Прочность бетона | БЛОГ ПРОРАБА ОЛЕГА КЛЫШКО
Здравствуйте, уважаемый читатель блога прораба, в данной статье «Прочность бетона» поговорим о требованиях на строительной площадке к испытаниям бетона на прочность, выясним, следует ли проводить испытания через 7 суток. Я работал в разных строительных фирмах и в основном возили бетонные кубики в лабораторию через 28 суток, после приемки бетонной смеси на объекте.
Сначала я пошел простым путем спросил у технадзора заказчика, надо ли испытывать бетон на прочность через 7 суток и прикладывать его к актам. Он привел пример строительной фирмы, которая у них на заводе работала и они испытывали бетон через 7 и 28 суток, согласно какому то госту. В данной статье мы рассмотрим все госты, связанные с испытанием бетона и попробуем найти, где говориться про 7 суток.
Теоретически бетон набирает проектную прочность через 7 суток 70%, а через 28 суток 100%. Эти данные взяты из различных рекомендации по уходу за бетоном при условии, что он находиться в нормальных условиях (20+/-20С и влажность 95%). В реальности, бетон редко набирает заданную прочность, по ряду причин из-за погодных условия или неправильном уходе за уложенным бетоном.
Думаю ни для кого не секрет, что прочность бетона для железобетонных конструкций в зданиях рассчитывают проектировщики. Из данных проекта, заказывают бетон (для заливки его в фундаменты, стены, колоны, плиты перекрытия и т.д.) у завода определенной марки, с заданной морозостойкостью, водонепроницаемостью, подвижностью и т.д.
На строительной площадке прорабу или ответственному лицу завод должен передать паспорт качества бетонной смеси, в котором указывается марка бетона, подвижность, добавки и объем. Обычно с каждым миксером передают документ на бетонную смесь, эти данные вносят в журнал бетонных работ.
Но как узнать, что бетонный завод привез на строительную площадку именно ту смесь, которую мы заказывали? Для этого и проводятся испытания бетона, после расчетного времени набора прочности, обычно это 28 суток. В первую очередь эти испытания нужны строителям, если прочность не будет соответствовать заказанному бетону, то расходы по демонтажу можно будет предъявить бетонному заводу.
Бетон испытывается несколькими методами согласно ГОСТ Р 53231-2008 «БЕТОНЫ. Правила контроля и оценки прочности»:
3.14 разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.
3.15 прямые неразрушающие методы определения прочности бетона, не требующие обязательной градуировки: Определение прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690.
3.16 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы определения прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
В данной статье будем разбираться с разрушающим методом, с помощью контрольных образцов, изготовлением бетонных кубиков. Сейчас зима и неразрушающий метод не получиться применить согласно ГОСТ 22690-88 «БЕТОНЫ. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»:
1.3. Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105-86, а также для определения прочности бетона при обследовании и отбраковки конструкций.
Метод испытания следует выбирать с учетом предельных значений прочности, рекомендуемых руководствами к конкретным приборам неразрушающего контроля, в соответствии с требованиями разд. 3 настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Поправка 2009)
1.4. Испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается при обследовании конструкций определять прочность при отрицательной температуре, но не ниже минус 10 °C при условии, что к моменту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75%.
Интересно, сколько времени на вашей стройке зимой обогревают уложенный бетон? Сутки, двое, трое или неделю. Работая в разных строительных организациях, везде мы грели бетон, в основном, не больше двух суток. Так что согласно ГОСТ 22690-88 неразрушающим методом испытывать бетон на прочность зимой нельзя.
В лаборатории испытывают бетон на прочность, давя в прессе бетонные кубики размерами 10 на 10 см. Для изготовления бетонных кубиков на стройке используют специальные металлические формы.
У меня было такое, что на строительной площадке не было железной формы и мы делали ее из опалубочной фанеры. Минус такой самопальной формы, получаются не идеально ровные кубики и лаборатория их не принимала.
Если вы будете использовать для формы обычную фанеру, то необходимо внутри положить полиэтиленовую пленку, чтоб бетон не соприкасался с фанерой и не терял влажность. Перед укладкой бетонной смеси в железную форму необходимо смазать внутри нее машинным маслом, чтоб кубики потом можно было легко вытащить из формы и она оставалась чистой.Как брать образцы бетона для лаборатории можно узнать из ГОСТа 10181-2000 «СМЕСИ БЕТОННЫЕ. Методы испытаний».
