды бетона

Есть бетоны обычные или тяжелые (М25—М800) и легкие (М10—М200). Рассмотрим их подробнее.

От М5 до М35 применяются для ненесущих конструкций – они не особо прочные. М50 и М75 подходят для подготовительных работ перед заливкой бетона. М100-М150 – для малоэтажного строительства, конструктива, перемычек.

М200-М300 используются для большинства строительных задач. М200 отвечает классу В15, его прочность 196 кгс/м2 или 15 МПа. М250 (В20) имеет среднюю прочность 262 кгс/см2 или выдерживает давление 20 МПа, как и вышеуказанная марка набирает 70% прочности после 28 дней, а остальные 30% на протяжении полугода. Это легкие бетоны. Стяжки, полы, отмостки, фундаменты, лестницы, подпорки, бордюры – наиболее часто изготавливают именно из него. Замерзает при минусовых температурах и теряет до 5% своей стойкости при размораживании.

Легкие бетоны можно проверить, ударив по ним молотком или проведя острым предметом – на поверхности останутся достаточно отчетливые следы.

М350 (класс В25) – кубический метр этого бетона способен выдержать нагрузку в 25 МПа, он отвечает М250. М400 (класс В30) – выдерживает нагрузку 30 МПа. Эти марки и выше используются для многоэтажных зданий, несущих, монолитных конструкций, чаш бассейнов. Наиболее часто используется для дорожного покрытия, плит перекрытий, так как водонепроницаемый (класс W8), морозостойкий (F200).

Марки от М350 (классы от В25) и больше относятся к более прочным бетонам, они имеют высокую плотность и лучшие показатели стойкости к морозам и влажности, но намного тяжелее.

Полезная информация:

Прочность бетона на сжатие – это основной показатель, которым характеризуют бетон. В настоящее время, встречаются две системы выражения данного показателя, а именно:

Класс бетона, B – это так называемая кубиковая прочность (т.е. сжимаемый образец в форме куба) показывающая выдерживаемое давление в МПа, с долей вероятности разрушения не более 5 единиц из 100 испытуемых образцов. Обозначается латинской буквой B и числом показывающим прочность в МПа. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Марка бетона, M – это предел прочности бетона на сжатие, кгс/см 2 . Обозначается латинской буквой М и числами от 50 до 1000. Максимальное допустимое отклонение прочности бетона 13,5%. Согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» установлено следующее соответствие марки бетона его классу.

Соответствие марки бетона (М) классу (В) и прочности на сжатие

Марка бетона, М

Класс бетона, B

Прочность, МПа

Прочность, кг/см 2

Определение Марки и Класса бетона

Марка бетона и класс определяются спустя 28 дней со дня заливки, при нормальных условиях, или расчет ведется с учетом коэффициента.

Определение прочности бетона по Шору склерометром (молотком Шмидта)

Одним из наиболее распространенных и эффективных способов быстрого измерения прочности бетона на сжатие или его марку, является измерение склерометром, или как его еще называют, молоток Шмидта. Контроль прочности бетона таким методом определяется по ГОСТ 22690-88 “Бетоны определение прочности механическими методами неразрушающего контроля”. Так называемый, метод измерения твердости по Шору методом отскока.

Принцип действия молотка Шмидта основан на измерении прочности бетона методом упругого отскока. Боек бъется о поверхность бетона и отскакивает. Боек устанавлвает указатель на шкале склерометра на максимальную высоту отскока. Таким образом, сняв несколько проб, вычисляется средний показатель, определяющий марку бетона.

К сожалению, данный метод не дает точных показаний так как на высоту отскока бойка влияют и прочие факторы такие как шероховатость поверхности, толщина испытуемого образца, методов уплотнения бетона при его заливке, и соответвенное его общая структура и прочие факторы. Так что погрешность в показаниях склероскопу (склерометру) практически неизбежна, но, к счастью, она очень мала.

Приблизительное соответствие высоты упругого отскока по показаниям шкалы молотка Шмидта (склерометра) классу бетона (B) и его марке (M) приведены в следующей таблице: