Марки бетона

Представляя собой один из самых популярны и востребованных видов строительного материала, бетон является продуктом смешивания цемента как вяжущего вещества, наполнителя (щебня, гравия или песка), а также воды. Для получения индивидуальных характеристик бетон может содержать специальные присадки. В готовом виде материал обладает высокой прочностью, высокой степенью морозостойкости, влагостойкостью. Одним из главных качественных показателей качества и прочности застывшего бетонного раствора является его марка.

Классификация прочности

Марка бетона отражает расчетное значение прочности строительного материала при его сжатии. Показатель прочности раствора определяется в соответствии с технологией по истечении 28-дневного периода после заливки после затвердения. При этом оптимальной температурой для этого считается от +18 до + 22 °C. Прочность для каждой марки бетона определяет сопротивление материала осевому сжатию и измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. В соответствии с числовой характеристикой бетоны условно делятся на три категории:

• особо легкие или ячеистые с марками от М50 до М150, представляя собой виды легких смесей с характерной структурой и плотностью до 500 кг/м³;
• легкие с марками от М150 до М450, выполненные на основе легких заполнителей при уровне плотности до 1800 кг/м³;
• тяжелые с марками от М450 до М800, изготовленные с применением плотных заполнителей. Плотность тяжелых бетонов варьируется от 2200 до 2500 кг/м³, особо тяжелых превышает 2500 кг/м³;

При обозначении марки используется цифробуквенный код, который состоит из индекса «М» и расчетного значения прочности на сжатие, которую должен выдерживать материал во время эксплуатации. Среднее значение прочности учитывается при проектировании зданий, сооружений, фундаментов с учетом нагрузок воздействующих на материал.

Класс бетона обозначается «В» и варьируется от 3,5 до 60, определяя прочность бетона при усилии на сжатие. При маркировке указывается допустимое усилие в мегапаскалях, которое способен выдержать материал.

По причине неоднородности раствора и прочих факторов случайного характера реальная прочность бетона может отличаться от заявленной по классу согласно среднестатистического расчетного значения. В связи с этим вводятся дополнительные критерии в виде двух категорий групп. Для первой прочностные показатели обеспечиваются более чем в 99% случаев, для второй точность заявленных характеристик составляет 95%.

Свойства и характеристики

Характеристики бетонов определяются совокупностью параметров исходя из:

• плотности, которая обозначается индексом «D» и варьируется в пределах от D800 до D2400;
• водонепроницаемости, которая обозначается как «W» и находится в пределах от W2 до W12;
• морозостойкости – «F» в диапазоне от F50 до F700;
• класса материала на осевое растяжение в пределах от В0,8 до В3,2.

В соответствии с требованиями отраслевого стандарта ГОСТ 7473-2010 маркировка бетонных смесей должна быть представлена информацией о марке, классе прочности, показателей водонепроницаемости, морозостойкости и подвижности.

Прочностные показатели бетонной смеси растут с увеличением доли цемента в составе материала и снижаются при увеличении объема воды. Помимо этого на прочности сказывается зернистость примененного заполнителя, соблюдение технологии смешивания, а также степень уплотнения бетонного раствора. Тщательно уплотненный бетон имеет возможность набирать прочность в течение нескольких лет, достигая до 200% от заявленных марочных показателей. Реальные характеристики получают при испытании, для которых используются контрольные образцы.

Важнейшей качественной характеристикой является плотность бетона. При этом марки тяжелого бетона сами по себе не относятся к материалу с высокой плотностью. Пористость раствора формируется на основе процесса испарения излишней влаги при застывании. При этом плотность растет в результате качественного подбора фракционности зернового наполнителя. В современной технологии производства этот показатель увеличивается посредством использования пластификаторов, которые способствуют уменьшению водопотребления раствора, а также тщательного его уплотнения. После укладки бетон должен быть подвергнут уплотнению виброинструментом, благодаря которому удастся снизить число воздушных карманов.

