Основной характеристикой монолитных сооружений на цементной связке является прочность бетона на сжатие. На её величину оказывают влияние состав и технология приготовления смеси. Множество разновидностей твердеющего раствора привело к необходимости распределения монолитов на марки и классы по величине показателя твёрдости материала. Разные группы связаны между собой в определённом соотношении, основанном на зависимости от прочности на сдавливание.
Характеристики прочности
Твёрдость, крепость и прочность бетона, как и природного камня, измеряется в общераспространённой единице давления — кг/см², а также в метрической системе — мегапаскалях (МПа). На величину показателя оказывают влияние следующие факторы:
- состав бетонной смеси и качество компонентов;
- продолжительность и эффективность смешивания ингредиентов;
- количество воды (с превышением нормы прочность уменьшается);
- размер и форма зёрен — кубический щебень имеет большую поверхность сцепления, чем лещадный, значит, бетон получится крепче;
- способ укладки и трамбовки смеси — применение вибраторов обязательно для получения качественного монолита;
- продолжительность твердения и влажность окружающей среды.
Для характеристики бетона используют прочности на изгиб, осевое растяжение и сжатие.
Последний вид твёрдости — основной показатель качества. Чтобы его определить, образцы давят лабораторным прессом до момента разрушения и фиксируют цифровое значение нагрузки. Результат является пределом прочности бетона на сжатие.
Время затвердевания растворной смеси монолита составляет 28 дней. В этом возрасте устанавливают окончательные параметры изделия.
Способы изменения твёрдости
В формировании прочности задействованы зёрна заполнителя и цементное тесто, их качеством определяется крепость готового бетона. Твёрдость песка и щебня обычно превышает заданный размер характеристики, поэтому мало влияет на возможность увеличения прочности. Остаётся цементный камень и его сцепление с заполнителем: чем выше марка вяжущего вещества, тем крепче монолит.
Существуют другие способы, позволяющие повлиять на твёрдость бетона. Применяя их комплексно, достигают высокого качества монолита:
- Армирование конструкций — обычная практика, но малоэффективна в отношении увеличения стойкости к нагрузке на сжатие.
- Придание вибраций при укладке уплотняет бетонную смесь, изгоняя из массы мелкие пузырьки воздуха. Но длительность действия приводит к расслоению раствора по фракциям.
- Время и создание идеальных условий по температуре и влажности, поскольку внутри микса происходит реакция гидратации цемента.
- Добавление в бетонную смесь пластификаторов различного назначения, ускоряющих твердение или повышающих подвижность раствора. Параллельно с этим модификаторы улучшают морозостойкость, сокращают время набора прочности и снижают потребление цемента.
Разделение бетонов по крепости происходит посредством присвоения им марок и классов, чтобы потребителю было проще ориентироваться в возможности их применения для конкретных условий.
Первый индекс указывает на величину средней прочности, второй — на гарантированную прочность, свидетельствующую, что заявленная твёрдость монолита подтверждается в 95% случаев.
Классификации бетона по крепости
Российские государственные стандарты предусматривают два вида деления бетона по прочности — на классы и марки. Но в рамках стран СНГ на отечественном рынке применяется норматив республики Беларусь — СНБ. Характеристики используемых в строительстве индексов твёрдости бетона:
- Марка означает среднюю прочность при давлении в кг/см² и достоверна в 50% измерений. Выражается буквой М и числами 50, 75, 100, далее с дискретностью 50 единиц до М600, а затем — с интервалом 100 до М1000. Отклонение заявленной твёрдости от измеренной составляет не больше 13,5%. От марки по прочности на сжатие зависит цена: бетон с высоким показателем стоит дорого, поэтому применяют его только для сооружения ответственных конструкций. Интервал часто используемых марок — от 100 до 500.
- Класс по отечественной систематике — это нагрузка в МПа, которую выдерживают 95 испытуемых образцов из 100. Обозначается индексом В и цифрами от 3,5 до В30 с интервалом 2,5, далее — с дискретностью 5 до В80. В полной мере шкала используется редко: работают средние величины от В15 до В40. Для лёгких бетонов различают теплоизоляционные классы В0,35―В2, конструкционные — В12,5, В15, В20, В40, смешанные — В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10.
- Белорусские классы прочности на сжатие маркируются индексом С. Далее в обозначении следуют через дробь два числа в МПа. Первое — нормативное сопротивление, второе — гарантированная твёрдость на сжатие. Пример обозначения С12/15: бетон имеет реальный показатель прочности 15 МПа.
При выборе строительных материалов ориентируются на проектные спецификации, в которые внесены индексы изделий. Каждой марке соответствует определённый класс прочности бетона на сжатие. Таблица позволяет сравнить незнакомую надпись на упаковке с требуемыми показателями. Значения приведены для пользующихся спросом наименований продукции.
Марка бетона М/ нагрузка средняя кг/см² | Класс В по ГОСТ/ твёрдость гарантированная, МПа | Группа С по СНБ: прочность в МПа, нормативная/обеспеченная |
100/98 | 7,5/9,63 | ― |
150/131 | 12,5/16,05 | 8/10 |
200/196 | 15/19,26 | 12/15 |
250/262 | 20/25,69 | 15/20 |
300/294 | 22,5/28,9 | 18/22,5 |
350/327 | 25/32,40 | 20/25 |
400/393 | 30/38,35 | 25/30 |
450/458 | 35/44,95 | 30/35 |
500/523 | 40/51,37 | 32/40 |
В проектных документах используют классы бетона, а в практическом осуществлении — марку. Взаимосвязью прочностных характеристик руководствуются в строительной деятельности различных направлений.