Прочность бетона: Прочность бетона, основные понятия и характеристики – Бетон — Википедия

Прочность бетона (понятие и определение по действующим нормам)

Основные термины

Согласно СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 существуют следующие виды показателей прочности бетона:

• Класс бетона по прочности на сжатие
• Класс бетона по прочности на осевое растяжение

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — это  значению кубиковой прочности бетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Класс бетона по прочности на сжатие (В) — определяется гарантированным сопротивлением сжатию, МПа, эталонного образца-куба, испытанного согласно требованиям государственных стандартов, со статической обеспеченностью 0,95 или ее гарантированной доверительной вероятностью 95% (не менее 95% испытанных образцов имеют прочность не ниже В) [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на сжатие является основной характеристикой бетона и должен указываться в проектах во всех случаях [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Разница между классом и маркой бетона состоит в обеспеченности принятого сопротивления: для марки эта обеспеченность составляет 0,5 [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].

Класс бетона по прочности на осевое растяжение (B_t) — это значению прочности бетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) [п.6.1.3 СП 63.13330.2018].

Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с нормативными документами для отдельных специальных видов сооружений.

Проектный возраст бетона — это  возраст, в котором бетон должен приобрести все нормируемые для него показатели качества, назначают при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками, с учетом способа возведения конструкций и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в проектном возрасте 28 сут [п.6.1.5 СП 63.13330.2018].

Нормируемая прочность бетона — это прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготавливают БСГ или конструкцию [п.3.1.1 ГОСТ 18105].

БСГ — это бетонная смесь, готоая к применению

Требуемая прочность бетона — минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях БСГ или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности [п.3.1.2 ГОСТ 18105].

Фактический класс бетона по прочности -значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии [п.3.1.3 ГОСТ 18105].

Фактическая прочность бетона — среднее значение прочности бетона в партиях БСГ или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии [п.3.1.4 ГОСТ 18105].

Разрушающие методы определения прочности бетона — это методы определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570 [п.3.1.18 ГОСТ 18105].

Прямые неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы  определения прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690 [п.3.1.19 ГОСТ 18105].

Косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона — это методы  определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624 [п.3.1.20 ГОСТ 18105].

Определение прочности бетона

Согласно п.5.5.5 СП 70.13330.2012 контроль прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном и проектном возрасте следует проводить статистическими методами по ГОСТ 18105, ГОСТ 31914, применяя неразрушающие методы определения прочности бетона по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690 или разрушающий метод по ГОСТ 28570 при сплошном контроле прочности (каждой конструкции).

Примечание — Применение нестатистических методов контроля, а также методов определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным у места бетонирования конструкций, допускается только в исключительных случаях, предусмотренных в ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914.

3 проверенных способа определить прочность бетона

Есть три наиболее действенных способа измерения прочности бетона. В этой статье вы узнаете как и чем измерить прочность бетона, какой из методов больше подходит под ваши задачи.

Содержание статьи

3 проверенных способа как определить прочность бетона!

При постройке здания, необходимо уделить особое внимание определению прочности бетона. Расчёты, измерения нужно проводить качественно, чтобы можно было примерно определить сроки службы здания и некоторые другие параметры.

В науке словом «Прочность» определяют как устойчивость материала к механическим разрушениям. Есть нормы прочности, указанные в стандартах и санправилах.

Кроме измерений пробного образца в лаборатории, неизбежно при качественном подходе и исследование бетона стройки – чтобы выявить разницу, если она есть, и ликвидировать её, если бетон на стройке по каким-то причинам оказался хуже, чем эталонный образец.

Всего есть три способа, как определить прочность бетона. По уменьшению влияния на образец это имеет следующий вид.

1. Разрушающий и неразрушающий контроль к содержанию

1.1. Разрушающий способ

Есть некий образец, который испытывают посредством расслаивания его прессом. Образцы испытывают на двух установках. Первая пытается сжать образец до маленького кубика. А вторая пытается просто сколоть кусок бетона. Из их результативности и времени работы делают выводы о качестве бетона.

1.2. Неразрушающий способ

Особенно он хорош для измерения прочности существующих объектов. Для неразрушающего способа определения прочности бетона тоже характерны деформации, но их объём гораздо меньше.

