Классификация бетонов

Состав бетона и чем он отличается от раствора

Бетонную смесь нужно готовить непосредственно перед использованием, так как она затвердевает и превращается в бетон. Марка бетона обозначается буквой “М”, например М200. чем ниже это показатель тем прочнее смесь получится при застывании.

Это могут делать специализированные заводы в промышленных масштабах или бригада рабочих на строительной площадке, все зависит от количества необходимого материала. Он состоит из:

• Цемент, связующее вещество.
• Песок*, наполнитель для смеси.
• Щебень различной фракции, заполнитель, который придает твердости застывшей смеси.
• Вода, реагент (растворитель), делающий смесь пластичной и позволяющий ей равномерно затвердеть.
• Различные добавки (топинговые, пластификаторы, морозостойкие и тд.).

*Также существуют и другие виды наполнителей – это отходы некоторой промышленности (шлаки) или специально созданные материалы из природных компонентов (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.). Также, в современном бетоне, не редко применяются химические заполнители (полистирол).

Выбор цемента

От марки цемента зависит прочность всей смеси, при условии правильного приготовления. Чем выше марка цемента, обозначение буквой “М”, тем больше будет прочность бетонной конструкции.

В отличии от раствора, где на цементе можно не значительно сэкономить, с бетоном шутить нельзя, так как на него возложены все основные нагрузки здания, поэтому нужно строго соблюдать установленным нормам, они приведены в таблице ниже.

Давайте рассмотрим соотношение компонентов бетона разных марок на 1м кубический. Используется цемент м400.

Марка бетона, 1 м3	Цемент М 400	Песок	Щебень	Вода
М 75	170 Кг	945 Кг	1053 Кг	210 Литр
М 100	210 Кг	870 Кг	1080 Кг	210 Литр
М 150	230 Кг	855 Кг	1080 Кг	210 Литр
М 200	290 Кг	795 Кг	1080 Кг	210 Литр
М 250	332 Кг	755 Кг	1080 Кг	210 Литр
М 300	382 Кг	705 Кг	1080 Кг	210 Литр

Выбор щебня, какая фракция нам нужна

Щебень в данном случае играет роль заполнителя, материала создающего плотности всей застывшей смеси. В результате твердость увеличивается, так как твердость щебня выше твердости всех остальных компонентов.

Выбираю фракцию (размер) стоит учитывать где бетон будет применяться. Например для фундамента или бетонной подушки подойдет большая фракция, 5 см диаметром. Для монолитных работ используют более мелкую, 2-3 см., в этом случае получается более гладкая поверхность. Количество наполнителя составляет 450 кг/м3 готовой смеси.

Назначение различных марок бетона по прочности

Прочность бетона, показатели М и В, определяют назначение бетонных смесей. Классификация бетонов регулируется ГОСТ 25 192 2012.

Классификация бетонных смесей по маркам (М)	Применяется для следующих работ
М100	Подготовительные строительные работы, подбетонка.
М150	Подготовительные фундаментные работы, стяжка полов, изготовление дорожек.
М200	Возведение конструкций малоэтажного строительства, стяжка, тротуарные дорожки.
М250	Льют лестничные марши, отдельные несущие небольшие конструктивные элементы.
М300	Востребованная марка. Используется в строительстве для отливки конструктивных элементов многоэтажных домов (опорных конструкций, плит перекрытия, лестничных пролётов …)
М400; М450; М500	Используются на объектах с повышенной надежности конструкций: мосты, дамбы, метро, тоннели, денежные хранилища, бассейны.
М600	Для строительства высокопрочных сооружений и несущих конструкций мостов, плотин, дамб, подземных сооружений.

Выбор марки бетона: зависимость от работ

Бетон классифицируют по использованию для смеси различных вяжущих компонентов. Растворы бывают асфальтными, гипсовыми, глиняными, известковыми, полимерными, силикатными или цементными.

Разновидности бетона

Добавление различных наполнителей позволяет получить смеси разных видов.

1. Особо тяжелые. Они содержат барит (сульфат бария), железную руду. Такие смеси используют для возведения атомных электростанций, в военном строительстве.
2. Тяжелые. В этом случае заполнители более известны: это гравий либо щебень. Эти растворы незаменимы для бетонных/железобетонных конструкций.
3. Легкие. В них присутствуют пористые заполнители — перлит, керамзит, пемза (пумицит). Используют их для создания монолитов, блоков, панелей, плит перекрытий.
4. Особо легкие — ячеистые бетоны. К ним относят газо- и пенобетон. Материалы очень популярны в малоэтажном строительстве.

Все виды бетона делят на водонепроницаемые, огне- и морозостойкие, жесткие либо пластичные. На последние характеристики влияет степень густоты раствора.

Классы и марки бетона

Чтобы выбрать идеальную смесь, нужно знать, какие классы/марки необходимы для конкретной работы. Самый прочный бетон, используемый в строительстве, — М500, однако далеко не во всех случаях его применение целесообразно. Чтобы знать, чем руководствоваться при выборе, лучше изучить следующую таблицу:

Класс/марка бетона	Основные области применения
В7,5 или М100	Сооружение бетонных фундаментов в сухих грунтах, бордюры, теплоизоляция
В12,5 или М150	Стяжка пола, строительство дорожек, фундаментов для небольших одноэтажных зданий
В15 или М200	Стяжка пола, основания для одноэтажных домов, обустройство выгребной ямы
В20 или М250	Фундамент частного дома, небольшие перекрытия, лестницы, ограждения, хозяйственные постройки
М300	Опорные конструкции частных домов, плиты перекрытия, основания, лестничные пролеты
М350	Строительство многоэтажных зданий: фундамент, перекрытия, колонны
М400-М500	Сооружение промышленных зданий, тоннелей, мостов, гидротехнических, военных объектов

Бетоны марок М100, М150 относятся к легким (тощим) смесям, серьезные нагрузки для них запрещены. М200 и М250 во многом похожи: они имеют достаточно высокую прочность на сжатие, по последний вид более надежен, поэтому его применяют даже для сооружения плит перекрытий, но только тех, на которые не будет возлагаться большая нагрузка.

М300 «специализируется» на любых видах оснований для зданий, используется для строительства стен, площадок и заборов. М350 уже имеет достаточную прочность для применения его для обустройства плитных фундаментов многоэтажных домов, для изготовления многопустотных плит перекрытия, несущих колонн, чаш бассейнов, дорожных плит аэродромов.

М400 менее популярен из-за высокой цены. Сфера его «деятельности» — строительство банковских хранилищ, развлекательных, торговых центров, крытых бассейнов, аквапарков. М450 помимо цены имеет еще один недостаток — он довольно быстро схватывается, поэтому его применение ограничено, но используют эту марку для тех же целей, что и М400. Бетоны М500 и М550 очень надежны, но для строительства зданий их не применяют. Их «ниша» — ЖБИ и конструкции спецназначения, гидротехнические сооружения.

Если в планах небольшая хозяйственная постройка, то можно обойтись невысокой маркой бетона — М200. Когда «замышляют» строительство жилого здания, имеющего несколько этажей, приобретают более надежную смесь — М250 либо М300.

Второстепенные качества

Водонепроницаемость, морозостойкость — еще пара необходимых характеристик, на них нужно обращать внимание. Первый показатель обязательно учитывают при строительстве подземных либо гидротехнических сооружений

Второй определяет долговечность строения, возведенного в умеренных или холодных климатических зонах. Эти важные параметры зависят от класса, а также от марки бетона. Чем он прочнее, тем выше способность камня противостоять влаге и морозам.

Водонепроницаемость обозначается буквой W (от W2 до W20), она показывает максимальное давление воды, которое в состоянии удержать поверхность конструкции. Морозостойкость — F (50-300). Последние цифры — количество циклов заморозки-размораживания, после которых материал не теряет своих свойств. Обе характеристики можно улучшить, если использовать специальные добавки.

Подвижность бетона (П1-П5), которую проверяют усадкой конуса, характеризует способность раствора растекаться только благодаря собственному весу. Это качество зависит от марки цемента, пропорций смеси, фракции, а также от формы, чистоты наполнителей, качества всех компонентов и добавок.

Из чего состоит бетон, и как компоненты бетонной смеси влияют на качество изделия

Прочный и долговечный строительный материал получают, замешивая бетонную смесь и укладывая ее в форму. Таким образом можно получить бетонное изделие любого размера и конфигурации, что выгодно отличает бетон от других материалов.

