Прочность бетона — основные методы определения прочности бетона

Прочность бетона — важнейшая характеристика, которая применяется при проектировании и расчете конструкций для строительства различных сооружений. Она задается маркой М (в кг/см²) или классом В (в МПа) и выражает максимальное давление сжатия, которое выдерживает материал без разрушения.

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.

Характеристики прочности бетона

Порочность бетона на сжатие характеризуют марка или класс прочности, которые определяются в стандартном варианте в возрасте 28 суток. В зависимости от эксплуатационных особенностей строительной конструкции, момент определения прочности материала на сжатие может устанавливаться индивидуально. Это могут быть 3,7, 60, 90, 180 суток. Определение! Класс прочности характеризует гарантированную прочность строительного материала, выраженную в МПа, с обеспеченностью 95%. Маркой называют нормируемое значение средней прочности бетона. Единица измерения – кгс/см2.

В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности и только в особых случаях – марки.

Таблица зависимости между классами и марками бетонов

Класс	Марка	Класс	Марка
В3,5	М50	В25-В27,5	М350
В5	М75	В30	М400
В7,5	М100	В35	М450
В10-В12,5	М150	В40	М500
В15	М200	В45	М600
В20	М250	В50-В55	М700
В22,5	М300	В60	М800

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, среди которых:

• Активность цемента. Между прочностными характеристиками бетонного продукта и активностью вяжущего существует линейная зависимость. Чем выше активность, тем лучше прочностные показатели.
• Количество вяжущего. Повышение содержания вяжущего положительно влияет на прочностные характеристики только до определенного процентного содержания. Выше – прочностные показатели растут незначительно, а другие технические параметры ухудшаются – растут усадка и ползучесть.
• Водоцементное соотношение. Оптимальная величина определяется необходимой маркой удобоукладываемости. Обычно в смеси содержится 40-70% воды. Превышение оптимального количества жидкости инициирует образование пор, снижающих прочность конечного продукта.
• Гранулометрический и минералогический состав заполнителей. На прочность бетонного продукта отрицательно влияют: неоптимальный состав мелкого и крупного заполнителей, наличие в них пылевидных и глинистых частиц.
• Качество воды. Вода, используемая для затворения смеси, берется из водопровода питьевого назначения или проверяется в лаборатории на присутствие в ней примесей, отрицательно влияющих на качество конечного продукта.
• Вибрирование бетонной смеси при укладке. При вибрировании из смеси выходит лишний воздух, снижающий прочностные характеристики. Однако излишнее вибрирование приводит к расслаиванию смеси.
• Соблюдение оптимальных условий твердения.

Прочность на сжатие бетона

Это наиболее известное, распространенное и общепринятое измерение прочности, которое применяют для оценки характеристик конкретной смеси. Прочность на сжатие измеряет способность бетона выдерживать расчетные нагрузки, и соответственно, позволяет уменьшить количество задействованного бетона в конструкции.

Прочность на сжатие проверяют путем разрушения цилиндрических образцов бетона в специальной машине, предназначенной для измерения этого показателя.

Единица измерения кгс/кв. см. Чем выше значение, тем бетонная смесь прочнее и тем больше ее цена. И чем прочнее бетон, тем он долговечнее.

Прочность на сжатие является главным критерием для ответа на вопрос, будет ли конкретно взятая смесь бетона соответствовать потребностям конкретной работы.

Каждая бетонная конструкция имеет свой диапазон прочности на сжатие. Например:

• бетон М100 имеет среднюю прочность (кгс/кв. см.) 98;
• М150 — 131-164;
• М200 — 196;
• М250 — 262;
• М300 — 302;
• М350 — 327;
• М400 — 393.

Прочность на сжатие обычно проверяется через семь дней, а затем снова через 28 суток, чтобы определить диапазон прочности на сжатие. Семидневный тест проводится для определения раннего усиления конструкции, но в стандартах подразумевается результат 28-ми дневного теста.

Для строительной конструкции используют понятие класса прочности, который соотносится с маркой. Например, класс В3,5 соответствует марке бетона М50.

Прочность на разрыв

Прочностью на разрыв называется способность бетона противостоять разрушению или растрескиванию при растяжении. Этот параметр влияет на размер трещин в бетонных конструкциях и степень их возникновения. Трещины появляются, если растягивающие усилия превышают предел прочности бетона.

