Классификация марок бетона и перевод марки в класс
Бетон – искусственный камень, полученный затворением на воде вяжущих и наполнителей в точных пропорциях. Залитый в форму состав твердеет, набирает расчетную прочность, превращается в монолит – результат внутренних процессов гидратации. Здесь информация только о бетонных смесях, где вяжущим компонентом служит клинкерный цемент, регламентированный ГОСТ 25192-2012.
Что такое бетон?
Смешиванием цемента, щебня или гравия и песка в определенных пропорциях получают нужный состав. С водой цемент образует клейкое молочко, жидкость заполняет поры между наполнителями, и застывает, связывая их в неразрывное целое.
Химический процесс образования кристаллогидратов обеспечивает потерю текучести в течение нескольких часов, быстрое твердение, постепенный набор прочности. Достижение стандартных показателей искусственного камня наступает через 28 дней после заливки, но процесс продолжается, монолит набирает прочность годами.
Факторы, влияющие на качество бетона
Все компоненты, входящие в состав строительной смеси оказывают определенное влияние на ее свойства и определяют место применения.
Маркировка продукта
Тип цемента по ГОСТ 31108-2003 определяет состав. В новой маркировке прочность «В», вместо «М». От вида цемента зависит место его применения.
Если раньше в паспорте продукта стояла марка цемента (усредненный показатель), теперь ее аналог – максимальная прочность. Производители параллельно маркирует свой продукт по ГОСТ 10178-85, более привычно для пользователей, с указанием М300-М600 и наличия добавок D.
Классификация по наполнителям
По характеру и структуре заполнителей бетонной массы представлена таблица классификации по плотности кг/м3
Название
Плотность
Вид
Назначение
Особо тяжелый
>2500
Баритовый, магнетитовый, с чугунной дробью
Для зданий с защитой от радиации
Тяжелый
2200-2500
С тонким заполнителем, быстро твердеет, высокопрочный, на мелком песке
0 С). Процесс твердения и набора прочности проверяется на 3,7,14,28 день после заливки. Стандартные образцы заливаются в подготовленные формы при доставке партии на площадку. По 3 образца дробятся под прессом, показывая среднюю стойкость к разрушающему усилию «М» в кгс/см2.
Стандартизация показателей
В зависимости от того, где будет применяться смесь проводится классификация бетона по маркам и классам позволяет заказать товарную смесь нужного качества. Специалистами разработаны технологические карты с композиционным составом смесей. Бетоны идентифицируют по показателю прочности на сжатие через 28 дней после заливки образца и застывания его при температуре 20 0 С.
Марка – среднее числовое значение разрушающего усилия стандартных образцов, измеряется кгс/см2. В международных стандартах принято обозначать разрушающую нагрузку в МПа. Этот показатель имеет индекс «В», обозначает не среднее, а абсолютное количество образцов соответствует параметру. Отклонения в меньшую сторону могут быть у 5 % образцов.
Класс, марка, характеристики, применение
Свойства бетона можно улучшить, используя укладку с вибрированием и добавкой нужных присадок. Можно испортить, продержав в миксере дольше положенного времени, неправильным ручным замесом, грязной водой или песком.
Способы повышения прочности бетона
Для повышения прочностных свойств искусственного камня в бетонную массу вводят фибровые наполнители, армирующие добавки из металлических стержней, базальтовых, полипропиленовых и стекловолокон. Добавляются они в замес, дробно, небольшими порциями. Хаотичное расположение фибры обеспечивает восприятие нагрузок не в зоне действия классической арматуры, а равномерно.
Достоинства применения фибры:
Технология введения добавок различается, в зависимости от их вида. Армирование конструкции фиброй обходится дешевле, чем сеткой.
Присадки, улучшающие характеристики бетонной массы
Чтобы повысить эксплуатационные свойства бетонной массы применяются химические добавки в соответствие ГОСТ 24211-2008. Улучшенные свойства бетонному тесту придадут пластификаты, водоредуцирующие и стабилизирующие добавки.
