Бетон прочность: Прочность бетона — что влияет на прочностные характеристики

Прочность бетона — что влияет на прочностные характеристики

Прочность бетона – ключевой показатель его качества, определяющий назначение и параметры использования ЖБИ. Процесс проектировки конструкций осуществляется таким образом, чтобы изделия могли выдерживать соответствующие нагрузки на сжатие. Этот показатель определяется классом и маркой бетона, которые могут быть определены через 28 суток после заливки.

Динамика роста прочности за указанный период позволяет оценить его характеристики, в то время, как окончательное затвердение смеси происходит в течение нескольких лет. Качественный бетон спустя 28 суток должен обеспечить прочностный показатель при сжатии с усилием 200кгс/см2. Наряду с технологией, влияющей на прочность бетона, присутствует ряд объективных факторов, определяющих качество железобетонных изделий.

К основным технологическим факторам, определяющим прочность бетона, относят:

  • активность цемента;

  • содержание цемента;

  • соотношение цемента и воды;

  • тип и качество наполнителей;

  • параметры уплотнения;

  • возраст бетона;

  • характеристики отверждения;

  • применение повторного вибрирования.

Цементы повышенной активности, которая определяется зависимостью Rb= f(RЦ), традиционно обладают большей прочностью и применяются в строительстве многоэтажных, промышленных зданий, в дорожном и инженерном строительстве. Такие марки обладают большим сроком эксплуатации, надежны и не подвержены механическим и биологическим повреждениям. Марочная прочность определяется видом используемых легких или тяжелых бетонов. Использование сульфастойких цементов позволяет получить высокую прочность бетона при воздействии внешних факторов, в качестве которых выступают различные агрессивные среды. Практическая сфера применения легирующих добавок актуальна при формировании на основе смеси для конструкций, задействованных при строительстве домов, несущих конструкций гражданского или промышленного назначения, мостов.

Тяжелый бетон характеризуется повышенным показателем объемного веса, который изменяет свое значение в пределах 2200 – 2800 кг/м3 в зависимости от вида заполнителя. В качестве последнего могут применяться карбонатные, кварцевые, гранитные породы. При формировании опор в виде фундаментов находит применение бетон марки 100, для монолитных конструкций в виде колонн, перекрытий и балок — марки 150, обычнее сборные конструкции формируются на основе марок 200-250. Монолитные конструктивы с предварительным напряжением могут армироваться марками от 300 до 600, в то время как наиболее высокие марки редко находят практическое применение.

Количественный показатель содержания цемента в бетонной смеси также определяет ее прочностные характеристики — он растет до определенного уровня с повышением концентрации цемента. Следует помнить, что излишек цемента в составе смеси снижает ее устойчивость к усадке и увеличивает ползучесть. Максимально допустимым количеством считается до 600 кг цемента в 1 кубометре товарного бетона.

Соотношение воды и цемента в составе смеси также влияет на ее прочностные характеристики – чем оно выше, тем ниже прочность. При правильной технологии для затвердения и обеспечения прочности требуется воды в объеме 20% от массы цемента. Однако в случае с ЖБИ расход воды увеличен, поскольку смесь не должна быть слишком пересушенной для формирования равномерной и плотной смеси.

Бетон тем прочнее, чем более крупные наполнители использованы в процессе его приготовления. Не рекомендуется превышать рекомендованное количество песка, исходное сырье необходимо максимально очистить от глины и мелкозернистых фракций. Крупнозернистый заполняющий состав способствует лучшему проникновению цементного теста в образовавшиеся пустоты и обеспечению лучших параметров сцепления всех составляющих будущего изделия. Форма заполнителя играет определяющую роль. Сцепление обеспечивается намного лучше с заполнителями неправильной геометрии, в то время как округленность либо загрязнение заполнителя оказывает обратный эффект.

Тщательность вымешивания смеси также отражается на прочностных показателях.

Для ЖБИ важен также порядок укладки бетонных смесей, который подразумевает промывку и обработку стыков, от чего зависит прочность, предотвращающая сколы и появление трещин.

