Марка бетона по прочности на сжатие

Бетон — это один из старейших видов строительных материалов, которые используются человеком для возведения зданий и сооружений. Он уже на протяжении нескольких тысячелетий применяется для строительства не только домов, но и дорог, а также других объектов.

Наиболее древние образцы бетона датируются примерно 5600 годом до н. э. Немало образцов архитектурного искусства древних римлян, выполненных из бетона, сохранилось до наших дней, что позволяет нам оценить, насколько прочен и долговечен этот строительный материал.

С XIX века применяется бетон, армированный металлическими каркасами (железобетон). Примерно в это же время появился товарный бетон, который в готовом виде подвозят на строительную площадку.

Сегодня бетон — это незаменимый материал для строительства. Причины, по которым он так популярен в качестве строительного материала, многочисленны:

1. Бетон — материал очень прочный и долговечный, что подтверждается тысячелетиями применения.
2. Бетон — материал экономически выгодный. Основной объем раствора составляют заполнители, которые являются материалами недорогими и, как правило, добываемыми неподалеку от места строительства.
3. Производство бетона может быть полностью безотходным.
4. Бетон может подвергаться переработке.
5. Бетон универсален. Применяется для изготовления изделий любой формы и любого размера без использования сложных технологических методов. На стадии раствора он пластичен и может принимать абсолютно любую заданную форму.
6. Бетон — красивый материал, он выглядит эстетически привлекательно и современно в натуральном виде, а также может быть отделан различными материалами.

Таким образом, бетон позволяет строителям возводить эстетические привлекательные, долговечные, прочные, функциональные конструкции с соблюдением требований по бережному использованию природных ресурсов, экологической безопасности и экономической целесообразности.

Интересно, что технологии производства бетонных работ относительно просты, что позволяет ими заниматься даже непрофессиональным строителям и получать достойные результаты. Фактически, они кардинально не изменились со времен Древнего Рима. Другое дело — состав бетонной смеси. Сегодня в распоряжении строителей широкий выбор решений, которые позволяют получить бетоны с требуемыми характеристками.

Передовой метод — применение добавок для бетонных растворов, обеспечивающее получение бетонов с требуемыми характеристиками, экономию времени и финансовых средств.

Как получают бетон

Бетон — это композитный материал, который изготавливают на основе вяжущего вещества — цемента (либо цемента с добавлением других вяжущих), с добавлением воды и заполнителей, которые подразделяются на крупные и мелкие.

Как цементы, так и заполнители классифицируются в зависимости от их характеристик.

Цементы могут отличаться по химическому составу, крупности и гранулометрии помола. Цементы классифицируются на марки по прочности на сжатие.

Заполнители выбирают в зависимости от структуры бетона, требований средней плотности и прочности бетона, а также назначения бетона, вида и свойств заполнителей.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов применяют щебень, щебень из гравия, щебень из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии, щебень из отсевов дробления плотных горных пород, щебень из дробленого бетона и железобетона, гравий из плотных горных пород. Для легких бетонов — крупные пористые заполнители, например, шунгит, керамзит, перлит, пемзу, вулканический шлак и др. Наибольшая крупность зерна заполнителя выбирается в соответствии с проектной документацией.

В качестве мелких заполнителей в бетонных смесях применяют природный песок, песок из отсевов дробления горных пород, мелкозернистые золошлаковые смеси, песок из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии. Для легких бетонов — также песок из никелевых и медеплавильных шлаков цветной металлургии, дробленый аглопоритовый, керамзитовый, шунгизитовый, шлакопемзовый песок и другие пористые заполнители. Максимальная крупность зерна мелкого заполнителя определяется проектом.

Вяжущее и заполнители смешиваются с водой в определенных пропорциях для получения раствора (бетонной смеси) — тестоподобного материала, который может принимать любую заданную форму. Бетонную смесь укладывают в опалубку и выдерживают до образования твердого камнеподобного материала.

Пропорции бетонных смесей

Проектной (расчетной) прочности бетон достигает в возрасте 28 суток при условии соблюдения оптимальной температуры и влажности.

Классификация бетонов

Основной документ, который регулирует требования ко всем типам бетонов, кроме бетонов на битумном вяжущем — ГОСТ 25192-2012 Межгосударственный стандарт «Бетоны. Классификация и общие технические требования».