Свойства цементных композитов скорости твердения изменяют химические ускорители или замедлители. К этой группе относят добавки, снижающие водопроницаемость, повышающие морозостойкость и стойкость арматуры к коррозии.
Специальные свойства композитам на основе цемента придают противоморозные смеси, составы для «холодного» и «теплого» бетона. Их много, каждый состав кроме основного действия может влиять на морозостойкость, прочность, уменьшить расход цемента. Подбирают нужный ингредиент технологи, они же разрабатывают рецептуру употребления.
Способы укладки бетонной массы, влияющие на прочность искусственного камня
Перемешивание бетонного теста в бетономешалке или миксере сопровождается насыщением массы воздухом. При укладке массу уплотняют, используя вибраторы. Процесс обязательный, так как образовавшиеся в толще пузыри воздуха повлияют на прочность сооружения, способствуют появлению трещин. Процесс регламентируют СНиП 3.03.01-87.
Вибрация – механические колебания в растворе разрушают структуру засыпанного продукта, происходить его выравнивание по составы, разжижение. Снимается неизбежное расслоение, вытесняется воздух, залитый раствор уплотняется, дает меньше усадку при застывании.
По степени воздействия на массу различают:
На формирующих плитную продукцию производствах устанавливают виброплощадки и вибростолы. Производство виброплит налажено на всех предприятиях, выпускающих формованные ж/б изделия для несущих конструкций. Вибростолы используют для изготовления тротуарных плит.
На строительной площадке к фундаментной опалубке снаружи устанавливают вибраторные установки. Колебания передаются через опалубку или другую форму, облегчают стекание массы из бадьи или бункера.
Поверхностное вибрирование выполняют специальными рейками разных видов, на которых установлен вибратор. Они используются для формирования гладкой поверхности виброплит. Глубинный способ – вибрирующую головку опускают в глубину между арматурой в массивные конструкции, колонны. Если заливка дробная, вибратор должен перемешивать слои, на глубину до 10 см.
Контроль технических показателей твердого и жидкого бетона
Свойства бетонных смесей нормируются российским ГОСТ 7473-2010, адаптированным под международный стандарт качества EH 206-1:2000. Область действия его охватывает тяжелые (БСТ), мелкозернистые (БСМ) и легкие (БСЛ) бетоны на цементной основе. Стандарт касается продуктов для возведения монолитных и сборно-монолитных объектов и формирования виброплит и других несущих конструкций на заводах ЖБИ.
Взятие проб происходит на месте укладки смеси, в момент отгрузки партии на РБУ или из транспортирующей емкости. Образцы берутся из твердой конструкции в виде керна, или формы, стандартизированной для анализа. Испытания бетона проводятся в соответствии ГОСТ 10181-2000. Используются два метода контроля – разрушающий и не разрушающий.
Неразрушающий контроль твердой поверхности
Оценка состояния сооружений чаще всего проводится на соответствие прочности бетона проектной. При контроле используют прямые и косвенные методы.
Прямой основан на взятии образцов, скалыванием ребра, отрывом фрагмента со скалыванием или отрывом металла. Методы местного разрушения точны, их используют для составления графиков неразрушающего ультразвукового исследования. Наиболее часто применяется метод импульсного удара с использованием молотка Шмидта, упругого отскока, пластической деформации.
Цель исследования – получить объективную картину без выпиливания образцов и взятия керна.
Разрушающий контроль
Определение показателя прочности под прессом с разрушением образца и измерением предельной прочности – самый точный метод определения прочности. При разрушении не менее 3 образцов определяется средняя прочность «М». Класс бетона определяется по совокупности показателей нескольких партий.
Отобранные образцы в форме куба 20х20 см или в других стандартных габаритах хранят при температуре 20 0 С. Часть проб разрушается при анализе, другая хранится для арбитражных случаев.
В сомнительных случаях производитель может отобрать не менее 3 проб стандартного формата, куба с гранями 20 см, составить акт с подписью доставщика и передать их на испытание в независимую строительную лабораторию.
По результатам испытаний партии бетона составляется протокол с серийным номером и заносится в электронную базу данных. Там указаны усредненные значение прочности и класс бетона.
