Как определяется марка бетона?

Бетон используется в любом строительном проекте - от кладки садовой печи (здесь бетон нужен для заливки фундамента) до строительства мостов и тоннелей метро (из ЖБИ на основе бетона). При строительстве высотки без бетона тоже не обойтись - его используют в заливке фундамента, он входит в состав железобетонных плит перекрытий и стеновых блоков.

Естественно, что неопытные строители задают много вопросов об использовании бетона той или иной марки. Каждая марка бетона имеет свою плотность, прочность, класс бетона, свою морозоустойчивость, коэффициент водопоглощения и другие характеристики. Если заранее разобраться в марке бетона, а также в том, как ее определить, Вы избежите ненужных затрат на неподходящий раствор.

Определив марку бетона, Вам будет проще принять решение о его эффективности. Марку бетона определяют в лаборатории. Рассмотрим, как это происходит.

Готовим образцы

Предел прочности бетона на сжатие определяется с помощью образца в форме куба. Сначала из древесины готовят 5 формочек кубической формы с размерами стороны 10 см, 15 см или 20 см. Все зависит от лабораторного оборудования, на котором проведут проверку.

Далее внутреннюю часть каждого ящика увлажняют, смачивают его водой и наносят специальную смазку. Благодаря ней Вы легко извлечете образцы из форм, когда они полностью сформируются.

Третий этап - заливка смеси по методу послойной укладки. То есть, Вы заливаете небольшой слой бетонного раствора, затем через несколько секунд - второй слой, затем третий и так далее. Толщина каждого слоя 1-2 см.

Теперь удалите воздушные полости, проштыкуйте раствор и уплотните его. Когда образцы затвердеют и высохнут, извлеките их и храните на складе в сухом помещении на протяжении 28 суток. Желательно, чтобы температура на складе составляла +20 градусов, а влажность не превышала 90%.

Прочность - это характеристика, которая постепенно меняется, пока бетон твердеет. Она увеличивается таким образом:

• Через 7 суток после заливки прочность составляет 70 % от проектного значения. Благодаря ускоренному методу контроля сотрудники лаборатории заранее определяют прочность образцов. Предварительное значение средней прочности для бетона марки М200 - 140 кг/см2.
• Паспортная плотность (т.е. указанная в характеристиках) достигается через 28 суток.
• Окончательный набор прочности длится месяцами.

Итак, образцы для эксперимента готовы, теперь разберемся, какие бывают виды бетонных составов.

Классификация бетона

Марка бетона определяет предел прочности образца на сжатие. Она измеряется в килограммах на квадратный сантиметр. Образец проходит испытания на прочность на протяжении 4-х недель. Цифровой индекс, который указан на марке бетона, показывает среднее значение параметра. На его значение влияет объемная доля цемента в составе. Диапазон изменения марок составляет от М-50 до М-1000. Обратите внимание, что чем выше марка прочности, тем прочнее, морозоустойчивее и долговечнее бетон.

Сфера применения бетона меняется в зависимости от марки:

• Для подготовки “бетонной подушки” под фундамент используется бетон марки М-100 класса В7.5. 
• Заливка полов и фундаментов бытовых построек, а также выполнение стяжек и бетонирование площадок - с помощью бетона М150 класса В12.5.
• Заливка фундаментов под здания высотой 3-6 этажей, бетонирование лестниц, производство отмосток и опорных стенок - бетоны М200 и М250 классов В15 и В20 соответственно. 
• Жилищное строительство и сооружение промышленных объектов, заливка фундаментов под высотные здания - бетон М-300 (класс В22.5) или М-350 (класс В25). 
• Бетон марки М-400 (В35) нашел себе применение в строительстве гидротехнических сооружений, тоннелей метро, специальных банковских хранилищ и сейфов, к которым предъявляются специальные требования. 
• Строительство объектов военного значения (например, бункеров или ДОТов) - бетон М-500 В40. 
• Бетон марок М-550, М-600, М-700 и так далее - строительство военно-оборонительных укреплений, взлетно-посадочных полос, сверхпрочных дамб, стенок водохранилищ, потолков бомбоубежищ и бункеров.

Обратите внимание, что в нормативных документах указывается класс бетона, но при покупке бетона менеджер указывает марку прочности. Класс смеси - это допустимое значение погрешности качества раствора. Он показывает реальную прочность образца, в то время как марка - предполагаемую. Класс бетона обозначен буквой “В” и составляет от 3,5 до 80. В частном строительстве используется бетон классов от В7,5 до В40.