3 Правила отбора проб и проведения испытаний
3.1 Пробы бетонной смеси для испытания при производственном контроле следует отбирать:
— при производстве сборных и монолитных изделий и конструкций — на месте укладки бетонной смеси;
— при отпуске товарной бетонной смеси — на месте ее приготовления при погрузке в транспортную емкость.
3.2 Пробу бетонной смеси для испытаний отбирают непосредственно перед началом бетонирования из средней части замеса или порции смеси. При непрерывной подаче бетонной смеси (ленточными транспортерами, бетононасосами) пробы отбирают в три приема в случайные моменты времени в течение не более 10 мин.
3.3 Объём отобранной пробы должен обеспечивать не менее двух определений всех контролируемых показателей качества бетонной смеси.
3.4 Отобранная проба перед проведением испытаний должна быть дополнительно перемешена.
Бетонные смеси, содержащие воздухововлекающие, газообразующие и пенообразующие добавки, а также предварительно разогретые смеси, перед испытанием не перемешивают.
3.5 Испытание бетонной смеси и изготовление контрольных образцов бетона должно быть начато не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.
3.6 Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °С.
3.7 Условия хранения пробы бетонной смеси после ее отбора до момента испытания должны исключить потерю влаги или увлажнение.
3.8 Поверку средств измерений и аттестацию испытательного оборудования следует осуществлять в соответствии с ГОСТ 8.001, ГОСТ 8.326, ГОСТ 8.383.
3.9 Результаты определения показателей качества бетонной смеси должны быть занесены в журнал, в котором указывают:
— наименование организации — изготовителя смеси;
— наименование бетонной смеси по ГОСТ 7473;
— наименование определяемого показателя качества;
— дату и время испытания;
— место отбора пробы;
— температуру бетонной смеси;
— результаты частных определений отдельных показателей качества бетонной смеси и среднеарифметические результаты по каждому показателю.
Если неправильно забить кубики и использовать самодельную форму, то скорее всего ваши образцы лаборатория на примет к испытаниям. Пример плохого бетонного кубика, который был сделан в самодельной форме из фанеры и не проштыкован (не провибрирован) смотрите на картинке.
Как правильно делать бетонные кубики я еще рассказал в статье «Вибрирование бетона».
С образцами бетона для лаборатории разобрались, но вопрос остается открытым, следует ли испытывать бетон на прочность через 7 суток, может ответ найдем в СНиП 3.03.01-87 «НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ», но кроме этой записи больше ничего не написано:
ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА ПРИ ПРИЕМКЕ КОНСТРУКЦИЙ
2.18. Прочность, морозостойкость, плотность, водонепроницаемость, деформативность, а также другие показатели, установленные проектом, следует определять согласно требованиям действующих государственных стандартов.
В каких ГОСТах искать ответы не понятно, продолжаем искать дальше. Читаем СП 52-101-2003 п. 5.1.4 «БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ»:
5.1.4 Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 сут.
Получается, что если в проекте не указано про то, что прочность бетона через 7 суток должна быть равна какому то значению, то и везти бетонные кубики в лабораторию на испытание прочности не следует и на желание технадзора можно ответить отказом.
Как мы сдавали кубики в лабораторию на испытания прочности бетона.
Да в первую очередь испытание бетона на прочность необходимы строителям, а не заказчику, чтоб в случае чего не остаться крайними. В реальности происходит все наоборот, на первом месте стоят сроки, заказчик торопит подрядчика и об исполнительной документации вспоминают, когда отработали 1-2 месяца.
И тогда строители вспоминают, что во время заливки не делали бетонные кубики и вообще металлические формы отсутствуют на строительной площадке. Я не редко бывал в такой ситуации, часто просто терялись бетонные кубики.
В таких случаях мы просто брали и изготавливали необходимое количество кубиков с бетонного миксера, который приходил на площадку и не важно, что бетон нам надо испытывать месячной давности. Главное ведь подписать акты выполненных работ, чтоб получить деньги.
Если контроль на стройке строгий и нет бетонных кубиков, то вызывают лабораторию на площадку и испытывают бетон не разрушаемым методом или вырезают из бетонной конструкции, с помощью алмазного бурения керны и везут их на испытания.
Буду рад вашим дополнениям в комментариях по теме испытания бетона на прочность.
С уважением Олег Клышко
Ваша благодарность за мою статью это клик по любой кнопке ниже. Спасибо!
Марки бетона В15, В20, В25, М200, М250, М300
Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.
Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.
В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%.
Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В50; В55; В60.
Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПах10).
Тяжелый бетон имеет следующие марки при сжатии: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М600; М700; М800.