Как сделать бетон в кустарных условиях
Случается, повредился отмосток, начала крошиться садовая дорожка, нужно поставить новый забор – бетонирования немного, заказывать миксер невыгодно. Самостоятельно изготовить раствор можно из готовой строительной смеси в пакете, или собрать компоненты самостоятельно.
Для лучшей пластичности раствора можно использовать бытовые пластификаторы – крепкий мыльный раствор, клей ПВА и жидкое стекло. Они повысят пластичность, прочность и водоотталкивающие свойства.
Пропорции компонентов
На упаковке мешка с портландцементом ЦЕМ I нанесено весовое соотношение частей при затворении М200 1: 2,3: 3,4. В объемных долях, с учетом плотности компонентов это будет так:
На 1 объем цемента взять 2 части песка и 4 щебня. Перемешать и дробно ввести 0,5 объема воды. Можно меньше, при обеспечении пластичности раствора добавками.
Для получения М250 в корыто добавить еще половину объема щебня, остальные компоненты оставить в прежнем количестве. Для затворения цемента нужно 25 % воды от его количества, но такая смесь будет трудно размешиваться, поэтому дробная добавка воды нужна для создания нужной консистенции.
Порядок замешивания в бетономешалке
Необходимо соблюдать последовательность замеса, не злоупотреблять добавлением воды, так как щебень в бетонной смеси стремится опуститься, выдавливает песок, который всплывает «цементным тестом». Добиться не расслаивающейся после укладки смеси – задача мастера.
Перемешать состав в течение 2-3 минут, выгрузить.
При замесе вручную порядок тот же, но время каждой операции увеличивается, и смесь теряет в качестве. Укладывая, необходимо уплотнить смесь частым прокалыванием или вибратором. В течение недели поверхность требует достаточного увлажнения, чтобы предупредить появление трещин.
Бетон это каменный строительный материал, получаемый в результате твердения залитой в форму и уплотненной полужидкой смеси. Его приготавливают путем перемешивания сухого вяжущего вещества, фракционных заполнителей и воды. В качестве вяжущего элемента наиболее часто применяется цемент, заполнители – щебень, гравий, керамзит, галька измельченный шлак.
Главный технико-эксплуатационный показатель таких материалов, это предел прочности при испытании на сжатие, который позволяет определить марку и класс бетона. При этом данная марка указывает среднее эксплуатационное значение прочности затвердевшего материала, а класс предельно допустимый показатель с возможностью небольшой погрешности.
Кроме этого физические характеристики бетонных материалов предусматривают маркировку по водопроницаемости и морозостойкости. Первый показатель очень важен при строительстве гидротехнических и подземных сооружений, а второй в значительной мере определяет долговечность строительных конструкций, построенных в холодных и умеренных климатических зонах.
Класс и марка бетона по прочности, влагостойкости и морозостойкости
Числовое обозначение класса бетона выражает измеренную прочность образца в мегапаскалях (МПа) и обозначается буквой «B». В диапазон возможных значений входят показатели от 3,5 до 40. Наиболее широко применяемые марки имеют значения от B10 до B40. Например, маркировка B30 означает, что данный строительный материал гарантированно выдержит испытательное давление до 30 МПа.
Таблица соотношения марки и класса
Класс бетона
Средняя прочность (кг/см 2 )
Марка бетона
В5
65
М75
В7,5
98
М100
В10
131
М150
В12,5
164
М150
В15
196
М200
В20
262
М250
В25
327
М350
В30
393
М400
В35
458
М450
В40
524
М550
В45
589
М600
В50
655
М600
В55
720
М700
В60
786
М800
Соответствие класса, морозостойкости и водонепроницаемости
Водонепроницаемость бетона обозначается буквой «W» и показывает давление воды, которое способна удерживать поверхность конструкции, не пропуская ее через имеющиеся поры. Величина этого показателя находится в пределах W2-W20. Для обычных зданий и сооружений водонепроницаемость обычно не превышает W4.