Есть два метода измерить прочность, не изменяя структуру материала. Первый – использование механических ударных инструментов. К ним относятся различные молотки и пистолеты. Если при помощи первых измеряют диаметр лунок после удара, то при помощи вторых – силу отскока ударного стержня – упругость материала.

Чем больше упругость, тем больше общая прочность.

2. Использование ультразвуковых оценок. к содержанию

Как известно, в плотной среде скорость звуковой и ультразвуковой передачи данных увеличивается. Значит, чем прочнее бетон, тем быстрее будет по нему передаваться ультразвук.

Есть два типа передачи – поверхностная (для стен и перекрытий) и сквозная (оценка свай, столбов, нешироких опорных элементов.)

Он разделяется на 2 типа. Первый, при помощи специальных формул, доступен тем, кто получил специальное строительное образование.

Второй же доступен каждому и чаще всего применяется на практике. Берётся совсем маленький кусок бетона, молоток весом около полкило и зубило. Зубило ставится на кусок бетона, на него со средней силой опускается молоток. Молоток отскакивает, повторно отпускать его не надо. Снимаем зубило и смотрим на диаметр. Если бетон не повредился, то это самые лучшие сорта бетона – от Б 25 и выше. Если бетон повредился слегка (до пяти миллиметров), то это средние сорта бетона – от Б 10 до Б 25. А вот если бетон повредился до сантиметра, то это сравнительно слабые сорта – от Б 5 до Б 10.

Данный способ измерения прочности бетона подходит каждому, его легко запомнить, но стоит так же помнить и то, что такой способ годится только для мелких строек – при постройке официальных крупных зданий, в которых будут располагаться предприятия или будут жить люди, бетон нужно оценивать при помощи приглашённых экспертов и промышленных формул и установок.

Даже если вы, скажем, проводите ремонт крыши частного дома, вам потребуется оценить прочность бетона опорных конструкций, на которых эта крыша будет держаться.

Галерея изображений к содержанию

» Способы измерения прочности бетона

Бетон является разновидностью искусственного камня, который широко применяется во всем мире уже не одно столетие. Это материал получается в результате твердения правильно составленной смеси из воды, цемента и заполнителей. В состав также могут входить различные добавки, усиливающие или снижающие то или иное свойство бетонной смеси, влияя на такой важный показатель, как средняя прочность бетона.

Основные свойства бетонной смеси

Качество затвердевшей бетонной смеси определяется показателями прочности, плотности, однородности, пластичности и рядом других свойств. Технические характеристики определяются лабораторными исследованиями, основанными на механическом воздействии на образец или ультразвуковым воздействием с последующим построением градуировочной зависимости, где данные показаны в виде графика или таблицы.

Плотность затвердевшего раствора является одним из показателей его качества и определяется соотношением массы к объему. Плотность материала зависит от количества вовлеченного воздуха при последующем его застывании. Чем меньше воздуха – тем меньше пор и, соответственно, выше плотность материала. Чем плотней бетон, тем он прочнее.

Существует прямая зависимость прочности бетона от его плотности. Так как плотность измерить достаточно сложно, в строительстве существует такое понятие, как средняя прочность.

Полученному в результате 95 из 100 лабораторных испытаний среднему показателю присваивается обозначение, которое и является классом бетона. Класс в проектной документации является единым во всем мире, обозначается буквой «В» и измеряется в мПа.

Прочность

Это важнейший показатель качества материала, который гарантируется ГОСТ на 28 сутки его естественного твердения. Значением прочности принято считать сопротивление к разрушению целостности структуры вследствие внутренних напряжений и внешних воздействий.

Бетон, как и любой искусственный камень, имеет пористую структуру, поэтому лучше всего сопротивляется сжатию. Показатель прочности бетона на сжатие определяет его марку, которая обозначается буквой «М» и измеряется в кгс/см2. Например: Смесь М400 говорит о том, что прочность на сжатие его составляет 400 кгс/см2.

Существует соответствие класса и марки бетона, которая представлена в таблице.