Компания «СТРОЙРЕСУРС СК» производит марки бетона от М50 до М400.
При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице
|
Класс бетона по прочности |
Средняя прочность бетона, МПа |
Ближайшая марка бетона по прочности |
|
В3,5 |
4,58 |
М50 |
|
В5 |
6,55 |
М75 |
|
В7,5 |
9,82 |
М100 |
|
В10 |
13,1 |
М150 |
|
В12,5 |
16,37 |
М150 |
|
В15 |
19,65 |
М200 |
|
В20 |
26,19 |
М250 |
|
В22,5 |
29,45 |
М300 |
|
В25 |
32,74 |
М350 |
|
В26,5 |
35,99 |
М350 |
|
В30 |
39,29 |
М400 |
Наша компания производит бетон согласно ГОСТ 7473-2010 и раствор по ГОСТ 28013-98
Возврат к списку
Прочность бетона на сжатие, класс, таблица в мпа
Прочность бетона на сжатие традиционно считается одним из основных показателей, характеризующих свойства бетона. Данный параметр выражается в двух понятиях – классе и марке бетона, которые учитываются при выборе смеси для реализации тех или иных работ, выступают главными из технических характеристик, чрезвычайно важны для гарантии способности застывшего монолита выдерживать определенные нагрузки, что сказывается на прочности, надежности, долговечности.
Определенный класс бетона по прочности на сжатие маркируется буквой В и определенной цифрой, демонстрирует так называемую кубиковую прочность (когда образец в форме куба сжимают под прессом и фиксируют отметку, на которой он разрушается). Считается давление в МПа, предполагает вероятность разрушения при указанном показателе максимум 5 единиц из 100 испытуемых. Регламентируется СНиП 2.03.01-84.
Прочность бетона (МПа) может быть разной – классы дифференцируются в пределах 3.5-80 (всего существует 21 вид). Самыми популярными стали около десятка смесей с классами В15 и В20, В25 и В39, В40. Любой класс приравнивается к соответствующей ему марке (аналогичным образом правило работает наоборот). Значение прочности бетона в МПа (класс) чаще всего указывается в проектной документации, а вот поставщики реализуют смеси с указанием марки.
Марка бетона обозначается буквой М и цифровым индексом в диапазоне 50-1000. Регламентируется ГОСТом 26633-91, соответствует определенным классам, допустимым считается отклонение прочности максимум на 13.5%. Для марки бетона основными требованиями являются объем/качество цемента в составе. В свою очередь, марка обозначается в кгс/см2, определение марки возможно после полного застывания и затвердевания смеси (то есть, минимум через 28 суток после заливки).
Чем выше цифра в индексах класса и марки, тем более прочным будет бетон и тем выше его стоимость (как при покупке уже готового раствора, так и при самостоятельном замесе за счет большего объема цемента и более высокой его марки).
С учетом вышеизложенных фактов основная задача мастера – определить идеальные характеристики для раствора с учетом сферы использования и предполагаемых нагрузок. Ведь приготовление слишком прочного бетона приведет к неоправданным расходам, недостаточно прочного – к разрушению конструкции. Обычно средняя прочность бетона для тех или иных работ, конструкций указывается в ГОСТах, СНиПах – эти значения и берут за ориентир.
Виды материала по прочности на сжатие:- Теплоизоляционные смеси – от В0.5 до В2.
- Конструкционно-теплоизоляционный раствор – от В2.5 до В10.
- Смеси конструкционные – от В12.5 до В40.
- Особые бетоны для усиленных конструкций – выше В45.
Методы и испытания бетона на прочность
Для определения марки и класса бетона используют разнообразные методы – все они относятся к категориям разрушающих и неразрушающих. Первая группа предполагает проведение испытаний в условиях лаборатории посредством механического воздействия на образцы, которые были залиты из контрольной смеси и полностью выстояны в указанные сроки.
Для проведения исследований используют специальный пресс, который сжимает опытные образцы и демонстрирует предел прочности при сжатии. Разрушение – наиболее верный и точный метод исследования бетона на прочность таких видов, как сжатие, изгиб, растяжение и т.д.
Основные неразрушающие методы исследований:- Воздействие ударом.
- Разрушение частичное.
- Исследование с использованием ультразвука.
Ударное воздействие может быть разным – самым примитивным считается ударный импульс, который фиксирует динамическое воздействие в энергетическом эквиваленте. Упругий отскок определяет параметры твердости монолита в момент отскока бойка ударной установки.
Также используется метод пластической деформации, который предполагает обработку исследуемого участка особой аппаратурой, которая оставляет на монолите отпечатки определенной глубины (по ним и определяют степень прочности).