Морозостойкость определяет возможное количество последовательных циклов замораживания и оттаивания у бетонов во влажном состоянии. Допустимое нарушение прочности при таких испытаниях не должно превышать 5%. Обозначается буквой «F» и цифровым значением от 50 до 300 циклов. При наличии специальных добавок максимальное значение «F» может быть увеличено, но такие бетонные смеси в массовом строительстве не применяются.
Марка бетона
Класс бетона
Морозостойкость F
Водонепроницаемость W
м100
В-7,5
F50
W2
м150
В-12,5
F50
W2
м200
В-15
F100
W4
м250
В-20
F100
W4
м300
В-22,5
F200
W6
м350
В-25
F200
W8
м400
В-30
F300
W10
м450
В-35
F200-F300
W8-W14
м550
В-40
F200-F300
W10-W16
м600
В-45
F100-F300
W12-W18
Факторы, влияющие на повышение класса бетона
На прочность застывшей бетонной смеси оказывают влияние следующие факторы:
Как видно из перечисления основных факторов, качество бетона напрямую зависит от точного соблюдения принятых в строительстве технологий. Достижение нормативной прочности и соответствие классу на 90% бетонная смесь достигает через 72 часа после заливки в форму.
Определение прочности на сжатие
На заводах, где изготавливаются бетон и железобетонные изделия, прочность на сжатие определяется в лабораторных условиях при исследовании затвердевших контрольных образцов, размеры которых соответствую Государственным стандартам 10180-2012 и 28570-90.
Для определения показателей прочности бетона на сжатие в условиях строительной площадки необходимо:
При отсутствии пресса на строительной площадке, образцы передаются в лабораторию, оснащенную необходимым оборудованием.
Проведение данных мероприятий позволяет определить реальную прочность бетона, используемого для монтажа монолитных конструкций, во время строительства. При этом передача бетонных образцов в испытательную лабораторию позволяет получить данные не только о классе материала, но и другие технико-физические показатели.
Другие способы испытания бетона на прочность
Развитие современных технологий позволило создать приборы для быстрого определения прочности бетона без использования лабораторного прессового оборудования. Для этого используется специальный прибор – склерометр или молоток Шмидта.
Требования к технологии подобных неразрушающих измерений определены в ГОСТ 22690. Способ измерения основан на определении прочности бетона с использованием метода упругого отскока. Металлический боек молотка с определенным поперечным сечением ударяет с заданной силой в бетонную поверхность и отскакивает от нее вверх. Высота отскока фиксируется склерометром. В ходе испытаний производится несколько ударов, и результат вычисляется по среднеарифметическому показателю.
Данный результат менее точный, чем лабораторные испытания. На точность измерений влияет шероховатость поверхности, толщина испытуемого образца плотность бетонной массы. Однако молоток Шмидта позволяет получать оперативные данные, не задерживая производства строительных работ. У исправного прибора погрешность показателей прочности обычно не превышает 5%.
Прочность бетона на сжатие – важнейший показатель качества материала
Точное соблюдение технологии приготовления бетонной смеси и ее правильная укладка в опалубку обеспечат высокое качество строительных конструкций. Однако контроль прочности материалов и соответствие необходимого класса и марки должен проводиться в обязательном порядке определенном стандартами и нормативными требованиями. Обеспечить такой контроль, можно только определяя показатели прочности на сжатие или используя неразрушающие методы проверки.
Применение различных классов бетонных смесей
Применение этого материала в строительстве строго регламентировано стандартами, которые мы уже упоминали выше. Но, что бы не вникать в эти нормативы, можно выделить следующие положения, в зависимости от места бетонирования и класса применяемого для этого бетона.
Что такое марка и класс бетона по прочности — таблица соответствия
Строительство потребляет огромный объем бетона, и он постоянно растет. Для каждого вида работ предназначается своя смесь, они отличаются составом, техническими характеристиками, ценой. Основными параметрами являются класс бетона и его марка – показывающие прочность состава после его полного отвердевания.
Классификация бетонных смесей нужна, чтобы определить их назначение в конкретном виде работ. При необходимости учитываются водостойкость, морозостойкость и другие свойства, определяющие долговечность конструкций из этого материала.
Что означает марка бетона?
Марки бетона определяются по прочности на сжатие, они показывают, какую нагрузку выдерживает до разрушения образец на площади 1 см², обозначается буквой «М» с индексом. Например, М200 выдерживает нагрузку в 200 кг/см². Этот показатель зависит от соотношения основных компонентов, а также способа приготовления раствора, где учитываются:
Чтобы подобрать материал для строительства нужно знать, какие марки бетона бывают. Согласно СП 63.13330.2012, ГОСТ 7473-2010 этот показатель может изменяться от М100 до М500. Также существуют смеси, с узким диапазоном применения. Расшифровка маркировки бетонных растворов позволяет определить пропорции компонентов, которые в них входят. Для этого используются специальные таблицы. В зависимости от характеристик определяется стоимость материала. Чем выше марка, тем дороже будет раствор.
Что такое класс?
Класс бетона – гарантированная по прочности на сжатие нагрузка, которая им выдерживается, измеряется в МПа (мегапаскалях). Эта характеристика введена, чтобы уточнить свойства застывшего раствора, поскольку для одной марки они могут разниться. Этот параметр позволяет определить его фактическую прочность, так как рассчитывается для случаев, когда она будет подтверждаться не менее чем в 95%.
Класс бетона по прочности обозначается символом «В» с индексами от 5 до 60, которые показывают значение давления в мегапаскалях, выдерживаемого материалом до разрушения. Этот показатель соотносится с маркой, более привычной для строителей.
Соответствие марки и класса
При строительстве зданий или других объектов, нужно уметь разбираться в соотношении марок и классов применяемого бетона, что позволит исключить ошибки. Классы и марки заносятся в таблицы, которые можно найти в специализированной литературе.
Необходимо учитывать, что марочная прочность бетона допускает отклонения. Например, у М150 может быть устойчивость давлению в МПа В10 и В12,5, поэтому эта характеристика считается точнее. Иногда классы и марки современного бетона по его прочности определяются как допустимые параметры снижения качества раствора при сохранении технических и эксплуатационных характеристик. На это влияют пропорции и взаимосвязи компонентов раствора, рекомендуемых для изготовления согласно ГОСТ. Например, для смеси со средним показателем прочности М250 или В20 требуется соотношение цемента, песка и щебня по массе 1:4,6:7,0.
Характеристики и применение разных марок
Подбирая марку бетона и соответствующий ей класс бетона, необходимо понимать, где они будут применяться. Учитываются нагрузка на конструкцию, условия, где эксплуатируются здания и сооружения, другие сопутствующие факторы.
В проектной документации чаще указывается показатель В, как более точный параметр.
Кроме того, учитываются водонепроницаемость (W) и морозоустойчивость (F). Образец материала, водонепроницаемостью W2 и морозоустойчивостью F50 соответствует раствору М100-М150.
Основные области применения марок бетона, их характеристики:
Несмотря на то, что марка — менее точный показатель, чем класс, именно она считается главным показателем прочности.
Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях
Классификация и область применения бетона
Как материал для железобетонных конструкций бетоны классифицируют по нескольким признакам — по основному назначению, виду применяемых для их изготовления вяжущих, виду заполнителей и по структуре (табл. 1.1). Кроме приведенной классификации, бетоны подразделяют по условиям твердения: естественного твердения, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении и подвергнутые автоклавной обработке.
Бетоны по своей структуре используют четырех видов:
1. Плотной структуры — бетон, у которого всё пространство между зёрнами крупного и мелкого (или только мелкого) заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим и порами вовлечённого воздуха, в том числе образованных за счёт применения добарок, регулирующих пористость бетонной смеси и бетона.
2. Поризованной структуры — бетон, у которого всё пространство между зёрнами крупного заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим, поризованными пенообразугощими или газообразующими добавками.
3. Ячеистой структуры — бетон, состоящий из затвердевшей смеси вяжущего, кремнеземистого компонента и искусственных равномерно распределённых пор в виде ячеек.
4. Крупнопористой структуры — бетон, у которого пространство между зёрнами крупного заполнителя не полностью заполнено мелкими заполнителями и затвердевшим вяжущим.
