Технические характеристики бетона

Ни для кого не секрет, что долговечность любого сооружения, выполненного из бетона, зависит от ряда факторов, ключевым из которых является качество самого бетона, определяемое главным образом техническими характеристиками бетона. Наиболее существенные технические характеристики и будут рассмотрены в настоящей статье.

Среди всех технических параметров бетона наиболее важными являются прочность на сжатие, плотность, морозостойкость, удобоукладываемость и водонепроницаемость.

Прочность на сжатие

В основе прочности на сжатие лежит понятие класса бетона, которое является ключевой характеристикой любой бетонной смеси.

Класс бетона характеризуется максимальным давлением, которое образец бетона (кубик с размерами 150x150x150 мм) способен выдержать во время испытаний с вероятностью 0,95.

То есть класс бетона показывает давление, которое не менее 95 из 100 испытательных образцов данного класса бетонной смеси выдерживают, не разрушаясь.

Класс бетона принято обозначать буквой “В” и числом, обозначающим максимально возможное для данного класса давление в мегапаскалях.

Все бетоны разделены на классы от В3,5 до В80. Чем выше класс бетона, тем он более прочный. Наиболее распространенные классы бетона, применяемые в строительстве – В12,5, В20, В22,5, В25 и другие.

Долгое время прочность бетона помимо класса характеризовалась еще и маркой, обозначающей предел прочности на сжатие. Марка включала букву “М” и число – показатель предела прочности на сжатие, выраженное в кг/кв. см.

Для бетонов были установлены марки от М50 до М1000, причем каждая марка соответствовала своему классу бетона. Например, марка бетона М600 соответствовала классу бетона В45.

В настоящее время марки удалены из нормативных документов (в последнем ГОСТе 7473-2010 они отсутствуют) во избежание путаницы. Однако многие строители до сих пор ориентируются при выборе бетонной смеси именно на марку как удобную характеристику бетона.

Для менее нагруженных элементов строений применяют низшие марки. Для несущих элементов используются бетоны с высокой прочностью на сжатие.

Плотность

Плотность бетона характеризует отношение массы бетона к объему, который он занимает. Измеряется плотность в кг/куб. м. и обозначается латинской буквой “D”. Например, D500 означает бетон плотностью 500 кг/куб. м.

Все бетоны в соответствии с плотностью подразделяются на несколько типов:

  • особо легкие;
  • легкие;
  • облегченные;
  • тяжелые;
  • особо тяжелые.

Особо легкие имеют плотность до 500 кг/куб. м, тогда как особо тяжелые – свыше 2500 кг/куб. м.

Чем большую плотность имеет бетон, тем, как правило, он одновременно имеет и более высокую марку и класс. Наиболее часто данный показатель становится актуальным при использовании легких бетонов, поскольку показывает границы возможной сферы его применения в строительстве.

Морозостойкость

Под морозостойкостью понимается значение, показывающее максимально возможное количество циклов процесса замораживания образца и последующего оттаивания, которое образец бетона способен выдержать, находясь в специальной климатической камере.

При этом максимально допустимое уменьшение прочности на сжатие испытываемого образца принимается равным 5% по сравнению с контрольным образцом.

Каждому типу бетона присваивается марка, которая включает букву “F” и число циклов - значение, описанное выше.

Чем более высокую марку по морозостойкости имеет бетон, тем шире сфера его применения, включая регионы с холодным и сырым климатом.

По ГОСТ 7473-2010 для бетонов установлено восемь марок по морозостойкости от F50 до F500. Наиболее распространенные марки, используемые при строительстве в Средних широтах с умеренным и умеренно-холодным климатом, включают F75, F100, F150, а также F200.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость – понятие, обозначающее максимальное давление воды, выраженное в атмосферах (МПа/10), которое способен выдержать образец (цилиндр) высотой 150 мм при проведении испытаний в специально оборудованной этих целей климатической камере.

По ГОСТ 26633 морозостойкость принято обозначать маркой, которая включает латинскую букву “W” и число – значение максимального давления воды.

Бетоны имеют марки от W2 до W20. Так марка бетонной смеси W6 означает, что образец из данного типа бетона должен выдерживать максимальное давление воды, равное 6 атм.

С маркой водонепроницаемости бетона тесно связаны показатели его проницаемости, которые помимо самой марки водонепроницаемости включают также показатели водоцементного отношения, водопоглощения и коэффициента фильтрации.

Чем выше марка водонепроницаемости бетона, тем ниже его водоцементное соотношение, коэффициент фильтрации и водопоглощение.

Для мест, потенциально подверженных сильному действию влаги (фундаменты строений) обычно считается вполне достаточным использовать марку W6, однако следует помнить, что даже более высокие марки бетона не могут гарантировать защиту от проникновения влаги во внутрь сооружения из-за наличия в бетонных сооружениях сопряжений и швов.

Удобоукладываемость

Удобоукладываемость характеризует стойкость бетонной смеси к расслоению во время ее транспортировки или хранения, а также ее возможности наиболее полно заполнять форму в процессе заливки, обусловленные степенью подвижности, текучестью бетона.

На основе данного технического параметра бетоны принято разделять на три группы: подвижные, жесткие, а также сверхжесткие, имеющие соответственно обозначения “П”, “Ж” и “СЖ”.

В основе данной марки лежат два главных показателя - осадка конуса и жесткость (или норма по жесткости).

Под осадкой конуса понимают степень пластичности бетонной смеси. Осадка конуса измеряется в сантиметрах. Чем выше данный показатель, тем более подвижен бетон.

Сверхжесткие и жесткие бетоны не имеют осадки конуса, тогда как подвижные имеют осадку конуса от 1 см и более в зависимости от марки. Чем больше марка подвижного бетона, тем выше осадка конуса.

Под жесткостью бетонной смеси понимают время (в секундах), необходимое для полного расплыва предварительно сделанного образца (усеченного конуса) из бетона и заполнения им специальной цилиндрической емкости, находящейся на вибростоле.

Жесткость бетонов минимальна для подвижных смесей (4 сек и менее) и максимальна для свехжестких бетонов (40-50 сек и более).

Показатель удобоукладываемости наиболее часто полезен при монолитном строительстве во время автоматизированной подачи бетонной смеси с помощью, например, бетононасоса. Для таких случаев применяют наименее жесткие бетоны, имеющие марку П4 или П5.

Условные обозначения

Согласно ГОСТ 7473-2010 производитель бетона указывает все главные технические параметры бетона одной строкой, которая включает тип бетона, класс, водонепроницаемость, удобоукладываемость, а также морозостойкость. Дополнительное обозначение плотности бетона вводится для легких бетонов.

Легкие бетоны (бетонные смеси), мелкозернистые бетоны и тяжелые обозначаются соответственно как БСЛ, БСМ и БСТ.

Таким образом, условное обозначение БСТ В22,5 П1 F300 W4 ГОСТ 7374-2010 расшифровывается так: бетон тяжелый класса 22,5, с морозостойкостью F300, удобоукладываемостью П1 и водонепроницаемостью W4 по ГОСТ 7374-2010.

Как видно из выше написанного, качество бетонной смеси и, соответственно, качество построенного из такой смеси сооружения определяется правильностью, грамотным подбором подходящего типа бетона под конкретные частные цели и задачи на основе анализа его технических параметров с учетом местных особенностей и требований к строительству.