Передаточная прочность бетона это

Обновлено: 27.04.2024

1.1. На предприятиях при изготовлении бетонной смеси и производстве сборных конструкций, а также на строительных площадках при бетонировании монолитных конструкций должны производиться статистический контроль и приемка бетона по прочности с учетом однородности в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Приемка бетона путем сравнения его фактической прочности с нормируемой без учета характеристик однородности прочности не допускается.

- отпускная прочность бетона - для сборных конструкций без предварительного напряжения и сборных конструкций с предварительным напряжением, если отпускная прочность выше передаточной;

- передаточная прочность бетона - для предварительно напряженных конструкций;

- прочность бетона в установленном проектной документацией промежуточном возрасте - для монолитных конструкций (при снятии несущей опалубки и т.д.);

- прочность бетона в проектном возрасте - для сборных и монолитных конструкций.

В случаях, когда нормируемые отпускная или передаточная прочность бетона составляют 90 % и более от установленной для данного класса (марки), контроль прочности в проектном возрасте не производят.

1.3. Контроль прочности бетона по каждому виду нормируемой прочности, указанному в п. 1.2, производят с использованием данных контроля предыдущих партий в следующем порядке:

- определяют прочность бетона в каждой из партий, изготовленных в течение установленного стандартом периода (анализируемого);

- вычисляют характеристики однородности прочности бетона за анализируемый период;

- определяют по характеристикам однородности прочности бетона в анализируемом периоде требуемую прочность бетона для последующего контролируемого периода;

- определяют прочность бетона в данной контролируемой партии, сравнивают ее с требуемой прочностью и принимают решение о приемке этой партии.

При определении прочности бетона монолитных конструкций неразрушающими методами должны применяться или ультразвуковой метод по ГОСТ 17624 при сквозном прозвучивании, или метод отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690. Применение других методов неразрушающего контроля допускается по согласованию с головными научно-исследовательскими организациями.

Прочность бетона на растяжение, а в проектном возрасте бетона сборных конструкций и на сжатие определяют только по образцам.

1.5. В качестве характеристики однородности, используемой при контроле для определения требуемой прочности бетона R _т , вычисляют средний коэффициент вариации прочности V _п по всем партиям бетона за анализируемый период.

1.6. Одновременно с определением требуемой прочности вычисляют средний уровень прочности бетона R _y для использования при подборе состава бетона в соответствии с ГОСТ 27006 на предстоящий контролируемый период.

При этом, если средний уровень прочности бетона в предстоящем контролируемом периоде снижается по сравнению с предыдущим (за счет получения бетона с более высокой однородностью), то должен быть соответственно сокращен расход цемента.

При контроле по образцам в состав партии бетона сборных конструкций может включаться бетон одной или нескольких партий конструкций, образованных в соответствии с действующими стандартами или техническими условиями на эти конструкции.

При определении прочности бетона сборных конструкций неразрушающими методами в состав партии включают бетон одной партии конструкций.

2.1а. Допускается в состав партии объединять бетоны одного класса (марки) по прочности разного номинального состава, если выполняются следующие условия:

- максимальный из средних значений партионного коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период объединенных составов не превышает 12 %;

- разность между максимальными и минимальными значениями партионного коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период по объединенным составам не превышает 2 %;

- наибольшая крупность заполнителя и показатель удобоукладываемости объединенных составов отличаются не более чем в два раза, а расход цемента в этих составах отличается не более чем на 15 % среднего значения.

Регламентируемые условия объединения проверяют один раз в год по результатам определения статистических характеристик однородности бетона по прочности отдельно по каждому номинальному составу за последние два контролируемых периода.

При объединении в партию различных составов значение коэффициента вариации прочности бетона в первый контролируемый период определяют как среднее арифметическое значение усредненных значений коэффициентов вариации по отдельным номинальным составам.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

2.2. При контроле по образцам для определения прочности бетона из произвольно выбранных замесов в соответствии с ГОСТ 10181 отбирают не менее двух проб бетонной смеси от каждой партии бетона (за исключением ячеистого бетона) и не менее одной пробы;

- в смену - на предприятии - изготовителе сборных конструкций;

- в 1 сут - на предприятии - изготовителе бетонной смеси для монолитных конструкций;

- в 1 сут - на строительной площадке для монолитных конструкций.

