Классификация марок бетона и перевод марки в класс

Прежде, чем начинать строительство, необходимо подобрать бетон, который будет оптимально соответствовать конструкционным и эксплуатационным требованиям. Основным параметром при этом является марка бетона — показатель качества бетона, его прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

Бетон — искусственный камнеподобный строительный материал, результат рационально подобранной смеси из основного вяжущего вещества (цемента, как правило), заполнителей, воды и, при необходимости, специальных добавок. При уплотнении смесь формируется и затвердевает. До затвердения бетонная смесь называется бетонным раствором. В некоторых видах бетонов (например, в асфальтобетонах) вода отсутствует.

Для чего применяется бетон?

Бетон — это базовый строительный материал. Он применяется для изготовления:

1. сборных железобетонных и бетонных конструкций;
2. монолитных бетонных и железобетонных сооружений.

При возведении объектов с применением бетонов их виды и марки определяются уже на проектной стадии. Для каждого элемента в строительных конструкциях (в фундаментах, несущих стенах, колоннах, сваях, внутренних перегородках, сантехкабинах, полах, бассейнах и пр.) должны использоваться соответствующие назначению виды и марки различных бетонов.

Сферы применения обширного ассортимента бетонов в современном строительстве постоянно расширяются. Наиболее перспективны высокопрочные марки бетонов (тяжёлых/лёгких) и спецбетоны с особыми заданными физико-техническими значениями определённых параметров, таких как:

• малая осадка и подвижность;
• морозостойкость;
• долговечность;
• устойчивость к возможному растрескиванию;
• повышенная жаростойкость;
• защита организмов людей от негативного воздействия проникающей радиации и др.

Маркировка морозостойкости

Такое определение, как марка является главным показателем. Каждой марке отведены определенные цифры. По ГОСТу обозначают специальные марки бетона: f50, f100, f150, f200, f300. Их объединяют в группы, зависящие от уровня эксплуатации:

Кавабанга! Замешивание бетонного раствора в бетоносмесителе

Марка бетона по морозостойкости.

Виды и классы бетонов

Основная классификация происходит по применяемому связующему материалу

и распределяет бетоны на следующие виды:

• цементные (самые распространённые);
• асфальтные (применяемые в дорожном строительстве);
• известковые;
• гипсовые;
• силикатные;
• глиняные и пр.

По характеру и структуре заполнителей

:

• тяжёлые или обычные (объёмный вес > 1800 кг/м?), с наполнителями из щебня или же гравия достаточно плотных пород, которые применяются в железобетонных или бетонных конструкциях, требующих высокой прочности и плотности;
• особо тяжёлые (объёмный вес > 2700 кг/м?), с наполнителями из барита, железных руд или металлов, применяющиеся для защиты от негативного воздействия излучения (от ?-лучей) на атомных электростанциях, а также в научных и военных лабораториях, на спецполигонах;
• лёгкие (объёмный вес < 1800 кг/м?) — арболиты, шлакобетоны, пемзобетоны и др.— с лёгкими, чаще всего пористыми заполнителями, отличающиеся малой теплопроводностью и применяющиеся для оградительных конструкций и покрытий;
• особо лёгкие — ноздреватые бетоны (пенобетоны, газобетоны) с объёмным весом, не превышающим 500 кг/м?.

По материалу арматуры:

• бетоны со стальной арматурой — железобетоны (наиболее распространённые);
• с ненапряжённой арматурой;
• с предварительно напряжённой арматурой;
• деревобетоны;
• камышебетоны;
• бетоны, армированные синтетическим волокном;
• бетоны с дисперсным армированием (с фиброй) и др.

По консистенции бетонных смесей:

• жёсткие бетоны, применяемые для массивных монолитных сооружений;
• пластичные бетоны, используемые в тонкостенных плотноармированных конструкциях.

По свойствам:

1. Водонепроницаемые бетоны (английская маркировка «watertight concrete») — конструкционные бетоны, которые не пропускают воду, при наличии давления в 0,2 МПа и более. Применяются для шахтного, гидротехнического и транспортного строительства.
2. Морозостойкие бетоны, подтверждающие свою повышенную морозоустойчивость, рассчитанную на большее количество циклов замерзания-размерзания по сравнению с неморозостойкими типами бетонов.
3. Огнестойкие бетоны, с особо повышенной огнестойкостью, способные выдерживать (до момента начала разрушения) более высокие температуры, чем неогнестойкие бетоны.

