Известно, что основными показателями качества бетона являются проектная марка прочности на осевое сжатие (М, кгс/см2) и класс бетона на прочность (В, МПа). У простого обывателя, хоть немного знакомого с физическими величинами, может возникнуть резонный вопрос, а в чем разница, если для перевода из одной величины в другую достаточно значение проектной марки поделить на 10?
В случае бетона не все так просто. Надо различать фактическую прочность смеси от ее номинальных показателей. Чтобы узнать реальную прочность конкретного бетона, необходимо залить его в кубическую форму со сторонами 15 см и раздавить через 28 дней. При каком давлении куб раздавится, такова и будет фактическая прочность бетона.
На практике само собой эти манипуляции проводить не всегда получается, поэтому введены такие понятия как проектная марка и класс бетона. Если производитель Вам говорит, что отгрузил бетон марки М-200, то это означает, что он замешал раствор, исходя из пропорций, заложенных ГоСТом для марки М-200. Т.е. просто соблюдал рецептуру при приготовлении смеси (конечно, в случае честности производителя). Однако соблюдение пропорций компонентов далеко не всегда означает, что фактическая прочность будет именно М-200.
Дело в том, что из-за ряда факторов прочность готового раствора будет различаться не только у разных производителей, но и у одного и того же из замеса в замес. Это зависит как от качества и стабильности показателей ингредиентов (сухости песка, марки цемента и т.д.), так и от качества используемого оборудования. Т.о. если мы возьмем фактические значения прочности за большое количество замесов и составим график распределения, то получится такая картина:
Большинство замесов будет соответствовать марке М-200, но и результатов, отличающихся от проекта, будет немало. Для того чтобы учесть разброс фактической прочности и ввели такое понятие как класс бетона на прочность. Он равен величине, которой будет соответствовать 95% замесов. Т.е. с вероятностью 95% Вы получите бетон прочностью равной или выше, заявленной классом.
Именно из-за гарантий результата класс бетона и используется при расчетах в проектировании особо ответственных железобетонных конструкций, а также при написании серий для производства отдельных железобетонных изделий, например плит перекрытий.
Понятно, что для каждого производителя величина отличия марки бетона от класса должна быть измерена отдельно и периодически проверяться. Однако на практике этого, конечно, никто не делает. Еще в старых стандартах заложен усредненный коэффициент вариации, равный 13,5 %, который, с учетом 95% вероятности, даст нам таблицу соответствия показателей, которой и пользуются все производители.
| В-3,5 | В-5 | В-7,5 | В-10 | В-15 | В-20 | В-22,5 | В-25 | В-30 |
| М-50 | М-75 | М-100 | М-150 | М-200 | М-250 | М-300 | М-350 | М-400 |
Надо понимать, что эта таблица верна далеко не для всех производителей. Ясно, что современный бетоносмесительный узел (БСУ) и разнорабочий на площадке с ручной бетономешалкой не могут выпускать состав с одинаково стабильным результатом. График распределения, и как следствие класс бетона, у них будет значительно различаться.
Вот почему очень важно при строительстве покупать бетон у надежного проверенного производителя с современным оборудованием, а не гнаться за низкими ценами отдельных «самопальных» БСУ.
Класс бетона также говорит о прочности материала, это современная производная от марки бетона . Если при определении марки используется среднее значение прочности материала, то класс прочности предполагает определение прочности с гарантированной обеспеченностью. Это более точное значение, которое выражается с учетом коэффициента вариации 13%. Несмотря на то, что класс более точно определяет характеристики бетона, сегодня большинство специалистов пользуются понятием марки.
Классы определяют буквой B и числом от 3,5 до 60 : чем он выше, тем более прочный перед вами состав. Между классами и марками существует прямая связь: например, марке М100 соответствует класс B7,5, марке М200 – B15 и т.д.
Водонепроницаемость бетона
Под водонепроницаемостью бетона понимают его способность не пропускать воду. Раньше эту характеристику обозначали русской буквой В, теперь используют W , а числовое обозначение рядом с ней может начинаться от 2 и достигать 20 , равняясь давлению водяного столба в кгс/см 2 , при котором цилиндрический образец бетона стандартной высоты не пропускает воду.
Самыми высокими показателями водонепроницаемости и водостойкости обладает гидротехнический бетон. Для его производства используют гидрофобный либо пластифицированный портландцемент, песок и щебень более высокого качества, чем для обычных бетонов. Высокие показатели водонепроницаемости достигаются также за счет монтажа с максимальным уплотнением.