По согласованию с проектной организацией, осуществляющей авторский надзор, пробы бетонной смеси на месте укладки их в монолитную конструкцию допускается не отбирать, а оценивать прочность бетона по данным контроля предприятия - изготовителя бетонной смеси.

- прочности бетона в промежуточном возрасте;

- прочности бетона в проектном возрасте.

Допускается изготавливать серии контрольных образцов для определения прочности бетона сборных конструкций в проектном возрасте не из каждой пробы, но не менее чем из двух проб, отбираемых от одной партии в неделю при классе бетона по прочности В30 (марки 400) и ниже, и четырех проб, отбираемых от двух партий в неделю при классе бетона по прочности В35 (марки 450) и выше.

Для контроля прочности ячеистого бетона из готовых конструкций каждой партии или из блоков, изготовленных одновременно с этими конструкциями, выпиливают или выбуривают не менее двух серий образцов по ГОСТ 10180.

2.4. Контрольные образцы бетона сборных конструкций должны твердеть в одинаковых с конструкциями условиях до определения отпускной или передаточной прочности. Последующее твердение образцов, предназначенных для определения прочности бетона в проектном возрасте, должно производиться в нормальных условиях при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95 %.

Контрольные образцы бетона монолитных конструкций на предприятии - изготовителе бетонной смеси должны твердеть в нормальных условиях, а на строительной площадке - в условиях, одинаковых с условиями твердения конструкций.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5. При контроле неразрушающими методами для определения отпускной или передаточной прочности бетона сборных конструкций от партии отбирают 10 %, но не менее трех конструкций.

Для определения прочности бетона монолитных конструкций неразрушающими методами в промежуточном возрасте контролируют не менее одной конструкции из объема бетона, уложенного в течение каждых суток (или часть конструкции в случае, когда ее бетонирование производится более 1 сут).

2.6. На каждой сборной конструкции, отобранной для определения прочности бетона неразрушающими методами, назначают не менее двух, а для монолитной - не менее четырех контролируемых участков.

Число и расположение контролируемых участков должно указываться проектной организацией в рабочих чертежах конструкций в зависимости от геометрических размеров, назначения и технологии их изготовления и быть не менее:

- для линейных конструкций - одного участка на 4 м длины;

- для плоских конструкций, за исключением монолитных конструкций сплошных стен, - одного участка на 4 м 2 площади;

- для монолитных конструкций сплошных стен - одного участка на 8 м 2 площади.

При отсутствии указаний в рабочих чертежах контролируемые участки устанавливает изготовитель по согласованию с проектной или научно-исследовательской организацией.

Число измерений, выполняемых на каждом контролируемом участке, принимают по действующим стандартам на методы неразрушающего контроля.

где R_i - единичное значение прочности бетона, МПа;

п - общее число единичных значений прочности бетона в партии.

За единичное значение прочности бетона принимают:

- при контроле по образцам - среднюю прочность бетона в одной серии образцов, определенную по ГОСТ 10180;

- при контроле неразрушающими методами - среднюю прочность бетона конструкции или среднюю прочность бетона контролируемого участка конструкции, определенную по действующим государственным стандартам на методы неразрушающего контроля. Указания по выбору вида единичного значения прочности при применении неразрушающих методов приведены в приложении 2.

3.1. Продолжительность анализируемого периода для определения характеристик однородности бетона устанавливают от одной недели до 2 мес. Число единичных значений прочности бетона в течение этого периода должно составлять не менее 30.

3.2. В течение анализируемого периода для каждой партии бетона вычисляют среднее квадратическое отклонение S _m и коэффициент вариации V _m прочности. Указанные характеристики вычисляют для всех видов нормируемой прочности по п. 1.2. При этом допускается коэффициент вариации прочности бетона в проектном возрасте для сборных конструкций не вычислять, а принимать его равным 85 % от коэффициента вариации отпускной прочности.