По способу бетонирования:

Торкетобетоны, получающиеся торкретированием бетонных растворов на поверхности строительных конструкций или форм при помощи специальной цемент-пушки.

Классификация марок бетона по прочности

Марка бетона — это основной показатель качества бетона. Она напрямую зависит от:

• качества связующих веществ;
• от водосвязующего (водоцементного) соотношения;

При увеличении этого показателя (водоцементного модуля В/Ц, чаще всего находящегося в допустимых границах, начиная от 0,3 и заканчивая значением 0,5) автоматически понижается прочность исследуемых бетонов.

• от плотности наполнителей и плотности самих бетонов.

Фактическую прочность различают по определённым маркам бетонов, которые соответствуют граничной прочности при сжимании 28-дневного образца из каждой выпущенной партии. Для исследований берётся образец — кубик 20х20х20 см.

Классификация марок бетона

разделяет их на обычные и лёгкие:

• обычные бетоны: М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200; М300; М400; М500; М600;
• лёгкие бетоны: М10; М15; М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200

Соответствие марок и классов бетонов устанавливается в соответствии с ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия».

Скачать ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия».

Таблица соотношения марок и классов бетона

Эта таблица может применяться для перевода марки бетона в класс и обратно. Далее в статье вы найдёте таблицы соответствия класса и марок бетона по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

Кроме того, при классификации бетонов можно пользоваться удобной таблицей марок бетона по удобоукладываемости и норме по жесткости:

Повышение прочности против холода

Если класс морозостойкости бетона необходимо повысить, это возможно сделать различными способами. Специалисты предлагают следующие варианты:

1. Уменьшить макропористость повышением густоты смеси, качественным её уплотнением при заливке. Сильное утрамбовывание снижает объём пустот.
2. Сократить количество воды в составе раствора, использовав чистые заполнители. Рекомендуемое соотношение влаги с цементом В/Ц<0,5.
3. Отодвинуть срок первой заморозки. Со временем количество пустот в бетоне уменьшается.
4. Применить добавки, увеличивающие образование микропор. В них вода не проникает. Присадки представляют собой соли угольной, соляной и азотной кислот, кальция. А также примешивается и мочевина.
5. Ограничить контакты с водой путём гидроизоляции бетонной поверхности. Для этого используют фасадные краски, битум, полимерные пропитки и мастики. При нанесении они образуют защитную плёнку.

Применение глинозёмистых цементов, гидрофобных и воздухововлекающих добавок также способствует повышению морозостойкости.

Рекомендуемый объём вовлечённого воздуха 4―6%. Зависит показатель от качества ингредиентов: максимальное значение устанавливают при снижении крупности заполнителя и увеличении присутствия воды и цемента.

Марки бетонов по морозостойкости

Морозостойкость – это способность материала в насыщенном водой состоянии многократно выдерживать попеременные замораживания-оттаивания, не проявляя при этом признаки разрушений и без подтверждения существенного снижения их прочности.

При замерзании вода расширяется и заполняет поры в материале, что действует на него разрушительно. Таким образом, морозостойкость в основном зависит от структуры материалов: более высокий объём пор, которые доступны к проникновению воды, соответствует более низкой морозостойкости.

Морозостойкость – важнейший показатель, определяющий качество бетона как строительного материала. Этот показатель особенно важен для северных стран с суровыми климатическими условиями. Огромное количество конструкций из бетона находится на открытом воздухе, они увлажняются при воздействии природных факторов, многократно замораживаются и оттаивают. Конструкции зданий, выполненных из неморозостойких бетонов через со временем теряют свою несущую способность и, подвергаясь поверхностному износу, могут получать повреждения разной сложности.

Причина преждевременного разрушения изделий из бетона — их низкая морозостойкость, то есть несоответствие применяемой марки по морозостойкости необходимым требованиям нормативов.

Маркой бетона по морозостойкости называется то количество циклов попеременного замораживания-оттаивания насыщенных водой образцов, которое не нарушает целостность и не приводит к изменению прочности.

Качественный бетон, при нормальных условиях должен без каких-либо видимых человеку разрушений служить не меньше, чем сто лет. А изделия с недостаточной для определённых целей использования морозостойкостью могут появляться при нарушениях производителем регламента, а также технологического цикла при изготовлении таких изделий, а также при безответственном отсутствии постоянного контроля за морозостойкостью.

Так, например, для бетонов с обеспеченной морозостойкостью главнейшими факторами, кроме содержания цемента, являются: водоцементное соотношение, вид цемента, условия отвердения бетона, наличие в рецептуре специальных воздухововлекающих добавочных компонентов и прочие дополнительные условия.

