Основные свойства бетона

Прочность при сжатии — является основным показателем механических свойств бетона. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчетах, — 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Наряду с классами, прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см² (ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия»). Марка бетона определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях (при Т = 15-20 С и относительной влажности воздуха не менее 90%). По пределу прочности при сжатии для бетонов установлены следующие марки бетонов: М100, М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700 и т.д.

Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками

Класс бетона по прочности на сжатие

Средняя прочность бетона данного класса, кг/см²

Ближайшая марка бетона по прочности

Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %

В2 26,2 М-25 -4,6
В2,5 32,7 М-35 +7,0
В3,5 45,8 М-50 +9,1
В5 65,5 М-75 +14,5
В7,5 98,2 М-100 +1,8
В10 131,0 М-150 +14,5
В12,5 163,7 М-150 -8,4
В15 196,5 М-200 +1,8
В20 261,9 М-250 -4,5
В22,5 294,4 М-300 +1,9
В25 327,4 М-350 +6,9
В30 392,9 М-400 +1,8
В35 458,4 М-450 -1,8
В40 523,9 М-500 -4,8
В45 589,4 М-600 +1,8
В50 654,8 М-700 +6,9
В55 720,3 М-700 -2,8
В60 785,8 М-800 +1,8

Предлагаемая таблица позволяет узнать марку бетона и класс его по прочности на сжатие. Марка бетона это сопротивление осевому сжатию (растяжению, изгибу) в кгс/см² эталонных образцов-кубов. Класс бетона – числовая характеристика его любого свойства с гарантированной обеспеченностью 95%. Соотношение между маркой и классом по прочности составляет V=13,5%. К примеру – класс В-10 (средняя прочность кгс/см² – 131) соответствует ближайшей марке М150.

При бетонировании ряда конструкций, например, бетонных дорожных покрытий, важно знать прочность бетона при изгибе. Для этого испытывают образцы-балки. Для обычных железобетонных конструкций широко применяют бетон марок М200 и М250, а для предварительно-напряженных железобетонных конструкций — МЗОО-М5ОО. Бетон марок М100 и М150 используют для оснований, фундаментов и других массивных монолитных конструкции.

Основные факторы, влияющие на прочность бетона — активность цемента и соотношение массы воды и цемента в составе бетонной смеси (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение — Ц/В). Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой: Rб = А Rц (Ц/В — 0,5), где Rб — прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа; Rц — активность цемента, МПа; А — коэффициент, учитывающий качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных — 0,43, для рядовых — 0,4, для пониженного качества — 0,37). На прочность бетона определенное влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих в бетоносмесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста. Значительное влияние на прочность бетона оказывают степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 7 -10 суток прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 суткам замедляется и, наконец, в возрасте свыше 1 года постепенно затухает. Например, бетонные образцы при хранении в нормальных условиях в 7-суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60 -70% от 28-суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 суток, 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150%, 175% и 200 % марочной прочности.

Подвижность или осадка конуса. В маркировке бетона подвижность обозначается буквой «П» с коэффициентом от 1 до 5 (например: П3) либо осадка конуса — «ОК» с обозначением в см, (например осадка конуса 10-15 см, что соответствует обозначению П3). Для практического применения этого параметра важно знать следующее: Стандартные монолитные работы выполняют с применением бетонной смеси с подвижностью П2 или П3. Заливку густоармированных или плотноармированных конструкций, колонн и прочих узких полостей, также узких опалубок, труднодоступных для заполнения товарным бетоном, рекомендуется использовать бетон с подвижностью П4 и П5 с осадкой конуса от 16-21 см. Подобная бетонная смесь в строительном обществе называется — литой бетон. Бетон с высокой осадкой конуса хорошо переносит укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогично, высокую подвижность бетона П4 — П5 стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется автобетононасос.

Водонепроницаемость. обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки. Плотный бетон при толщине железобетонных конструкций более 200 мм, как правило, оказывается водонепроницаемым. Это свойство бетона характеризуется степенью водопроницаемости, т. е. величиной наименьшего давления воды, при котором она еще не просачивается через бетонный образец. По этому показателю бетоны разделяют на 12 марок: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20, W25 и WЗО, т. е. на бетоны, которые выдерживают давление соответственно не менее 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 и т. д. до 3 МПа. Для повышения водонепроницаемости бетона применяют специальные покрытия, например, пленки из пластмасс или уплотняющие добавки. Значительно возрастает водонепроницаемость бетона при применении расширяющихся цементов.

Морозостойкость. обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон. Высокой морозостойкостью обладают бетоны с плотной структурой на низкоалюминатном портландцементе и высококачественном гранитном щебне.

Плотность. Обычный тяжелый бетон не является плотным материалом. Имеющиеся в бетоне поры образовались вследствие испарения излишней воды, а также неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси. Плотность бетона повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителей, уменьшении водоцементного отношения и применении, пластификаторов, снижающих водопотребность смеси при той же подвижности, а также за счет тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона повышаются его свойства — прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.

Примеры обозначения бетонов в соответсвии с их основными свойствами:

Подвижность бетона

Наименование марка

Наименование марка

Наименование марка

Бетон П1 (осадка конуса 1-4 см) летний П1 В7,5 F50 M100
П1 В12,5 F50 M150
П1 В15 F50 M200
П1 В20 F200 W6 M250
П1 В25 F200 W6 M350
П1 В30 F200 W6 M400
Бетон П2 (осадка конуса 5-9 см) летний П2 В7,5 F50 M100
П2 В12,5 F50 M150
П2 В15 F50 M200
П2 В15 F200 W6 M250
П2 В20 F200 W6 M350
П2 В25 F200 W6 M400
П2 В30 F200 W6 M400
Бетон П3 (осадка конуса 10-15 см) летний П3 В7,5 F50 M100
П3 В12,5 F50 M150
П3 В15 F50 M200
П3 В20 F200 W6 M250
П3 В25 F200 W6 M350
П3 В30 F200 W6 M400
Бетон П4 (осадка конуса 16-20 см) летний П4 В7,5 F50 M100
П4 В12,5 F50 M150
П4 В15 F50 M200
П4 В20 F200 W6 M250
П4 В25 F200 W6 M350
П4 В30 F200 W6 M400
Спецбетон высокомарочный летний П3 В35 F200 W6 M450
П3 В40 F200 W6 M500
П3 В40 F200 W6-1 M500
П4 В35 F200 W6 M450
П4 В40 F200 W6 M500
П4 В40 F200 W8 M500
П4 В50 F200 W10 M700
П4 В55 F200 W10 M700