• Главная
• /
• Статьи
• /
• Прочность бетона

Прочность бетона

Бетон – строительный материал с определенным набором качественных характеристик, которые модифицированы под требования потребителя: прочность, плотность и прочие. Прочность бетона - основной показатель качества стройматериала, определяющий его эксплуатационные качества.

Прочность бетона – способность сопротивляться внешним, внутренним деструктивным явлениям, например механическому влиянию, промерзанию, прогреванию и прочим факторам.

Для чего необходимо знать прочность бетона?

Бетон имеет большую область применения. Его используют при возведении жилых зданий, хозяйственных построек и прочих целей. Требования к техническим характеристикам продукции изменяются в зависимости от особенностей, предназначения строительства. Так, для возведения фундамента и стен необходимо использовать разные виды строительного материала. Прочность бетона характеризует его марка. Этот показатель напрямую влияет на эксплуатационные характеристики готовых сооружений и элементов.

От прочности бетона зависит надежность, эксплуатационные качества строительного объекта, его устойчивость к влиянию окружающей среды. Знание прочности материала и грамотное применение марки позволяет еще на этапе строительства избежать многих негативных последствий во время эксплуатации готовой конструкции. Если используемая бетонная смесь имеет недостаточный уровень прочности, это может стать причиной преждевременного разрушения объекта или изделия.

Определение прочности бетона – обязательное мероприятие для застройщиков перед сдачей конструкции в эксплуатацию.

Как определить прочность бетона?

Узнать прочностные данные бетона можно в лабораторных условиях. Проведение процедуры осуществляется с использованием специальных датчиков, контрольных образцов и проб. Испытания регламентируются ГОСТами для каждого конкретного вида стройматериала. Определить прочностные качества можно прямо на строительной площадке. Как правило, такие процедуры осуществляются с целью контроля качества элементов конструкции.

В настоящее время существует несколько способов определения прочностных показателей. Все они подразделяются на два вида:

1. Разрушающие. Чтобы определить прочностные данные этим способом применяют контрольный образец из бетонной смеси или пробу, взятую из возводимого сооружения с помощью алмазного бура. Определение показателя прочности осуществляется с помощью испытательного пресса. Собственно процедура проводится по следующей схеме: на пробу подается нагрузка, которая постепенно увеличивается до момента, пока образец не разрушится. Результат критического воздействия на образец, во время которого происходит его разрушение, фиксируется. На основе полученных данных происходит расчет прочности бетона.
2. Неразрушающие. Определение прочностных качеств бетона данным методом подразумевает использование специальных инструментов, приборов. Использование тех или иных приборов зависит от вида данного метода.

Существуют различные способы определения прочностных качеств бетона неразрушающими методами. Основные из них следующие:

• ударное воздействие;
• ультразвуковое исследование;
• разрушение частичное.

Ударное воздействие

Для определения прочности данным методом используют силовое ударное воздействие на поверхность бетона. В сегодняшнее время выделяют три основных способа определения прочностных качеств бетона ударным методом:

1. Ударный импульс. Метод характеризуется сравнительной простотой. Его суть заключается в фиксировании силы удара и энергии, которая образовывается при этом.
2. Упругий отскок. Еще один простой вариант определения прочности, который подразумевает регистрацию величины отскока бойка ударника от плоскости бетонной конструкции.
3. Пластическая деформация. На исследуемую область закрепляются шариковые либо дисковые штампы. На бетонную поверхность оказывают влияние силой, используя для этого определенные приборы. Прочность стройматериала определяется по глубине образовавшихся деформаций на дисках.

Ультразвуковое исследование

Данный способ исследования прочностных характеристик бетона осуществляется с помощью ультразвуковых приборов. Для проведения расчетов используют скорость ультразвука, проходящую сквозь бетонное изделие. Преимущество данного метода заключается в возможности исследовать глубокие слои бетонной конструкции. Недостатки – высокий процент вероятности получения ошибочных данных.

Частичное разрушение

Частичное разрушение основано на местном влиянии на поверхность бетона, что приводит к его незначительному повреждению. В свою очередь данный способ подразделяется на различные виды:

1. На отрыв. Операция определения прочностных качеств бетона проводится следующим образом. С помощью специального клея на бетонной плоскости закрепляется металлический диск, а затем отрывается. Усилие, используемое для отрыва, фиксируется, а затем применяется для проведения расчетов определения прочности.
2. Скалывание. Определение прочности методом скалывания подразумевает скользящее механическое воздействие на ребро конструкции. Как и в предыдущем способе, усилие, необходимое для откалывания участка, фиксируется и применяется для вычисления показателей прочности стройматериала.
3. Отрыв со скалыванием. Данный метод дает возможность провести расчеты с более высокой точностью, чем другие способы частичного разрушения. На определенной части бетонной конструкции закрепляются специальные устройства для определения усилия, после чего проводятся вычислительные операции.

От чего зависят прочностные качества бетона?