Марка	Класс, мПа	Прочность, кгс/см2
М 75	В 5	65 кгс/см2
М 100	В 7,5	98 кгс/см2
М 150	В 10	131 кгс/см2
М 200	В 15	196 кгс/см2
М 250	В 20	262 кгс/см2
М 300	В 22,5	294 кгс/см2
М 350	В 25	327 кгс/см2
М 400	В 30	393 кгс/см2

Виды

Различают два типа прочности бетона на сжатие – это кубиковая и призменная.

Кубиковая

Кубиковая прочность неармированного бетона – это способность образца (кубика), твердевшего 28 суток при влажности 95-100 % и температуре окружающего воздуха 20-23 °С, выдерживать определенное давление. Измеряется в мПа.

Призменная

Призменная прочность бетона – это временное сопротивление бетонной призмы сжатию. Как правило, призменная ниже кубиковой. Чем больше зависимость между высотой и основанием образца, тем меньше его прочность. Измеряется в кгс/ч.

При производстве железобетонных конструкций различают проектную, нормируемую, требуемую, фактическую, распалубочную, передаточную и отпускную прочность бетона.

1. Проектная – это прочность бетона при его определенном возрасте. Если нет особых требований, то предел проектной прочности достигается при возрасте уложенной смеси 28 дней.
2. Нормируемая – это значение, установленное проектной или другой нормативной документацией.
3. Требуемая – это минимально допустимое значение прочностных характеристик изделий в рамках одной партии.
4. Фактическая — это средний показатель характеристик изделий в рамках одной партии.
5. Распалубочная прочность армированного бетона считается минимально допустимым значением, при котором изделие можно вынимать из формы.
6. Передаточная прочность армированного бетона – это регламентируемое значение кубиковой прочности к моменту его армирования. Передаточная прочность не назначается ниже 70% от проектной и не может быть менее 14 мПа.
7. Отпускная прочность бетона – это характеристика, при которой изделие разрешено отпускать потребителю.

Как определяется

Существует два метода определения прочности: разрушающий и не разрушающий. Разрушающий метод состоит в раздавливании образцов материала и является наиболее точным. Критическая прочность бетона фиксируется и является исходным показателем для расчета прочности бетона и определяется в мПа. К разрушающим методам контроля относятся кубиковое и призменное испытание образцов, описанное выше. Испытания регламентируются ГОСТ 18105-86.

К неразрушающим методам контроля относятся методы воздействия ударом, частичного разрушения и ультразвуковое исследование образца.

Метод ударного обследования образца

Существуют три основных ударных метода исследования:

1. Ударного импульса. Метод заключается в определении выделенной энергии при определенной силе удара.
2. Отскока. Метод регистрирует величину отскока бойка от поверхности изделия или образца.
3. Деформации. При таком методе производится давление на бетонную поверхность с последующей регистрацией давления в мПа и глубины деформации.

Метод частичного разрушения изделия

Этот метод также предполагает три типа воздействия на бетонный образец.

Отрыв. Метод заключается в приклеивании к бетонной поверхности металлического диска с последующим его отрывом. Определяющим значением является усилие, значение которого используется в дальнейших вычислениях. Определяется в мПа.

Скалывание. Метод скалывания заключается в скользящем воздействии на грань образца с регистрацией усилия, необходимого для частичного разрушения объекта.

Отрыв со скалыванием. Суть этого метода состоит в анкерном креплении на поверхности бетонной конструкции специального устройства с последующим его отрывом и регистрацией данных.

Ультразвуковое обследование

В основе метода лежит построение градуировочной зависимости между прочностью бетона и скоростью прохождения через него ультразвука. На построение градуировочной зависимости влияет:

• состав и фракция заполнителя;
• уменьшение или увеличение массы цемента;
• способ приготовления и уплотнения смеси;
• напряженность бетона.

Градуировочную зависимость определяют по единичным значениям скорости распространения ультразвуковых волн и прочности бетона. За единичное значение прочности бетона принимают средние значения при исследованиях идентичных образцов. Градуировочную зависимость выстраивают в виде таблицы или графика, построенного на основе линейного или экспоненциального вида. На предприятиях, выпускающих ЖБ конструкции, проверку градуировочной зависимости осуществляют не реже 1 раза в 2 месяца, согласно ГОСТ 17624-87.