Показатели прочности бетона оцениваются в возрасте 28 суток и зависят от температуры, при которой происходило отверждение смеси в соотношении с пределом достигаемой прочности при застывании при температуре +20оС:

  • +5оС – 65%;

  • +10оС – 80%;

  • +30оС – 115%.

Повторное вибрирование, выполненное до завершения процесса полного схватывания, позволяет увеличить показатели прочности до 20%, это единственный технологический процесс, способный качественно повлиять на эксплуатационные характеристики. Технология производства может предусматривать разнообразные методики виброштампования, вибрирования под нагрузкой или вибропроката, которые направлены на усовершенствование прочностных показателей бетона.

В результате повторного вибрирования повышается плотность и увеличивается скорость процесса гидратации входящего в состав смеси цемента.

основные факторы и виды прочности бетона

Прочность бетона требуется знать при планировании строительства частного дома и возведения других железобетонных конструкций. Основные факторы прочности бетона зависят от свойств цемента, его состава, свежести, процесса работы с цементной смесью. 

Классификация бетона по прочности

Бетон классифицируется на основе результатов лабораторных испытаний. Компоненты бетона подбираются таким образом, чтобы их прочность соответствовала эксплуатационным характеристикам строения, которое планируется возводить из того или иного класса или марки бетона. Некоторые примеры рассмотрены в таблице: 

Области применения различных классов и марок бетона
Класс Марка Область применения
В7,5 М75 бордюры, дорожные плиты
В12,5 М100 перемычки, фундаменты зданий небольшого веса, пешеходные садовые дорожки
В15 М200 одноэтажные, двухэтажные дома
В20 М250 фундаменты, площадки, перекрытия, лестницы
В25 М350 стены, бассейны, фундаменты
В30 М400 мосты, плотины

В чем измеряется прочность бетона

Прочность бетона в соответствии с классом измеряется в МПа, показывающим предельную прочность материала на сжатие. Чем меньше это число, тем более легкий бетон. Марка, обозначенная как «М» с числом, показывает среднее выдерживаемое давление в кгс/см2. 

Какие прочности бетона бывают

Существует несколько основных видов прочности бетона: 

  • расчетная — заданная прочность, которая должна быть достигнута за 28 дней; 
  • критическая — прочность, достигаемая на 7-й день твердения, при которой на материал не оказывает негативное влияние внешняя среда; 
  • на разрыв — способность не подвергаться разрушению при растяжке; 
  • на изгиб — способность сопротивляться при изгибах.

 Как определить класс бетона по прочности

В строительной лаборатории задействуются разные методы для измерения кубиковой и призменной прочности бетона, в том числе механические и ультразвуковые. Время испытаний устанавливается индивидуально, с ориентировкой на эксплуатационные особенности железобетонной конструкции.  

Факторы, влияющие на прочность

Прочностные характеристики зависят от состава материала, компонентов, условий перемешивания и твердения, соблюдения правил транспортировки и укладки. Так, укладывая смесь из бетона, необходимо соблюдать порядок обработки стыка — очистки, насечки, промывки.  

Как зависит прочность бетона от времени

Прочность приобретается благодаря реакции гидратации и нарастает быстрее всего в первый день. В последующие дни скорость снижается. Критической прочности бетон достигает на 7-е сутки в МПа, расчетной — на 28-е сутки. Зависимость прочности от времени рассчитывается по формуле: 

Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28

  • Rb — прочность; 
  • n — число суток; 
  • lg — логарифм возраста бетона в десятичной дроби. 

От каких параметров зависит прочность бетона

На условия приобретения бетоном оптимальной прочности влияют параметры окружающей среды: 

  • температура 15-20 градусов; 
  • влажность 90-100%.

Рекомендуется регулярно увлажнять бетон водой, накрывать полиэтиленовой плёнкой, если воздух слишком сухой. В холодное время года материал нужно обогревать, чтобы твердение не остановилось. 