3.3. При контроле по образцам среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии ( S _m ), МПа, при числе единичных значений прочности бетона в партии п больше шести вычисляют по формуле

. (2)

Если число единичных значений прочности бетона в партии от двух до шести, значение S _m вычисляют по формуле

(3)

где W _m - размах единичных значений прочности бетона в контролируемой партии, определяемый как разность между максимальным и минимальным единичными значениями прочности, МПа;

a - коэффициент, зависящий от числа единичных значений ( n ) и принимаемый по табл. 1.

Передаточная прочность бетона – это одна из важнейших характеристик застывшего камня, которая очень важна для проектирования и расчетов, определения качества готового монолита и способности его выдерживать возложенные нагрузки. Бетон – это вид искусственного камня, который производят на базе цемента и различных наполнителей с водой в виде жидкого раствора, застывающего в твердый монолит.

Чтобы смесь правильно затвердела и итоговые технические характеристики бетона получились достаточными для эксплуатации в определенных условиях, необходимо четко соблюдать технологию приготовления бетонной смеси и правильно выполнять все предварительные расчеты. Основным показателем несущей способности и надежности бетона является его прочность, фиксируемая в процессе выполнения различных исследований и выраженная в установленных значениях.

, в процессе воздействия на них различными механическими методами (удар, скол, ультразвук, опускание пресса и т.д.). Одним из главных показателей качества является плотность застывшего раствора, выраженная в соотношении веса к объему. На плотность влияют объем вовлеченного воздуха и особенности застывания бетона. Чем меньший объем воздуха, тем меньшее число пор в структуре камня и тем выше плотность, прочность.

Зависимость между плотностью и прочностью прямая. Средняя прочность – обязательный параметр, который учитывается в расчетах и напрямую влияет на качество, срок эксплуатации элемента конструкции, здания. При недостаточной прочности элемент быстро покрывается трещинами, разрушается, при избыточной – высокие расходы просто не оправдываются.

Класс прочности застывшего бетона обозначается буквой В и цифрами, измеряется в МПа. Также показателем прочности является марка задействованного в смеси цемента или бетона и цифра рядом с ней, отображающая нагрузку, которую может выдержать бетон, в килограммах на квадратный сантиметр.

Основные виды прочности бетона

Прочность – главный показатель качества бетона, который регламентируется ГОСТом и достигает максимального значения через 28 суток после затворения и заливки. Прочность – это сопротивление камня разрушению целостности структуры из-за внешних воздействий и внутренних напряжений.

Бетон является искусственным камнем, обладает пористой структурой, поэтому наилучшие показатели демонстрирует в сопротивлении сжатию. Прочность на сжатие определяет марку (буква М и цифра, обозначающая прочность в кг/см2). Так, к примеру, смесь М500 способна демонстрировать прочность на сжатие до 500 кг/см2. Соответствие марки бетона и класса прочности (буква В и числа) представлена в таблице.

Оба индекса используются для расчетов и проектирования, определенным образом соотносятся, поэтому при проектировании желательно знать эти значения.

Передаточная прочность – что это такое

Передаточная прочность бетона – это прочность бетонного камня к моменту обжатия его (спуска натяжения). Данный показатель также очень важен для предварительно-напряженных элементов, наряду с проектной прочностью. Фактический показатель передаточной прочности при выполнении требований контроля на производстве по ГОСТу 18105-72 во всех случаях должен быть не ниже 14 мПа, при канатах арматуры класса К-7, стержневой арматуре класса АТ-VI, проволочной арматуре класса Вр-П (при отсутствии высаженных головок) – минимум 20 МПа.

В случае, когда проектные марки бетона взяты выше минимального показателя, передаточная прочность должна находиться на уровне минимум 50% принятой проектной марки.