Бетонная смесь замешивается всего из нескольких основных компонентов:

1. цемент;
2. вода;
3. крупный заполнитель (щебень, гравий);
4. мелкий заполнитель (песок).

Цемент

Основу бетонной смеси составляет цемент. Хотя его на замес идет немного (по сравнению с остальными компонентами), он играет основополагающую роль в смеси.

Цемент — это порошкообразное вяжущее вещество водного твердения. При взаимодействии с водой запускаются реакции гидратации. Компоненты клинкера вступают в реакции не одновременно и с разной скоростью, образуя кристаллические соединения, отличающиеся высокой прочностью. Это объясняет тот факт, что бетону необходима высокая влажность на протяжении процесса твердения, то есть, до достижения расчетной прочности в возрасте 28 суток.

Распалубочная прочность бетона наступает, в зависимости от состава смеси и условий твердения, примерно через 1—2 недели. По достижении расчетной прочности бетон продолжает отвердевать еще многие месяцы, но этот процесс очень медленный.

Вода

Необходимый для реакций гидратации компонент — вода. Основное требование к ней — чистота, поскольку примеси могут отрицательно сказаться на характеристиках готового изделия.

Обычно используют холодную воду, но в некоторых случаях вода может быть теплой, до 70°С. Подогретая вода и прогретые заполнители используются при бетонировании в холодное время года. Применяя специальныепротивоморозные добавки, можно эффективно работать с бетоном даже зимой.

Крупный заполнитель

Гравий и щебень включают в бетонные смеси в качестве заполнителей.

Щебень получают путем дробления горных пород, а гравий — это продукт природного разрушения горных пород. Поэтому форма и поверхность частиц щебня шероховатая и острая, в то время как гравий более гладкий и обтекаемый.

Шероховатая поверхность лучше сцепляется с бетоном, поэтому щебень предпочтителен в качестве заполнителя; размер фракции выбирается в зависимости от назначения бетона.

Мелкий заполнитель

В качестве мелкого заполнителя в бетонной смеси используется песок.

Обычно применяется речной песок крупных и средних фракций. Он должен быть чистым и свободным от примесей и мусора, которые могут снижать качество бетона.

Изготовление высокопрочного бетона

Изготовление бетона высокопрочного типа – занятие затратное и по трудоемкости, и по финансам. Так как этот вид стройматериала используется для специализированных построек, применение его в домашних условиях нецелесообразно. Необходимость приобретения дорогостоящих материалов, таких как особо прочный цемент, низкое В/Ц соотношение, и применение суперпластификаторов, делают процесс изготовления такого бетона энергозатратным и дорогостоящим.

Источники информации:

1. ГОСТ 7473-2010
2. ГОСТ 31914-2012
3. СНиП 52-01-2003
4. СП 311.1325800.2017
5. ГОСТ 26633-91
6. Рекомендации по технологии изготовления изделий и конструкций из высокопрочных бетонов (утверждено 04.04.1986 г.)
7. Строительные материалы и изделия. Учебник – Барабанщиков Ю. Г., 2008. – 368 с.
8. ЕН 12350-5:2000 Испытание бетонной смеси – часть 5: испытание на расплыв.
9. ЕН 12350-4:2000 Испытание бетонной смеси – часть 4: степень уплотняемости.

The following two tabs change content below.

Редактор: Денис Назаров

О себе: Специалист широкого профиля. Опыт работы редактором и автором статей в должности журналиста более 12 лет. Закончил филологический факультет Белорусский государственного университета (Отделение русского языка и литературы) и получил диплом по специальности «Филология. Преподаватель русского языка и литературы».

Статьи от автора: Денис Назаров

• Замедлители схватывания бетона — 28.08.2020
• Ускорители твердения бетона — 23.08.2020
• Прочность бетона на сжатие — 18.08.2020

Что еще влияет на прочность бетона

Прочность бетона напрямую зависит от:

• водоцементного соотношения;
• условий твердения.

Водоцементное соотношение

Водоцементным соотношением называют отношение воды к цементу. Чем меньше этот показатель, тем меньше воды в смеси, и прочнее готовый бетон.