Какие факторы влияют на прочность бетона

Прочность зависит от сочетания нескольких параметров: 

  • Активность цемента. Этот параметр обуславливает классификацию бетона по маркам по прочности в МПа. На активность влияют тонкость помола, состав и наличие примесей, свежесть. Например, цемент, который крупно смолот, не до конца подвергается гидратации, из-за чего материал имеет меньшую прочность. 
  • Пропорции воды и цемента. Чем меньше воды, тем выше прочность. Гидратация проходит наиболее успешно, если цементная смесь содержит 20-30% воды. Но тогда смесь получается слишком жёсткой, может не уплотниться в достаточной степени. Поэтому добавляют воду и пластификатор. 
  • Тип наполнителя. Шероховатые наполнители, например, щебень, лучше сцепляются с компонентами состава и усиливают прочностные характеристики.  
  • Методы замеса. Повышенная прочность достигается благодаря мокрой активации цемента. В автобетономешалку загружается раствор без песка, несколько минут растирается, затем докладывается песок. Другой метод замеса — виброактивация цемента при перемешивании. 
  • Армирование. В бетон добавляют арматуру или объёмную фибру, благодаря этому он меньше усаживается. Также для увеличения прочности на 10-30% свежеуложенный бетон подвергают обработке вибрацией.  

Методы определения прочности бетона

Определение прочности бетона по ГОСТу 10180-2012 происходит в сертифицированной лаборатории. После проведения серии опытов с образцами заполняют протокол определения прочности бетона. 

Какие существуют способы определения прочности бетона: 

  • Неразрушающий метод. Используют склерометр — прибор для измерения прочности бетона. Он представляет собой специальный молоток, которым ударяется образец. Затем осуществляют замеры для вычисления прочности: угол удара, средняя величина значения отскока, кривые перевода.
  • Отрыв со скалыванием. В опытный образец в процессе изготовления помещают стержень, во время испытания выдергивают его. 
  • Ультразвуковой метод. Проводится с помощью прибора Пульсар. Измеряют время расширения акустических волн, затем данные сравнивают с плотностью, упругостью материала. 
  • Вдавливание. Используют штамп, шариковый молоток. 

Коэффициент вариации прочности бетона

По коэффициенту вариации определяется, насколько состав бетонной смеси однороден. Неоднородный состав имеет неравномерно распределенную плотность, из-за чего возникают риски обрушения конструкции. Чтобы рассчитать коэффициент, испытывается материал одного класса в нескольких сериях. Чем меньше коэффициент вариации, тем состав однороднее и качественнее.  


Что означает «PSI» на мешке с бетонной смесью?

2500 фунтов на квадратный дюйм. 3000 фунтов на квадратный дюйм. 4000 фунтов на квадратный дюйм. 5000 фунтов на квадратный дюйм. Голова еще не закружилась? Что означают все цифры на мешке с бетонной смесью? И, что более важно, как они влияют на ваш следующий конкретный проект?

Прочность бетона измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI) и является мерой способности бетона выдерживать нагрузки или выдерживать сжатие. Чем выше число, тем прочнее бетон. Прочность является результатом множества факторов, но в первую очередь зависит от состава бетона — соотношения цемента, воды и заполнителя.

Фунты на квадратный дюйм измеряются несколькими методами в лаборатории или, в некоторых случаях, на месте. Но для целей этой статьи мы избежим нашего внутреннего фанатика бетона и сосредоточимся на необходимых знаниях для вашего следующего домашнего проекта. Используйте эту информацию, чтобы убедиться, что вы используете правильную прочность бетона для вашего типа проекта и приложения. Хотя доступны и другие рейтинги бетона, вот наиболее распространенные рейтинги, которые должен знать каждый домовладелец, а также рекомендуемые варианты использования.

2500 фунтов на квадратный дюйм

Зачастую более доступный, чем более прочный бетон, 2500 фунтов на квадратный дюйм может быть полезен для проездов и пешеходных дорожек. Однако некоторые могут выбрать более прочный бетон, например, 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы избежать чрезмерного растрескивания. Хорошим применением для этого бетона является дорожка на стороне дома, которая не получает чрезмерного движения. Обязательно ознакомьтесь с местными строительными нормами, чтобы убедиться, что бетон с прочностью 2500 фунтов на квадратный дюйм разрешен для предполагаемого использования.