Передаточная прочность – это также кубиковая прочность бетонного камня в момент обжатия, обозначаемая Rbp. В большинстве случаев она меньше проектной прочности по классу В. Ведь ожидание набора 100% прочности бетона требует времени и это расточительно в условиях производства на заводе.

Поэтому обычно назначают минимальное значение Rbp, которое дало бы достаточный уровень прочности и стойкости к трещинам при обжатии, перевозке и подъеме. Считается, что до момента приложения эксплуатационных нагрузок бетонный монолит наберет требуемую проектную прочность.

Стоит помнить о том, что чем ниже показатель передаточной прочности, тем более серьезными могут быть потери от ползучести, а также понижается сила обжатия. Но чем выше показатель Rbp, тем дольше длится термообработка и тем дороже обходится конструкция. Опытным путем было определено, что в большинстве случаев наиболее оптимальным показателем Rbp является 0.7В.

Нормы проектирования, как правило, не включают обозначение передаточной призменной прочности бетона, которая чаще всего учитывается в расчетах. В связи с этим проектировщики вынуждены вводить свои буквенные обозначения для данной технической характеристики.

Где применяют передаточную прочность бетонных конструкций и бетона

В условиях строительной площадки передаточная прочность не применяется, да и мастера учитывают показатель чрезвычайно редко. Определение больше производственное, указывает на прочность бетона во время обжатия при передаче камню напряжения арматуры.

Но без данной характеристики трудно выполнить качественное преднапряженное изделие любого типа. Значение нормируется в проекте, других технических документах на создаваемое железобетонное изделие. Стандартное значение – минимум 70% проектной прочности.

Формула определения передаточной прочности:

Если значение, полученное при испытании, удовлетворяет расчетному показателю, изделие рекомендуют снять с напряжения. При отрицательном показателе решение оставляют на усмотрение заведующего лабораторией либо технолога про продление времени предварительного напряжения элемента.

Прочность бетона – определяющий показатель бетонного раствора, который обуславливает задачи и условия его использования. Бетонная смесь используется повсеместно в проведении ремонтно-строительных работ частных и промышленных объектов. Рецептов приготовления бетона существует множество, состав и пропорции компонентов напрямую влияют на свойства и характеристики, а также сферу использования цементного раствора.

Прочность бетона – определяющая характеристика, которая отображается в маркировке. Непосредственно прочность определяет марку и класс раствора. Данные показатели указываются в различных ГОСТах, СНиПах, нормативных документах, определяют эксплуатационные качества и свойства бетонных элементов, конструкций, зданий и т.д.

Знание показателей прочности бетона очень важно при выполнении любых работ, так как позволяет точно выполнить расчеты, верно подобрать смесь подходящих марки и класса для конкретной задачи, будучи уверенным в прочности, надежности и долговечности элемента, конструкции. Застройщики в обязательном порядке проверяют прочность бетона на растяжение, сжатие, изгиб и т.д. прежде, чем начинать работы.

Любой класс приравнивается к определенной марке (то же правило действует и наоборот). Обычно в проектных документах указывают класс прочности, а в заказах на покупку – марку.

Что это такое и основные виды

Пытаясь разобраться, от чего зависит прочность бетона, что это такое и какие есть основные виды показателя, необходимо изучить все основные аспекты процесса приготовления смеси, состав, условия и особенности.

Виды прочности касательно марки и качества: прочность бетона при сжатии, на изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность.

Прочность на сжатие

В контексте данной характеристики бетон можно сравнить с камнем – он намного лучше сопротивляется сжатию, чем с растяжением. Основной критерий прочности бетона – это предел прочности на сжатие.

Данный показатель считается самым важным среди всех технических характеристик раствора – именно он влияет на сферу использования конструкции или элемента, обеспечивает надежность и долговечность.

Для определения значения из раствора заливают образцы в виде куба, их помещают под специальный пресс. Давление постепенно увеличивается и в момент, когда образец трескается, экран прибора фиксирует значение. Расчетный показатель прочности на сжатие определяет присвоение бетону класса. Высыхает и твердеет смесь в течение 28 суток (и больше), по завершению этого срока осуществляют проверку, так как смесь уже должна достичь расчетной/проектной прочности.