Отчего зависит

Среди технологических факторов, влияющих на структуру и прочность бетона можно выделить:

1. Активность или качество цемента.
2. Количество цемента. С количеством цемента следует быть внимательным, так как с его увеличением выше оптимального значения происходит повышение плотности, но снижение других свойств бетона.
3. Чистота и форма заполнителей. Загрязненный и гладкий заполнитель имеет низкую сцепливаемость с цементным молочком, вследствие чего уменьшается качество смеси.
4. Качество замеса. Недостаточное перемешивание значительно снижает прочностные характеристики бетона.
5. Способ уплотнения. Плотность, а, соответственно, и прочность бетонного изделия выше при уплотнении вибраторами. Ручное уплотнение значительно снижает качество смеси.
6. Возраст. Нарастание прочности бетона наступает по прошествии 28 суток естественного твердения.
7. Условия твердения. Максимальную прочность получает бетон, твердевший во влажной среде при температуре 15-20 °С. При понижении температуры нарастание прочности снижается. Нижний температурный предел твердения составляет 0 °С.

Отдельного разговора заслуживает влагоцементное соотношение, которое является главным фактором в требуемых прочностных характеристиках смеси. Самый «правильный» бетон получится, если в смесь добавить 20% воды от массы цемента. Но при такой зависимости смесь получается слишком сухая, что приведет к потере пластичности и сделает практически невозможным ее укладку. Именно поэтому в раствор добавляется воды в несколько раз больше необходимой нормы. При твердении влага из раствора испаряется, что приводит к появлению пор, снижающих плотность материала.

Если обобщить вышесказанное, то основной закон прочности бетона состоит в зависимости показателя от качества применяемых материалов и плотности затвердевшей смеси.

Наиболее прочный материал

Большинство наших соотечественников интересует вопрос, какой должен быть состав и технические характеристики у самого качественного в мире бетона? Буквально несколько месяцев назад представитель японской компании Taiheiyo Cement сообщил прессе, что ими был разработан самый прочный бетон, способный выдержать давление более 4,5 т на 1 см2. Такое заявление произвело в строительном мире «эффект разорвавшейся бомбы», так как предельная прочность металлических конструкций на сегодняшний день не превышает 2 т на см2.

Технология производства является коммерческой тайной компании. Полный состав заполнителей также не разглашается, но, по словам представителя компании, в составе бетона используются особые кремниевые добавки.

Будем надеяться, что эта технология в скором времени появится и на нашем рынке, что даст возможность отечественным компаниям значительно повысить качество и скорость строительства новых объектов.

Как рассчитать прочность бетона: формула для вычисления

Одним из главных свойств материала называют прочность бетона при осевом сжатии, растяжении при изгибе затвердевшей смеси. Крепость при сжатии выделяют двух видов: призменную, а также кубиковую. Равным образом долговечность раствора характеризуется классом или маркой. Существует процесс по набору бетоном затвердения, он длится ровно 28 дней. Примерно через 7 суток состав обретает 70% своей окончательной крепости.

Что учитывать и от чего зависит?

Физико-механические свойства находятся под тесным воздействием бетонной структуры, зависящие от смешанности раствора и разнящиеся способами изготовления. А также крепость обусловливается следующими факторами:

Качество перемешивания будущего материала тоже влияет на данное его свойство.

• интенсивность бетонно-цементного раствора;
• содержимое компонентов в процентном количестве;
• водоцементные пропорции в составе смеси;
• промышленные характеристики;
• свойства наполнителей;
• уровень перемешивания ингредиентов состава;
• часы, потраченные на приобретение раствором твердости;
• температурные показатели в атмосфере;
• сырость в окружающей среде.

Распределение по маркам и классам

Марка обозначается буквой М, а сопутствующая цифра возле нее определяет среднее примерное значение прочности при сжатии, выражается в кгс/см2. Таблица по показателям прочности:

Марка	Степень прочности, кгс/см2
100	98,2
150	158,6
200	197,4
250	261,90
300	307,40
350	337,42
400	392,8
450	459,29
500	522,77

Марка бетона полностью зависит от количественного соотношения цемента в составе раствора. При этом принято считать, что чем больше количество, тем выше марка и, в обратном порядке.

Грамотно вычислить количество ингредиентов материала можно с помощью специального калькулятора.