Обычно бетон имеет более низкую прочность на разрыв по сравнению с прочностью на сжатие. Из чего следует, что бетонные конструкции, испытывающие растягивающее напряжение, должны быть усилены материалами с высокой прочностью на разрыв, например, сталью.

Непосредственно проверить прочность бетона на разрыв сложно, поэтому используются косвенные методы. Наиболее распространенными косвенными методами являются прочность на изгиб и разделенная прочность на растяжение. Параметр определяют с помощью испытания на разрыв бетонных цилиндров.

Прочность бетона на изгиб

Такой вид прочности используется как еще один измеритель прочности на разрыв. Он определяется, как мера неармированной бетонной плиты или балки, способная противостоять разрушению при изгибе. Другими словами, это способность бетона сопротивляться изгибу. Прочность на изгиб обычно составляет от 10 до 15 процентов прочности на сжатие, в зависимости от конкретной бетонной смеси.

Измеряют прочность на изгиб для влажного бетона. Поэтому при описании прочности на бетона, чаще используются результаты испытаний прочности на сжатие, поскольку эти числа более надежны.

Неразрушающие технологии контроля прочности бетона

Испытание бетона неразрушающим методом предполагает оценку состояния бетонных конструкций через анализ различных факторов, что влияют на прочность, диаметр арматуры, толщину защитного слоя, влажность, теплопроводность, адгезию и т.д. Особенно актуален данный тип исследований в случаях, когда не известны характеристики бетонного монолита и арматуры, а вот объемы контроля большие.

Указанная группа методов позволяет выполнять исследования как в условиях лаборатории, так и непосредственно на строительной площадке и даже в процессе эксплуатации.Главные преимущества неразрушающего контроля:

• Сохранение целостности конструкции, которая проверяется.
• Возможность избежать необходимости организовывать лабораторную оценку непосредственно на строительном объекте.
• Полное сохранение эксплуатационных свойств зданий и сооружений.
• Достаточно широкая сфера применения.

Несмотря на то, что методов и способов исследования жидкого и застывшего бетона очень много, характеристик также немало, основным свойством и показателем является прочность. Именно от прочности зависят сфера применения и условия эксплуатации, надежность и долговечность конструкции. Так, например, если бетон будет морозостойким и пластичным при заливке, с лучшими разноплановыми характеристиками, но недостаточно прочным для выдерживания проектных нагрузок, здание просто обрушится.

Прочность – определяющий фактор бетона и проверять ее нужно очень тщательно. Все испытания проводят на базе ГОСТов: 22690-2015, 17624-2012 (процедура обследований), 18105-2010 (описаны общие правила проверки). Использование неразрушающих методов предполагает применение механических способов (вдавливание, скол, отрыв, удар) и ультразвукового исследования.

Исследование неразрушающего контроля бетона осуществляется по графику, обязательно в установленном проектом возрасте или же по необходимости. Благодаря исследованиям удается оценить отпускную/распалубочную прочность, сравнить полученные реальные показатели свойств материала с паспортными.Используемые методы неразрушающего контроля:

1. Прямые (местные разрушения) – скалывание ребра, выполнение отрыва со скалыванием, отрыв диска из металла.
2. Косвенные – упругий отскок, ударный импульс, использование пластической деформации, а также метод ультразвукового исследования.

Местные разрушения условно относятся к неразрушающим методам. Их главный плюс – достоверность и точность результатов. Испытания регламентирует ГОСТ 22690-2015.

Прямые неразрушающие методы контроля прочности бетона:

• Отрыв со скалыванием – оценивается усилие, нужное для разрушения бетона в процессе вырывания из него анкера. Из преимуществ стоит отметить высокий уровень точности, наличие градуировочных зависимостей по ГОСТу, из недостатков – невозможность применять для оценки густоармированных и тонкостенных сооружений, трудоемкость.
• Скалывание ребра – измеряется усилие, нужное для скалывания бетона в углу конструкции. Обычно способ используют для выявления прочности линейных сооружений (колонны квадратного сечения, сваи, опорные балки). Главные плюсы метода – простота реализации, отсутствие необходимости в предварительной подготовке, минусы – не применяется для бетона слоем больше 2 сантиметров и поврежденного монолита.
• Отрыв металлического диска – фиксируют усилие, разрушающее бетон в момент отрыва от него диска из металла. Метод использовали часто в советское время, сегодня практически не применяют из-за наличия ограничений в плане температурного режима. Достоинства: можно проверять густоармированные конструкции, низкий уровень трудоемкости, недостатки – необходимость в предварительной подготовке (диски клеят на поверхность бетонного монолита за 3-24 часа до начала проверки).

