Какую прочность должен иметь бетон

Как определить прочность бетона?

Прочность бетона – одна из важнейших характеристик этого строительного материала. Бетон лучше всего сопротивляется усилиям на сжатие. Поэтому проектирование осуществляется таким образом, чтобы на конструкцию действовали в основном силы сжатия. Если конструкция будет испытывать усилия на растяжение и изгиб, то при расчете проекта учитывают прочность на растягивающие усилия и растяжение при изгибе.

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.

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

Таблица зависимости между классами и марками бетонов

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.

Способы определения прочности

ГОСТ 10180-2012 регламентирует правила подготовки образцов и проведения испытаний прочности на сжатие в лабораторных условиях

В соответствии со стандартом образцами могут быть:

куб с длиной ребра 100, 150, 200, 250, 300 мм;
цилиндр с диаметром основания 100, 150, 200, 250, 300 мм, высотой не менее диаметра основания.

Образцы изготавливают с соблюдением условий, соответствующих реальным условиям твердения смеси. Твердение продукта может происходить в нормальных условиях или с использованием тепловой обработки. Испытания проводят на испытательной машине-прессе. Образец нагружают со стабильной скоростью нарастания усилия до его разрушения.

Существуют неразрушающие способы контроля прочности бетона, позволяющие контролировать этот параметр в уже готовой конструкции:

Механические. Эти испытательные технологии основаны на показаниях приборов. Основные методы – упругий отскок, ударный импульс, отрыв, скалывание, отрыв со скалыванием.
Ультразвуковой. Основой этого способа является зависимость скорости прохождения ультразвуковых волн через материал от его прочностных характеристик. Технология востребована для определения прочностных характеристик длинномерных строительных конструкций – ригелей, колонн, балок.

Области применения бетона различных классов прочности

В7,5. Такие бетоны содержат малое количество вяжущего и относятся к категории «тощих». Применяются в основном при проведении подготовительных строительных работ. С их помощью изготавливают подбетонки, на которых устраивается железобетонный фундамент. Такой подготовительный бетонный слой не допускает протекания цементного молочка из фундаментной бетонной смеси в грунт.
В10-В12,5. Такие материалы также обладают невысокой прочностью. Применяются для устройства подбетонного слоя, тонкослойных стяжек, фундаментов легких строительных конструкций.
В15-В20. Бетонные смеси этих классов прочности востребованы в малоэтажном индивидуальном строительстве при возведении небольших строений, для устройства внутренних перегородок, лестничных маршей.
В22,5. Широко востребованы в малоэтажном жилом и промышленном строительстве, при производстве ЖБИ.
В25-В22,7. Применяются при сооружении высоконагружаемых строительных конструкций – несущих балок, плит, колонн в многоэтажных зданиях.
В30 и выше. Такие бетоны, обладающие высокой прочностью, применяют в промышленном строительстве и для сооружения объектов высокой опасности и ответственности. Из-за высокой схватываемости применяются с добавками, регулирующими скорость твердения смеси.

Какой бетон выбрать для заливки фундамента

autor

Фундамент заливают сразу и полностью, потому что готовый бетон «живет» не больше 2–3 часов. Вам нужно заказать на бетонном заводе весь нужный объем сразу. Например, если у вас дом 10 м на 10 м, вам понадобятся около 30 кубометров бетона — это три машины АБС (бетономешалки). Эти три машины должны подъезжать к вашему фундаменту одна за другой с небольшим интервалом. Промедление или заминка может испортить всю работу.

Чтобы все прошло гладко, вам нужно заранее проверить, сможет ли бетономешалка свободно передвигаться вокруг котлована. Если нет — вам нужно заказывать не только бетономешалки, но и автобетононасос. Это такая машина с длинной «рукой», куда мешалка сливает бетон, а он потом подается к точке назначения.

Если бетон провел в дороге слишком много времени, то он может засохнуть и не отгрузиться. Поэтому выбирайте бетонозавод в радиусе 30–40 км от строительной площадки. Максимум — в 120 км. Если завода вблизи нет, вам придется самостоятельно с помощью бригады рабочих организовать производство нужного объема бетона у себя на участке — это большая и сложная задача, для которой придется покупать свою бетонную станцию.

Предположим, что такой завод есть. Во время строительства вам нужно постоянно быть с ним на связи, чтобы поток машин был скоординирован. Одна машина идет к вам, другая загружается, третья ожидает своей очереди и так далее.

Если заводов несколько и у вас есть выбор, выбирайте тот, который готов доказать прочность своей продукции. На некоторые заводы можно приехать заранее и заказать тестирование бетона. Вы приезжаете, при вас делают небольшой кубик бетона с нужными вам характеристиками, вы ставите на кубике свое клеймо (отпечатка ладони хватит). Куб подписывают и хранят 28 дней — до полного затвердевания бетона. Через 28 дней вы приезжаете снова, проверяете, что на кубике именно ваша ладонь. И при вас в заводской лаборатории куб испытывают под прессом, чтобы доказать, что этот бетон может выдержать заявленную нагрузку.

Параметры бетона для фундамента

Бетон различается по 4 параметрам, которые указаны на сайтах заводов-производителей или в брошюрах:

М (В) — марка или класс
W — водонепроницаемость
F — морозоустойчивость
П — пластичность или подвижность

Каждый параметр имеет свой цифровой индекс. Разбираемся, что они обозначают и как влияют на устойчивость фундамента.