Определяют крепость еще и по цементным классам. Их разделяют для легких и тяжелых составов, а также по уровням крупности. Для расчета составов и пропорций применяют формулы, а для быстроты подсчета есть автоматические калькуляторы. Средняя прочность с коэффициентом крепости n = 0,136 и обеспеченностью t = 0,96 зависит от класса и формула для вычисления: Вb = Rb х0,778 или Rb = Вb / 0,778.

Характеристики цемента

Вид	Класс, В
Легкий	10, 12,5, 15, 30, 40
Тяжелый	10, 12,5, 15, 30, 40, 50, 55, 60
Мелкозернистый, крупность < 2,1	40
Мелкозернистый, крупность > 1	30

Нормативные данные

Посмотреть «ГОСТ 10180-90» или cкачать в PDF (3 MB)

Прочность бетона на растяжение при изгибе, на сжатие и др. определяется ГОСТом 10180—90. К основным контрольным характеристикам состава относят:

• Нормативные данные сопротивления (Rbn) с вероятностью 95% и обеспеченностью 0,95 или растяжению (Rbtn).
• Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (смятию). Имеет следующее соотношение, что для первой конечной характеристики обеспеченности Rb составляет — 0,997, а для второй граничное значение Rbser — 0,96.

Как рассчитывать?

Для данного показателя важна и марка цемента, на основе которого производится материал.

Крепость обуславливается многочисленными факторами, но первоочередно зависит от цементной марки Rц и обстоятельств застывания. Учитывая, что качество заполнителей для бетона соответствует запросам, описанным в ГОСТ 10268–80, то прочность материала, зависимая от марки и В/Ц, выражается формулой: Rб = ARц (Ц/В — 0,5), где:

• Rб — бетонная крепость за 28 сут., МПа;
• А — показатель, зависящий от наполнителей и их качества;
• Rц — марка;
• Ц/В — соотношение цемента и воды в составе (цифра, противоположная В/Ц).

Посмотреть «ГОСТ 10268-80» или cкачать в PDF (1 MB)

Динамика набора прочности тяжелого бетона: n = 100 * (lg (n) / lg (28)), где n — день, на который желательно определить крепость цемента (но не меньше 3 дней). При обстоятельствах застывания, отличающихся от обычных, особенно по температурным режимам, нужно знать, что уменьшение температуры способствует торможению твердения, а повышение — ускорению. При показателях 10 градусов по Цельсию, спустя 7 сут. цемент будет иметь крепость 40—50%, а при 5 °C — 31—34%. При отрицательных температурах бетоны без специальных добавок вовсе не крепнут.

Граничная высота сжатой зоны (абсолютная или относительная) — показатель (х) предельной прочности бетона, уже перед разрушением.

Формула для вычисления

Чтобы провести расчет прочности бетона на растяжение при изгибе применяют формулу: Rи = 0,1 • P • L / b • h3, где: L — расстояние между балками; Р — масса суммарной нагрузки и к ней добавляется вес бетона; h — высота и b — ширина балки по сечению. Обозначается сокращенно — Btb, и плюсуют число в диапазоне от 0,4 до 8. Прочность на растяжение высчитывают так: Rbt = 0,233 х R2. Показатели растяжения и изгиба существенно меньше, чем способность бетона выносить нагрузки.

Марки бетона по прочности, область применения + видео

2 Фев by admin

Содержание:

Состав марок бетона

Эксплуатационные характеристики, принцип деления на марки

Назначение добавок в бетонных смесях

Как приготовить бетон самостоятельно

Наибольшее применение на практике получили марки М100-М500.

