CEMMIX

Бетон М250 или В20? Свойства бетонов и тонкости их классификации

Минимальный расход - максимальный эффект

Бетон М250 или В20? Свойства бетонов и тонкости их классификации

25 декабря 2019, среда

Как строительный материал, бетон может иметь различные характеристики.

Бетоны могут отличаться составом, видом наполнителей и свойствами готового материала.

Для каждой конкретной цели используются бетоны с заданными характеристиками, поэтому необходима их классификация.

Основной характеристикой бетона является его прочность на сжатие. Она зависит от многих факторов:

  1. марки используемого цемента;
  2. вида и количества заполнителей;
  3. количества цемента в смеси;
  4. водоцементного соотношения смеси;
  5. использования добавок;
  6. правильной обработки и ухода за бетоном после укладки.

Что такое марки бетона

Любые единицы измерения — понятие условное, работающее лишь в том пространстве, в котором эти единицы в ходу.

Например, в России, как и в европейских странах, используется метрическая система: мы измеряем длину метрами, объемы — литрами, массу — килограммами. А в США широко используется измерение массы фунтами, а объемов — галлонами.

До 1986 года в СССР существовала классификация бетонов, которая подразумевала их деление на марки в зависимости от прочности на сжатие.

Что это означает?

Прочность бетона — это результат реакций гидратации, которые запускаются при смешивании портландцемента с водой. Входящие в состав цемента соединения, вступая в реакцию с водой, образуют новые химические соединения кристаллической природы. Этот процесс происходит не одномоментно; требуется время, в течение которого все компоненты включатся в реакцию, поэтому прочность бетона нарастает постепенно.

Считается, что расчетной прочности бетон достигает через 28 суток твердения в оптимальных условиях (влажность воздуха, близкая к 100% и температура 18—20° С). В этот момент измеряется его прочность на сжатие.

Как измеряется прочность бетонов

Для измерения прочности изготавливаются бетонные кубики со стороной 150 мм. Они твердеют в тех же условиях, в которых будет отвердевать бетонная конструкция. В возрасте 3, 7, 14 дней, а также на 28-е сутки после заливки проводятся испытания образцов на сжатие. В возрасте 28 дней бетон набирает расчетную прочность.

По старой классификации марка бетона обозначалась литерой «М» и числовым значением, равным среднему давлению, которое выдерживает образец (в кг/см2).

Классы бетона

С 1986 года в СССР в СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» было введено понятие класса бетонов. Это было сделано для того, чтобы привести отечественную классификацию к соответствию с единицами измерения, которые использовались в СЭВ. Переход на новую классификацию значительно облегчает взаимодействие с иностранными партнерами, но в нашей стране он привел к некоторой путанице: кто-то по старинке оперирует понятием «марка», кто-то пользуется новыми стандартами.

Класс бетона обозначается буквой «В» и числом, которое указывает, какое давление в МПа выдерживает образец без разрушения (от 3,5 до 120).

Важно!

Поскольку марка указывает средний показатель, а класс — предельное давление, которое выдерживает образец, класс — более точный показатель прочности бетона.

Как испытывается прочность бетона

Для испытаний прочности на сжатие используются образцы кубической формы

В соответствии с ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам», для испытаний прочности на сжатие используются образцы кубической формы с длиной ребра 100, 150, 200, 250, 300 мм, для каждого из которых используются бетоны с разными номинальными размерами зерен наполнителей:

  1. 20 мм и менее — для образцов с длиной ребра 100 мм;
  2. 40 мм — для образцов со стороной 150 мм;
  3. 70 мм — для образцов с размером ребра 200 мм;
  4. 100 мм — для кубика с длиной ребра 300 мм.

Образцы отвердевают в нормальных условиях, которые регулируются ГОСТ 18105 (температура воздуха +20° С +/ – 2° С, относительная влажность воздуха 95% +/ – 5%).

Образцы осматривают на выявление дефектов, затем нагружают их в испытательной машине до разрушения

Готовые образцы осматривают на выявление дефектов (трещины, полости, раковины, сколы ребер), затем нагружают их в испытательной машине до разрушения. Максимальное усилие принимают за разрушающую нагрузку.

Применяются также испытания образцов на растяжение при изгибе, на осевое растяжение, на растяжение при раскалывании.

Важно!

Класс присваивается бетону не по результатам испытания одного образца. Он обозначается числовым показателем, соответствующим величине давления в МПа, которое выдерживает образец в 95 случаев из 100.