Документ подразделяет бетоны на группы по различным признакам:

1. По основному назначению — на конструкционные, теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, специальные (декоративные либо обладающие какими-то особыми свойствами).
2. По стойкости к коррозии — на А (бетоны, которые эксплуатируются без риска коррозионного воздействия), Б (бетоны, которые эксплуатируются в среде, вызывающей коррозию из-за карбонизации), В (коррозия вызывается хлоридами), Г (эксплуатация в среде, вызывающей коррозию вследствие переменного замораживания и оттаивания), Д (бетоны, подверженные биологической и химической коррозии), Е (бетоны, которые эксплуатируются при различной влажности).
3. В зависимости от типа вяжущего — на цементные, шлаковые, известковые, гипсовые, специальные (например, полимербетоны).
4. По типу заполнителя — на плотные, пористые, специальные.
5. По типу структуры — на плотные, поризованные, крупнопористые, ячеистые.
6. По условиям твердения — на твердеющие в естественных условиях, твердеющие с применением тепловой обработки, автоклавного твердения.
7. По скорости твердения — на быстротвердеющие (соотношение прочности на 2-е и 28-е сутки больше 0,4) и медленно твердеющие (соотношение прочности на 2-е и 28-е сутки меньше или равно 0,4).
8. По средней плотности (D) — особо легкие (меньше D800), легкие (D800– D2000), тяжелые (D2000– D2500), особо тяжелые (свыше D2500).
9. По морозостойкости, в зависимости от количества циклов замораживания/оттаивания, которое образцы выдерживают без разрушения — на бетоны низкой морозостойкости (марки по морозостойкости до F50); бетоны средней морозостойкости (марки от F50 до F300); бетоны высокой морозостойкости (марки выше F300).
10. В зависимости от марки по водонепроницаемости — на бетоны низкой водонепроницаемости (ниже W4), средней водонепроницаемости (W4–W12), высокой водонепроницаемости (выше W12).
11. По истираемости — на марки G1 (низкой истираемости), G2 (средней истираемости), G3 (высокой истираемости).

Основная характеристика бетона — прочность. По прочности ГОСТ 25192-2012 подразделяет бетоны на две группы:

1. высокопрочные (класс по прочности на сжатие — В55 и выше);
2. средней прочности (класс по прочности на сжатие до В50 включительно).

Важно!

Маркировка бетона, в соответствии с ГОСТ 25192-2012, должна включать все классификационные признаки, установленные этим стандартом.

Тяжелые бетоны

Требования к тяжелым и мелкозернистым бетонам определяются ГОСТ 26633-2015 Межгосударственный стандарт «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»:

1. Тяжелые бетоны изготавливаются на цементном вяжущем, плотных крупных и мелких заполнителях. Они имеют плотную структуру и среднюю плотность 2000–2500 кг/м³ включительно.
2. Мелкозернистые бетоны изготавливаются на цементном вяжущем и только мелком плотном заполнителе, имеют плотную структуру и плотность 2000–2500 кг/м³ включительно.

Подразделяются на классы по прочности на сжатие от В3,5 до В120

Легкие бетоны

По определению ГОСТ 25820-2014 «Межгосударственный стандарт. Бетоны легкие. Технические условия», к легким относятся бетоны на цементном вяжущем с пористыми крупными неорганическими заполнителями и на пористых либо плотных природных или искусственных неорганических заполнителях, которые отвечают требованиям ГОСТ 25137, с применением добавок, регулирующих свойства раствора и бетона.

Легкие бетоны бывают плотными, крупнопористыми и поризованными. Они классифицируются по типу заполнителя на керамзитобетоны, шунгизитобетоны, аглопоритобетоны, шлакопемзобетоны, бетоны на стекловидных пористых заполнителях, перлитобетоны, бетоны на щебне из пористых горных пород, термолитобетоны, вермикулитобетоны, керамзитоперлитобетоны, шлакобетоны.

Легкие бетоны подразделяются на классы по прочности на сжатие от В0,75 до В40.

Прочность бетона

Прочность бетона в проектном возрасте характеризуется классами по прочности на сжатие, на осевое растяжение и на растяжение при изгибе.

Основная характеристика бетона — это прочность на сжатие. Строителю необходимо выбрать для каждой конкретной цели материал, прочность которого будет достаточной, но не избыточной в данных условиях эксплуатации. И при выборе он прежде всего руководствуется таким параметром бетона, как прочность на сжатие.

Например, для зданий не выше двух этажей применяют бетон класса В15, для фундаментов и монолитных стен — В25, для конструкций со специальными требованиями — В40 и выше.

До сих пор существует некоторая путаница между такими понятиями, как класс и марка бетона по прочности на сжатие. По большому счету, понятие «марка по прочности» не является грубой ошибкой, это просто устаревший термин, однако ошибкой будет ставить знак равенства между этими понятиями, поскольку они не взаимозаменяемы.

Таблица соответствия классов и марок бетона

Что означает марка бетона по прочности на сжатие

В СССР, до перехода на европейские стандарты в 80-х годах прошлого века, бетоны подразделяли по прочности на сжатие на марки. Марки бетона по прочности обозначали литерой «М» и числовым показателем, соответствующим среднему давлению в кг/см², которое образец выдерживает до разрушения.