Каждой марке бетона по прочности соответствует своя область применения:

• М-100 часто используется в качестве слоя, способного выдерживать небольшие нагрузки. Пример использования: полы, бетонируемые поверх грунта; подготовка слоя под несущие конструкции; дорожное строительство; сооружение малых архитектурных форм и неответственных конструкций.
• М-150 применяется в качестве подготовительного материала для тротуаров из бетона и стяжки полов, заливки ленточных фундаментов и монолитных плит; используется при производстве бетонных подушек и бордюрных блоков.
• М-200 применяется в гражданском, промышленном и дорожном строительстве. Очень популярен в малоэтажном строительстве, где используется для устройства всех типов фундамента. Применяется для изготовления железобетонных и бетонных конструкций, пли, переборок, способных выдерживать ограниченные нагрузки.
• М-250 менее востребован. Используется при производстве тротуаров, монолитных фундаментов, заборов, лестничных пролетов.
• М-300 имеет широкое применение, в том числе при сооружении лестниц, коллекторных систем, плит перекрытий, автомобильных дорог, монолитных и подпорных стен.
• М-350 используется практически во всех видах строительства. Основные конструкции – балки, колонны, несущие стены, монолитные фундаменты, плиты перекрытий.
• М-400, М-450 обладает повышенными прочностными характеристиками. Используется при возведении особо ответственных конструкций – цокольные этажи зданий, гидротехнические сооружения, мосты, ригели, поперечные балки, банковские хранилища. Из-за высокой стоимости используется в небольших объемах.
• М-500 применяется для особо ответственных железобетонных изделий – плотины, дамбы, метро, мостовые конструкции, хранилища.В марках бетона М100-300 в качестве заполнителей помимо гранитного и гравийного щебня допускается использование известнякового. В процессе изготовления марки М-350 могут быть использованы только гранитный и гравийный щебни. Марки М-400, М-450, М-500 производятся с применением гранитного щебня и специальных добавок-пластификаторов. Разница в прочностных характеристиках марок бетона обусловлена различиями в их составе, а именно разными пропорциями цемента, песка и щебня. Наибольшая прочность бетона обеспечивается высоким содержанием цемента.

Состав марок бетона

Для получения качественного бетона необходимо четко выдерживать пропорции составляющих его материалов, которые устанавливаются в зависимости от требований к эксплуатационным характеристикам готового продукта.

Прочность бетона обеспечивается главным образом применением соответствующей марки цемента. Принимая конкретную марку цемента за основу, можно рассчитать требуемое соотношение остальных компонентов бетонной смеси – песка, щебня, пластификаторов.

Для каждой марки цемента установлены на практике пропорции других компонентов, при соблюдении которых будет получена требуемая марка бетона. Например, для цемента М400 долевое участие других составляющих по массе приведено в таблице:

Таблица – состав и пропорции марок бетона на основе цемента М400
Соотношение
Получаемая марка бетона : цемент м400 : песок : щебень
М100 1 : 4,6 : 7,0
М150 1 : 3,5 : 5,7
М200 1 : 2,8 : 4,8
М250 1 : 2,1 : 3,9
М300 1 : 1,9 : 3,7
М400 1 : 1,2 : 2,7
М450 1 : 1,1 :2,5

Для получения бетона с более высокими прочностными характеристиками в качестве основы для расчетов принимается цемент марки М500.
Отдельное внимание следует уделить фракции щебня. Для того чтобы бетон получился качественным, необходимо использовать щебень фракции от 5 до 20 мм. Песок должен быть максимально очищенным от посторонних примесей, глины, водорослей. 

Вода более всего подходит талая или дождевая. Если в наличии имеется жесткая вода, её необходимо предварительно смягчить, добавив канцелярский клей в соотношении 200 мл на 1 м3.воды, и оставив в таком состоянии примерно на 12 часов до выпадения осадка жестких солей. В процессе приготовления цементной смеси следует стремиться к тому, чтобы цемент максимально впитал в себя воду – она не должна присутствовать в свободном состоянии.

Пластификаторы должны добавляться согласно инструкциям на их применение. При необходимости в бетонные смеси могут вводиться красители, позволяющие получить декоративные бетонные конструкции.

Для получения качественного бетона необходимо тщательно соблюдать не только требуемую пропорцию компонентов, но и технологию изготовления.

Эксплуатационные характеристики, принцип деления на марки

Бетонные смеси, применяемые в строительстве, состоят из четырех основных компонентов – цемента, песка, щебня и воды. В зависимости от пропорции этих составляющих готовый продукт может характеризоваться различными эксплуатационными свойствами, в соответствии со значениями которых бетон принято разделять на марки.