Тяжелые и мелкозернистые бетоны

Помимо цемента и воды, в состав бетонных смесей включаются заполнители разных размеров:

  1. песок средних и крупных фракций;
  2. гравий;
  3. щебень;
  4. песчано-гравийные смеси.

Согласно ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия», бетоны разделяются на две группы:

  1. тяжелые (плотностью от 2000 до 2500 кг/м3 включительно на плотном крупном и мелком заполнителе);
  2. мелкозернистые (плотностью от 2000 до 2500 кг/м3 включительно на плотном мелком заполнителе).

ГОСТ регулирует размер зерна заполнителя, вид цемента, применение добавок и правила контроля и приемки.

Какие еще бывают бетоны

Помимо класса по прочности, бетон характеризуется марками по подвижности, удобоукладываемости, водостойкости, морозостойкости.

Удобоукладываемость

Бетонная смесь представляет собой тестообразную массу, которой можно придать любую форму. В зависимости от того, сколько в смеси воды, ее консистенция может быть более густой и даже жесткой или, наоборот, пластичной и даже жидкой, текучей.

Важно!

Для обеспечения реакций гидратации достаточное водоцементное соотношение смеси — 0,3. Но смесь с таким водоцементным соотношением очень жесткая, густая. Обычно используют в/ц 0,45—0,55.

Удобоукладываемость смеси

По удобоукладываемости бетонные смеси делятся на три вида:

  1. сверхжесткие;
  2. жесткие;
  3. подвижные.

Подвижные смеси делятся на 5 групп и обозначаются буквой «П» и числом от 1 до 5, где П1 — малоподвижные смеси; П2—П3 — универсальные; П4 — П5 — литьевые смеси.

Испытание подвижности смеси производится при помощи конуса Абрамса — металлического конуса определенных размеров, в который заливается бетонная смесь. После уплотнения конус снимают не позднее, чем через 3 минуты. По величине осадки бетонного конуса (по сравнению с размером металлического конуса) судят о марке бетона по подвижности.

Конус Абрамса

При работе с бетоном его удобоукладываемость имеет большое значение. Жесткую смесь, чтобы она без пустот заполнила опалубку, необходимо обрабатывать вибрацией, что требует дополнительных расходов электроэнергии и труда и использования специального оборудования.

Подвижные смеси лучше заполняют опалубку и требуют меньшей обработки; смеси марки П4—П5 — самоуплотняющиеся, они не требуют обработки и хорошо подходят для густоармированных конструкций.

Более жесткие смеси применяются при изготовлении монолитных сооружений.

Как получить более подвижную смесь?

Самый очевидный способ — повысить водоцементное соотношение.

Интересно!

На подвижность бетонных растворов влияет и размер наполнителей. Так, если в качестве наполнителя использован только песок, смесь получается менее подвижной, чем если в ее состав входит гравий или щебень.

Но увеличение в/ц всегда снижает прочность материала.

Влияние в/ц на прочность

Оптимальный вариант — применение добавок-пластификаторов и суперпластификаторов, например, CemBaseCemPlastPlastix. Они обеспечивают следующие преимущества:

  1. повышение пластичности на 1—4 пункта;
  2. получение самоуплотняющихся смесей;
  3. предотвращение расслаивания смеси;
  4. увеличение срока жизни раствора;
  5. возможность экономить цемент (до 20%) и воду, получая при этом бетон проектной прочности;
  6. возможность обойтись без виброобработки;
  7. повышение прочности, плотности, морозостойкости и водостойкости бетона.

Важно!

Приобретение пластификатора — это дополнительные расходы, но, благодаря низкому дозированию добавок, они незначительны и полностью перекрываются экономией на количестве цемента, воды и на обработке вибрацией.

Коассификация по морозостойкость

Морозостойкость — это способность бетона выдержать замораживание и оттаивание.

Она маркируется буквой «F» и числовым обозначением, соответствующим количеству циклов замораживания и оттаивания, которое бетон может выдержать. Марки до до F50 — это бетоны низкй морозостойкости; до F150 — нормальной; до F300 — повышенной; до F500 — высокой, до F1000 — крайне высокой.

В соответствии с маркой по морозостойкости бетоны применяются в нормальных или суровых условиях.

Важно!