Наименования бетонов определённых видов должны включать, как правило, все классифицирующие признаки. Признаки, не определяющие бетон данного вида, в его наименование можно не включать. При необходимости уточнения характеристик бетонов в их наименованиях следует указывать конкретные виды вяжущих, заполнителей или условия твердения.
Для бетонов, включающих наиболее часто применяемые сочетания признаков, приняты следующие наименования: тяжёлый, лёгкий, ячеистый, силикатный (плотный и ячеистый).
В последнее время получает распространение мелкозернистый бетон плотной структуры (на цементном вяжущем и мелком плотном заполнителе — песке) при любых условиях твердения. В тех регионах страны, где отсутствует крупный заполнитель, применение такого бетона может быть экономически более выгодным, несмотря на некоторый повышенный расход цемента по сравнению с обычным тяжёлым бетоном. Группы бетона в зависимости от крупности песка и условий твердения указаны в табл. 1-2.
Рекомендуемые области применения лёгкого бетона плотной структуры приведены в табл. 1.3, поризованного и крупнопористого — в табл. 1.4, основные виды ячеистого бетона и рекомендуемые области его применения — соответственно в табл. 1.5 и 1.6.
В современных нормах проектирования термины “лёгкий бетон” и “поризованный” используют соответственно для обозначения лёгкого бетона плотной структуры и лёгкого поризованной структуры на пористых заполнителях (со степенью поризации свыше 6%).
Автоклавный ячеистый бетон, как правило, применяют в ограждающих конструкциях II и III степени долговечности, безавтоклавный — III степени долговечности.
В помещениях с влажным и мокрым термовлажностным режимом допускается применять конструкции из ячеистого бетона только трёх видов: пенобетона, газобетона, газокукермита.
При проектировании бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от их назначения и условий работы устанавливают показатели качества бетона, именуемые классами и марками. Определение понятий “класс бетона” и “марка бетона” приведено в ГОСТ 25192-82. Бетоны. Классификация и общие технические требования.
Классы бетона назначают по прочности на осевое сжатие и осевое растяжение, марки — по морозостойкости, водонепроницаемости и плотности.
СНиП 2.03.01-84* устанавливают следующие классы бетонов по прочности на осевое сжатие: тяжёлый (обычный) бетон — В3,5; В5; В7,5; BIO; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; мелкозернистый бетон группы А — В7,5; B10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; то же, группы Б — В7,5; B10; В12.5; В15; В20; В25; В30; то же, группы В — В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; лёгкий бетон плотной структуры — В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; поризованный бетон — В2,5; В3,5; В5; В7,5; крупнопористый бетон — В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; ячеистый бетон — Bl; Bl,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; B10; В12,5; В15. Класс бетона по прочности на растяжение Bt определяется гарантированным сопротивлением осевому растяжению, МПа, контрольных образцов, испытанных согласно требованиям государственных стандартов, с обеспеченностью 0,95. Класс бетона по прочности на растяжение следует назначать в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение (например, в бетонных плитах, где прочность элемента на действие изгибающих моментов или растягивающих сил зависит от прочности бетона на растяжение) и её контролируют на производстве.
По прочности на осевое растяжение установлены следующие классы тяжёлого (обычного), мелкозернистого и лёгкого бетонов — Bt0,8; Btl,2; Btl,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2. Для других видов бетонов классы по прочности на осевое растяжение не предусмотрены.
Снижение величины коэффициента и позволяет заводам, выпускающим продукцию с высокой однородностью бетона, принимать среднюю прочность бетона ниже проектной и тем самым повышать рентабельность производства.
Марка бетона по морозостойкости F определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в увлажнённом состоянии, которое выдерживают контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно требованиям государственных стандартов. Поскольку с каждым циклом прочность бетона падает, контрольная величина прочности принята равной 85% от первоначальной. Указанную марку бетона следует устанавливать для конструкций, подверженных периодическому воздействию отрицательных температур.
По морозостойкости бетона установлены следующие марки: тяжёлый (обычный) и мелкозернистый бетоны — F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; лёгкий бетон — F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; ячеистый, поризованный и крупнопористый бетоны — F15; F25; F35; F50; F75; F100.