Частичное разрушение также может быть разным – скол, отрыв и комбинация данных способов. Если для испытаний используется метод скола, то ребро изделия подвергают особому скользящему воздействию для откалывания части и определения прочности. Отрыв предполагает использование специального клеящего состава, которым на поверхности крепят металлический диск и потом отрывают. При комбинировании данных способов анкерное устройство крепят на монолит, а потом отрывают.
Когда используется ультразвуковое исследование, применяют специальный прибор, способный измерить скорость прохождения ультразвуковых волн, проникающих в монолит. Основное преимущество данной технологии – она позволяет изучать не только поверхность, но и внутреннюю структуру бетона. Правда, в процессе исследований велика вероятность погрешности.
Контроль прочности бетона
Для того, чтобы бетонный раствор точно соответствовал указанным параметрам и выдерживал нагрузки, за его качеством следят еще на этапе приготовления. Прежде, чем готовить смесь, обязательно изучают рецепт, требования к компонентам и их пропорциям.
Основные критерии для контроля и проверки бетона:- Соответствие используемого цемента указанным в рецепте маркам – так, для приготовления бетона М300 точно не подойдет цемент М100, даже при условии его большого объема. Чем выше число рядом с буквой М в маркировке цемента, тем более прочным получится раствор.
- Объем жидкости в растворе – чем больше воды в смеси, тем активнее влага испаряется в процессе высыхания и может провоцировать появление пустот, когда идет затвердевание.
- Качество и фракция наполнителей – шероховатые частицы неправильной формы обеспечивают наиболее крепкое сцепление ингредиентов в составе бетона, что в процессе твердения дает требуемый результат в виде высокой прочности. Грязный наполнитель может понизить характеристики бетона по прочности на растяжение и сжатие.
- Тщательность смешивания компонентов на всех стадиях приготовления раствора – по технологии раствор замешивается в исправной бетономешалке или на производстве в течение длительного времени.
- Квалификация работников – также играет важную роль, так как даже при условии применения качественной смеси В20, к примеру, прочность может быть снижена из-за неправильной укладки, отсутствия уплотнения (вибрация обеспечивает повышение прочности бетона на 30%).
- Условия застывания и эксплуатации – лучше всего, когда бетон застывает и приобретает твердость при температуре воздуха +15-25 градусов и высокой влажности. В таком случае можно говорить о точном соответствии монолита его марке – если был залит бетон В15, то и демонстрировать будет его технические характеристики.
Прочность бетона: таблица
Бетон по прочности на растяжение, при изгибе, воздействии других нагрузок демонстрирует определенные значения. Далеко не всегда они соответствуют указанным в ГОСТе и проектной документации, часто есть погрешность, которая может быть губительной для монолита и всей конструкции или же не оказывать никакого воздействия.
Виды прочности бетона (на сжатие, изгиб, растяжение и т.д.):- Проектная – та, что указывается в документах и предполагает значения при полной нагрузке на бетонную конструкцию. Считается в затвердевшем монолите, по истечении 28 дней после заливки.
- Нормированная – значение, которое определяется по техническим условиям или ГОСТу (идеальное).
- Фактическая – это среднее значение, полученное в результате выполненных испытаний.
- Требуемая – минимально подходящий показатель для эксплуатации, который устанавливается в лаборатории производств и предприятий.
- Отпускная – когда изделие уже можно отгружать потребителю.
- Распалубочная – наблюдается в момент, когда бетонное изделие можно доставать из форм.
Виды прочности, касающиеся марки бетона и его качества: на сжатие и изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность. Бетон напоминает камень – прочность на сжатие бетона обычно намного выше, чем на растяжение. Поэтому основной критерий прочности монолита – его способность выдерживать определенную нагрузку при сжатии. Это самый значимый и важный показатель.
Так, к примеру, показатели бетона В25 (класс прочности) и марки М350: средняя стойкость к сжатию до 350 кгс/м2 или до 25 МПа. Реальные значения обычно чуть ниже, так как на прочность оказывают влияние множество факторов. У бетона В30 будут соответствующие показатели и т.д.
Чтобы определить данные показатели, создают специальные кубы-образцы, дают им застыть, а затем отправляют под лабораторный пресс специальной конструкции. Давление постепенно увеличивают и фиксируют в момент, когда образец треснул или рассыпался.
Определяющее условие для присвоения марки и класса бетону – расчетная прочность на сжатие, которая определяется после полного схватывания и застывания монолита (28 суток занимает процесс).