Для измерения этого показателя бетона изготавливали образцы в виде кубиков с гранью 150 мм. Они твердели в условиях, в которых предполагалось отверждение основного изделия; на 3-й, 7-й, 14-й дни их подвергали испытаниям давлением, на 28-й день определялась марка бетона.

Важно!

Марочной или проектной прочностью бетона называют прочность в возрасте 28 суток либо в другие сроки, определенные проектной документацией, которые гарантируют достижение стопроцентной прочности, допускающей передачу на изделие полной проектной нагрузки.

Классы бетона по прочности

После перехода на европейские стандарты, появилось такое понятие, как класс бетона по прочности на сжатие, которое применяется до сих пор. Классы бетона по прочности на сжатие обозначаются литерой «В» с числовым показателем, который соответствует предельной прочности бетона на сжатие в МПа.

Для определения класса бетона по прочности на сжатие изготавливают кубические образцы с ребром 150 мм, которые твердеют в условиях соблюдения требований ГОСТ 10180-90. Через 28 суток их подвергают испытанию давлением и измеряют предельное сжатие (в МПа), которое образец выдерживает без разрушения.

Бетоны могут относиться к следующим классам по прочности на сжатие: B3,5; В5; B7,5; В10; B12,5; B15; B20; В25; В30; B35; B40; B45; В50; B55; B60; B65; B70; B75; B80, а также к промежуточным классам — В22,5, В27,5.

Класс бетона по прочности на сжатие является более точной величиной, чем марка.

Также применяется классификация бетонов на классы по прочности на сжатие, которое обозначается литерой «С» (от слова concrete — «бетон») и двумя числовыми показателями, которые записывают через косую черту:

1. перед косой чертой указывают значение нормативного сопротивления;
2. после черты — гарантированную прочность бетона.

К примеру

Если указан класс бетона С50/60, это означает, что прочность бетона на сжатие через 28 суток твердения составит 60 МПа.

При проектировании бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций применяются конструкционные бетоны классов по прочности на сжатие С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С30/37; С35/45; С40/50; С45/55; С50/60; С55/67; С60/75; С70/85; С80/95; С90/105.

От чего зависит прочность бетона

Основные факторы, которые влияют на прочность бетона — количество воды и количество цемента в смеси. Чем больше в бетонной смеси цемента, тем прочнее бетон, но тем он и дороже.

Снижение количества воды в растворе тоже повышает прочность бетона, даже если не изменять количество цемента, однако водоцементное соотношение должно быть не менее 0,3, поскольку это именно то количество воды, которое требуется для протекания химических реакций гидратации, обеспечивающих твердение бетона.

Влияют на прочность бетона марка применяемого цемента и его другие характеристики:

1. Химический состав клинкера. К примеру, присутствие негашеной извести позволяет цементу дольше сохранять активность; наличие оксида магния в глиноземистых цементах в концентрации до 2 % работает, как ускоритель набора прочности, а в более высокой концентрации снижает активность цемента.
2. Тонкость помола и гранулометрия. Чем больше в цементе тонких фракций, тем активнее он вовлекается в реакции гидратации, благодаря чему обеспечивается быстрое нарастание прочности. Высокое содержание средних фракций влияет на прочность на 28-й день. Цемент крупного помола менее активно вовлекается в реакции гидратации, а наиболее крупные частицы могут оставаться в не прореагировавшем виде в бетоне, изготовленном несколько лет назад.
3. Свежесть. При хранении, особенно, в открытом виде в условиях высокой влажности, цемент вступает в химические реакции с атмосферной влагой и углекислым газом с образованием на поверхности частиц слоя соединений, которые снижают его активность. К примеру, через 3 месяца хранения цемента в условиях высокой влажности воздуха, прочность суточных образцов бетона снижается на 62 %, образцов в возрасте 28 дней — на 23 %, а быстротвердеющие цементы превращаются в обычный цемент через месяц хранения.

Методы замеса также могут влиять на прочность бетона. Например, используются такие способы, как виброактивация и мокрая активация цемента, которые заключаются в предварительной обработке цемента до замешивания раствора. В результате обработки, активность даже лежалого цемента повышается на 30–40 %, что приводит к увеличению степени его гидратации.

Обработка бетона после укладки

Прочность бетона напрямую связана с его плотностью, то есть, отсутствием в его структуре большого количества крупных пор и капилляров. Этот параметр влияет также на водонепроницаемость, водостойкость и морозостойкость бетона, что логично, поскольку бетон — материал пористый. Наличие крупных открытых пор и капилляров способствует поглощению бетоном влаги при контакте с ней, а если бетон пропитан влагой, снижается и его морозостойкость.