К основным эксплуатационным характеристикам бетона, указываемым в его условном обозначении в проектной документации, относятся следующие показатели:

• Прочность
• Морозостойкость
• Водонепроницаемость
• Удобоукладываемость

Прочность является наиболее важным показателем качества бетона. Она напрямую зависит от прочности цемента и его количественного соотношения с водой. Марка бетона по прочности соответствует величине сопротивления осевого сжатия, измеренной на эталонных образцах-кубах. В случае если определяющим в проектируемой конструкции будет осевое растяжение, разработчик назначит марку бетона по величине сопротивления осевому растяжению. Как правило, по мере увеличения показателя прочности бетона на сжатие растет и его величина прочности на растяжение. Однако для высокопрочных марок эта закономерность прослеживается не так явно — рост сопротивления растяжению при возрастании прочности на сжатие несколько замедляется. Принято различать марки бетона по прочности в диапазоне М50-М1000, где цифры соответствуют среднему значению предела прочности на сжатие в кгс/см2. Выбор марки бетона по прочности обусловлен требованиями к строительному объекту. Наименьшим числовым значениям марок (М50, М75, М100) соответствуют наименее прочные бетонные смеси, которые могут быть использованы в строительстве неответственных конструкций.

Морозостойкость бетона – это его способность сохранять физико-механические свойства при переменных, многократно повторяемых циклах замораживания и оттаивания. Эта характеристика имеет определяющее значение для бетона, используемого в устройстве дорожных и аэродромных покрытий, мостовых опор и других сооружений. В соответствии с действующими стандартами приняты базовые и ускоренные способы оценки морозостойкости бетона. В случае расхождения результатов испытаний, проведенных этими способами, в качестве окончательных принимаются результаты базового способа. Марки бетона по морозостойкости установлены в пределах от F 50 до F 500. Выбор марки бетона по уровню морозостойкости производится в зависимости от климатических условий местности, а также возможного количества циклов замораживания и оттаивания в течение холодного периода года. Наиболее высокими показателями морозостойкости характеризуются плотные бетоны.

Водонепроницаемость — это способность бетона не пропускать через себя воду, поступающую под давлением. Материал с высоким показателем водонепроницаемости устойчив к перепадам температур, характеризуется повышенной морозостойкостью. Марки бетона по водонепроницаемости обозначаются в диапазоне от W2 до W20. Марка бетона по водонепроницаемости соответствует величине давления водяного столба (кгс/ см2), при котором цилиндрический образец стандартных размеров не пропускает воду в ходе нормативных испытаний. Марка бетона по водонепроницаемости – условная величина. На практике сооружения имеют запас, который в десятки раз превышает нормативную величину. Требуемая марка по водонепроницаемости обычно определяется исходя из практического опыта эксплуатации сооружений подобного типа и является косвенной характеристикой плотности бетона.

Удобоукладываемость бетона – это его физическая способность быть уложенным в заданную конструкцию с наименьшими усилиями. Для оценки этого качества бетона применяются два показателя – подвижность и жесткость. Жесткость обозначается в пределах от Ж1 до Ж5, подвижность – от П1 до П5.

Назначение добавок в бетонных смесях

Помимо основных компонентов бетонной смеси – цемента, песка, щебня и воды – в производстве часто используют специальные добавки, которые в соответствии с назначением делятся на следующие группы:

• Добавки, регулирующие процесс затвердевания бетона.
• Пластификаторы, повышающие прочность, морозостойкость, водонепроницаемость.
• Комплексные добавки – объединяющие в себе несколько видов воздействия.

Применение специальных добавок позволяет получить бетон с требуемыми характеристиками, сократив затраты цемента.

К добавкам, ускоряющим процесс затвердевания бетона, относятся следующие вещества:

• хлорид кальция;
• нитрат кальция;
• нитрит-нитрат кальция;
• нитрит-нитрат-хлорид кальция;
• сульфат натрия;
• нитрат натрия;
• тринатрийфосфат;
• хлорид натрия
• и другие химические соединения и продукты.

Среди комплексных пластификаторов-ускорителей наибольшее применение получили следующие:

• Реламикс Т-2;
• УП-4;
• Пластил-У;
• Форт УП-2М;
• Лигнопан Б-2;
• Петролафс,
• а также продукты импортного производства.