Именно по прошествии 28 суток бетон достигает показателя расчетной/проектной прочности по марке. Прочность на сжатие – самый точный показатель механических свойств монолита, его стойкости к нагрузкам. Это своеобразная граница уже затвердевшего бетона к воздействующему на него механическому усилию в кгс/м2. Самая большая прочность у бетона М800/М900, самая низкая – у М15.
Прочность на изгиб повышается при увеличении индекса марки. Обычно показатели изгиба/растяжения ниже, чем нагрузочная способность. Молодой бетон демонстрирует значение в районе 1/20, старый – 1/8. Данный параметр учитывается на проектном этапе строительства. Способ определения: из бетона заливают брус 120х15х15 сантиметров, дают затвердеть, потом устанавливают на подпорки (расстояние между ними 1 метр), в центре помещают нагрузку, увеличивая ее постепенно, пока образец на разрушится.
Прочность высчитывается по формуле Rизг = 0,1PL/bh3, тут:- L – расстояние между подпорками;
- Р – маса нагрузки и образца;
- Н, b, h – ширина/высота сечения бруса.
Прочность считается в Btb и обозначается цифрой в диапазоне 0.4-8.
Осевое растяжение в процессе проектирования учитывают редко. Этот параметр важен для определения способности монолита не покрываться трещинами при ощутимых перепадах влажности воздуха, температуры. Растяжение представляет собой некоторую составляющую, взятую от прочности на изгиб. Определяется сложно, часто образцы балок растягивают на специальном оборудовании. Актуально значение для бетона, который используется в сферах, исключающих возможность появления трещин.
Передаточная прочность – это нормируемое значение прочности бетонного монолита напряженных элементов при передаче на него силы натяжения армирующих элементов. Данный показатель предусматривается нормативными документами, ТУ для разных видов изделий. Обычно назначают минимум 70% проектной марки, многое зависит от свойств арматуры.
Прочность бетона на 7 и 28 сутки: ГОСТ, таблица
Бетоны бывают разными. Как правило, все виды по маркам и классам делят на легкие, обычные и тяжелые (часто последние две группы объединяют, так как все обычные бетоны считаются тяжелыми).
- Легкие – марки от М5 до М35 подходят для заливки ненесущих конструкций, от М50 до М75 идут на подготовительные работы до заливки, М100 и М150 актуальны для перемычек, конструктива, малоэтажного строительства.
- Обычные бетоны – самые распространенные и часто применяемые в ремонтно-строительных работах: М200/М300 используют для выполнения фундаментов, отмосток, полов, стяжек, бордюров, подпорок, лестниц и т.д. М250 В20 демонстрирует прочность 262 кгс/м2 и давление 20 МПа. М350 и М400 применяют для монолитных, несущих конструкций многоэтажных зданий, чаш бассейнов.
- М450 и выше – тяжелые бетоны, обладающие высокой прочностью и плотностью, используют для особых конструкций, разного типа военных объектов.
Таблица в МПа
Прочность бетона – самый важный показатель, который напрямую влияет на все остальные технические характеристики материала, сферу применения, способность выдерживать предполагаемые нагрузки. Поэтому в процессе выбора марки и класса стоит учитывать СНиП и ГОСТы, а при проверке материала на соответствие уделять внимание результатам исследования и соответствующим документам.
ГОСТ 22783-77 Бетоны. Метод ускоренного определения прочности на сжатие, ГОСТ от 31 октября 1977 года №22783-77
ГОСТ 22783-77
Группа Ж19
Метод ускоренного определения прочности на сжатие
Дата введения 1978-07-01
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН в действие Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 31 октября 1977 г. № 168
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1992 г.
Настоящий стандарт распространяется на цементные бетоны на плотных и пористых заполнителях, применяемые для изготовления монолитных конструкций. Стандарт устанавливает метод ускоренного определения прочности бетона на сжатие, ожидаемой в возрасте, отвечающем его проектной марке (28, 90, 180 суток или в другом возрасте, именуемом в дальнейшем «проектный возраст») по результатам испытаний контрольных образцов, твердевших в воде по специальному температурному режиму.
1. Общие положения
1.1. Прочность бетона на сжатие, ожидаемую в проектном возрасте, определяют по экспериментально установленной градуировочной зависимости между прочностью бетона при ускоренном твердении и прочностью этого бетона в проектном возрасте .
1.2. Результаты ускоренного определения прочности бетона используют для регулирования его состава в процессе производства.