Главные недостатки местных разрушений для измерения прочности бетона – необходимость рассчитывать глубину пролегания арматуры, высокая трудоемкость, частичное повреждение поверхности монолита, что может (пусть и несущественно) влиять на эксплуатационные свойства.

Методы ударно-импульсного воздействия более производительны, но проверяют лишь верхний слой бетона толщиной в 25-30 миллиметров, поэтому их применение ограничено. Поверхность нужно зачистить, удалить поврежденный слой, привести градуированные зависимости приборов в полное соответствие с фактической прочностью монолита по результатам испытаний в прессе контрольных партий.

Для измерения прочности бетона часто используют метод ударного импульса – наиболее распространенный вариант, который дает возможность выявить класс бетона, выполняя исследования под различными углами к поверхности, с учетом упругости и пластичности материала.

Боек со сферическим ударником благодаря пружине ударяется о поверхность бетона, при этом энергия удара тратится на его деформацию, появляется лунка (пластические деформации) и реактивная сила (упругие деформации).

Электромеханический преобразователь механическую энергию выполненного удара превращает в электрический импульс, реальные результаты получают в единицах определения прочности на сжатие. Для исследований используют молоток Шмидта.Преимущества метода: простота, компактное оборудование, возможность установить класс материала, недостатки – низкая точность из-за определения прочности слоя до 5 сантиметров.

Особенности метода упругого отскока:

• В испытаниях используют склерометры – специальные пружинные молотки со сферическими штампами. За счет системы пружин реализуется свободный отскок после удара. Фиксация пути ударника при отскоке осуществляется по шкале со стрелкой.
• Прочность материала определяют по градуированным кривым, учитывающим положение молотка, ведь величина отскока напрямую зависит от направления.
• Средний показатель исследований считают по данным 5-10 выполненных измерений, между местами ударов расстояние должно быть равно минимум 3 сантиметрам.
• Диапазон измерений методов – 5-50 МПа, используются специальные приборы.
• Главные преимущества: простота/скорость исследований, возможность оценить прочность густоармированных изделий. Недостатки: определение прочности бетона реализуется в поверхностном слое глубиной 2-3 сантиметра, проверки нужно делать часто и много.

Проверка прочности бетона методом пластической деформации – самый дешевый способ, определяющий твердость поверхности бетона измерением следа, оставленного стальным стержнем/шариком, что встроен в молоток. Молоток располагают в перпендикулярной плоскости поверхности монолита, делают пару ударов. Отпечатки на бетоне и бойке измеряют. Полученные данные фиксируют, ищут среднее значение, по полученному соотношению размеров отпечатков определяют характеристики бетонной поверхности.

Прибор для исследований способом пластических деформаций работает на вдавливании штампа ударом или статическим давлением. Редко применяют устройства статических давлений, чаще используются приборы ударного действия (пружинные/ручные молотки, маятниковые устройства с дисковым/шариковым штампом).

Выдвигаются такие требования: диаметр шарика минимум 1 сантиметр, твердость стали штампов хотя бы HRC60, диск толщиной минимум 1 миллиметр, энергия удара 125 Н и более. Метод простой, подходит для густоармированных конструкций, быстрый, но используется для определения прочности бетона марки максимум М500.Кроме того, есть и другие методы неразрушающего контроля – инфракрасные, акустические, вибрационные, способ электрического потенциала и т.д. Но они используются реже, базовыми считаются ударный импульс, отрыв со скалыванием, ультразвук.

Самым сложным считается контроль конструкций, на которые воздействуют агрессивные среды (химические в виде кислот, солей, масел, термические в формате высоких/низких температур, атмосферные – карбонизация верхнего слоя).