Прочность бетона зависит от результатов испытания образца. Значение класса определяют с помощью 3-х критериев:

• Объем и марка вяжущих компонентов в растворе.
• Удельный вес смеси.
• Тип наполнителя.

В таблице ниже Вы найдете соотношение марок и классов бетона.

Как определить марку прочности

Существует 4 способа определить марку прочности бетона:

• Неразрушающие методы. Основаны на замерах приборов, которые регистрируют значение погружения бойка инструмента в поверхность массива.
• Ультразвуковой контроль прочности. Чем выше интенсивность ультразвуковых колебаний в бетонном образце, тем выше его прочность. По уровню колебаний точно определяют марку прочности.
• Разрушающий контроль. Образец деформируют с помощью пресса до тех пор, пока он не разрушится.
• Самостоятельное определение прочности. Строительный инструмент (например, молоток) вдалбливают в образец. В зависимости от глубины погружения инструмента, “на глаз” определяют и марку прочности.

Рассмотрим более подробно каждый метод.

Неразрушающий метод

Преимущество этого способа в том, что образец остается цел, и его используют для повторных исследований. С помощью лабораторного оборудования фиксируют:

• Величину откоса.
• Отрывание.
• Ударную величину импульса.
• Значение мягкой деформации.
• Откалывание.
• Результат одновременного отрывания и откалывания.

В зависимости от того, насколько меняется глубина погружения бойка в массив, делают вывод о прочности материала. Для этого используют лабораторные молотки, с помощью которых проводят пластическую деформацию бетонной поверхности. После удара по образцу появляется лунка. Ее диаметр измеряют и делают вывод о прочностных параметрах.

Замер прочности по этому методу проводят в несколько этапов:

• Очистка поверхностей от краски, шпаклевки и штукатурки.
• Нанесение 10-ти ударов средней силы на контрольной поверхности. Удары наносят строго по отметкам с интервалом 50 мм.
• С помощью штангенциркуля определяют размеры лунок с точностью до 0,1 мм.
• Измеряют среднее арифметическое диаметра отпечатка.
• Используют тарированную кривую, построенную на замерах эталонов. По полученному среднему результату определяется марка прочности.

Мы описали только один метод неразрушающего контроля, существуют и другие. В любом случае, Вам нужно пользоваться тарировочной диаграммой для определения прочности по диаметру отпечатка.

Если у Вас нет проб, используйте специальные приборы - склерометры. Они работают по принципу упругого отскакивания. также можно использовать пистолеты со стержневым ударником. Его шкала показывает цифровое значение в зависимости от реакции бойка.

Комбинированный метод проверки прочности включает отрыв и одновременное скалывание. В бетонный массив монтируют специальное анкерное устройство. Прибор давит на контролируемый участок и показывает его прочность.

Проверка ультразвуком

При ультразвуковой проверке прочности образец сохраняет целостность. Ультразвуковой преобразователь прикладывают к контролируемой поверхности. Это нужно для того, чтобы между прибором и образцом бетона был хороший акустический контакт. В зависимости от того с какой скоростью распространяются ультразвуковые колебания в массиве, определяют его прочность.

Ультразвуковая проверка бывает 2-х видов:

• Сквозная. Ее используют для колонн и балок, при которых датчики ставят с противоположных сторон конструкции.
• Поперечная. Применяется для панелей и плит перекрытия, при которых ультразвуковой преобразователь находится со стороны зоны контроля.

Оборудование состоит из специальных датчиков и электронного модуля.

Скорость движения ультразвуковой волны зависит от:

• Плотности массива.
• Упругости.
• Однородности состава.
• Наличия или отсутствия трещин, полостей, локальных дефектов.

Прибор превращает ультразвуковые колебания в цифровые характеристики.

Разрушающие способы

Для этого метода используют гидравлический пресс, который деформирует и раздавливает образец бетона. Как только бетонный куб трескается и разрушается, замеряют значение давления. По этому значению и определяют марку прочности.

Как проверить марку прочности самостоятельно

Вы можете самостоятельно проверить марку прочности с помощью молотка весом до 400 грамм. ВОзьмите зубило, воткните один из его концов в образец, и забивайте его молотком.

Если через 10-15 ударов зубило погрузилось в бетон на 5 мм, прочность бетона составляет от М-100 до М-150. Если же погружение составит 6-10 мм, это бетон марки М-75 (класс В5). Если зубило не погружается в бетон, а вместо этого от образца откалываются мелкие кусочки, твердость бетона составит М-200 - М-250, а это класс В15-В20.

Теперь Вы знаете, как определяется марка бетона, каким бывает класс бетона, и где используются бетонные растворы в зависимости от сферы их применения. Желаем удачного строительства!