3000 фунтов на квадратный дюйм

Жилая рабочая лошадка из бетона, 3000 фунтов на квадратный дюйм, может использоваться для подъездных путей, патио и тротуаров. Его долговечность поможет избежать циклов замерзания-оттаивания суровых зим. Это прекрасный выбор для любого общего использования в строительстве.

3500 фунтов на квадратный дюйм

Хотя это менее вероятно для общего домашнего использования, там, где бетон 3500 фунтов на квадратный дюйм сияет, находится в плитном фундаменте и фундаментах. Это также хороший выбор там, где предполагается хранить или перемещать тяжелые грузы, например, подушки для жилых автофургонов.

4000 фунтов на квадратный дюйм

Обычно используется на складах и фабриках, где ожидается интенсивное движение или движение машин. Тем не менее, для домовладельца 4000 фунтов на квадратный дюйм может быть хорошим вариантом для мастерских или сараев на заднем дворе из-за его прочности и долговечности поверхности.

5000 фунтов на квадратный дюйм

Используемые в специальных строительных приложениях, в том числе на некоторых крупных коммерческих и промышленных объектах, 5000 фунтов на квадратный дюйм могут выдерживать сильные удары и экстремальный износ.

Это общие правила, и каждый сценарий и использование будут отличаться. Сравнительно более прочный бетон можно использовать для любых работ, но он не всегда может быть востребован. А использование бетона с более низким PSI экономит деньги. Просто убедитесь, что ваши местные строительные нормы и правила допускают прочность бетона для конкретного проекта, который вы планируете.

Наконец, не забывайте о важности правильной организации проекта и избежания проблем с водой путем планирования надлежащего дренажа.

Компания Intermountain Concrete Specialties готова ответить на любые ваши вопросы, чтобы убедиться, что вы получите превосходный конечный продукт. Мы здесь, чтобы помочь, от аренды оборудования до нашего огромного предложения форм, стоек и стяжек. И с семью офисами от Сент-Джордж до Айдахо-Фолс помощь всегда рядом.

 

Следите за нами в социальных сетях!













4000 Psi concrete compressive strength at 3, 7, 21 and 28 days

4000 Psi concrete compressive strength at 3, 7, 21 и 28 дней

В соответствии со стандартом кодов ACI марки бетона классифицируются в соответствии с их прочностью на сжатие, представленной как бетонная смесь 2000 фунтов на квадратный дюйм, 3000 фунтов на квадратный дюйм, 4000 фунтов на квадратный дюйм, 5000 фунтов на квадратный дюйм, 6000 фунтов на квадратный дюйм, 8000 фунтов на квадратный дюйм и 10000 фунтов на квадратный дюйм. Например, в бетонной смеси 2000 численное значение прочности бетона на сжатие составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа или 13,8 Н/мм2) после 28 дней смешивания при испытании на осевое сжатие цилиндрической формы с диаметром 15 см и длиной 30 см.

Характеристическая прочность бетона – это его прочность на сжатие, которая может быть определена путем испытания на осевое сжатие бетонных блоков кубической или цилиндрической формы. Если испытание на сжатие проводится на кубическом бетонном блоке при испытании с кубом размером 15 см × 15 см × 15 см, это называется кубическим испытанием, а их прочность называется кубической прочностью. И испытание на сжатие проводится на бетонном блоке цилиндрической формы при испытании цилиндра диаметром 15 см и длиной 30 см, что известно как испытание цилиндра, а их прочность называется прочностью цилиндра.

Значения прочности куба и прочности цилиндра различны для одной и той же смеси. Значение прочности куба выше прочности цилиндра. Используя правило большого пальца, значение прочности куба в 1,25 раза выше прочности цилиндра.

Прочность куба = 1,25 × прочность цилиндра

Бетонная смесь 4000 : это стандартная марка бетона, используемая для полов, железобетонных блоков, фундаментов, формирования плит гаража, парковки и т. д. Согласно американскому стандарту ACI нормы, прочность бетона и смеси портландцемента, мелкого и крупного заполнителя, расчет по цилиндрическим испытаниям.