При проведении обследования простукиванием и визуально, смачиванием раствором фенолфталеина ищут слой с нарушенной структурой, удаляют его на участке для контроля, зачищают наждачной бумагой. Потом определяют прочность способами отбора образцов или местных разрушений. В случае использования ультразвуковых и ударно-импульсных приборов шероховатость поверхности монолита должна быть максимум Ra 25.

Методы местных разрушений

Подобные способы считаются наиболее точными из всех существующих неразрушающих методов, так как в них предусматривается использование универсальной и достаточно простой градуировочной зависимости, в которой принимаются во внимание два параметра:

• разновидность бетона (относится к легкому или тяжелому типу);
• крупность заполнителя.

Методом отрыва со скалыванием регистрируют сопротивление бетона при местном разрушении изделия в момент отрыва его фрагмента анкерным устройством. Данный способ является достаточно точным, но трудоемким. К тому же, его использование невозможно в конструкциях со слишком тонкими стенками и на густоармированных участках.

Метод скалывания ребра предусматривает скол выступающего угла бетонной конструкции. Для него не требуется выполнять высверливание и другие подготовительные работы, но при толщине защитной прослойки менее чем 20мм его использование не допустимо. Применяют скалывание ребра для контроля за линейными конструкциями, такими как ригели и сваи, перемычки и колонны, балки и др.

Метод стальных дисков используют в случаях, когда два предыдущих способа применять не допускается из-за различных ограничений. Он менее трудоемок, но имеет свои недостатки. Дело в том, что металлические диски, которые в дальнейшем необходимо будет оторвать, следует наклеивать до начала испытания за 5-24 часа, в зависимости от вида клеевого состава.

К недостаткам всех трех методов можно отнести:

• частичное разрушение поверхности;
• необходимость предварительного определения количества и глубины расположения арматуры;
• длительность и трудоемкость процесса.

Методы ударного воздействия

Способ неразрушающего контроля методом ударного импульса считается наиболее востребованным, а поэтому – распространенным.

Он предусматривает фиксацию энергии удара именно в тот момент, когда боек ударного инструмента соприкасается с бетонной поверхностью.

Данный метод позволяет установить класс бетона, измерить его прочность, а также упругость относительно разных углов наклона к испытываемой поверхности. Он помогает выявить зоны недостаточного уплотнения, либо неоднородности структуры материала.

Метод упругого отскока включает в себя замеры пути обратного хода ударника после его воздействия на поверхность бетона или прислоненную к ней стальную пластину. При данном варианте контроля кроме прочности материала определяется его твердость, для чего контролирующие приборы комплектуются склерометрами.

Метод пластической деформации предусматривает измерение габаритов отпечатка, оставленного на бетоне после ударения о поверхность стального шарика. Подобный способ является устаревшим, но из-за малой стоимости оборудования он до сих пор остается востребованным.

Измерители прочности

Измерители прочности – класс приборов, позволяющих проводить диагностику изделий из кирпича и бетона для определения их прочностных характеристик. Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Прочность бетонного изделия можно установить двумя способами:Читайте также:  Все секреты правильного выбора гибких связей для облицовочного кирпича

• разрушающим – в специальном прессе раздавливаются заранее отобранные образцы (так называемые кубики — образцы кубической формы, отлитые из контролируемого типа бетона, или керны — цилиндры, выбуренные из контролируемой поверхности бетона) и при этом получают непосредственное значение прочности.
• неразрушающим – контролируемое изделие не подвергается механическим разрушениям, контроль осуществляется косвенно путем измерения и пересчета некоторых физических величин, отвечающих за прочностные свойства материала и связанных с прочностью корреляционной зависимостью.

Наиболее часто на практике для определения прочности бетона используют следующие косвенные методы неразрушающего контроля: метод ударного импульса, упругого отскока, ультразвуковой и частичного местного разрушения.

Из всех перечисленных, метод частичного разрушения является наиболее трудоемким, но при этом самым точным. В ходе таких испытаний получают фактическую прочность изделия путем вырыва небольшого образца материала из исследуемого сооружения. Приборы, основанные на этом принципе, также еще используют для корректировки показаний других приборов (ультразвуковых и ударных) – путем получения коэффициентов совпадения, являющих собой результат деления показаний прочностей, полученных при одновременном проведении испытаний эталонным прибором и контролируемым на одном и том же объекте.