Марка бетона по водонепроницаемости W определяется максимальным давлением воды (кгс/см2), при котором за определённый промежуток времени (обычно 24 часа) не наблюдают её просачивания через контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно требованиям действующих государственных стандартов. Данную марку бетона назначают для конструкций, к которым предъявляют требования водонепроницаемости, или для конструкций, к бетону которых предъявляют требования по плотности.
Для тяжёлого (обычного), мелкозернистого и лёгкого бетонов установлены следующие марки по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12. Для других видов бетонов указанные марки не предусмотрены.
Марка бетона по средней плотности D определяется по фактическим значениям показателя массы в единице объема (кг/м3) образцов, изготовленных и испытанных согласно требованиям действующих государственных стандартов. Данную марку следует назначать в случаях, когда к бетону, кроме конструктивных, предъявляют требования теплоизоляции.
Марка бетона по самонапряжению Sp представляет собой значение предварительного напряжения в бетоне, МПа, создаваемого в результате его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1%. Данную марку назначают в случаях, когда эта характеристика главенствующая и её величину контролируют на производстве. Для бетона на напрягающем цементе установлены следующие марки по самонапряжению: Sp0,6; Sp0,8; Spl; Spl,2; Spl,5; Sp2; Sp3, Sp4.
Введение классов B50, B55 и B60 для тяжёлого (обычного) и мелкозернистого (группы В) бетонов, а также классов В35 и В40 для лёгкого открывает возможность значительного уменьшения поперечных сечений элементов тяжелонагружепных конструкций. Рост стоимости значительно отстает от роста прочности, поэтому во многих случаях повышение класса бетона весьма целесообразно.
В соответствии с решением Международной организации по стандартизации (ISO) при разработке отечественных норм проектирования для испытания бетона в качестве эталонного образца принят куб размером 150 х 150 х 150 мм, что отражено в ГОСТ 10180-78*. Именно к этому эталону относят теперь класс бетона по прочности на сжатие.
Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его классу по прочен пости на сжатие, как правило, принят равным 28 суткам. Если известны сроки фактического нагружения конструкций, способы их возведения, условия твердения бетона и сорт применяемого цемента, допускается устанавливать класс бетона в большем или меньшем возрасте. При этом для массивных монолитных бетонных и железобетонных конструкций необходимо всегда учитывать возможный реальный срок приложения к ним проектных нагрузок.
Для сборных железобетонных конструкций помимо класса бетона следует также устанавливать максимальную и минимальную отпускную прочность бетона, т. е. прочность в момент отпуска конструкции с завода, контролируемая по той же методике, что и класс бетона. Неоправданное завышение этого параметра ведет к значительному увеличению складских территорий или к удорожанию конструкций вследствие увеличения расхода цемента, времени тепловой обработки, её режима и т. д., а занижение может привести к повреждению конструкции во время транспортирования, монтажа или начальной стадии эксплуатации.
Для точного определения отпускной прочности, необходимо знать состав бетона, режим тепловлажностной обработки, условия перевозки и монтажа, характер приложения нагрузок. В реальных условиях на стадии проектирования указанные параметры определить практически невозможно, поэтому отпускную прочность бетона в элементах наиболее часто применяемых сборных конструкций устанавливают государственные стандарты на сборные изделия.
Для железобетонных элементов и конструкций не допускается применение тяжёлого (обычного) и мелкозернистого бетона классов по прочности на сжатие ниже В7,5 и лёгкого бетона классов по прочности на сжатие ниже В3,5 для однослойных конструкций и ниже В2,5 для двухслойных.
Для железобетонных элементов и конструкций из тяжёлого и лёгкого бетонов, рассчитываемых на воздействие многократно повторных нагрузок, а также для железобетонных сжатых стержневых элементов из тяжёлого, мелкозернистого и лёгкого бетонов следует принимать класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов из указанных бетонов (например, для колонн, воспринимающих значительные крановые нагрузки, колонн нижних этажей производственных зданий) — не ниже В25.