Задача строителей — обеспечить правильную укладку и последующую обработку бетона, а также уход за уложенным бетоном.

Бетонная смесь, в зависимости от ее состава, в частности, от количества воды, может иметь жидкую или более густую консистенцию.

По удобоукладываемости все бетонные смеси подразделяются на сверхжесткие, жесткие и подвижные. Подвижные смеси подразделяются на классы по подвижности от П1 до П5.

На практике, жесткая смесь имеет очень густую консистенцию, поэтому после укладки ее необходимо подвергнуть виброобработке для уплотнения.

Подвижные смеси имеют более пластичную консистенцию, вплоть до литьевой. Литые смеси способны самоуплотняться, что позволяет исключить трудоемкий этап виброобрабтки.

Однако получить качественную самоуплотняющуюся бетонную смесь простым разбавлением водой нельзя. Увеличение количества воды в смеси снижает прочность бетона, а также приводит к ее расслаиваемости. Решение — применение специальных химических добавок для бетонов и растворов.

Наиболее распространенными добавками для повышения прочности и удбоукладываемости бетонов являются пластификаторы и суперпластификаторы.

Механизм действия таких добавок заключается в повышении подвижности бетонных смесей без добавления лишней воды. Рассмотрим, например, суперпластифицирующую суперводоредуцирующую добавку CemPlast.

Это жидкая добавка, которая вводится в состав бетонной смеси вместе с водой затворения из расчета 0,6–1,2 л на 100 кг цемента, что позволяет повысить подвижность бетонной смеси с П1 до П5.

Смесь с добавкой CemPlast не расслаивается, продлевается срок ее жизнеспособности. Снижается водопотребность на 10–20 %. Прочность, долговечность, водонепроницаемость готового изделия повышаются. Кроме того, применяя добавку CemPlast и другие пластификаторы CEMMIX, можно без снижения прочности уменьшить количество цемента в растворе до 10 %.

Каталог продукции CEMMIX

CemAqua 5л

Водоотталкивающая добавка для строительных растворов

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemPlast 5л

Суперпластификатор для бетона

CemThermo 5л

Специализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов.

Компания CEMMIX производит и другие пластифицирующие добавки для бетона:

1. Plastix,
2. CemBase,
3. CemStone,
4. CemThermo.

Помимо пластификаторов, рекомендуется для повышения прочности и водонепроницаемости бетона применять добавку-гидрофобизатор CemAqua.

Применение этой добавки обеспечивает водонепроницаемость готового бетона, отсутствие намокания, предотвращение образования высолов на поверхности изделий. Добавка также имеет свойства пластификатора.

Армирование бетона

Для повышения прочности бетона, особенно, прочности на изгиб, на растяжение при изгибе, увеличения ударной вязкости применяют армирование бетонных изделий каркасами из металла, пластика или композитных материалов.

Также бетон может армироваться фиброй. Такой бетон называют фибробетоном.

Каталог продукции CEMMIX

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Суть объемного армирования фиброй заключается во введении непосредственно в раствор коротких отрезков волокна, которые распределяются в нем и образуют объемный каркас внутри бетона.

Компания CEMMIX выпускает два вида фибры — базальтовую и полипропиленовую. Они имеют малый вес, легко распределяются в растворе, повышают прочность и долговечность бетона, снижают усадочные явления, предотвращают образование трещин, уменьшают истираемость бетона.

Уход за бетоном

Цемент относится к вяжущим водного твердения. Во время твердения бетона должны быть обеспечены оптимальные условия — температура воздуха 18–22° С и высокая влажность, особенно, в первые часы и дни после укладки, поскольку процессы твердения наиболее активно протекают в это время.

Для обеспечения оптимальных условий твердения, осуществляется тепло-влажностная обработка бетона до достижения критической прочности (30–50 %, определяется проектом).

Строительные и ремонтные работы — это всегда поиск идеального баланса между стремлением к экономии и высокому качеству изделий.

Применение химических добавок для бетона — это один из способов получить более прочные или обладающие определенными дополнительными характеристиками изделия. Они позволяют не только повысить прочность бетона и уменьшить трудозатраты, но и снизить расходы на приобретение материалов, ведь при применении добавок CEMMIX можно снижать количество цемента в растворе до 10 % без потери прочности.

Все добавки CEMMIX совместимы с отечественными цементами и друг с другом, поэтому можно применять несколько добавок одновременно, распределяя общее количество в нужных пропорциях.

Добавки CEMMIX вы можете купить в розницу в федеральных строительных сетях и на маркетплейсах, а также оптом, на выгодных условиях, непосредственно у производителя.