Разрушение бетона вследствие влияния отрицательных температур наппрямую связано с его способностью к водопоглощению, а та, в свою очередь, зависит от плотности материала. Поглощенная вода под влиянием низких температур замерзает и увеличивается в объеме; создается давление, которое постепенно приводит к разрушению структуры. Устойчивость бетона к низким температурам зависит от его водонепроницаемости, а также от его плотности и отсутствия пор и трещин.

Классификация по водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетонов обозначают литерой W и числом от 2 до 20, которое показывает способность противостоять намоканию.

Водонепроницаемость может быть важна при строительстве сооружений, которые будут эксплуатироваться при высокой влажности.

Намокание бетона может происходить из-за того, что в нем есть поры и трещины. Вот почему применение пластификаторов с одновременным понижением в/ц, позволяющее получать плотные бетоны, благоприятно отражается на водостойкости и морозоустойчивости бетона.

Также применяются следующие меры повышения водостойкости бетона:

  1. повышение плотности бетона за счет применения глиноземистых цементов;
  2. добавление сульфатов алюминия и железа;
  3. применение гидроизолирующих добавок.

Важно!

Такие характеристики бетона, как прочность, морозостойкость и водостойкость, напрямую зависят от плотности и удельного веса, а плотность бетона зависит от его способности уплотняться. Но повышенная удобоукладываемость, благодаря которой бетон хорошо уплотняется, зависит от пластичности смеси, которая достигается либо увеличением водоцементного соотношения (с одновременным снижением прочности), либо добавлением пластификатора, который увеличивает прочность бетона. Таким образом, применение пластификатора позволяет без компромиссов улучшить все основные характеристики бетона, при этом сэкономить цемент и обойтись без обработки бетона после укладки.

Применение пластификатора позволяет без компромисов улучшить все основные характеристики бетона

Где применяется бетон класса В20

Марки и классы бетона совпадают не полностью. Обычно для каждого класса можно найти 1—2 ближайших марки.

Таблица соответствия классов и марок бетонов

Рассмотрим в качестве примера бетон класса В20. Ближайшая марка для него — М250.

Это популярный класс бетона, поскольку из-за своей универсальности он может использоваться достаточно широко как в гражданском, так и в промышленном строительстве в следующих случаях:

  1. Заливка фундаментов. Чаще всего, это фундаменты одноэтажных конструкций (дом, баня, гараж), но иногда В20 используется и для фундаментов многоэтажных сооружений.
  2. Заливка малонагруженных плит перекрытий.
  3. Изготовление лестниц.
  4. Строительство площадок и дорожек.
  5. Изготовление железобетонных конструкций, опор, трубопроводов.
  6. Изготовление лент заборов.

В20 относится к тяжелым бетонным смесям с плотностью около 2300 кг/м3.

В рецептуру В20 входят:

  1. цемент ЦЕМ I/II 32,5 не менее 310 кг на 1 кубометр бетона, что обеспечивает подвижность П3—П4, морозостойкость F150 и водостойкость W6;
  2. песок средней фракции;
  3. гравий или щебень;
  4. вода.

Обычные пропорции цемент:песок:щебень 1:2,6:4,5.

Расход цемента

Таблица. Пропорции компонентов для замеса бетона на цементе М400

Состав бетона В20

Таблица. Пропорции компонентов для замеса бетона на цементе М500

Пропорции замеса бетонов

Использование добавок для бетона позволяет не только улучшить его характеристики, но и придать ему новые свойства:

  1. пластифицирующие добавки позволяют увеличивать подвижность, удобоукладываемость, прочность, плотность, морозостойкость и водостойкость бетона и при этом экономить до 20% цемента без потери прочности;
  2. гидрофобизирующие добавки позволяют получить бетоны, которые могут использоваться в условиях высокой влажности;
  3. противоморозные добавки позволяют бетонировать даже в морозы и получать бетон высоких прочностных характеристик.

Бетон класса В20 обладает высокой прочностью, плотностью, морозостойкостью и водостойкостью, а также низким водопоглощением и высокой прочностью на растяжение при изгибе, высоким модулем упругости, что делает его универсальным строительным материалом, востребованным при изготовлении самых разных конструкций и изделий. Увеличить его рентабельность и повысить важные в строительстве свойства позволяет применение специальных добавок для бетона.

Бетон М250 или В20? Свойства бетонов и тонкости их классификации
Оставьте комментарий
Имя*:

Подписаться на комментарии (впишите e-mail):

Отправляя форму, я даю согласие на обработку персональных данных.
* — Поля, обязательные для заполнения