При создании проектов железобетонных конструкций, а также конструкций из бетона с учетом всех требований назначают марки бетона и классы бетона с определенными показателями морозостойкости, прочности и водонепроницаемости.
Чтобы получить необходимое значение прочности бетона, можно произвести расчет, исходя из отношения сопротивления (кгс) к сжатию оси (см?) эталонного образца. Чтобы определить какой бетон марки проводят испытания над образцами марок бетона. Образцы бывают для конструкций сборных и для цельных. У первых срок определяется исходя из технических условий, а у вторых срок испытания устанавливается в 28 суток.
Изделиям из бетона, эксплуатируемым обычно при минусовых температурах, нужны марки бетона с соответствующей высокой морозоустойчивостью. Чтобы определить этот показатель, нужно образец бетона подвергнуть нескольким циклам заморозки и размораживания. В зависимости от результата ставятся соответствующие марки бетона.
С помощью воздействия гидростатического одностороннего давления определяют для бетона его водонепроницаемость (кгс/см?). Испытания производятся для таких образцов бетона, чьи марки характеризуются повышенным уровнем влагоустойчивости.
В зависимости от срока загрузки, делают установку бетонных конструкций сроком 90 или 180 суток, что позволяет экономнее расходовать цемент. С помощью опытов определяют прочность образцов из бетона, которые выпускают в количестве трех штук серийно.
Если значение выше 55, то возрастает при сжатии или растяжении предел прочности. Но возрастание сопротивления растяжению снижается, если используются марки бетона из класса высокопрочных. Из-за этого прочность может принимать значения от 1/10 до 1/17 предела прочности при сжатии, а, соответственно, предел прочности изгиба может варьироваться от 1/6 до 1/10.
Однородность очень важна для такого материала как бетон, и высокие требования к этому свойству обоснованы как с экономической стороны, так и с технической. Чтобы определить показатель однородности какой-либо марки бетона, нужно проанализировать итоги испытаний образцов, которые исследовались в идентичных условиях и за одно и то же время. Качество используемого цемента, технология при изготовлении марки бетона, соблюдение точности составляющих компонентов, пластификатора, - все эти составляющие непосредственно влияют на показатель однородности бетона.
Для производства марки бетона, характеризующейся высокой степенью однородности, нужно создать такие условия, как автоматизированное производство, соблюдение технологии на высшем уровне и использование только высококлассного сырья. Отсюда следует деление бетона на классы. Класс бетона – это характеристика, отражающая прочность бетона, которая может варьироваться при некоторых условиях.
Соответствие марок бетона классам.
Числовым выражением характеризуется класс бетона, которое обеспечивает 95% гарантии соответствия материала. Следовательно, пять из ста бетонных образцов будут иметь немного другие характеристики.
Существуют следующие классы товарного бетона: В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В45; В50; В55 и В60. Товарный {бетон в7.5} и других классов можно купить в компании «СК-Бетон».
Марка и класс бетона при вариационном коэффициенте v=13,5% по прочности соотносятся следующим образом:
1. Для класса бетона В60 соответствует марка бетона м-800, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 786 (кгс/см?);
2. Для класса бетона В55 соответствует марка бетона м-700, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 720 (кгс/см?);
3. Для класса бетона В50 соответствует марка бетона м-600, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 655 (кгс/см?);
4. Для класса бетона В45 соответствует марка бетона м-600, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 589 (кгс/см?);
5. Для класса бетона В40 соответствует марка бетона м-550, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 524 (кгс/см?);
6. Для класса бетона В35 соответствует марка бетона м-450, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 458 (кгс/см?);
7. Для класса бетона В30 соответствует марка бетона м-400, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 393 (кгс/см?);
8. Для класса бетона В25 соответствует марка бетона м-350, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 327 (кгс/см?);
9. Для класса бетона В20 соответствует марка бетона м-250, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 262 (кгс/см?);
10. Для класса бетона В15 соответствует марка бетона м-200, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 196 (кгс/см?);
11. Для класса бетона В12,5 соответствует марка бетона м-150, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 164 (кгс/см?);
12. Для класса бетона В10 соответствует марка бетона м-150, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 131 (кгс/см?);
13. Для класса бетон В7,5 соответствует бетон марки М100, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 98 (кгс/см?);
14. Для класса бетона В5 соответствует марка бетона м-75, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 65 (кгс/см?);
15. Для класса бетона В3,5 соответствует марка бетона м-50, среднее значение прочности, подходящее для класса равно 46 (кгс/см?).
Классификация марок бетона.
Под влиянием физических и химических реакций между цементом и водой увеличивается прочность бетона. При средней влажности и температуре твердение бетона происходит самым оптимальным образом. При высыхании или замораживании бетонной конструкции, прекращается реакция между водой и цементом. Непредвиденное усиление замерзания или высыхание бетона отражается на его качестве. Это особенно часто происходит при несоблюдении технологического процесса зимой в сильный мороз или жарким летом.
Бетонным конструкциям необходимы еще на этапе создания определенные условия, что будет способствовать нужной степени отвердения, еще в начале укладки, сроком до 15 – 28 суток. Если температура воздуха высокая, то бетонное изделие необходимо накрыть пленкой из полиэтилена и поливать водой, после чего нанести эмульсию из битума, - это позволяет, как можно дольше сохранить влагу, чтобы предупредить брак в бетоне.
Бетон особенно хорошо твердеет при температуре от 18 до 22°C и влажном воздухе. Именно эти условия позволяют достичь нужной прочности бетонного изделия. Особенностью товарного бетона является его возрастание прочности после определенного периода времени, что позволяет сделать расчет по логарифмической зависимости: Rn=R28*(lgn/lg28), где R – прочность бетонного изделия, n – количество дней, но не меньше трех, R28 – марка бетона. С помощью этой формулы можно подсчитать примерное время распалубки.
Чтобы точнее рассчитать прочность для бетона, делаются несколько замеров в течение времени твердения, после чего анализируют полученную кривую возрастания прочности. Эта зависимость определяется на испытании бетонных образцов, замеры производятся на 3-и, 7-е, 28-е, 90-е сутки изделия. При благополучных условиях у изделия наблюдается низкая прочность, которая увеличивается на 7-14 день возраста и соответствует от 60 до 80% уровня прочности заданной марки бетона.
При опытных исследованиях выявляют морозостойкие марки бетона. Бетонные эталоны замораживаются и размораживаются без потери свойства прочности при сжатии более 5%, если сравнивать с прочностью других изделий, которые подвергались испытаниям в таком же временном возрасте для дорожного бетона, и без потери массовой доли больше 5%. Марка бетона – это самое большое количество циклов. Различают следующие марки бетона по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400 и F500.
Марки бетона по классу водонепроницаемости следующие: W2, W4, W6, W8 и W12. Этот показатель зависит от давления воды (кгс/см?). Чтобы рассчитать водонепроницаемость используют цилиндрический эталонный образец бетона высотой 15 сантиметров, не пропускающий воду в условиях опытных исследований. Компания ООО «СК-Бетон» производит бетон марки 100 и более высоких марок.