Морозостойкость бетона обозначается буквой «F» и числом от 50 до 1000. Число обозначает то количество циклов по замораживанию — оттаиванию, которые допустимы для сохранения качественных характеристик бетона и его пригодности к безопасной эксплуатации.

Классификация марок бетона по морозостойкости

В таблице указано количество циклов замораживания — оттаивания для бетона данной марки при данной методе определения марки бетона.

• При первом методе учитываются все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий;
• При втором методе — все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и лёгкого бетона со средней плотностью менее D1500;
• Третий метод применяется для бетонов дорожных и аэродромных покрытий.

Способы определения показателя

В соответствии с ГОСТом имеются характеристики бетона, оказывающие влияние и обеспечивающие надежность возведения конструкций в заданных условиях:

• водонепроницаемость;
• прочность;
• морозостойкость.

Существует регламент для определения показателя (ГОСТ 10060-2012) устойчивости к морозу. В технической документации представлены 4 способа, позволяющие определить этот показатель.

Испытание бетона на морозостойкость заключается в неоднократном замораживании и размораживании смеси. Для проведения исследования берут несколько образцов (базовые и контрольные).

Образцы в лабораторных условиях подвергаются многократным циклам замораживания с последующим оттаиванием. Для проведения испытаний требуются:

• камера для заморозки;
• контейнеры с водой.

После нескольких циклов нагревания (до +180°С) и заморозки (до -130°С) измеряют прочность материала. Испытание бетона на прочность считается положительным, если образец сохраняет свои качества.

Проводимые в лабораториях исследования не имеют высокой точности: иногда пробный образец разрушается, но при эксплуатации в природных условиях сохраняет необходимую прочность. В лаборатории на материал производится максимальное воздействие, это приводит к более быстрому разрушению.

Для определения морозостойкости бетона обращают внимание на внешний вид и состояние раствора:

• присутствие крупных зерен, расслаивание, появление трещин и пятен свидетельствуют о недостаточном качестве продукта, низкой морозоустойчивости;
• растрескивание под действием лучей солнца также указывает на недостаточную устойчивость к действию низких температур;
• появление расщелин подтверждает слабую морозостойкость.

Можно определить данный показатель ускоренным методом. Для этого образец помещают на 1 сутки в раствор сульфата натрия. После этого его просушивают в течение 4 часов при +100°С. Повторяют манипуляцию 5 раз, трещин на образце быть не должно. На этом испытание бетона на морозостойкость считается законченным.

Характеристика устойчивости к морозу становится наиболее важной для фундамента в почвах с высоким уровнем влаги, при строительстве мостов и прочих гидросооружений.

Марки бетонов по водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона отвечает за сопротивление материала разрушающим свойствам воды при чередовании процессов увлажнений и высыханий. Этот показатель может вычисляться методом соотношения границ прочности материала на сдавливание, проводящегося по факту нескольких определённых циклов увлажнения и высушивания, и его изначальной прочности.

Обозначение марки по водонепроницаемости — латинская буква «W» с числом в промежутке 2-20, например, W4. Число обозначает максимально допустимое давление воды.

Применение подходящих марок бетонов для различных строительных объектов

При строительстве объектов промышленным способом применяются бетоны товарные, которые имеют следующие маркировочные обозначения, приведённые в таблице:

При изготовлении высококачественных товарных бетонов происходит строгое дозирование компонентов бетонных смесей. Это служит гарантией прочности и долговечности будущих построек.

Стоимость товарного бетона определяется составом и пропорциями компонентов.

Товарные бетоны широко распространены и становятся ещё более популярными благодаря их использованию в монолитных зданиях и сооружениях. Основные отличия бетонов — надёжность, сейсмостойкость, отсутствие технологических швов, равномерность усадки и низкая цена — обусловливает их применение:

• при заливке стен и фундаментов с применением опалубки, позволяющей получать строгие формы заданных монолитных конструкций;
• при создании перекрытий из бетона или железобетона, усиленных стальными каркасами, обеспечивающими повышенную устойчивость к нагрузкам;
• при возведении гидротехнических сооружений, включая изготовление разнообразных бассейнов с любыми размерами и уровнями сложности;
• при использовании в качестве подушки под дорожным полотном во время укладки дорог разных размеров;
• при строительстве различных площадок, придомовых отмосток из бетона, тротуаров и садовых дорожек.