К наиболее популярным добавкам помимо указанных относятся Полипласт СП-1, пластификатор С-3, смола ДЭГ-1, дибутилфталат, жидкое стекло.

Добавку следует подбирать отдельно для каждого конкретного случая. Неквалифицированное использование добавок и возможная их передозировка могут отрицательно сказаться на качестве готовой бетонной смеси. В качестве примера использования добавки рассмотрим пластификатор С-3. Данная добавка представляет собой сухую смесь светло-коричневого цвета, расфасованную в полипропиленовые мешки. С-3 повышает прочностные характеристики бетона, обеспечивает его однородность, предупреждает трещинообразование. С-3 добавляется в бетонную смесь в количестве 0,3-1,2 % от массового содержания вяжущего вещества. Вводится в смесь в разбавленном виде вместе с водой. Необходимая степень концентрации в смеси подбирается путем пробных замесов. При работе с добавкой следует применять средства индивидуальной защиты.

Как приготовить бетон самостоятельно?

Для самостоятельного приготовления бетона рекомендуется приобрести цемент марок М350-М500, имеющий высокие показатели прочности. В качестве наполнителей применяются чистый речной песок и гранитный гравии, иногда песко-гравийная смесь. Для получения высококачественного бетона необходим пластификатор, например, хорошо зарекомендовавший себя на практике С-3. Он обеспечивает высокую пластичность, водонепроницаемость, а также повышает адгезию к поверхностям и арматуре. При необходимости получения бетона повышенной прочности на растяжение рекомендуется использовать армирующие добавки – стекловолокно, базальтовое или полимерное волокно, специальные металлические нити. Количество волокна на единицу бетонной смеси указывается в инструкции на добавку.

В процессе приготовления смеси одна часть цемента смешивается с двумя частями песка и двумя частями гравия или с четырьмя частями песко-гравия. В смесь добавляются пластификаторы в соответствии с инструкцией на их применение. Следующий этап – тщательное перемешивание полученной смеси. Затем добавляется вода, и смесь снова перемешивается. Вода должна добавляться осторожно небольшими порциями в таком количестве, чтобы смесь приобрела необходимую текучесть – начала стекать с поверхности мастерка. Превышение необходимого количества воды даже на 2% может отрицательно сказаться на качестве смеси. Главное требование – получение однородного (гомогенного) состава бетона, в котором не будет сгустков цемента, комков, пузырей воздуха, сухих включений, полостей с водой.

При использовании бетономешалки последовательность, в которой будут добавляться компоненты, не играет принципиальной роли. Для обеспечения требуемой однородности смеси достаточно, чтобы бетономешалка работала около 10 мин. Гораздо сложнее обеспечить однородность смеси при ручном перемешивании. В этом случае необходимо соблюдать опробованную на практике последовательность действий.

При изготовлении бетонной смеси вручную рекомендуется следующий алгоритм работы:

• смешать цемент с песком и добавками до получения однородной массы;
• добавить небольшую порцию воды (примерно треть от необходимого количества), опять перемешать;
• продолжить добавление воды, чередуя с перемешиванием, до получения необходимой консистенции состава;
• добавить гравий, после чего еще раз тщательно перемешать полученную смесь.

Существует еще ряд рекомендаций, к которым полезно прислушаться при самостоятельном изготовлении бетона:

• Целесообразно использовать в процессе изготовления бетона наполнители различных фракций. Это позволяет избежать образования пустот в смеси и как следствие повышенного расхода цемента.
• При перемешивании вручную следует добавлять щебень в направлении перемешивания и, используя грабли, разравнивать вершину конуса.
• Воду рекомендуется добавлять из лейки, применяя разбрызгивающую насадку. Нельзя лить воду из ведра, поскольку под её напором будет вымываться цемент.
• При использовании для приготовления смеси бетономешалки, не допускается не только сокращать необходимое время перемешивания, но и увеличивать его, поскольку при длительном перемешивании начинается расслаивание смеси на составляющие. Время перемешивания определяется объемом смеси и типом бетономешалки.

В домашних условиях не всегда есть возможность получить бетонную смесь с требуемым запасом прочности. Поэтому в некоторых случаях предпочтительнее приобрести готовый бетон, полученный в промышленных условиях. Его более высокая стоимость будет компенсирована гарантированным качеством.