Морозостойкость бетона
Морозостойкость бетона обозначится буквой F с числовым значением от 25 до 1000 : чем он выше, тем большее количество циклов замораживания и размораживания сможет выдержать бетон, не теряя при этом своих прочностных свойств. Выбор будет зависеть от тех условий, в которых будет эксплуатироваться готовая конструкция, от особенностей климата, количества периодов замораживания и оттаивания в течение холодного периода года.
Для строительства гидротехнических сооружений, аэродромных покрытий и мостовых опор лучше выбирать максимально морозостойкие составы. В для сооружения фундамента подойдет бетон класса F100 или F200. Ориентироваться можно и на плотность: чем ее значение выше, тем более морозостойким будет состав.
Подвижность бетона
Подвижность бетона (П) говорит о степени его текучести , отчего напрямую зависит удобство работы с составом. Числовой коэффициент выражается в диапазоне от 1 до 5 : чем он выше, тем более жидким будет состав. В частном строительстве при обустройстве фундамента используется бетон П2 и П3 . Более текучие составы применяются только в тех случаях, когда нужно залить плотно армированную основу, или когда бетон подается с помощью бетононасосов.
С более текучим составом работать, конечно же, удобнее, но в уже готовый бетон нельзя добавлять воду для увеличения подвижности состава. В этом случае марка раствора сразу же понижается, уменьшая итоговую прочность.
Области использования разных марок бетона
Бетон получил повсеместное распространение, используется для создания фундаментов и множества прочих конструкций. В зависимости от цели использования подбирают бетон той или иной марки. Вот основные сферы использования самых распространенных марок бетона:
Выбор бетона для фундамента
Так как бетон используется при организации абсолютного большинства фундаментов, вопрос его выбора именно для данных целей требует более подробного рассмотрения. Чтобы подобрать необходимую марку, нужно знать вес, который будет возлагаться на конструкцию, условия ее эксплуатации, учитывать тип грунта, уровень грунтовых вод и т.д. Все это должно упоминаться в фундамент лучше устраивать из бетона М250. Для двухэтажных деревянных домов, домов из газосиликатных и керамзитобетонных блоков лучше выбрать бетон М300 . Если будут использоваться железобетонные стеновые панели или в планах постройка кирпичного дома, то для фундамента используют бетон М350, М400 и выше.
Влияет на выбор марки бетона и тип грунта . Чем почва более пучинистая, тем большие перепады в нагрузке оказываются на фундамент. Так, для глинистых почв лучше не использовать бетон ниже М350, а для песчаных и скальных грунтов подойдет и М200. Если уровень грунтовых вод в месте постройки дома высокий, то лучше выбирать бетон с повышенной водонепроницаемостью: даже если по нагрузкам подходит М250, лучше использовать М350, для которого W почти в два раза выше.
Какой бы марки бетон ни использовался бы, на характеристики готовой конструкции во многом влияет еще и правильность разбавления смеси водой, а также процесс заполнения формы бетоном и равномерность распределения бетона.
Понятие «класс бетона» было введено в 1986 г. Этот показатель определяет такую характеристику материала, как его стандартная прочность. Однако существовавшее раньше понятие марки допускается ГОСТ26633-91 до сих пор.
Как определяется марка
Марка бетона - прочность на сжатие кубиков из раствора с длиной ребра в 15 см. Перед началом испытаний они твердеют в течении 28 дней при обычных условиях. При заливке кубиков бетон обязательно штыкуется для удаления пузырьков воздуха. Полученные результаты прочности на сжатие округляются в меньшую сторону. Обозначается марка буквой «М». Далее идет цифра, показывающая прочность кубика в кгс/см 2 . Иногда вместо кубов берут цилиндры диаметром в 15 см и высотой в 30 см. ГОСТы допускают и другие размеры образцов. В то время как класс бетона отражает показатель минимальной прочности (с возможной погрешностью в 13.5%), марка показывает лишь среднюю.
Какие марки бетона по прочности встречаются
На настоящий момент выпускаются марки от М50 до М1000. В строительстве чаще используется материал М100-М350. В личном же домостроении наиболее популярным считается М300.
Вот таким образом могут использоваться разные марки бетона по прочности:
- М100, как не особенно прочный, используется только для подготовительной проливки котлованов под фундамент. Иногда его применяют как связующее при кладке
- М150 может быть использован для изготовления стяжек пола, заливки подъездных дорожек и заливки фундаментов под маленькие сооружения.
- М200 применяют при возведении свайных и ленточных оснований под дом. Используют его и для изготовления лестниц, дорожек и площадок.
- М250 используется для устройства более надежных оснований под дома.
- М300 - как уже упоминалось, самая часто используемая марка бетона. Используется для заливки перекрытий, возведения заборов.