На прочность стройматериала оказывают действия различные факторы. Так, во время застывания при взаимодействии смеси с водой прочностные качества бетона увеличиваются. На скорость химических реакций и показатель прочности влияют следующие факторы:

1. Активность цемента. Это важнейший показатель, который непосредственно влияет на прочность бетона. Существует прямая связь между показателем прочности и активностью цемента: чем она выше, тем прочнее изделие, и наоборот - низкая активность цемента соответствует низкой прочности бетона.
2. Процентное содержание основных составляющих раствора: цемент, вода. Это не менее важный показатель, влияющий на прочность бетонной конструкции, что обусловлено особенностями застывающей смеси. Бетон связывает только 15-25% воды, которая входит в состав раствора. В большинстве случаях бетонный раствор состоит из 40-70% воды. Она используется для облегчения проведения работ по укладыванию раствора в формы. Излишки влаги образовывают поры в бетоне, а это приводит к снижению его прочностных характеристик. Соответственно, при увеличении процентного соотношения воды в растворе уменьшается прочность бетона, а при небольшом проценте наличия воды в растворе прочность бетона увеличивается.
3. Наполнители. Немаловажное влияние на прочность бетонной конструкции оказывает качество и характеристики наполнителей. Мелкофракционные наполнители, глинистые и органические веществ приводят к уменьшению прочности бетона. Крупные фракции обеспечивают лучшее сцепление с компонентами цемента, что увеличивает прочностные характеристики изделия.
4. Условия замешивания раствора, применение вибрирования. Степень уплотнения раствора также влияет на прочностные показатели бетона. Чем плотнее улеглись частицы смеси, тем выше будет качество готового изделия.
5. Условия окружающей среды при затвердении раствора. Внешние факторы, а также время отвердевания бетонной смеси также сильно влияют на прочностные показатели. Оптимальной средой для застывания является температура в 15-20 градусов по Цельсию, а влажность воздуха – 90-100%. При таких показателях прочностные характеристики бетонной смеси возрастают, а время отвердевание – увеличивается. Рост прочности прекращается только после полного отвердевания бетона либо при замерзании.

На прочность бетона оказывает влияние качество исходных составляющих, которые были использованы при изготовлении смеси, а также соблюдение технологии во время производства, замешивания, использования смеси.

Прочность бетона спустя 7 суток и через 28 дней

Прочность бетона – изменчивая характеристика, которая со временем увеличивается. Так, спустя несколько дней после заливки она будет одной, через неделю уже другой, а через месяц станет еще больше. Максимальный показатель прочности достигается на 28 сутки застывания бетона. По прошествии трех суток показатель прочности составляет примерно 30% от своего потенциального показателя, а спустя неделю – в пределах 60-80%. Согласно ГОСТу, именно в это время стоит проводить испытание образцов бетонных кубиков на прочность.

Выявлена зависимость, по которой происходит изменение прочности бетона во время его застывания. Она выражается следующей формулой:
Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, где n - количество дней, Rb – прочность бетона, а lg - десятичный логарифм возраста раствора.

Определить прочностные качества бетона по формуле можно с трехдневного возраста. Стоит иметь в виду, что расчет прочности таким методом позволяет получить лишь примерные результаты. В данном случае многое зависит от температуры окружающей среды, влажности воздуха, погоды, а также добавок, используемых для производства состава. Как правило, требуемая прочность бетона достигается через 28 дней. Именно по прошествии данного времени состав окончательно застывает.

Прочность бетона по маркам

Марка бетона - основная характеристика стройматериала. Ее принято обозначать буквой М, выражается показатель в кгс/см2. Цифра рядом с буквой М указывает на примерное значение прочности стройматериала. В настоящее время в строительстве наиболее распространены следующие марки бетона:

• М100 - показатель прочности в пределах 98,23 кгс/см2;
• М150 – показатель прочности в пределах 130,97-163,71 кгс/см2;
• М200 – показатель прочности в пределах 196,45 кгс/см2;
• М250 – показатель прочности в пределах 261,93 кгс/см2;
• М300 – показатель прочности в пределах 294,68-327,42 кгс/см2;
• М350 – показатель прочности в пределах 327,42-360,18 кгс/см2;
• М400 – показатель прочности в пределах 392,9 кгс/см2;
• М450 – показатель прочности в пределах 458,39 кгс/см2;
• М500 – показатель прочности в пределах 523,87 кгс/см2.

Применение бетона с учетом его прочности

Прочность на сжатие – самая важная характеристика бетона. Для каждого вида работ принято применять определенные марки стройматериала:

• Марка М100. Относится к легким бетонам, активно используется для работы на начальных стадиях строительства, для подготовки основы под фундамент, перед арматурными работами, в дорожном строительстве и для бордюров.
• Марка М150. В сравнении с М100 характеризуется более высокими прочностными показателями и относится к легким бетонам. Применяется для подготовительных работ, стяжки пола, изготовления пешеходных дорожек. Можно использовать для фундамента малоэтажных конструкций.
• Марка М200. Это самая востребованная марка в строительстве. Характеризуется прекрасными качественными показателями и может использоваться для проведения работ различных видов. Применяется для обустройства лестниц, несущих стен, дорог.
• Марка М250. Особенности применения такие, как и марки М200. Также можно использовать для изготовления плит перекрытий для малоэтажных объектов.
• Марка М300. Довольно востребованный вид бетона в строительстве, используемый для производства несущих стен, перекрытий, лестниц, заборов, а также монолитных фундаментов, различных площадок и многих других конструкций.
• Марка М350. Марка характеризуется довольно высокой прочностью. Область использования – производство фундаментных плит при строительстве многоэтажных объектов, плит перекрытий, опорных балок, бассейнов и прочих мест.
• Марка М400. Область использования – производство железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений, объектов, которые несут более высокую, чем жилые постройки нагрузку, например торговые центры, аквапарки, развлекательные комплексы и прочие.
• Марка М450. Бетон данной марки используется в строительстве метро, дамб, плотин.
• Марка М500. Область использования – гидротехнические объекты, железобетонные конструкции.

Как правило, на марку бетона обращают внимание во время приобретения продукции. Это позволяет узнать прочность бетона на сжатие до проведения работ, а также приобрести продукцию, которая максимально соответствует потребностям потребителя.