Прочность на сжатие представляет собой характеристику механических свойств материала, стойкости к нагрузкам и давлению. Это показатель границы сопротивления, которое оказывает застывший раствор механическому воздействию сжатия, отображенному в кгс/см2. Наименьшей прочностью на сжатие обладает смесь М15, наибольшей – М800.

Прочность на сжатие отображается и в марке, и в классе. Класс В – это кубиковая прочность, обозначается в МПа. Марка М – предел прочности на сжатие в кгс/см2. Данные соответствия марок, классов и показателей указаны ниже в таблице.

Прочность на изгиб

Данный показатель повышается по мере увеличения цифрового обозначения марки. Обычно показатели прочности на изгиб и растяжение меньше в сравнении с нагрузочной способностью бетона. Молодой бетон демонстрирует значение 1/20, старый – 1/8. Прочность на изгиб обязательно учитывается в проектировании перед строительством.

Чтобы понять, какой уровень прочности на изгиб демонстрирует бетон, заливают заготовку в виде бруса с размерами, к примеру, 60 х 15 х 15 сантиметров (эталонный образец). Бетон заливают в формы, штыкуют, оставляют на несколько дней, потом извлекают из форм и дают полностью застыть в течение 28 суток при оптимальных условиях: температура минимум 15-20 градусов и влажность до 80-90%. Периодически образцы обкладывают сырыми опилками (их увлажняют регулярно) или поливают водой.

Когда заготовка полностью затвердевает, ее устанавливают на подпорки, которые находятся на определенном расстоянии, в центре же размещают нагрузку, постепенно ее увеличивая до тех пор, пока образец не будет разрушен.

Для этого может использоваться специальный гидравлический пресс. Размеры балки и расстояния между двумя подпорками могут отличаться.

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.

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.

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.

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, 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 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).

Все технические характеристики бетона обычно исследуют в условиях специальных лабораторий

Зависимость между плотностью и прочностью прямая. Средняя прочность – обязательный параметр, который учитывается в расчетах и напрямую влияет на качество, срок эксплуатации элемента конструкции, здания. При недостаточной прочности элемент быстро покрывается трещинами, разрушается, при избыточной – высокие расходы просто не оправдываются.

Определения

Кубиковая прочность – это прочность на осевое сжатие (растяжение). Определяется эта характеристика на кубических образцах с принятыми стандартными размерами 15х15х15 см. Впрочем, иногда, в случае очень мелкого или, наоборот, очень крупного наполнителя, рёбра куба могут иметь размер 10 или 20 сантиметров. В этом случае для испытаний образцов с такими размерами вводится поправочный коэффициент, равной

для кубов со стороной 10 см К≈0,90,
со стороной 20 см К≈1,1.

Образец центрируется на опорной плите пресса по своей геометрической оси и подвергается нагрузке давлением, соответствующем росту напряжения 0,3 : 0,4 МПа/сек, то есть в пределах от 6,75 до 9,0 кН/сек по шкале измерения силы до разрушения.

Расчёт ведут по формуле, учитывающей предел прочности каждого образца \( R=\frac>K \) МПа, в которой

F – нагрузка, предшествующая разрушению образца, выражается в кН;
A0 – площадь поперечного сечения образца до разрушения, выражается в см2;
K – переводные коэффициенты от испытываемых кубов к эталонному со стандартным ребром в 15 см.

Вычисления кубиковой прочности делаются на основе среднего арифметического значения в сериях из трёх образцов и более. В случае отличия результатов испытаний одного из образцов от соседнего образца больше чем на 15%, образец бракуется. А если и соседний показатель в большую сторону отличается от следующего также в большую сторону и так же на 15%, бракуется вся серия испытываемых образцов.