2. Аппаратура и материалы
2.1. Для проведения испытаний применяют:
лабораторную камеру (см. чертеж), обеспечивающую поддержание температуры воды в камере с погрешностью ±2°С и время восстановления заданной температуры воды в камере после установки в нее контрольных образцов не более 5 мин;
пресс — по ГОСТ 28840-90;
формы для изготовления контрольных образцов — по ГОСТ 22685-89, снабженные стальными крышками толщиной не менее 5 мм;
воду для прогрева образцов — по ГОСТ 26633-91.
ЛАБОРАТОРНАЯ КАМЕРА
1; 5 — крышки; 2 — защитный стержень датчика температуры; 3 — ввод термометра; 4 — датчик температуры; 6 — регулятор температуры; 7 — нагреватель; 8 — решетка
3. Подготовка и проведение испытаний
3.1. Образцы для ускоренного определения прочности и для определения прочности бетона в проектном возрасте изготовляют по ГОСТ 10180-90 или ГОСТ 11050-64 из одной и той же пробы бетона, отобранной в соответствии с ГОСТ 18105-86.
3.2. Крышки на формы с образцами для ускоренного определения прочности устанавливают не позднее, чем через 15 мин после окончания формования, притирая их к поверхности бетона.
3.3. Формы с образцами помещают в камеру для тепловой обработки в один ряд. При этом расстояние от боковых граней форм до соседних форм или стенок камеры, а также от дна форм до нагревателей должно быть не менее 5 см. Уровень воды в камере должен превышать верхний уровень образцов не менее чем на 10 см.
3.4. Тепловую обработку образцов проводят по режимам, приведенным в таблице.
Этапы |
|
|
| ||
|
|
|
| ||
| 20±5 | 2 | ±15 | 1 | ±5 |
Прогрев в воде | 70±2 | 16 | ±15 | 4,5 | ±5 |
Охлаждение на воздухе до распалубки | 20±5 | 0,5 | ±5 | 0,5 | ±5 |
Охлаждение на воздухе после распалубки | 20±5 | 1 | ±10 | 1 | ±10 |
Общая продолжительность твердения | — | 19,5 | ±25 | 7,0 | ±15 |
Основным является режим I, обеспечивающий получение результатов контроля в течение суток.
Для получения результатов в более короткие сроки допускается применять режим II.
3.5. Распалубку и выдерживание образцов после тепловой обработки производят при температуре, указанной в таблице. При этом образцы после тепловой обработки укладывают на прокладки толщиной не менее 10 мм. Площадь контакта образцов с прокладками должна быть не более 30% от площади грани образца.
3.6. Испытание образцов на сжатие — по ГОСТ 10180-90 или ГОСТ 11050-64.
4. Установление градуировочной зависимости «Прочность при ускоренном твердении — прочность в проектном возрасте»
4.1. Градуировочную зависимость устанавливают экспериментально для бетонов одного проектного возраста и приготовленных из одинаковых материалов независимо от состава бетона и его марки.
При контроле бетона одной марки по прочности на сжатие допускается вместо градуировочной зависимости устанавливать переводной коэффициент.
4.2. Для установления градуировочной зависимости или переводного коэффициента изготовляют из одной и той же пробы бетона две параллельные серии образцов. Образцы одной серии должны твердеть по ускоренному режиму, а второй — в нормальных условиях по ГОСТ 10180-90 до достижения проектного возраста.
Размер контрольных образцов и конструкция форм для их изготовления должны быть одинаковыми.
4.3. При производственном контроле прочности бетона пробы бетона для установления градуировочной зависимости или переводного коэффициента отбирают равномерно не менее месяца.
4.4. Количество проб бетона для установления градуировочной зависимости должно быть не менее 25, а для установления переводного коэффициента — не менее 10. При этом количество проб бетона каждой марки, используемых для установления градуировочной зависимости, должно быть одинаково.
4.5. Градуировочную зависимость принимают линейной:
Коэффициент и рассчитывают по формулам
где и | — | прочность ой серии образцов при ускоренном твердении и в проектном возрасте; | |||
и | — | средние прочности серий образцов при ускоренном твердении и в проектном возрасте, испытанных при установлении градуировочной зависимости. | |||
4.6. Переводной коэффициент вычисляют по формуле
4.7. Для градуировочной зависимости (1) вычисляют величины коэффициента корреляции и остаточного среднего квадратичного отклонения по формулам
Для определения переводного коэффициента величину рассчитывают по формуле
4.8. Градуировочная зависимость или переводной коэффициент устанавливают не реже двух раз в год.