В бетонной смеси 4000 цифра 4000 представляет ее характеристики прочности на сжатие (fck) при испытании в цилиндре, которое составляет 4000 фунтов на квадратный дюйм (27,6 МПа или 27,6 Н/мм2) через 28 дней после смешивания, при испытании с цилиндром диаметром 15 см и длиной 30 см. . Таким образом, значение прочности на сжатие (fck) бетонной смеси составляет 4000 фунтов на квадратный дюйм на основе цилиндрического испытания.

В соответствии с американским стандартом (ACI) значение fck (характеристики прочности на сжатие) для бетонной смеси 4000 составляет 4000 фунтов на квадратный дюйм (27,6 Н/мм2 или 27,6 МПа) при испытании в цилиндре через 28 дней после смешивания при испытании с диаметром 15 см и длиной 30 см. цилиндр.

В соответствии со стандартом ACI прочность бетона на сжатие измеряется в фунтах на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм). Более высокий psi означает, что данная бетонная смесь прочнее, поэтому она обычно дороже, а более низкий psi означает, что данная бетонная смесь имеет среднюю прочность.

Прочность бетона на сжатие можно оценить по прочности цемента, достигаемой через 1, 3, 7, 14, 21 и 28 дней. Однако это, безусловно, не зависит от таких факторов, как тип цемента и его марка, соотношение цемента и песка, водоотношение, соотношение гравия, плотность бетона (вибратор) и т. д.

Бетон набирает прочность со временем после заливки. Скорость набора прочности бетона на сжатие выше в течение первых 28 суток заливки и твердения, а затем замедляется. Прочность на сжатие, полученная бетоном 4000 фунтов на квадратный дюйм через 1, 3, 7, 14, 21 и 28 дней отверждения, составляет 640 фунтов на квадратный дюйм (16% от общей прочности), 1600 фунтов на квадратный дюйм (40%), 2600 фунтов на квадратный дюйм (65%), 3600 фунтов на квадратный дюйм. (90%), 3840 фунтов на квадратный дюйм (96%) и 4000 фунтов на квадратный дюйм (99%) соответственно при испытании цилиндра диаметром 15 см и длиной 30 см.

Прочность бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм через 1 день :- прочность бетона на сжатие 4000 фунтов на квадратный дюйм через 1 день или после 24 часов отверждения составляет около 640 фунтов на квадратный дюйм, что приблизительно равно 16% от общего прироста прочности за 28 дней отверждения после заливки, когда протестирован с цилиндром диаметром 15 см и длиной 30 см.

Прочность бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня :- прочность на сжатие бетона с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня отверждения составляет около 1600 фунтов на квадратный дюйм, что примерно равно 40% общего прироста прочности за 28 дней отверждения после заливки при испытании с 15 см диаметр и длина 30 см цилиндра испытания цилиндра.

Прочность бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней: – прочность на сжатие бетона с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней отверждения составляет около 2600 фунтов на квадратный дюйм, что примерно равно 65% общего прироста прочности за 28 дней отверждения после заливки при испытании с 15 см диаметр и длина 30 см цилиндра испытания цилиндра.

Прочность бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм через 14 дней :- прочность на сжатие бетона с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм через 14 дней отверждения составляет около 3600 фунтов на квадратный дюйм, что примерно равно 90% общего прироста прочности за 28 дней отверждения после заливки при испытании с 15 см диаметр и длина 30 см цилиндра испытания цилиндра.

Прочность бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм через 21 день :- прочность на сжатие бетона с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм через 21 день отверждения составляет около 3840 фунтов на квадратный дюйм, что примерно равно 96% общего прироста прочности за 28 дней отверждения после заливки при испытании с 15 см диаметр и длина 30 см цилиндра испытания цилиндра.

◆Вы можете подписаться на меня в Facebook и

Подпишитесь на наш канал на Youtube

Прочность бетона 4000 фунтов на кв. примерно равно 99% общего прироста прочности за 28 дней отверждения после литья при испытании цилиндра диаметром 15 см и длиной 30 см.