Бетонные конструкции, выполненные на основе плотного материала толщиной более 200 мм, являются водонепроницаемыми. Этот параметр зависит от многих факторов, в числе которых соотношение водоцементного состава, наличие химических присадок, вид вяжущего вещества. Характеристика водонепроницаемости – W отражает давление, которое приводится в килограммсилах на квадратный сантиметр и указывается в диапазоне от W2 до W30, что соответствует давлению от 0,2 до 3 МПа. Характеристика устойчивости важна для бетонов, используемых в гидротехнических сооружениях. Для повышения водонепроницаемости находят применение различные технологические приемы, среди которых:

• уплотнение раствора за счет вибропрессования;
• легирование материала нитратом кальция, сульфатом железа или алюминия;
• применение воздухововлекающих и уплотняющих добавок.

Морозостойкость бетона характеризует число допустимых циклов оттаивания и замораживания, в течение которых не наступает снижения прочности. Как правило, морозостойкость материала растет прямо пропорционально объему доли цемента в растворе. Роста морозостойкости вплоть до марки F700 добиваются за счет использования в составе цемента спедобавок в виде бетона автоклавного твердения в измельченном виде или молотого цементного камня. Благодаря им, в структуре материала появляются так называемые резервные поры, которые необходимы для исключения разрушения при замерзании воды расширяющейся в объеме на 9%.

Параметр подвижности характеризует степень удобоукладываемости раствора. По этому критерию материал делится подвижные, жесткие и сверхжесткие типы растворов. Подвижность обозначается литерой «П» и варьируется в диапазоне величин от П1 до П5.

Классификация бетонов по назначению разделяет материалы на:

• обычные, используемые для стандартного строительства промышленных объектов и жилых домов;
• специальные, в состав которых входят теплоизоляционные, гидротехнические, декоративные, дорожные, огнеупорные и другие материалы специального назначения, обладающие набором специфических возможностей и характеристик, определяющих сферу их применения.

Прочность материала зависит от его состава, а также содержания воды в растворе. При изготовлении бетонов находят применение различные типы заполнителей, среди которых цемент, гипс, асфальтобетон, силикат, гипс, пластобетон и прочие. По типу используемого вещества и примененных заполнителей материалы классифицируют на:

• товарные, рецептура изготовления которых соответствует стандартному соотношению вяжущего вещества и заполнителей;
• полные, для которых характерно наличие пониженного содержания крупнофракционного заполнителя, а также большой доли вяжущего вещества;
• тощие, в которых доля крупного заполнителя выше процентного содержания вяжущего вещества.

Технология производства цементного раствора, в частности его однородность, определяет качественные характеристики бетонов.

Сфера практического применения

В соответствии с маркой бетоны имеют широкий спектр практического применения. Наименее прочные материалы марки М100 – М150 класса 7,5 – 12,5 используют для реализации этапа подготовительных работ при заливке оснований, а также применяют в качестве подушки, которая укладывается на песчаную основу. Материал подходит для заливки монолитных фундаментов для малоэтажных зданий, применяется для обустройства стяжек, строительства лестниц и дорожек. Бетон марки М200 (В20) считается одним из наиболее универсальных и ходовых, может использоваться в качестве основного материала для возведения ленточных оснований, свайно-ростверковых и плитных видов фундаментов. Марки М250 и М300 (В 20 – В 22,5) – наиболее популярные и широко используемые бетоны, которые востребованы для строительства слабонагруженных конструкций, оснований, служат в качестве материала, обеспечивающего надежность и прочность отростков и дорожек. Марки М350 и М400 класса В 25 – В 30 отличаются повышенной прочностью и высокой скоростью схватывания, в связи с чем их применение актуально для ответственных конструкций, который функционируют и эксплуатируются под нагрузкой. В их числе бассейны и мосты, фундаменты и гидротехнические сооружения, элементы многоэтажного строительства, прочные стены, перекрытия для режимных заведений и т. д.

Бетонные материалы марки М450 класса В 35 отличаются высоким коэффициентом водонепроницаемости, предельной морозостойкостью, благодаря чему используются при возведении тоннелей и мостов, метрополитенов, плотин, дамб, различных сооружений эксплуатирующихся в сейсмически активных районах. Марка М 500 – сверхпрочный материал, который необходим для возведения бетонных сооружений, функционирующих в наиболее неблагоприятных с точки зрения эксплуатации условиях. На его основе возводятся объекты, которые расположены под землей и под водой, наиболее ответственные несущие конструкции многоэтажных зданий, промышленных комплексов.