- М350. Используется для заливки монолитных стен, ригелей, колонн и перекрытий. Эта же марка неплохо подходит для возведения чаш бассейнов. Именно из такого бетона изготавливаются аэродромные полосы.
- Из бетона марки М400 изготавливаются сейфы и т. д. В частном домостроении такой материал практически не используется из-за дороговизны.
- М450-500 также применяют при возведении мостов, дамб, туннелей, плотин.
Классы бетона
Класс бетона - более точный показатель. Обозначается он буквой «В». Цифра за ней показывает давление, которое может выдержать материал в Мпа с точностью до 95%. Полный диапазон используемых в промышленности и строительстве классов бетонов 3.5-80. Далее представляем вашему вниманию небольшую таблицу соответствия наиболее популярных классов и марок:
От чего может зависеть прочность материала
Класс прочности и марка бетона могут зависеть от разных факторов. На качество смеси влияют самые разные параметры. Прежде всего это, конечно, количественное соотношение цемента и наполнителя. Чем больше первого и меньше второго, тем прочнее получится залитое изделие. В качестве наполнителя как в частном, так и в промышленном строительстве обычно используется песок. Прочность бетона зависит в том числе и от его характеристик. Чем мельче наполнитель, тем она ниже. Разумеется, на прочность бетона влияет и марка самого цемента. Факторами, способными привести к снижению марки бетона, могут быть:
- наличие в смеси органических примесей;
- наличие пылевых компонентов;
- примеси глины.
Помимо всего прочего, прочность раствора зависит от количества добавленной в него воды. Чем ее меньше, тем большие нагрузки в последующем сможет переносить конструкция. Все дело в том, что избыток воды приводит к образованию в бетоне большого количества пор. Эти пузырьки и снижают его прочность.
Еще одним фактором, влияющим на способность бетона выдерживать сжатия и растяжения, является степень Наиболее прочными конструкции получаются в том случае, если раствор приготавливался с использованием специального оборудования. В частном домостроении замес обычно делают в небольшой бетономешалке. Прочность бетонной конструкции можно повысить также вибропрессованием уложенной смеси.
Предел прочности бетона на растяжение
Соотношение марки бетона и прочности - это, как уже упоминалось выше, способность кубика с гранью в 15 см выдерживать нагрузку на сжатие, выражаемую в кгс/см 2 . Дело в том, что этот показатель в строительстве наиболее значим. Ведь бетонные конструкции обычно несут на себе какую-нибудь нагрузку сверху. Примером могут служить швы кладки стен, столбы и ленты фундаментов, колонны опоры и т. д. Однако иногда нужно знать предел прочности бетона и на растяжение. Например, при строительстве резервуаров, или бассейнов. Этот показатель у бетона обычно не очень высок. Разрывается этот материал достаточно легко. Именно поэтому иногда при весеннем пучении трескаются фундаменты и стены, поскольку давление на них снизу и с боков неравномерно. Повышают прочность на расширение армированием. Предел прочности на расширение одинаков практически у всех марок бетона и составляет 15 кг/см 2 при расходе цемента в 300 кг/м 3 .
Как выбрать марку бетона
При составлении проекта на все конструктивные элементы сооружения должны быть указаны соответствующие марки бетона по прочности. ГОСТ и СНиП - это то, чем нужно руководствоваться при выборе. Конечно, при самостоятельном строительстве точно определить необходимую в том или ином случае марку бетона довольно проблематично. Неплохим выходом из ситуации может стать консультация со специалистом. Однако мастеров, сооружающих конструкции из бетона самостоятельно, у нас в стране достаточно. Поэтому вопрос о том, как замесить подходящую смесь, в большинстве случаев особой проблемой не считается. К примеру, для возведения фундамента на почве с хорошей несущей способностью на ровном участке обычно используется раствор из речного просеянного песка и щебня в соотношении 1х3х5. Примерно в такой же пропорции делают замес при использовании вместо щебня бутового камня.
В строительстве могут применяться самые разные марки бетона по прочности. Выбрать правильную - значит обеспечить максимальную надежность и долговечность сооружаемой конструкции. Соотношение цемент/песок, необходимое для получения той или иной марки бетона, можно посмотреть в специальных таблицах. Найти их несложно, информации в сети довольно много.
До недавнего времени строители обходились единственным показателем, характеризующим прочность бетона – его маркой (М). Теперь все чаще встречается еще одна цифра – гарантированный класс (В). Пока эти два значения применяются параллельно, на равных, но вскоре фактическая прочность запросто может вытеснить марочную. Разберемся, что обозначают эти понятия, и зачем понадобилось вводить два параметра.
