Прочность бетона
Под прочностью бетона понимают сопротивление материала разрушительным действиям внутреннего напряжения, вызванным различными факторами внешней среды. На стройматериал, находящийся в составе сооружения, оказывает влияние растяжение, сжатие, изгиб, кручения и срезы. Самые высокие показатели у прочности бетона на сжатие, а самые низкие у прочности на растяжение. Именно по этой причине сооружения в основном проектируют так, чтобы на бетонные элементы приходились по большей части сжимающие нагрузки. Если все же необходимо чтобы бетон выдерживал напряжения растяжения и среза, то конструкции усиливаются арматурой.Классы бетона по прочности
Основная классификация бетона базируется именно на этой характеристике. Марка М15 отличается самой низкой прочностью, М800 наоборот самой высокой. Такая система дает возможность заранее спрогнозировать поведение той или иной марки, и выбрать материал, который будет полностью соответствовать расчетным нагрузкам.
Например, легкие ограждения и теплоизоляционные перегородки могут выполняться из марок М15-М50, М100-150 оптимальны для укладки монолитных оснований, а для ответственных ЖБ сооружений используют бетон не ниже М300.
Сегодня широко применяется также классификация бетона по прочности на сжатие В1 – В22. Различаются эти системы тем, что марки бетона рассчитываются по среднему, а классы по гарантированному фактическому значению прочности. Разрабатывая инженерно-проектную документацию, специалисты, как правило, оперируют понятием классов В. Среди строителей и в быту более понятной и привычной считается система марок.
Легко разобраться в соотношениях марок и классов можно, воспользовавшись следующей таблицой "Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов по прочности на сжатие":
| Марка бетона по прочности на сжатие | Класс бетона по прочности на сжатие | Условия марка бетона*, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Бетон всех видов, кроме ячеистого | Отличия от марки бетона (в %) | Ячеситый бетон | Отличие от марки бетона (в %) | ||
| М 15 | В 1 | - | - | 14,47 | -3,5 |
| М 25 | В 1,5 | - | - | 21,7 | -13,2 |
| М 25 | В 2 | - | - | 28,94 | 15,7 |
| М 35 | В 2,5 | 32,74 | -6,5 | 36,17 | 3,3 |
| М 50 | В 3,5 | 45,84 | -8,1 | 50,64 | 1,3 |
| М 75 | В 5 | 65,48 | -12,7 | 72,34 | -3,5 |
| М 100 | В 7,5 | 98,23 | -1,8 | 108,51 | 8,5 |
| М 150 | В 10 | 130,97 | -12,7 | 72,34 | -3,55 |
| М 150 | В 12,5 | 163,71 | 9,1 | 180,85 | - |
| М 200 | В 15 | 196,45 | -1,8 | 217,02 | - |
| М 250 | В 20 | 261,93 | 4,8 | - | - |
| М 300 | В 22,5 | 294,68 | -1,8 | - | - |
| М 300 | В 25 | 327,42 | 9,1 | - | - |
| М 350 | В 25 | 327,42 | -6,45 | - | - |
| М 350 | В 27,5 | 360,18 | 2,9 | - | - |
| М 400 | В 30 | 392,9 | -1,8 | - | - |
| М 450 | В 35 | 459,39 | 1,9 | - | - |
| М 500 | В 40 | 523,87 | 4,8 | - | - |
| М 600 | В 45 | 589,35 | 1,8 | - | - |
| М 700 | В 50 | 654,84 | -6,45 | - | - |
| М 700 | В 55 | 720,32 | 2,9 | - | - |
| М 800 | В 60 | 785,81 | -1,8 | - | - |
| *Условная марка бетона - среднее значение прочности бетона серии образцов (кгс/см2), приведенной к прочности образца базового размера куба с ребром 15 см, при номинальном значении коэффицента вариации прочности бетона. | |||||
От чего зависит прочность бетона
При выполнении любых строительно-монтажных работ очень важно соблюдать все условия, влияющие на прочность бетона в будущем сооружении. Основные факторы, задающие прочностные характеристики бетону:
- Качество цемента. Из более прочного, быстро твердеющего и качественного цемента получается бетон с аналогичными показателями;
- Объем цемента. Его количество на один кубометр должно быть таким, чтобы не оставалось пустот в песке, щебне или другом заполнителе. Образованию пустот способствует также и избыточное количество жидкости, которая при засыхании испаряется и понижает прочность бетона;
- Заполнитель. От того, насколько качественный наполнитель напрямую зависит прочность готового материала. Однородность, чистота и правильная геометрическая форма гранул значительно упрочняют бетон;
- Замешивание. Чем дольше и интенсивней замешивание, тем прочнее будет конечный результат;
- Соблюдение правил и норм укладки смеси. Работая с цементным раствором, важно четко придерживаться технологии его нанесения. Использование специальных профессиональных вибраторов способно на 20-30% увеличить прочность бетона.
Методика определения прочности бетона
При промышленном производстве бетона или ЖБИ проводятся лабораторные исследования, выясняющие точную прочность бетона. Методы определения прочности регламентируются ГОСТами и СНиПами. Различают методы разрушающего и неразрушающего контроля. Первые считаются более точными, но их далеко не всегда можно применить на практике.
Связано это с тем, что разрушающие испытания требуют наличия анализируемого образца, извлечь который без нарушения целостности конструкции не представляется возможным. Поэтому чаще используют неразрушающие способы, основывающиеся на анализе показаний измерительных приборов.
Основные методы неразрушающего контроля
- Анализ пластической деформации. Стальной шарик ударяется с поверхностью, оставляя на ней отпечаток. На измерении его размеров основывается вычисление прочности. Способ считается самым старым, дешевым и одновременно популярным. Зачастую испытания ведутся с помощью специального инструмента – молотка Кашкарова;
- Определение упругого отскока. Определяется при помощи склерометра. При ударе рабочего тела по поверхности измеряется величина возвратного отскока;
- Энергия удара. Это самый распространенный импульсный метод, использующийся в приборах, выпускаемых отечественными производителями;
- Отрыв со сколом. Определяется уровень усилия, которое нужно приложить для отрыва анкера из куска бетона. Полученные показатели вписываются в паспорт на бетон.
Для готовых конструкций, которые эксплуатировались в определенный промежуток времени, используют ультразвуковой контроль прочности. Принцип измерения основан на определении скорости распространения ультразвуковой волны сквозь материал. Для этого с двух противоположных сторон устанавливают специальные преобразователи, передающие акустический контакт.
По существующим отечественным нормативам организации, изготавливающие бетон, должны использовать разрушающий контроль для проверки каждой партии на прочность. Застывший образец устанавливается под пресс и постепенно разрушается. Полученный показатель измеряется в кгс/см2 и определяет основную марку материала.