Увеличение в/ц в смеси позволяет получить более подвижные смеси, которые хорошо растекаются и заполняют форму, но прочность такого бетона снижается.

Обычно применяют смеси с в/ц = 0,45—0,55, а для повышения подвижности и удобоукладываемости смеси в нее добавляютпластификаторы.

Пластификаторы — это специальные добавки, которые вводят в бетонную смесь в очень малых количествах, но в итоге получают немало преимуществ:

1. повышение подвижности смеси на 1—2 пункта;
2. повышение удобоукладываемости смесей;
3. увеличение срока жизни смеси, что удобно в том случае, если ее необходимо транспортировать;
4. экономию цемента до 20%;
5. экономию воды;
6. повышение плотности и прочности бетона;
7. экономию электроэнергии и трудозатрат на обработку бетона.

Условия твердения

Для качественного набора прочности необходимо создать бетону оптимальные условия:

1. температуру окружающего воздуха в районе 18° С;
2. влажность воздуха, близкую к 100%.

В этом случае все процессы будут протекать оптимально, и бетон наберет ожидаемую прочность в срок.

В случае, если условия отличаются от оптимальных, качество бетона пострадает:

1. при низких температурах процессы набора прочности замедляются, при температуре ниже 5° С они практически прекращаются;
2. при высоких температурах бетон быстро пересыхает, что приводит к снижению его прочности;
3. низкая влажность воздуха также приводит к пересыханию и торможению реакций гидратации.

Чтобы обеспечить правильный набор прочности, в неблагоприятных условиях принимают меры:

1. при работе с бетоном в условиях низких температур применяют противоморозные добавки, замес бетона на прогретых заполнителях и горячей воде, укрывание и/или прогрев бетона до достижения критической прочности;
2. в условиях низкой влажности и высоких температур поливают водой и укрывают бетон для защиты его от пересыхания.

Классификация бетона

Рассматривая виды бетонов и их классификацию, вы сможете выделить несколько типов этого материала. Среди прочих факторов, которые позволяют подразделить состав на отдельные группы, следует упомянуть усредненную плотность. Одним из вариантов бетона является сверхтяжелый, усредненная плотность которого составляет больше 2450 кг/м3. В процессе производства используются гематит и магнетит. Эти породы являются рудными. Предварительно их измельчают до окалины, стружек или опилок. Материал используется при строительстве атомных электростанций и при необходимости защиты помещений от радиационного излучения.

Еще один вид тяжелого бетона – одноименный материал, плотность которого достигает 2400 кг/м3. Тогда как минимальное значение равно 1700 кг/м3. Этот материал является наиболее распространенным видом смеси, ведь подходит для строительства несущих и подземных конструкций, а также возведения простых стен, фундаментов и перегородок. Основным компонентом раствора выступает щебень из горных пород, среди них:

• гранит;
• диабазит;
• известняк.

Рассматривая виды легкого бетона, следует выделить одноименный состав, плотность которого достигает 1700 кг/м3. Эта смесь может иметь пористые заполнители, которые иногда даже не используются. Заполнители могут быть искусственными или естественными. Структура внутри имеет замкнутые поры. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и используются в частных домах.

Среди видов легкого бетона – сверхлегкий материал, плотность которого не превышает 450 кг/м3. Такие смеси используются в качестве теплоизоляционного ячеистого материала, который обладает большим количеством пор на основе легких пористых заполнителей. Такие конструкции популярны своей высокой теплоизоляцией и могут использоваться не только для утепления полов, стен и потолков, но и в роли целостной конструкции.

Как проводят испытания?

Методы измерения прочности бетона, требования к тестируемым образцам устанавливает ГОСТ. Для вычисления значения используют минимальное давление, которое приводит к их разрушению. При любых проверках давление на бетон возрастает с неизменной скоростью. Методов есть несколько, каждый из них требует определенной формы образцов.

Цилиндр с диаметром 100-300 мм и куб с различной длиной ребер (от 100 до 300 мм) используют для определения прочности — на растяжение при раскалывании и на сжатие. Для проверки прочности на осевое растяжение берут цилиндры, высота которых вдвое больше диаметра, или призмы, имеющие квадратное сечение – от 100х100х400 до 300х300х1200 мм. Последние образцы также используют для проверки прочности на растяжение при раскалывании и изгибе.