4.9. Прочность бетона по настоящему стандарту допускается определять только в случаях, когда коэффициент корреляции , а остаточное среднее квадратическое отклонение от средней прочности бетона в проектном возрасте .
4.10. Примеры установления градуировочной зависимости и расчета переводного коэффициента приведены в приложениях 1 и 2.
5.1. Ожидаемую прочность бетона на сжатие в проектном возрасте по результатам испытаний ускоренным методом определяют:
по формуле (1) — при использовании градуировочной зависимости;
по формуле — при использовании переводного коэффициента .
Приложение 1 (справочное). Пример установления градуировочной зависимости
Приложение 1
Справочное
На бетоносмесительном заводе из одних и тех же материалов выпускают бетон марок М 300 и М 400. Ожидаемую прочность при нормальном твердении в возрасте 28 суток определяют ускоренным методом (режим твердения I).
Для установления градуировочной зависимости между прочностью бетона при ускоренном твердении и в проектном возрасте при нормальном твердении были испытаны 25 параллельных серий контрольных образцов различных марок бетона, изготовленных из одинаковых материалов.
Результаты испытаний серий контрольных образцов приведены в таблице.
|
| ||||
|
| ||||
|
|
| |||
2 | 289 | 416 | |||
3 | 329 | 426 | |||
4 | 343 | 476 | |||
5 | 366 | 497 | |||
6 | 212 | 323 | |||
7 | 223 | 337 | |||
8 | 392 | 472 | |||
9 | 318 | 426 | |||
10 | 270 | 363 | |||
11 | 339 | 423 | |||
12 | 359 | 470 | |||
13 | 295 | 441 | |||
14 | 265 | 418 | |||
15 | 254 | 331 | |||
16 | 200 | 343 | |||
17 | 196 | 360 | |||
18 | 128 | 192 | |||
19 | 153 | 248 | |||
20 | 170 | 306 | |||
21 | 205 | 302 | |||
22 | 190 | 304 | |||
23 | 188 | 334 | |||
24 | 228 | 334 | |||
25 | 197 | 312 | |||
Коэффициенты уравнений градуировочной зависимости определяют по формулам (2) и (3), а величины и по формулам (4) и (5)
.
В соответствии с формой (1) градуировочная зависимость «прочность при ускоренном твердении — прочность в проектном возрасте» описывается уравнением
.
График этого уравнения и результаты испытаний образцов приведены на чертеже.
График градуировочной зависимости
Коэффициент корреляции и среднеквадратичное отклонение , характеризующие точность полученной зависимости определяют по формулам (7) и (8)
В связи с тем, что и , допускается проведение контроля прочности по настоящему стандарту.
Приложение 2 (справочное). Пример расчета переводного коэффициента
Приложение 2
Справочное
На бетоносмесительном заводе выпускают в основном бетон одной марки М 200. Поэтому при ускоренном определении прочности (режим твердения I) в соответствии с п. 5.1 рассчитывают переводной коэффициент К.
Для расчета коэффициента К были испытаны 13 параллельных серий контрольных образцов бетона М 200. Средние результаты испытаний контрольных образцов по каждой серии приведены в таблице.
| Прочность бетона, |
| |
|
| ||
|
|
|
|
2 | 142 | 226 | 1,59 |
3 | 151 | 251 | 1,66 |
4 | 136 | 232 | 1,70 |
5 | 155 | 226 | 1,46 |
6 | 171 | 297 | 1,74 |
7 | 177 | 278 | 1,57 |
8 | 170 | 279 | 1,64 |
9 | 186 | 274 | 1,47 |
10 | 164 | 277 | 1,69 |
11 | 190 | 291 | 1,53 |
12 | 165 | 259 | 1,60 |
13 | 181 | 261 | 1,44 |
По формуле (4) .
Подставляя данные таблицы в формулу (8), получают:
.
Величину остаточного среднего квадратичного отклонения определяют по формуле (9)
.
В связи с тем, что , допускается проведение контроля прочности по настоящему стандарту.
Текст документа сверен по:
официальное издание
Минстрой России — М.: Издательство
стандартов, 1992
определение и испытание бетона, марки по прочности
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.
Определение! Класс прочности характеризует гарантированную прочность строительного материала, выраженную в МПа, с обеспеченностью 95%. Маркой называют нормируемое значение средней прочности бетона. Единица измерения – кгс/см2.
В проекте на строительную конструкцию пользуются понятием класса прочности и только в особых случаях – марки.