Ультразвуковой метод контроля прочности основан на измерении прибором времени прохождения ультразвукового импульса в материале от излучателя к приемнику. Скорость распространения ультразвука в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин, пустот), определяющих прочность и качество. Приборы, основанные на ультразвуковом методе, часто используют как дефектоскопы, так как помимо прочности, можно получить еще и сведения о глубине образовавшихся трещин, найти пустоты, произвести более глубокий анализ конструкции.

Работа третьей группы приборов (склерометров) основана на ударе металлического бойка о поверхность и измерение либо энергии ударного импульса, либо значение отскока бойка от поверхности бетона. Ударный импульс и упругий отскок используются в основном в приборах экспресс-анализа, тогда, когда достаточно данных о поверхностной прочности, а также, когда невозможно проведение измерений другими методами. Такие приборы просты в применение, а процесс измерения прочности бетона не требует много времени. Для облегчения работы с ними, в их память на заводе-изготовителе вносят усредненные градуировочные зависимости, позволяющие пользователю во время измерений учитывать тип заполнителя, возраст бетона, условия твердения бетона, направление удара бойка. Как следствие, именно приборы этого класса имеют наибольшее распространение. Для контроля прочности бетона по результатам измерений или корректировки градуировочных зависимостей желательно использовать несколько приборов разного принципа действия.

Виды и характеристики

Портативные измерители прочности бетона позволяют точно определить соответствующий параметр с минимальными затратами времени. Существует несколько разновидностей таких механизмов, отличающихся по принципу действия. Приборы наделены определенным набором функций.

Электронные

Электронный склерометр (измеритель прочности бетона) ОНИКС-2.5.

Приборы для электронного измерения прочности отличаются:

• высокой точностью;
• способностью зафиксировать до 5 тысяч измерений одновременно;
• возможностью получения сведений по заранее введенным параметрам;
• наличием функции передачи информации на компьютер;
• способностью сортировки данных по заданным характеристикам.

Классифицируются электронные механизмы по принципу воздействия. Основанные на отрыве упругого типа предназначены для измерения прочности образцов толщиной более 10 см. Измерители параметров по импульсу удара отличается низким процентом погрешности — 7%. Двухпараметрическая модификация передает измерения и от удара, и от отрыва. Двухцилиндровые гидропрессы компонуются специальными измерительными опорами, куда вмонтирована вся электронная система. Электронным измерителем вымеряется отрыв со скалыванием.

Склерометры

Устройства для экспресс-анализа измеряют удар стального бойка о бетонную поверхность по импульсу или по величине. Склерометр используется при нехватке сведений о поверхностной прочности, для проведения измерений в условиях, неподходящих для применения других методов. Отличаются агрегаты простотой эксплуатации, высокой скоростью определения по стандартным градуировочным зависимостям. При измерении учитывается вид наполнителя, возраст изделия и условия затвердения камня. Возможна ручная настройка направления удара.

Механические

Механические процессы для измерения прочностных характеристик применяются к легким и тяжелым классам бетона. Предельные показатели устройств, работающих на этом методе, равны 5—100 МПа. Замеры осуществляются на основе показаний, полученных от:

• величины отскока бойка ударника;
• энергии удара;
• размеров полученного следа от бойка.

Предел погрешности механических приборов прочности составляет 15%.

Ультразвуковые

Механизмы ультразвукового действия определяют прочностные показатели при затвердении бетона, отпускную, передаточную прочность. Процесс измерения производится по скорости распределения звуковых колебаний по поверхности бетона, определяемой способами прозвучивания сквозного — датчики располагаются с двух сторон, и плоскостного — датчики находятся с одного бока. Ультразвуковыми устройствами определяют прочность в приповерхностных слоях и в теле бетона. Также их используют при дефектоскопии, для контроля качества цементирования и определения глубины бетонирования. Скорость распространения ультразвука — 4500 м/с. Недостатком является погрешность при пересчете акустических характеристик в прочностные.

Марки бетона по прочности

Каждая из используемых марок подходит для определённого круга задач. Далее будут рассмотрены те, которые применяются наиболее часто. 