Марка или класс

Марка бетона (М) — главная характеристика, которая определяет его прочность на сжатие через 28 дней, то есть после полного застывания. Чем прочнее бетон, тем большую нагрузку по весу он способен выдержать. Параметр прочности раньше обозначали как марку бетона (М), а теперь все чаще используют класс бетона (В) или указывают оба этих параметра. Считайте их равнозначными.

Марка бетона напрямую зависит от концентрации цемента в смеси. Заданную прочность бетон показывает не сразу после затвердевания, а только через 28 дней. Далее, в течение еще нескольких лет, бетон становится прочнее. То есть старый, десятилетний бетон прочнее нового, двухлетнего.

Класс бетона по прочности	Ближайшая марка бетона по прочности
B3,5	M50
B5	M75
B7,5	M100
B10	M150
B12,5	M150
B15	M200
B20	M250
B22,5	M300
B25	M350
B27,5	M350
B30	M400
B35	M450
B40	M550
B45	M600
B50	M700
B55	M750
B60	M800
B65	M900
B70	M900
B75	M1000
B80	M1000

Водонепроницаемость

Это показатель пористости бетона. Чем больше в нем пор и каналов, тем выше его водопроницаемость. И наоборот — если бетон очень хорошо смешан, он будет менее пористым и менее водопроницаемым. Со временем водонепроницаемость бетонного фундамента усиливается: максимального значения она достигает через 6 месяцев и дальше сохраняется на этом же уровне много лет.

Чем больше значение непроницаемости, тем лучше. Например, W6 означает, что этот бетон не будет пропускать воду, если ее подавать с усилием до 6 кг в секунду на 1 см² такого бетона. Самые популярные показатели в России — это W4 и W6. Такой бетон подходит для малоэтажного строительства.

Без экстремальной влажности и без экстремальных перепадов температур, например в Подмосковье, берите W4. В более влажном климате, в Санкт-Петербурге и Ленинградской области — W6. Если к фундаменту подходят грунтовые воды или район у дома часто затапливается весной — берите W8.

Морозоустойчивость

Цифра в значении морозоустойчивости означает количество циклов замерзания и оттаивания, которое бетон выдерживает без ущерба для прочности. Но это не количество зим, которое способно пережить здание, а именно количество циклов замораживания, которых за зиму может быть несколько.

Морозоустойчивость зависит от количества воды в бетоне. Дело в том, что вода, превращаясь в лед, расширяется и занимает на 10% больше места. И чем больше воды в составе, тем активнее разрушается его внутренняя структура. В реальности этот процесс занимает много лет.

Параметр морозоустойчивости и параметр водонепроницаемость связаны косвенно. Водонепроницаемость — это именно о том, как бетон пропускает воду, а не хранит ее в себе.

Чем выше морозоустойчивость, тем лучше. Самый популярный вариант для фундамента — это бетон F150. Более морозостойкий бетон нужен для холодных и переменчивых погодных условий. Для дома в средней полосе России берите F200. Для Санкт-Петербурга, Карелии и других областей, где зимой бывают резкие перепады температуры, — F250.

Пластичность или подвижность

Это консистенция бетона — насколько он жидкий. Она бывает от П1 до П5, где П1 — сухая смесь вообще без воды, а П5 — жидкий и текучий бетон. Для фундамента нужен бетон с параметрами П3, П4 или П5.

Бетон П3 с завода поставляют в бетономешалках, а П4 или П5 — в автобетононасосах. Поэтому, если бетономешалки могут свободно перемещаться вокруг вашего котлована под фундамент, заказывайте бетон П3. Если нет — П4 или П5.

Выбор бетона для фундамента на примерах

Для типового малоэтажного загородного строительства обычно подходят такие параметры бетона на фундамент: класс В25, водонепроницаемость W6, морозоустойчивость F150, пластичность П4: все характеристики тут чуть выше среднего.

Специалисты, помогающие с выбором бетона, ориентируются на такие сочетания при типовых запросах:

Ленточный фундамент для каркасного дома — M250 (В20) W4 F100 П4, то есть не самый прочный, достаточно водонепроницаемый, не очень морозоустойчивый жидкий бетон. Каркасные дома легкие, поэтому сильно прочный бетон тут не нужен.
Ленточный фундамент для дома из дерева, газобетона или кирпича — М300 (В22,5) W6 F150 П4 — не самый прочный, с хорошей водонепроницаемостью, не самый морозоустойчивый жидкий бетон. Эти стройматериалы тяжелее каркаса, поэтому тут нужен бетон прочнее.
Плитный фундамент для малоэтажного дома из дерева, газобетона или кирпича — М350 (В25) W6 F150 П4 — такой же бетон, как выше, только для плиточного фундамента нужен бетон еще прочее, поэтому взяли класс В25.
Гидротехнический фундамент при высоком уровне грунтовых вод — М350 (В25) W10 F200 П4, то есть достаточно прочный, с отличной водонепроницаемостью, очень морозостойкий жидкий бетон.
Плитный фундамент для монолитного дома — М400 (В30) W12 F200 П4 — прочный, водонепроницаемый и очень морозостойкий жидкий бетон.

Логика простая: чем тяжелее ваш дом и чем более влажная вокруг него земля, тем выше нужны характеристики бетона.