Для определения свойств могут быть взяты и другие виды:

• кубы с длиной ребра 70 мм;
• призмы 70х70х280 мм;
• цилиндры с диаметром 70 мм.

Габариты напрямую зависят от размеров заполнителя, используемого в разных видах бетонных смесей. Пробы берут из рабочего состава, затем заливают в смазанные калиброванные формы. Уплотняют массу тремя способами — штыкованием, с помощью виброплощадки либо глубинным вибратором.

Условия, в которых происходит отвердевание испытуемых образцов, зависит только от способа производства. Если искусственные камни проходят процедуру набора прочности в естественных условиях, то их хранят в накрытых материалом формах при температуре 20-25°.

Распалубку производят по-разному для каждой проверки. Для определения прочности на сжатие изделия извлекают спустя 24-72 часа. Для исследования прочности на растяжение ждут дольше — 72-96 часов. Извлеченные образцы оставляют твердеть при влажности от 95 до 100%, при температуре 20-22°.

Образцы, которые должны доходить до кондиции в других условиях, помещают в камеры для пропарки, автоклавы и т. д. После обработки их извлекают из опалубки, затем либо оставляют храниться в нормальных условиях, либо отправляют на испытания, так как иногда проводят промежуточные тесты прессованием — на третий, седьмой день и через 2 недели. Дополнительные проверки дают возможность получить предварительное заключение, но окончательный тест на 28-й день всегда завершает ряд исследований.

Классификация бетонов по морозостойкости

Морозостойкость бетона, обозначается буквой «F», показывает, сколько циклов «замерзания-размерзания» выдержит бетонная конструкция, сохраняя марку или класс прочности (до 95 %).

С показателем меньше F50 бетонные конструкции используют только в не промерзающих помещениях закрытого типа. Востребованы марки с показателями от F50 до F150. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях циклически переменной климатической зоны.

Материал с показателем F300 используют в условиях низкого температурного режима эксплуатации, в северных широтах. Для специальных объектов, с экстремальными погодными, эксплуатационными условиями применяют бетон F300 — F500.

Марка бетона	Класс бетона	Морозостойкость (F)
М100	В7,5	F50
М150	В12,5	F50
М200	В15	F100
М250	В20	F100
М300	В22,5	F200
М350	В25	F200
М400	В30	F300
М450	В35	F200-F300
М550	В40	F200-F300
М600	В45	F100-F300

Классификация видов бетона по марке изготовления

При разделении видов бетонных растворов по маркам существует интервал от 50 до 1000 марки. Данная величина варьирует в зависимости от того, какой объем цемента добавляется на единицу раствора бетона. Прочность вещества на сжатие рассчитывается в кг/см2.

Исходя этих данных, марка бетона имеет маркировку М и идущие после нее цифры. Если цифровое значение велико, это значит, что раствор прочный и обладает высоким качеством. Но есть и такая загвоздка: чем выше марка бетона, те сложнее использовать его при работе, так как составы с высокой плотностью очень быстро затвердевают.

К примеру, при создании бетонной подушки под заливку для фундамента обычно применяют бетон марки 100 или 150. При создании отмостков , стяжек и дорожек марка бетона повышается и используется М200 и М350.

Еще М250 отлично подходит для сооружения любого типа фундамента, который используется в процессе возведения ступеней и опорных элементов из бетона. Помимо этого, данная марка часто используется для коммерческого строительства.

При ее помощи можно получить фундамент цельной конструкции, а также стены и монолитные блоки, дорожные покрытия,  чьи свойства дают возможность выдержать большую механическую нагрузку.

По этой причине на рынке М250 и М300 начинают терять популярность. При технических свойствах марок с показателем в 400 и 450 вы можете использовать бетон для создания гидротехнических объектов, где априори будут высокие нагрузки.

Остальные же марки бетона, цифровой показатель которых перевалил за 500, используют для тех конструкций, где нужны особые технические требования (плотины, метро или дамбы).

Бетон марки М200: государственные стандарты и некоторые особенности

Этот материал может относиться к легким или тяжелым разновидностям, что зависит от заполнителя. Пропорции регламентируются технической документацией и остаются неизменными. В состав бетона М200 входят:

• цемент;
• заполнитель;
• песок;
• добавки.

Заполнителем может выступить щебень или гравий, а вот добавки используются для повышения износостойкости, прочности и скорости схватывания. В общем случае материал обладает водонепроницаемостью класса W2, тогда как подвижность относится к классу П2. Эта смесь соответствует уровню морозостойкости F50.

Данный раствор применяется в монолитном и каркасном строительстве. Он распространён при необходимости устройства полов, формирования подбетонка и укладки стяжек. Отлично зарекомендовал себя бетон М200 при обустройстве ленточных фундаментов. Раствор идет на изготовление сборных элементов по типу лестничных маршей и тротуарной плитки.

Если бетон изготавливается по государственным стандартам 7473-94, то он соответствует нормативным требованиям. Пропорции этой смеси выглядят следующим образом: 1 единица цемента марки М500, 4,8 единиц щебня и 3,2 единицы песка. Иными словами, для того чтобы получить куб бетона, необходимо подготовить 860 кг песка, 265 кг цемента и 1270 кг мелкофракционного щебня. Объем используемой воды должен быть равен 180 л. Ее количество не должно превышать 20% от веса всех ингредиентов.

Дополнить этот бетон, ГОСТ которого был упомянут выше, можно пластификаторами, стабилизирующими веществами, гидрофобизатором, морозостойкими компонентами и присадками для увеличения прочности. Основным достоинством описываемой марки является низкая стоимость по сравнению с прочными вариантами

Поэтому если на конструкцию не будет оказываться сильное воздействие в процессе эксплуатации, то следует обратить внимание именно на эту марку бетона. Она обладает хорошей сцепляемостью с металлическими поверхностями и подходит для заливки железобетонных фундаментов

Этот бетон, ГОСТ которого обязательно должен соблюдаться, может оказаться более морозостойким, если осуществить теплоизоляционные работы. Среди отрицательных свойств этого материала следует выделить низкую степень водонепроницаемости.

Определение и классификация легких бетонов

Легким бетоном

называют все его виды, имеющие объемный вес в воздушно-сухом состоянии < 1 600 кг/м3 (т. е. значительно меньше объемного веса обычного бетона — 2 000 кг/м3— и меньше объемного веса кирпича).

Малый вес легкого бетона объясняется большой пористостью или составляющих его материалов. Воздух, заполняющий в легком бетоне крупные или мелкие ячейки, служит плохим проводником и обеспечивает общую малую теплопроводность. Идея создания бетона с ячейками, заполненными разреженным воздухом, обладающим еще меньшей теплопроводностью, технически еще не разрешена.

Легкие бетоны, которые по своей структуре называются также пористыми, разделяются по структуре

• на жирные, с пористыми заполнителями (например шлакобетон плотного состава),
• тощие с плотными и пористыми заполнителями (например тощий шлакобетон или песчаный порозит-бетон),
• ячеистые или мелкопористые (например пенобетон и газобетон),
• крупнопористые (без мелкого заполнителя).

По прочности легкие бетоны характеризуются такими же марками, как обычный, в соответствии с временным сопротивлением сжатию, причем марки 90 кг/см2 и выше относятся только к группе жирных и применяются только для возведения легких железобетонных перекрытий.

По консистенции бетоны делятся на жесткие, пластичные и литые, по применению в строительстве — для теплоизоляции, заполнений, несущих стен, конструкций и т. п. 3)

Виды бетона по удобоукладываемости

Данный критерий определяет способность раствора держать воду. Способность раствора держать воду зависит от компонентов, которые в него входят.

Чем дольше бетонная смесь способна держать в своем составе воду, не расслаиваясь, тем она считается более удобной в укладке. Ниже приведена таблица жесткости бетонных смесей из ГОСТ 7473-94 (при нажатии откроется во всю величину).

Так, например, если это раствор для штукатурки, то в нем используется заполнитель овражный песок, который имеет примесь глины. Глина является пластификатором, впитывая воду и не отпуская ее очень долгое время.

В других же видах бетона, где не допустимо применение песка с примесью глины, этот показатель увеличивают за счет применения в состав раствора специальных модифицирующих добавок – пластификаторов.