Маркой называют среднюю прочность бетона с отклонением от заявленных показателей в 5% случаев. И вина здесь вовсе не производителя раствора – погрешность вполне естественна. Несоответствие возникает даже при четком соблюдении рецептуры, поскольку предел прочности на сжатие зависит и от свойств применяемых заполнителей. По мере укладки и вызревания бетона также возможны различные изменения в монолите – здесь уже влияние оказывают созданные для него условия.
К тому же разрыв не слишком велик, и со стороны ГОСТ здесь все чисто. Основная характеристика М указывает, сколько килограмм-силы, приложенной к поверхности бетона площадью в 1 см2 он выдержит без разрушения. На производстве марочная прочность измеряется в лаборатории сжатием кубика со стороной 15 см на прессе, ультразвуком, методом ударного импульса и другими способами.
Класс бетона – гарантированная (подчеркнем это слово) прочность, где возможная погрешность уже учтена. Его ввели для уточнения характеристик цементного камня, поскольку разбег показателей в пределах одной марки оказался слишком существенным, чтобы закрывать на это глаза. То есть цифровая запись класса после литеры «В» обозначает, какую нагрузку способен действительно выдерживать монолит. Она измеряется в единицах МПа, что равняется примерно 10,2 кГс/см2.
Если речь идет об одном материале, логично предположить, что соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона будет постоянным – равным все тем же 10,2. Это не так. Есть и другие тонкости, которые нужно учитывать: среднее значение всегда идет с очень грубым округлением, к тому же шаг измерений для показателей М и В немного отличается. Для В1,5-В5 он составляет полтора класса, дальше – 2,5, а начиная с В30 разрыв уже идет в 5 МПа. Марки свыше М100 изменяются только полусотнями, а после М600 шаг увеличивается до 100 кГс/см2.
Из-за этого возникает разница в численных значениях, и порой довольно большая. Коэффициент вариации в каждом случае даже для нормативных цифр будет отличаться, но при необходимости его принимают равным 13,5 % – именно таков средний разброс рассматриваемых параметров. Чтобы не путаться при выборе характеристик смеси и не заниматься лишними расчетами, нужна таблица соответствия класса и , а также их сравнение с фактическими показателями прочности.
По таблице легко отследить, что иногда одна марка бетона может иметь разные фактические показатели прочности. Класс это отражает, а привычная запись после буквы М – нет.
Характеристики и сфера применения бетона разных марок
- М100 (В7,5).
Довольно слабый вид бетона, относящийся к тощим. Его лучше пустить на изготовление тонкослойной стяжки, подбетонки и пр. Для объемных монолитных конструкций в строительстве он практически не используется из-за минимальной морозостойкости (F50) и водонепроницаемости (W2). Разве что для легких фундаментов в прочных сухих грунтах – скальных или обломочных. Также из него нередко изготавливаются блоки ФБС. Бетон М150 или класс В10-В12,5 мало чем отличается от этой марки, по крайней мере, сфера применения и недостатки у него те же, только показатель прочности чуть повыше.
- М200 (В15).
Весьма распространенный мелкозернистый материал, который нашел широкое применение в частном строительстве. вполне годится для возведения небольших фундаментов под легкие постройки, изготовления ЖБИ, лестничных маршей и отливки внутренних перегородок. Морозостойкость М200 достигает 100-150 циклов, водонепроницаемость укладывается в пределы 0,4-0,6 атм. У этого бетона тоже есть чуть более крепкий «двойник» – М250 с теми же возможностями применения.
- М300 (В22,5).
Надежная универсальная марка товарного бетона, которая используется повсеместно. Это лидер рынка и самый востребованный материал в любых сферах. Малоэтажное строительство и промышленные объекты, фундаменты и монолитные стены, а также ЖБИ различного назначения – все это изготавливается из М300 прочностью 22,5 МПа. Водонепроницаемость достигает W6, морозостойкость – не меньше 200 циклов.
- М350 (В25).
Этот класс бетона нашел применение в возведении сильно нагруженных конструкций типа балок, несущих плит и колонн. Также его нередко используют для отливки чаш резервуаров и покрытий в аэропортах. Водонепроницаемость на уровне W8 (на два класса выше, чем у М300), морозостойкость соответствует предыдущей марке. Везде, где строениям предстоит работать в сложных условиях и при больших нагрузках, лучше использовать именно В25.
- М400 (В30).
Очень прочный и дорогой вид бетона, предназначенный для промышленного строительства, возведения ответственных и гидротехнических конструкций, мостов. Отличается хорошими показателями водонепроницаемости W10 и морозостойкостью F300. Но из-за высокого содержания цемента он слишком быстро схватывается, поэтому чаще используется вместе с добавками, замедляющими первоначальное твердение.
