Бетон прочность: Прочность бетона | Таблица соответствия марок бетона

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.  


факторов, влияющих на прочность бетона

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

  • Факторы, влияющие на прочность бетона
    • Качество сырья
    • Водоотъемлемое соотношение
    • Крусный / изящный агрегат Соотношение
    • Возраст бетона
    • Уплотнение бетона
    • Температура
    • Относительная влажность
    • Отверждение

На прочность бетона влияют многие факторы, такие как качество сырья, водоцементное соотношение, соотношение крупных и мелких заполнителей, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и отверждение бетона.

Качество сырья

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и правильно хранится (т.е. в сухих условиях), он должен быть пригоден для использования в бетоне. Заполнители: Качество заполнителей, их размер, форма, текстура, прочность и т. д. определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона. Вода: часто качество воды регулируется пунктом, в котором говорится: «…вода должна быть пригодна для питья…». Этот критерий, однако, не является абсолютным, и следует ссылаться на соответствующие нормы для испытаний водохозяйственного назначения.

Соотношение вода/цемент

Связь между водоцементным отношением и прочностью бетона показана на графике, как показано ниже: Чем выше водоцементное отношение, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации. На графике чего-то не хватает. При заданном содержании цемента удобоукладываемость бетона снижается, если уменьшается водоцементное отношение. Более низкое водоцементное отношение означает меньше воды или больше цемента и более низкую удобоукладываемость. Однако, если удобоукладываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнить, и его прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при условии достижения полного уплотнения.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

F Для соотношения крупного и мелкого заполнителя необходимо отметить следующие пункты:

  • Если доля мелких частиц увеличивается по отношению к крупному заполнителю, общая площадь поверхности заполнителя увеличивается.
  • Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, потребность в воде также увеличится.
  • Если предположить, что потребность в воде увеличилась, водоцементное отношение увеличится.
  • Поскольку водоцементное отношение увеличилось, прочность на сжатие уменьшится.

Соотношение заполнителя и цемента

Следующие моменты должны быть отмечены для соотношения заполнителя и цемента:

  • Если объем остается прежним, а доля цемента по отношению к песку увеличивается, площадь поверхности твердого тела увеличивается.
  • Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, потребность в воде останется прежней для постоянной удобоукладываемости.
  • При условии увеличения содержания цемента без увеличения потребности в воде водоцементное отношение уменьшится.
  • Если водоцементное отношение уменьшается, прочность бетона увеличивается.

Важно помнить о влиянии содержания цемента на удобоукладываемость и прочность, которое можно резюмировать следующим образом:

  1. Для заданной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на водопотребность и приводит к снижению водоцементного отношения.
  2. Уменьшение водоцементного отношения приводит к увеличению прочности бетона.
  3. Таким образом, при заданной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетон не высыхал или температура была слишком низкой. Теоретически, если бетону не дают высохнуть, он всегда будет увеличиваться, хотя и с постоянно уменьшающейся скоростью. Для удобства и для большинства практических применений обычно считается, что большая часть прочности достигается к 28 дню.

Уплотнение бетона

Любой захваченный воздух в результате недостаточного уплотнения пластичного бетона приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% захваченного воздуха, прочность упадет в пределах от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры. При повышении температуры реакция также усиливается. Это означает, что бетон, выдержанный при более высокой температуре, наберет прочность быстрее, чем аналогичный бетон, выдержанный при более низкой температуре. Однако конечная прочность бетона, выдерживаемого при более высокой температуре, будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшего цементного теста менее хорошо структурирована и более пористая, когда гидратация протекает с большей скоростью. Это важно помнить, потому что температура оказывает аналогичное, но более выраженное вредное воздействие на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если дать бетону высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности аналогичных бетонов в различных условиях.

Отверждение

Из того, что было сказано выше, должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде могут быть уменьшены, если бетон надлежащим образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги. Подробнее: Прочность бетона на сжатие. Испытание кубиком, процедура, результаты Испытание бетонных стержней на прочность – отбор проб и процедура Бетон Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

Выбор бетона PSI — доставка готовой смеси

Когда вы слышите, как кто-то упоминает бетон PSI (фунты на квадратный дюйм), в основном они говорят о том, насколько прочным становится бетон после того, как он вылечить. Чем выше рейтинг в фунтах на квадратный дюйм, тем большую силу сжатия он может выдержать. Что это значит? Представьте, что вы строите две парковочные площадки. Одна колодка для Honda Civic весом 3000 фунтов и одна для 40-футового фургона весом 30 000 фунтов. Очевидно, что RV будет оказывать гораздо большее сжимающее усилие на бетон, чем Civic. Парковочная площадка для автофургонов потребует отверждения бетона с более высокой прочностью. И эта прочность достигается за счет создания смеси бетона с более высоким PSI.

Что создает бетонную смесь с более высоким PSI? Отличный вопрос. Бетон представляет собой смесь песка, заполнителя (камня), воды, воздуха и цемента. Вы когда-нибудь слышали, чтобы кто-то называл подъездную дорожку «цементной подъездной дорожкой»? Чтобы быть придирчивым, на самом деле это бетонная подъездная дорожка, цемент — это просто часть смеси, которая делает бетон, но я отвлекся…. Чем больше цемента добавлено в смесь, тем выше рейтинг PSI бетона после его отверждения. Например, традиционная бетонная смесь с давлением 3000 PSI содержит 5 мешков цемента. Для достижения 4000 фунтов на квадратный дюйм требуется 6 мешков цемента. Добавленный цемент также является причиной того, что смеси с более высоким PSI являются более дорогими. Они требуют больше сырья, увеличивая стоимость. И пока я об этом думаю, наши грузовики не называются «цементовозами», технически это «бетоновозы», помните, цемент — это просто часть смеси. Но я снова отвлекся……

Вероятно, вы спрашиваете себя. Я, как мне узнать, какая смесь PSI мне нужна для моего проекта? Если вы нанимаете подрядчика для отделки бетона, он сможет указать это для вас, так что вам не придется об этом сильно беспокоиться. Однако никогда не помешает быть образованным потребителем. Не стесняйтесь спрашивать своего подрядчика, какой PSI они используют и почему они его используют!

Rocket Concrete предлагает широкий ассортимент бетонных смесей. Три наиболее распространенных; 3000 фунтов на квадратный дюйм, 3500 фунтов на квадратный дюйм и 4000 фунтов на квадратный дюйм. Если вы занимаетесь проектом самостоятельно, вот несколько общих практических правил.

  • Бетон 3000 PSI широко используется в жилых помещениях, таких как тротуары, внутренние дворики и подъездные пути, если вы не собираетесь водить или парковать на нем тяжелую технику.

  • 3500 PSI менее распространен на тротуарах и внутренних двориках. Он чаще используется для фундаментов, плит или подъездных путей / парковочных площадок для тяжелых транспортных средств, таких как RV.