Прочность бетона является одним из важнейших показателей качества как самого бетона, так и бетонных конструкций.
Государство устанавливает способы оценки и контроля прочности бетона и порядок маркировки материала по результатам проведённых испытаний. ГОСТом 10180-2012 определены методы испытания прочности бетона, как оценка поведения контрольных образцов при воздействии на них силы способом:
сжатия;
осевого растяжения;
растяжения на изгибе;
растяжения на раскалывание.
ГОСТом 18105-2010 даны определения фактической, нормируемой и требуемой прочности бетона. Эти и другие Госстандарты, СНиПы и технические регламенты заводов-изготовителей составляют нормативную базу, регулирующую порядок производства, методы испытаний и требования к прочности бетонных конструкций.
Бетонный раствор через определенное время превращается в монолитную конструкцию со свойствами искусственного камня. Это происходит за счёт реакции гидратации строительных смесей. Кинетика набора прочности определяет сколько застывает бетон и представляет собой процесс взаимодействия минералов в составе цемента и зависит от многих факторов. В первую очередь необходимо отметить воздействие температуры и влажности воздуха на физико-химические процессы в строительном растворе. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее бетон набирает свою прочность, и наоборот - с понижением температуры процесс замедляется вплоть до полного прекращения застывания бетона при ноле градусов. При ожидаемой низкой температуре воздуха в бетонировании конструкций применяется электропрогрев бетона. При электроподогреве бетона не допускается замораживание свежеуложенного бетонного раствора в случае, если температура воздуха опустилась до 5 градусов С и ниже.
Строительные смеси с противоморозными добавками напрямую улучшают свойства бетонного раствора для ускорения процесса набора прочности при низких температурах воздуха.
Наглядное представление о том, сколько сохнет бетон, дают графики набора прочности бетона. В зависимости от температуры воздуха и марки и бетона определяется время застывания и достижения бетоном безопасной и требуемой прочности. Построенные графики твердения позволяют сделать вывод о неравномерности процесса высыхания бетонной смеси. Так, в первые пять дней жизни раствора происходит самый быстрый набор прочности, этот период называют «выдерживанием» бетона. Прочность бетона на 7 сутки составляет 60-70 % от его марочной прочности, а к 100 % этот показатель приближается на 28-е сутки после приготовления раствора.
Срок набора прочности бетоном напрямую зависит от его класса, чем выше качество цемента в составе, тем выше марка бетона. Для низкомарочных бетонов большее значение имеет процент критической прочности. Данная закономерность отражена в следующей таблице:
Марка бетона по прочности на сжатие |
Порог критической прочности в % от марочной |
М15-150 |
50 |
М200-300 |
40 |
М400-500 |
30 |
Весь процесс затвердевания бетонного камня можно разделить на следующие этапы:
Схватывание - длительность этой стадии зависит от температуры среды:
при нулевой температуре воздуха схватывание начинается через 8 часов после приготовления бетонного раствора и продолжается 15-20 часов;
при 20 градусах С начало схватывание приходится на второй час жизни раствора и длится в среднем ещё один час.
Чем выше температура воздуха, тем быстрее начнётся и закончится этап схватывания строительной смеси. Кроме того, свою роль здесь играет и марка бетона. Ниже приведено несколько примеров подобного влияния:
бетон марки М200 - схватывание длится 2-2,5 часа;
бетон марки М300 - 1,5-2 часа;
бетон марки М400 - в среднем 1-1,5 часа.
Уже во время транспортировки раствора начинается стадия схватывания, но за счёт постоянного механического воздействия при его перемешивании и тиксотропии, продолжительность его значительно ускоряется.
Твердение - вторая стадия набора прочности бетона. Отвердевание бетона происходит благодаря механизму гидратации цемента, проще говоря, происходит сушка бетона за счёт испарения влаги.
Минералы в составе цемента обладают разной степенью гидратации. Раннюю прочность цемента обеспечивает аллит - это самый реакционноспособный минерал. Другой минерал - беллит - не теряет способности к гидратации в течение нескольких десятков лет. То есть, теоретически стадия твердения бетона может продолжаться ещё много лет уже по завершении строительства. В практической работе строители отводят примерно месяц на стадию отвердения.
Превращение бетонного раствора в прочную монолитную конструкцию зависит от комплекса факторов воздействия среды и качества исходных материалов. Контроль прочности бетона производится на всех этапах: от выбора строительных смесей до оценки прочности уже возведённых конструкций механическим и ультразвуковым методом
у нашего менеджера по телефону или через форму запроса
Класс | Марка | Евро- класс |
Подвижность | Прочность | Водо- непрони- цаемость |
Морозо- стойкость |
Жёсткость |
---|---|---|---|---|---|---|---|
В10 | М150 | c8/10 | П2 — П4 | 163 кг/см2 | W2 — W4 | F 50 | Ж1 — Ж4 |
В15 | М200 | с12/15 | П2 — П4 | 196 кг/см2 | W2 — W4 | F 100 | Ж1 — Ж4 |
В20 | М250 | с16/20 | П2 — П4 | 275 кг/см2 | W4 — W6 | F 150 | Ж1 — Ж4 |
В22,5 | М300 | с18/22 | П2 — П4 | 296 кг/см2 | W6 | F 200 | Ж2 — Ж4 |
В25 | М350 | с20/25 | П2 — П4 | 337 кг/см2 | W6 — W8 | F 200 | Ж2 — Ж4 |
В30 | М400 | с25/30 | П3 — П5 | 392 кг/см2 | W10 | F 300 | Ж3 — Ж4 |
В35 | М450 | с30/37 | П3 — П5 | 458 кг/см2 | W10 — W12 | F 200 — F300 | Ж3 — Ж4 |
В40 | М550 | с32/40 | П3 — П5 | 524 кг/см2 | W10 — W16 | F200 — F300 | Ж3 — Ж4 |
В45 | М600 | с35/45 | П4 — П5 | 591 кг/см2 | W12 — W18 | F200 — F400 | Ж3 — Ж4 |