М50-М100

Самым слабым и ненадёжным считается бетон, марка которого М50. Однако у него имеется своя сфера применения.Непрочный бетон нельзя использовать для конструкций, находящихся под напряжением

Он хорошо подходит для заполнения пустот в тех местах, которые не находятся под напряжением. М50, М75 и М100 используются тогда, когда необходимо залить черновой слой строительной смеси. Он применяется для создания подстилающей подушки таких строительных конструкций, как фундаментов, дорожных оснований или стяжек.

Для большинства строительных работ такой бетон неприменим из-за слабой прочности.  

М150

Хотя эта разновидность более плотная по сравнению с предыдущими, тем не менее её также относят к лёгким и непрочным. Такой материал не имеет смысла применять в тех строительных конструкциях, которые находятся под напряжением.

Этот бетон может применяться для фундамента небольших одноэтажных зданий. Он подойдёт для создания стяжек, дорожек или садовых террас.  

Бетон М-200 (В-15)

Бетон марки М-200 с соотношением прочности В-15, способны выдержать нагрузку в 15мПА. Эта смесь бывает, как мелко зерновой, так и крупно зерновой, зависит это от размера гравия добавленного в смесь. Смесь М-200 подходит для строительств зданий, с небольшим количеством этажей. Для улучшения подвижности, морозостойкости и водоотталкиваемости в смесь добавляют дополнительные компоненты.

Применение бетонной смеси М-200 не заканчивается на строительстве домов, так же ее применяют в :

• — стяжке;
• — изготавливают тротуарные плитки;
• — заливка плитных, столбчатых, ленточных фундаментов небольших домов и хозяйственных построек;
• — для составления дорожек на дачном участке.

Бетон М 250 (В-20)

Класс прочности бетонной смеси М 250 – В-20. По своим свойствам она практически не отличается от М-200. Но стоит она дороже. На этой основе в строительной индустрии она не востребована, тем не менее ее применяют для строительства:

• — лестничных площадок;
• — изготавливают тротуары;
• — изготавливают небольшие взлетные полосы и площадки для техники;
• — используют в качестве фундамента.

Бетонная смесь М 250 отлично позиционирует себя для изготовления не натурального камня, хорошо справляется с механическими воздействиями, но на нее пагубно влияют погодные условия.

Бетон М-300 (В-22,5)

Бетонные смеси М-300 самые востребованные в строительстве, за счет своей небольшой цены и стойкости от внешних воздействий таких как вода, высокие температуры, резкие климатические изменения. Качества этого бетона, наиболее подходящие для строительства. Можно изменять консистенцию в зависимости от сферы применения, для текучей смеси можно добавить щебень мелкого дробления, для увеличения плотности добавляют щебень крупного дробления.

В строительстве применяют М-300 для :

• — фундамента зданий;
• — сооружения стен;
• — заливки пола;
• — изготовления лестничных площадок.

Бетон М-350 (В-25)

Классификация этого бетона по прочности — В25, то есть 95% всех отлитых из него деталей выдерживают давление 25 МПа или 350 кг на см2. Это дает возможность использовать его при:

• заливке фундаментов под тяжелые многоэтажные здания;
• возведении несущих стен, колонн;
• изготовлении перекрытий, балок с высокой несущей способностью;
• формировании чаш бассейнов;
• производстве плит для аэродромов;
• покрытии автомагистралей.

Смесь приобретает свои характеристики за счет высокого содержания портландцемента. Она быстро схватывается, поэтому требует оперативности работ или добавления пластификаторов. Стойкость к погодным факторам позволяет использовать его в районах Крайнего Севера, а также при близко расположенных грунтовых водах.

Бетон М-400 (В-30)

При расшифровке марки этого бетона нам становится понятно, что каждый квадратный сантиметр его поверхности в застывшем виде выдерживает среднюю нагрузку в 400 кг. Такая прочность делает его пригодным для:

• крупных автомобильных и железнодорожных мостов;
• элементов лестниц, несущих конструкций с большой степенью ответственности;
• банковских хранилищ;
• специальных сооружений в гидротехнической, энергетической, добывающей отрасли.