Около опорных плит пресса (верхней и нижней) направленная внутрь призмы сила трения между образцом и плитами создаёт нечто вроде двух направленных друг на дружку усечённых пирамид, эффект обоймы, который увеличивает прочность образцов при сжатии (вариант «а»). Добавьте к опорным плоскостям любую смазку – и характер разрушений изменится, куб расколется по плоскостям, параллельным вектору приложенной силы (вариант «б»). Жирная чёрная полоса во 2 варианте – нанесённая на опорные грани смазка.

Однако в реальности форма железобетонных конструкций только в редчайших случаях повторяет форму испытываемых эталонных образцов. Поэтому при испытаниях и расчётах применяют призменную прочность Rb.

При соотношении сторон «высота-основание», когда длина сторон основания всегда меньше длин высоты испытуемых образцов, у образцов форм, близких к призме, нагрузка на основаниях в момент сжатия всегда меньше, чем на грани призмы в высоту. Что отлично демонстрируется практикой, когда напряжение в сжатой зоне бетонных изделий приближено к состоянию призм при сжатии. То есть призмы и условно близкие к ним формы всегда продемонстрируют меньшую прочность на сжатие. Если высота призмы соотносится к сторонам основания как h/2˃4, сила трения воздействия практически не оказывает, а величина прочности делается практически неизменной, равной ≈0,75R.

Призменная прочность Rb вычисляется по аналогичной формуле как частное от деления величины разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения образца.

График зависимости призменной прочности бетона от отношения размеров испытываемого образца

Передаточная прочность – что это такое

Методы испытания

На разные строительные объекты идёт бетон разной плотности и прочности. Эти показатели могут зависеть не только от марки цемента, но и от условий, в которых он хранился до его использования. То есть снижение вяжущих свойств цемента необязательно происходит вследствие истечения срока его годности. Падение качества может произойти и вследствие неправильных условий хранения. Для определения такой характеристики бетона, как прочность, в лабораторно-производственных испытаниях и используют бетонные кубики со стороной 15х15х15 см, выдержанные в течение 28 суток со дня отливки.

Прочность образцов может испытываться по двум методикам: разрушающей и неразрушающей. Суть первой состоит в раздавливании таких образцов, и она точнее. Как раз к такой методике относят кубиковое и призменное испытание образцов, регламентируемое ГОСТ 18105-2010.

К неразрушающим можно отнести:

испытания ударом (разовое экстремальное и точно выверенное воздействие силы. Это может быть пневматический инструмент с регулируемой силой удара, а также лабораторный взрыв.);
испытание методом частичного разрушения – делается путём отрыва приклеенного металлического диска к испытуемой бетонной поверхности, путём скалывания бетонного образца или комбинированным путём – отрыв+скалывание;
ультразвуковое воздействие. При использовании этого метода строят градуировочную зависимость прочности бетона и скорости прохождения сквозь него ультразвука.

При определениях прочности учитывается также коэффициент Пуассона – начальной величины поперечной деформации, которая для бетона равна 0,16. Впрочем, это величина для «идеального» бетона. На практике же, с учётом процессов микро- и макротрещинообразования, в коэффициент вносят поправки исходя из марок бетона и видов деятельности, в которых будут применяться испытуемые бетонные изделия. И этот коэффициент может колебаться от 0,1 до 0,35.

Показатели кубиковой прочности бетона

Лабораторные показатели кубиковой прочности бетона зависят от размера кубов. Так, опытным путем было установлено, что коэффициент прочности обратно пропорционален размеру кубов: чем он больше, тем меньше получается прочность. Прочность кубов с ребром 10 см на 10% выше, чем у эталонных образцов, а с ребром 30 см – на 11-13% ниже.

Такая разница в результатах обуславливается влиянием силы трения, которая возникает между гранями опытного куба и плитами пресса – чем больше грань, тем больше, соответственно, и сила трения. Также многое зависит от структуры бетона.

Важно! Если испытываются образцы размером больше или меньше эталонного, то полученные цифры предела прочности умножаются на соответствующий коэффициент.