Таблица зависимости между классами и марками бетонов
|
Класс |
Марка |
Класс |
Марка |
|
В3,5 |
М50 |
В25-В27,5 |
М350 |
|
В5 |
М75 |
В30 |
М400 |
|
В7,5 |
М100 |
В35 |
М450 |
|
В10-В12,5 |
М150 |
В40 |
М500 |
|
В15 |
М200 |
В45 |
М600 |
|
В20 |
М250 |
В50-В55 |
М700 |
|
В22,5 |
М300 |
В60 |
М800 |
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.
Классы бетона и марка по прочночти, таблицы характеристик
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.
Марка обозначается буквой «M» и измеряется в кг/см2. В диапазон применяемых марок входят бетонные смеси M50-M1000, что означает среднюю прочность в диапазоне от 50 до 1000 кг/см2.
Таблица соотношения марки и класса
| Класс бетона | Средняя прочность (кг/см2) | 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:
- марка и количество используемого цемента;
- чистота, качество и размер фракции наполнителей;
- объемное соотношение воды и цемента в приготавливаемой смеси;
- качество перемешивания составляющих компонентов и плотность укладки при формировании конструкций;
- температура окружающего воздуха во время приготовления и использования бетона.
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:
- изготовить 12 кубических форм с размером грани 100 мм;
- залить отобранную пробу бетонной смеси в подготовленные формы;
- уплотнить состав на вибрационном столе, или хорошо простучав поверхность форм, если их прочность позволяет сделать это;
- установить формы с бетоном для твердения при температуре не ниже 20˚C и влажности не менее 85%;
- выполнить промежуточные испытания бетонных кубических образцов прессовым давлением на 3-й, 7-й и 14-й день, для предварительного заключения о качестве материала;
- окончательные испытания проводятся на 28-й день после помещения бетона в форму.
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.
| Фундамент в сухих грунтах | В7,5 |
| Фундамент во влажных грунтах | В10 |
| Фундамент в водонасыщенных грунтах | В15 |
| Подготовительный слой под полы | В12,5 |
| Наружная лестница и лестница в подвал | В7,5 |
| Выгребная яма туалета, отстойник и др. | В15 |
| Балки и плиты перекрытий | В20 |
| Балки и плиты перекрытий с густым армированием, а также тонкостенные конструкции, например бассейны | В22.5 |
Видеообзор классов и марок
Прочность бетона в МПа, таблица, классы, марки |
О бетоне уже написаны горы справочной литературы. Зарываться в нее обычному застройщику нет смысла, ему достаточно знать, что такое прочность бетона в МПа, таблицу конкретных значений этого показателя и как эти цифры можно использовать.
Итак, прочность бетона (ПБ) на сжатие — это самый главный показатель, которым характеризуется бетон.
Конкретное цифровое значение этого показателя называется Классом бетона (В). То есть под этим параметром понимают кубиковую прочность, которая способна выдержать прилагаемое давление в МПа с фиксированным процентом вероятности разрушение образца не более 5 экземпляров из сотни.
Это академическая формулировка.
Но на практике строитель обычно пользуется другими параметрами.
Существует также такой показатель ПБ, как марка (М). Этот предел прочности бетона измеряется в кгс/см2. Если свести все данные о прочности бетона в МПа и кгс/см2 в таблицу, то она будет иметь вот такой вид.
Как обычно проводятся испытания на прочность? Бетонный куб размерами 150x150x150 мм берется из заданной области бетонной смеси, крепится с металлической специальной форме и подвергается нагрузке. Отдельно следует сказать о том, что подобная операция производится, как правило, на 28-е сутки после укладки смеси.
Что дают застройщику числовые значения данных (выраженных в МПа или) этой таблицы прочности бетона?
Они помогают правильно определить область применения продукта.
Например, изделие В 15 идет на сооружение ж/б монолитных конструкций, рассчитанных под конкретную нагрузку. В 25 — на изготовление монолитных каркасов жилых зданий и т.д.
Какие факторы влияют на ПБ?
- Содержание цемента. Понятно, что ПБ будет тем выше (впрочем, только до известного предела), чем выше содержание цемента в смеси.
- Активность цемента. Здесь зависимость линейная и повышенная активность предпочтительней.
- Водоцементное отношение (В/Ц). С уменьшением В/Ц прочность увеличивается, с возрастанием, наоборот, уменьшается.
Как быть, если возникла необходимость перевести МПа в кгс/см2? Существует специальная формула.
0,098066 МПа = 1 кгс/см2.Или (если немного округлить) 10 МПа = 100 кгс/см2.
Далее следует воспользоваться данными таблицы прочности бетона и произвести нужные расчеты.
Egor11