Особенности выбора
Марка бетона для фундамента частного дома определяется на основании расчетов веса постройки со всеми эксплуатационными нагрузками. И говорить, что какая-то из рассмотренных разновидностей особенно популярна, было бы неправильно. Но в целом для легких зданий хватает М200-М250. Если же дом возводится в 2-3 этажа и из тяжелых материалов (вроде полнотелого кирпича), то здесь понадобится монолит прочностью не ниже М300. А вот применение бетона М400 частными застройщиками уже считается нецелесообразным, из-за высокой стоимости в том числе.
Принимать во внимание только разделение растворов по прочности не совсем корректно, поскольку такая однобокая классификация не дает представления обо всех свойствах готового цементного камня. А ведь именно они определяют сферу его применения. И прежде чем купить бетон подходящего класса, придется учитывать существование различных марок, описывающих другие его характеристики:
- Морозостойкость F50-F300 – количество циклов замерзания/оттаивания монолита с потерей прочности до 5 %.
- Водонепроницаемость в пределах W2-W20 (от 0,2 до 2 атм) – способность противостоять проникновению влаги под соответствующим давлением.
- Пластичность или удобоукладываемость смеси (П1-П5) – временная характеристика, описывающая только подвижность жидкого раствора, после схватывания уже не играющая никакой роли.
- Жесткость (Ж1-Ж4) – здесь предусмотрены 4 класса, разделяющие бетоны на жесткие (тощие) и пластичные. Первые используются для заливки крупных форм, вторые – тонких и густоармированных конструкций. Отнесение смесей к той или иной категории зависит от водоцементного соотношения.
Впрочем, данные по стойкости цементного камня завязаны на его плотность, а значит, и на прочностные характеристики. И если класс бетона В7,5 (М100) обладает минимальной влаго- и морозостойкостью, то с повышением марки увеличиваются и показатели F и W. А вот пластичность в итоге может быть снижена.
Разнообразные отрасли применения обуславливают широкий ассортимент бетона с разными качественными характеристиками. Как же определить, какой именно бетон необходим для конкретных целей? Бетону, в зависимости от характеристик, которыми он обладает, присваивается определенная марка. Каждый маркированный бетон должен обязательно соответствовать определенным параметрам.
Определение
Марка бетона - основной критерий, определяющий качество продукта. Все остальные показатели качества - водонепроницаемость, морозостойкость, подвижность - прямо зависят от марки бетона. Буква «М» указывает на процентное содержание цемента в бетонной смеси. Существующие на сегодня марки бетона расположены в диапазоне М50-М1000. Чем больше число при букве «М», тем большие нагрузки может выдержать бетон. Иными словами, в бетоне марки М550 содержание цемента гораздо выше, нежели в бетоне М150.
Сравнение
Бетоны разных марок имеют различные составы и, соответственно, разные области применения. Рассмотрим самые распространенные марки.
- Бетон М-100. Для производства бетона М100 используется щебень из известняка, гранита и гравия. В строительстве такой бетон применяется в бетонной подготовке - при заливке ленточных фундаментов и др. Тонкий слой М100 обычно укладывают на песчаное покрытие для защиты арматуры от внешних воздействий и коррозии. Также эта марка бетона применяется для создания бордюров или бетонных подушек в дорожном строительстве.
- Бетон М-200. Одна из наиболее популярных марок в строительстве. Применяется для стяжек полов, заливки бетонных подушек, свайно-ростверковых и плитных фундаментов и т.д.
- Бетон марки М-300. Используется при строительстве дорог (для верхнего слоя с высокой нагрузкой), зданий (плиты перекрытий, фундамент, лестницы и др.)
- Бетон марки М-350. В настоящее время М-350 является самой востребованной маркой в связи с ужесточением требований безопасности к конструкциям. М-350 применяется при возведении несущих конструкций зданий, перекрытий, для заливки железобетонных изделий и монолитных стен.
- Бетон марки М-400. Высококачественный бетон, который используется при возведении зданий и сооружений с повышенными требованиями к безопасности и эксплуатации: гидротехнические сооружения, бассейны, банковские хранилища, мостовые конструкции, цокольные этажи в высотных монолитных зданиях.
Выводы сайт
- По прочности бетона на сжатие (сопротивление (кгс/см²) осевому сжатию).
- По прочности на осевое растяжение (сопротивление (кгс/см²) осевому растяжению).
- По морозостойкости (число циклов переменного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцами).
- По водонепроницаемости (максимальное гидростатическое давление (кгс/см²), при котором бетон не пропускает воду).