К стандартным компонентам при изготовлении бетона М400 предъявляются крайне высокие требования. Портландцемент, произведенный более чем за 3 месяца до его использования, не подходит для замешивания раствора этой марки. Также уделяют внимание чистоте воды и полной однородности песка и щебня, не допуская примесей глины или органических веществ.

Бетон М-450 (В-35)

Бетон этой марки по своим характеристикам и плотности превосходит предыдущие. Использование его в жилищном строительстве не оправдано, так как нагрузки, для которых создается монолит, остаются нереализованными. Сфера применения смеси М450 — специальные объекты, в число которых входят:

• опоры мостов, автомобильные, железнодорожные магистрали;
• станции метро, подземные тоннели;
• бомбоубежища;
• плотины, дамбы;
• аквапарки, бассейны.

Бетон М450 обязательно усиливают армированием. Металлическая сетка помогает монолиту выдерживать колоссальные нагрузки без появления трещин и потери свойств.

Бетон М-500 (В-40)

Материал специального назначения для изделий особой прочности. Раствор производят только на предприятиях, строго контролируя качество всех ингредиентов. С его помощью возводят:

• фундаменты для небоскребов, вес которых приходится на небольшой по площади участок;
• волнорезы, пристани и другие гидротехнические сооружения, которые имеют постоянный контакт с морской водой;
• оборонительные объекты.

Высокая стоимость производства марки М500 исключает ее широкое применение. Однако для сооружений, которые подвергаются экстремальным нагрузкам, такие затраты более чем оправданы.

Бетон М-600 (В-45)

Марка М-600 самая редкая, для работы с этим составом необходимо обладать совершенными навыками, так как состав быстро застывает. Эта марка наиболее устойчива к различным неблагоприятным факторам, воздействующим на нее.

Марку бетонной смеси М-600 применяют:

• — на различных атомных объектах;
• — в строительстве дамб и прочих сооружений, контактирующих с водой;
• — для строительства стратегически важных объектов;
• — для строительства заводов, разрабатывающих химическую промышленность.

Дополнительные добавки для бетона

Для улучшения тех или иных качеств бетона в него добавляют различные добавки. Рассмотрим подробнее свойства каждого.

Добавки, которые добавляют при замешивании смесей:

1. Пластифицирующие – увеличивают текучесть бетонной смеси, минимизируя количество воды в составе.
2. Водоредуцирующие – способствует улучшению водонепроницаемости и морозостойкости. Способствует экономии бетонной смеси, и уменьшает количество воды в составе.
3. Стабилизирующие – способствует сохранению структуры.
4. Сохраняющие подвижность раствора – используют для транспортировки готовой смеси на дальние расстояния.
5. Воздухововлекающие – добавление этой смеси в раствор бетона увеличивает морозостойкость, образуя в бетоне воздушные поры, которые в свою очередь при понижении температур позволят воде внутри них расширятся, не нанося вред конструкции.

Добавки, оказывающие действие на готовые смеси:

1. Способствующие регуляции затвердевания.
2. Замедлители – значительно увеличивают процесс застывания смеси, используют при длительных перевозках или большом объеме работ.
3. Ускорители – необходимо для экстренного устранения поломок.
4. Увеличивающие прочность – название говорит само за себя.
5. Увеличивающие водоотталкиваемость – способствуют отторжению влаги.
6. Антикоррозийные – используют при наличии в бетонных конструкциях металлических составляющих, защищают их от быстрого изнашивания.
7. Увеличивающие морозостойкость – способствуют противостоянию морозам.
8. Расширяющие – предотвращают усадку материала.

Добавки, наделяющие смесь дополнительными свойствами:

1. Морозостойкие – применяют при перевозках, если температура воздуха достигает минусовой отметки.
2. Гидрофобные – дополнительное покрытие, способствующие отталкиванию воды с поверхности, предотвращающее разрушение конструкции изнутри.
3. Фотокаталитические – способность поверхности самоочищаться от грязи и плесени и бактерий, при контакте поверхности сооружения с частицами грязи, происходит их разрушение, не требующее дополнительной очистки.

Особенности набора прочности

График твердения бетона зависит от разных факторов. При опускании температурных показателей процесс замедляется, а нулевая отметка термометра приостанавливает его, поскольку жидкость в составе начинает замерзать, а качество материала ухудшается.

График набора прочности бетона В25 определяется его составом. Составы более высокой марки твердеют быстрее, что заставляет работников приступать к обработке более оперативно. В период с 3 по 10 сутки после заливки материалу нужно обеспечивать благоприятные условия. При теплой погоде раствор укрывают водоотталкивающей пленкой, а сам камень увлажняется каждые сутки по 6-7 раз.

Смесь нужно изолировать от прямых лучей. В зимний период бетон прогревают искусственным путем и утепляют. Для этих целей используют специальное обогревательное оборудование, препятствующее замерзанию жидкости и защищающее конструкцию от осадков. Необходимо придерживаться нормативно-безопасного срока набора, который указывается в диаграммах СНиП.

От чего зависит набор прочности

Среди ключевых факторов, влияющих на интенсивность получения прочности , выделяют:

1. Марку цементной смеси.
2. Пропорции воды и цемента.
3. Пропорции других добавок.
4. Метод уплотнения.
5. Температурно-влажностный режим.
6. Способ и скорость укладки.
7. Качество и интенсивность увлажнения.

По мере повышения марки бетона нужно менять пропорции компонентов, поскольку от них зависят конечные прочностные свойства.

Фундаменты из высоких марок цементной смеси характеризуются повышенной надежностью, большим сроком службы и прочностью. В холодный период камень становится более прочным из-за способности выделять тепло, однако, чтобы сбалансировать график образования монолита, лучше внести в состав специализированные добавки. Они предназначаются для ускорения твердения и остановки гидратации.

С такими компонентами состав приобретает марочную прочность уже через 2 недели. На набор прочностных свойств влияет тип компонентов состава. Так, глиноземистый цемент может упрочняться даже в сильный мороз, поскольку он способен выделять в 7 раз больше тепла, чем классический портландцемент.

Важное значение отыгрывает форма и фракция зерен органических добавок. Если они обладают неправильной формой и шероховатой поверхностью, это создает благоприятные условия сцепления и повышает качество материала. По мере увеличения доли воды происходит расслоение массы.

Для ускорения процесса и сокращения термина выдержки бетона лучше воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды/цемента. Если материал не имеет хорошего уплотнения, в процессе созревания он получит не больше 50% от заявленной прочности. Используя ручные уплотняющие приспособления, можно поднять показатель на 30-40%.

График по суткам

График получения заводской прочности бетона по суткам указывает временной интервал, за который смесь приобретает заводские свойства. В благоприятной среде состав успевает «созреть» за 28 суток, при этом наибольшая эффективность твердения замечается в течение первых 5 дней. Через неделю с момента заливки прочностной показатель достигает 70%. При этом приступать к дальнейшим работам разрешается только после получения 100% значения, т.е. через 28 суток.

Если работа выполняется в холодный период, конструкцию нужно дополнительно обогревать и защищать гидроизолирующими материалами. В противном случае процесс полимеризации будет замедлен.

Для ускорения процесса и сокращения времени выдержки следует воспользоваться пескобетонами с минимальным соотношением воды к цементу. Если пропорции воды и цемента равны ¼, сроки из графика будут сокращены в 2 раза. Чтобы получить положительный результат, состав можно разбавить пластификаторами.

Ремонтный состав для бетона

Ремонтный состав – уникальный по своим характеристикам материал, используемый при ведении восстановительных работ с бетонными и ж/б бетонными основаниями.

Изготавливаются подобные составы зачастую из цемента с добавлением всевозможнейших добавок, а также особых волокон, что не только улучшает их качество, но и снижает время проведения работ по ремонту.

Использование ремсостава возможно при проведении внутренних и наружных работ. Он часто применяется для заделывания трещин в бетоне, автодорогах, мостах, лестницах, полах и иных конструкциях на бетонной основе.

При выборе оптимального варианта нужно учитывать такие факторы:

• Тип повреждения;
• Габариты дефектного участка;
• Эксплуатационные условия на объекте.

Для фиксации бетонной основы актуальны грунтовки проникающего типа, заделку же вертикальных повреждений следует проводить смесью тиксотропного действия.

В независимости от выбранного состава допускается добавка в него специальных компонентов, способных усилить параметры бетонного основания, а именно его прочность, морозоустойчивость и водостойкость.