Для обеспечения надежной анкеровки напрягаемой арматуры предварительно напряжённых элементов из тяжёлого (обычного), мелкозернистого и лёгкого бетонов класс бетона, в котором расположена напрягаемая арматура, следует принимать не ниже указанного в табл. 1.7.
Для предварительно напряжённых элементов устанавливается передаточная прочность бетона. Этим термином обозначают прочность бетона к моменту его обжатия, которую определяют в соответствии с требованиями государственных стандартов и контролируют по той же методике, что и класс бетона. Этот параметр нормируется для обеспечения надёжной передачи предварительного напряжения арматуры с упоров на бетон и улучшения сцепления арматуры с бетоном в момент отпуска натяжных устройств.
Передаточная прочность бетона назначается не менее 11 МПа, а при стержневой арматуре классов A-VI, Ат-VI, At-VIK И At-VII, высокопрочной арматурной проволоке без анкеров и арматурных канатах — не менее 15,5 МПа. Кроме того, передаточная прочность должна составлять не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие.
При расчёте железобетонных конструкций в стадии предварительного обжатия расчётные характеристики бетона принимают как для класса бетона, численно равного передаточной прочности бетона (по линейной интерполяции).
В конструкциях, испытывающих воздействие многократно повторных нагрузок, анкеровка арматуры должна быть особенно надёжной. Поэтому для таких конструкций минимальные значения класса, приведенные в табл. 1.7, при проволочной напрягаемой арматуре и стержневой напрягаемой классов A-IV и Ат-IV, At-IVC И At-IVK всех диаметров, а также классов А-V и Ат-V диаметром 10.. 18 мм следует увеличивать на одну ступень (5 МПа) с соответствующим повышением передаточной прочности бетона.
При проектировании отдельных видов конструкций возможно снижение минимального класса бетона на одну ступень (5 МПа) против приведенного в табл. 1.7 с соответствующим снижением передаточной прочности бетона.
При проектировании ограждающих однослойных сплошных конструкций, выполняющих функции теплоизоляции, допустимо при относительной величине обжатия бетона obp/Rbp не более 0,3 использовать напрягаемую арматуру класса A-IV диаметром не более 14 мм при классах лёгкого бетона В7,5. В12,5, при этом передаточная прочность бетона Rbp должна составлять не менее 80% класса бетона. Для железобетонных конструкций, подвергнутых воздействию многократно повторных нагрузок, а также предварительно напряжённых пролётом более 12 м при армировании проволочной арматурой классов B-II, Bp-II, К-7 и К-19 мелкозернистый бетон не применяется.
Класс мелкозернистого бетона по прочности на сжатие, используемого для защиты от коррозии и обеспечения сцепления с бетоном напрягаемой арматуры, расположенной в пазах и на поверхности конструкции, должен быть не ниже В 12,5, а для инъекции каналов — не ниже В25.
Для замоноличивания стыков железобетонных конструкций класс бетона по прочности на сжатие устанавливается в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но принимают не ниже В7,5. В сборно-монолитных конструкциях, состоящих из сборных предварительно напряжённых элементов и монолитного (дополнительно уложенного) бетона, для замоноличивания стыков сборных элементов класс бетона по прочности на сжатие должен быть не ниже, чем класс бетона стыкуемых элементов, если указанные элементы хотя бы частично попадают в сжатую зону конструкции; во всех прочих случаях — не ниже класса монолитного бетона, укладываемого по сборным элементам.
Марки бетона по водонепроницаемости и морозостойкости бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от режима их эксплуатации, значений расчётной зимней температуры наружного воздуха в районе строительства и класса зданий по степени ответственности принимаются не ниже указанных в табл. 1.8, 1.9 и 1.10. Для лёгких бетонов марки по средней плотности назначаются в соответствии с табл. 1.11.
Для замоноличивания стыков элементов сборных конструкций, которые в процессе эксплуатации или монтажа могут быть подвержены воздействию отрицательной температуры наружного воздуха, применяются бетоны марок по морозостойкости и водонепроницаемости не ниже принятых для стыкуемых элементов.