Кубиковая прочность бетона, или иными словами предел сжатия, как уже говорилось выше, является предопределяющей характеристикой бетона устойчивости этого материала к другим видам воздействий, таким как и морозоустойчивость, к примеру, которые помогают определить бетон по классу и марке.

Что влияет на прочность образцов?

Прочность образцов зависит от нескольких показателей. Это:

марка и качество цемента, связанное с его химической активностью;
его количество в бетонном замесе;
форма для заполнения, а также её чистота (посторонние примеси могут резко ухудшить качество бетона);
тщательность замешивания, однородность смеси цемента и наполнителей;
использования вибраторов, то есть условия уплотнения;
возраст отливки (должен быть не менее 28 суток);
температура, при которой бетонная отливка затвердевала.

Отдельным вопросом всегда нужно выделять количество воды, которое шло на приготовление бетона. Оптимальное количество должно быть в пределах 20%, независимо от соотношения в бетонной смеси всех прочих составляющих.

Простой способ проверки бетона на прочность

Самым простым способом оценить прочность бетона является помещение под пресс бетонных кубов, изготовленных в таких же условиях, что и конструкции в реальной жизни. Для испытаний берутся кубики с ребром 20 см (эталонный образец), а также большие и меньшие кубы.

С развитием современных технологий появляются новые методы оценки прочности бетона без физического воздействия. Бетон поддают действию ультразвука, просвечивают проникающими лучами и т. п.

Определение прочности бетона по Шору склерометром (молотком Шмидта)

Одним из наиболее распространенных и эффективных способов быстрого измерения прочности бетона на сжатие или его марки, является измерение склерометром, или как его еще называют, молоток Шмидта. Контроль прочности бетона таким методом определяется по ГОСТ 22690-88 «Бетоны: определение прочности механическими методами неразрушающего контроля». Так называемый, метод измерения твердости по Шору методом отскока.

Принцип действия молотка Шмидта основан на измерении прочности бетона методом упругого отскока. Боек бъется о поверхность бетона и отскакивает. Боек устанавлвает указатель на шкале склерометра на максимальную высоту отскока. Таким образом, сняв несколько проб, вычисляется средний показатель, определяющий марку бетона.

К сожалению, данный метод не дает абсолютно точных показаний так как на высоту отскока бойка влияют и прочие факторы такие как шероховатость поверхности, толщина испытуемого образца, методов уплотнения бетона при его заливке, и соответвенное его общая структура и прочие факторы. Так что погрешность в показаниях склероскопу (склерометру) практически неизбежна, но она и чрезвычайно мала.

Соответствие высоты упругого отскока по показаниям шкалы молотка Шмидта (склерометра) классу бетона (B) и его марке (M) приведены в следующей таблице:

Соответствие Марки и Класса бетона показаниям шкалы склерометра (молотка Шмидта) по направлению удара в соответствии с графиком тарировочной кривой
Марка бетона, М	Класс бетона, B	Вертикально сверху, ед	Горизонтально, ед.	Вертикально снизу, ед
М100	B7,5	10	13	20
—	B10	12	18	23
М150	B12,5	20	24	28
М200	В15	24	28	32
М250	В20	30	34	38
М300	В22,5	34	37	41
М350	В27,5	38	41	45
М400	В30	41	43	47
М450	В35	44	47	50
М500	В40	47	49	52
М600	В45	49	52	55

Прочные смеси новейшего поколения

Материал с улучшенными качествами дает возможность сооружать мега-здания.

Обычно, в качестве прочного бетона используется его марка М500, но, спрос существует и на аналоги, вплоть до М-1000. Более того, современные строительные технологии испытывают острую нужду в еще более высокомарочных материалах.

Вследствие этого, специалистами был разработан сверхпрочный бетон нового поколения марки М-1500. Для его замешивания требуется в 1.5/2 раза меньше вяжущего вещества, чем по традиционной технологии.

При этом характеристики материалов будут равны. Такой высокопрочный бетон можно производить на обычном заводе.

Читайте также: