Соотношение между марками и классами прочности цемента

Обновлено: 20.05.2024

Настоящее приложение допускается применять до отмены ГОСТ 10178.

Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту

Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту приведено в таблице А.1. Соотношение рекомендуется применять для примерной оценки марки цемента, если фактически применяемый цемент квалифицирован классом прочности по ГОСТ 31108, а в нормативной, проектной или иной документации или в составе бетонных или растворных смесей предусмотрено применение цемента, качество которого задано марками по ГОСТ 10178, а также для примерной оценки класса прочности цемента, если его качество в документе о качестве изготовителя определено маркой по ГОСТ 10178.

Таблица А.1 - Соотношение между марками и классами прочности цемента

Марка цемента по ГОСТ 10178

Нормативная прочность, МПа

Расчетная прочность по ГОСТ 31108, МПа

Среднее соотношение , %

Класс прочности цемента по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту

Соотношение между марками и классами прочности рассчитано с использованием уравнения регрессии:

, 0,87, (А.1)

где - активность цемента в возрасте 28 сут при испытаниях по ГОСТ 30744, МПа;

- активность цемента в возрасте 28 сут при испытаниях по ГОСТ 310.4, МПа;

- коэффициент корреляции между и .

Уравнение (А.1) получено по результатам параллельных испытаний по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744 более двух тысяч образцов цемента. В выборку включены результаты испытаний всех испытанных цементов независимо от их вида и марки по ГОСТ 10178.

Остаточная дисперсия при оценке регрессии (часть общей дисперсии, не зависящая от корреляции между и )

(А.2)

Примеры использования таблицы А.1:

Пример 1 - Для цемента класса 42,5 с активностью в возрасте 28 сут 45,3 МПа необходимо определить ориентировочную марку цемента по ГОСТ 10178.

Решение: в соответствии с таблицей А.1 среднее соотношение активностей цементов по ГОСТ 31108 и ГОСТ 10178 в интервале расчетных прочностей 44,750,7 МПа составляет 92,6%. Ориентировочная активность цемента при испытаниях по ГОСТ 310.4 равна 48,9 МПа.

Цемент предположительно относится к марке 400 по ГОСТ 10178, но без большой погрешности может быть принята марка 500.

Пример 2 - Для цемента марки 300 с активностью в возрасте 28 сут 31,5 МПа необходимо определить ориентировочный класс прочности цемента.

Решение: в соответствии с таблицей А.1 среднее соотношение активностей цемента в интервале расчетных прочностей 29,439,1 МПа составляет 76,9%. Ориентировочная активность цемента при испытаниях по ГОСТ 30744 равна 24,2 МПа.

Цемент предположительно относится к классу 22,5 по ГОСТ 31108.

Уже более пятнадцати лет действует стандарт, который более полно описывает состав и характеристики цемента. Согласно новому стандарту марки цемента обозначаются римскими цифрами, а также указывается количество и тип добавок, класс по прочности на сжатие и скорость твердения. В общем, в новой маркировке содержится полная информация для осознанного выбора вяжущего.

Марки цемента по ГОСТу 31108

Новый стандарт был разработан в 2003 году для согласования действующей маркировки с той, которая принята в странах ЕС. На данный момент работоспособна последняя версия от 2016 года. Как обычно, действие предыдущего стандарта не отменено — оба работают параллельно.

Маркировка тоже может быть смешанной

Название и вещественный состав

По-новому марки цемента определяются их вещественным составом. В маркировке присутствуют три буквы кириллицы — ЦЕМ и латинские цифры за ними. Латинскими цифрами и зашифрован состав:

Аббревиатура ЦЕМ I обозначает портландцемент. В нем добавок быть не может. Состоит только из молотого обожженного клинкера и технологических присадок в количестве не более 5% от массы.

ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками. Массовая доля добавок — от 6% до 35%. По количеству добавок делится на две группы:

группа А с содержанием от 6% до 20%;
группа B говорит о том, что добавок введено от 21% до 35%.

А — от 6% до 20%;
В — от 21% до 35%;
С — от 36% до 65%.

Цемент от ЦЕМ II до ЦЕМ V могут иметь подтипы в зависимости от добавок. Они обозначаются латинскими буквами A, B и C. После обозначения группы ставят косую черту, а за ней букву, обозначающую тип добавки, затем через тире букву, которой кодируют саму добавку. Например, ЦЕМ Н/А-И. Если добавок несколько, их обозначение указывается через тире, а вся группа берется в скобки: например: ЦЕМ IV/A (П-З-Мк).

Добавки в составе

Добавки и обозначение марок бетона с ними есть в таблице. Как видим, ЦЕМ I делают только из измельченного клинкера с небольшим количеством (не более 5%) технологических веществ. Больше всего модификаций и разновидностей у второй группы портландцемента.

Марки портландцемента в зависимости от добавок в составе

Шлакопортландцемент и более низкие марки цемента тоже имеют добавки, но вариаций значительно меньше. Все добавки и присадки в маркировке отображаются заглавными буквами:

Чистый портландцемент — ЦЕМ I, всегда идет без дополнительных компонентов, так как он, по определению, иметь их не может. Рассмотрим несколько примеров маркировки других марок цемента. Если видим ЦЕМ II/В-Ш. Это значит, что перед нами портландцемент второго типа, то есть, с добавками. Об этом говорят буквы, которые стоят после косой черты. Буква «B» говорит, что количество добавок более 21%, а буква «Ш» — использован шлак. Надпись ЦЕМ III/C обозначает шлакопортландцемент с добавкой обожженного сланца. В общем, наверное, понятен способ расшифровки маркировки.

Класс по прочности на сжатие

В новом стандарте за составом должна указываться прочность на сжатие, которую в состоянии дать эта марка цемента. По ГОСТу существуют только три значения:

Прочность проверяется на 2, 7 и 28 сутки. Практически все цементы проверяют через 7 дней после затворения, а ЦЕМ III (шлакопортландцемент) проверяют через 2 суток. По скорости твердения марка цемента может быть:

Вся эта информация отображается в маркировке. Например: ЦЕМ III/В-Ш 32,5М. Обозначает шлакопортландцемент с добавками типа В — гранулированным шлаком, прочностью на сжатие 32,5 М, медленнотвердеющий.

Что означает марка цемента по старому ГОСТу

В старом стандарте больше видов цемента. Все они приведены в таблице. Самые ходовые две марки — ШПЦ и ПЦ. Соответственно шлаковый портландцемент и обычный. Маркировка проста — после аббревиатуры стоит трехзначное число. Это марка, которая обозначает прочность на сжатие в килограммах на сантиметр квадратный (кг/см²). Например, ПЦ 400, ШПЦ 300, ПЦ 500. Намного реже встречаются и используются ПЦ 550, 600 и 700. Их применяют для особых условий строительства.

Пример маркировки цемента по старому стандарту

В маркировке портландцемента за маркой стоит буква «Д», которая расшифровывается как «добавки» и дальше цифра от 0 до 20. Цифра указывает процент добавок, соответственно Д0 — это нет добавок, Д20 — 20%. В качестве добавки обычно применяют гранулированный доменный шлак. Например, ПЦ 400 Д15. Говорит о том, что в цементе 15% шлаковых добавок.

Обозначение состава цемента по старому ГОСТу

В ШПЦ шлака по определению больше. По ГОСТу в нем содержится от 21% до 85% этого вещества и поэтому ШПЦ больше 300 кг/см² выдержать не может. Это самая дешевая марка цемента из существующих, которую применяют для изготовления низкомарочного бетона — М100, 150 или 200. И то, если посмотреть на рекомендации, для приготовления раствора марки М200 рекомендован цемент М400, а допустимые марки — М300 и М500. Тем не менее, шлакопортландцемент используют в быту — для стяжки, если не требуется высокая ее прочность, для заливки бетонной подготовки при устройстве пола по грунту.

В частном хозяйстве наиболее ходовая марка цемента — ПЦ 400. Она оптимальна по прочности. Из этого цемента можно сделать раствор от М200 до М350. Именно эти марки находят наиболее широкое применение. Более высокие применяют для многоэтажного и специального строительства.

Соответствие старой и новой маркировки цемента

Точного соответствия быть не может, так как новый стандарт дает более полную расшифровку состава. Сопоставить можно только по прочности и общему числу добавок.

Если сравнивать по количеству добавок, то видим следующую картину.

Те марки ПЦ, которые имеют нулевое количество добавок (Д0) или их не более 5%, соответствуют новой марке цемента — ЦЕМ I. То есть, ПЦ400 Д0 до Д5 и ПЦ500 Д0-Д5 обе будут маркироваться ЦЕМ I. Вот только дальше будет стоять различная цифра, которая обозначает класс прочности на сжатие.
Весь портландцемент, произведенный по старому нормативу с количеством добавок больше 5% будет относиться ко второму типу по новой маркировке. То есть, ПЦ 400 Д10 или ПЦ 500 Д20 равнозначно ЦЕМ II. Так как по старому ГОСТу количество добавок не более 20%, то все марки будут относиться к подтипу А.
Шлакопортланд цемент ШПЦ по-новому обозначается как ЦЕМ III.

С соответствием типов бетона по старой и новой маркировке разобрались. Во всяком случае, с наиболее популярными марками. А соответствия старых марок и новых по прочности такие:

Теперь можно привести точное соответствие старых и новых марок цемента на примерах:

ПЦ400 Д5 — ЦЕМ I 32,5
ПЦ400 Д15 — ЦЕМ II/А-Ш 32.5
ПЦ500 Д0 — ЦЕМ I 42,5
ПЦ500 Д20 — ЦЕМ I/А-Ш 42.5
ШПЦ 300 — ЦЕМ III 22,5

Не так и сложно. В новых марках указан более точный состав и количество добавок, которые влияют на характеристики. Может быть также указана скорость твердения. В общем, если знать расшифровку, удобнее подбирать нужную марку.

БЕТОНЫ ТЯЖЕЛЫЕ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ

Heavy-weight and sand concretes. Specifications

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 26633-2015 с ГОСТ 26633-2012 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2016-09-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН структурным подразделением ОАО "НИЦ "Строительство" Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 10 декабря 2015 г. N 48)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2016 г. N 165-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 26633-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2016 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и мелкозернистые бетоны на цементных вяжущих и плотных заполнителях (далее - бетоны), применяемые во всех областях строительства и климатических зонах, и устанавливает технические требования к бетонам, правила их приемки, методы контроля.

Стандарт не распространяется на напрягающие, крупнопористые, кислотостойкие, жаростойкие, радиационно-защитные, особо тяжелые и дисперсно-армированные бетоны.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 4.212-80 Система показателей качества продукции. Строительство. Бетоны. Номенклатура показателей

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 13087-81 Бетоны. Методы определения истираемости

ГОСТ 17623-87 Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотности

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 22783-77 Бетоны. Метод ускоренного определения прочности на сжатие

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 24316-80 Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении

ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона

ГОСТ 24544-81 Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести

ГОСТ 24545-81 Бетоны. Методы испытаний на выносливость

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 29167-91 Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении

ГОСТ 31384-2017 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические условия*

_______________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "требования". - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия

ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества

ГОСТ 32495-2013 Щебень, песок и песчано-щебеночные смеси из дробленого бетона и железобетона. Технические условия

ГОСТ 33174-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования

ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 7473, ГОСТ 13015, ГОСТ 18105, ГОСТ 24211, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 бетон: Искусственный камневидный строительный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной и уплотненной бетонной смеси.

3.2 бетон тяжелый: Бетон плотной структуры средней плотностью более 2000 до 2500 кг/м включительно на цементном вяжущем и плотных крупном и мелком заполнителях.

3.3 бетон мелкозернистый: Бетон плотной структуры средней плотностью более 2000 до 2500 кг/м включительно на цементном вяжущем и плотном мелком заполнителе.

3.4 сборные бетонные и железобетонные изделия: Изделия из бетона или железобетона, предназначенные для возведения зданий и сооружений, изготовляемые вне места их окончательного применения.

3.5 монолитные бетонные и железобетонные конструкции: Конструкции из бетона и железобетона, изготовляемые непосредственно на строительной площадке при возведении зданий и сооружений.

3.6 обосновывающие исследования: Исследование бетонов, для приготовления которых, в случае необходимости, планируется применение материалов с показателями качества, отличными от требований настоящего стандарта.

Примечание - Целью обосновывающих исследований является оценка возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонов с нормируемыми показателями качества. Обосновывающие исследования следует проводить в лабораториях, соответствующих требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025.

Строительство – постоянный процесс. Всегда есть нужда в новом здании, дороге или архитектурном объекте. Среди множества строительных материалов особой популярностью пользуется бетон. Его востребованность обусловлена повышенной прочностью, долговечностью и надежностью. Срок эксплуатации бетонных сооружений может доходить до десятков и сотен лет.

Что такое бетон

Бетон – монолитный камень искусственного происхождения, применяемый при строительстве различных объектов. Процесс изготовления представляет собой смешивание вяжущего вещества, наполнителей, разных химических добавок и воды.

Классический состав бетона:

Соотношение компонентов различается в зависимости от производственной необходимости и качества сухих составляющих раствора.

Строительная сфера находится в постоянном развитии. Это не обошло стороной и бетон. Применение различных наполнителей позволяет улучшать качественные характеристики строительного камня и расширяет его разновидности:

пескобетон;
гипсобетон;
силикатный бетон;
шлакобетон;
пемзобетон;
туфобетон;
сталебетон;
железобетон;
полимербетон.

При добавлении различных химических добавок и присадок можно менять свойства бетонной смеси:

водонепроницаемость;
морозоустойчивость;
быстрое или медленное схватывание;
подвижность;
усадка;
пластичность.

В зависимости от структуры заполнителя бетон различается по типам:

особо легкий – вес кубического метра раствора не превышает 500 кг;
легкий – вес составляет 500-1800 кг/м 3 ;
тяжелый – вес находится в диапазоне 1800-2700 кг/м 3 ;
особо тяжелый – вес превышает 2700 кг/м 3 .

Многообразие состава позволяет применять бетон для строительства объектов различной направленности.

Отличие марки от класса

Прочность – главное качество, которое ценится в бетоне. Она позволяет зданиям и конструкциям выдерживать необходимые нагрузки и противостоять условиям внешней среды.

Марка бетона

Марка – показатель, зависящий от количества и качества цемента в бетонном растворе. Обозначается латинской буквой М, а цифра рядом с ней показывает прочность в кгс/см 2 . Учитывает только процентное содержания цемента в строительной смеси.

Класс бетона по прочности

Класс – показатель, определяющий уровень прочности бетона на сжатие. Обозначается латинской буквой В, а цифра рядом показывает значение в МПа.

В проектной строительной документации всегда указывается класс бетона.

Сравнение и различие

Хотя и марка, и класс обозначают прочность бетона, между ними есть и принципиальные отличия.

Марка указывает на технические свойства бетона, а класс – на уровень прочности при эксплуатации. Первый параметр учитывает соотношение цемента в растворе, а второй показывает предельную нагрузку, которую должна вынести конструкция.

Понятия марки и класса взаимосвязаны, их точные значения помогут сделать правильный выбор при закупке материалов для строительства.

Цифра рядом с буквенным показателем класса и марки бетона является показателем прочности. Таблица соотношений по ГОСТ 26633-91 поможет подробнее в этом разобраться. Также это способ точно определить технические характеристики строительной смеси для лучшего применения в частном и промышленном возведении конструкций и зданий.

Таблица 1 – Прочность бетона на сжатие по маркам и классам

Класс бетона	Марка бетона	Средняя прочность на сжатие, кгс/см 2
В3,5	М50	45,8
В5	М75	65,5
В7,5	М100	98,2
В10	М150	131,0
В12,5	М150	163,7
В15	М200	196,5
В20	М250	261,9
В22,5	М300	294,7
В25	М350	327,4
В27,5	М350	360,2
В30	М400	392,9
В35	М450	458,4
В40	М550	523,8
В45	М600	589,4
В50	М700	654,8
В55	М700	720,3
В60	М800	785,8
В65	М900	851,3
В70	М900	916,8
В75	М1000	982,3
В80	М1000	1047,7
В90	М1150	1178,7
В100	М1300	1309,6
В110	М1450	1440,6
В120	М1500	1571,6

Также различают отдельный класс жаропрочных бетонов – табл. 2.

Таблица 2 – Классификация жаропрочных бетонов

Класс бетона по предельно допустимой температуре применения	Предельно допустимая температура применения, °С
И3	300
И6	600
И7	700
И8	800
И9	900
И10	1000
И11	1100
И12	1200
И13	1300
И14	1400
И15	1500
И16	1600
И17	1700
И18	1800

Способы определения прочности бетона

Для установки и точного определения марки и класса бетона проводятся испытания в лабораторных условиях. Образцы подготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012:

в качестве образцов могут использоваться только трехмерные объемные фигуры – куб и цилиндр. Ребро куба измеряется в мм и может иметь только определенные значения – 100, 150, 200, 250, 300. Требования для цилиндра следующие – диаметр 100, 150, 200, 250 и 300 мм, а высота не должна быть меньше диаметра основания;
образцы изготовляются при температуре 20℃ и влажности 40-60%;
образцы набирают прочность в течение 28 дней.

Контроль прочности осуществляется двумя способами:

механический. На образец оказывают физическое воздействие с нарастанием усилий. Для оценки используют молоток весом 400-600 г или зубило. Используя эти инструменты, проводят удары по поверхности бетонного куба или цилиндра и оценивают следы, которые они оставляют на поверхности;

Важно, чтобы удар был звонким. Это свидетельствует, что в образце не содержится пустот и воздушных полостей, которые могут влиять на результаты испытаний.

ультразвуковой. Вариант, который не оказывает разрушительного воздействия на образец. Прибор определяет скорость ультразвуковых волн, проходящих через бетонный куб или цилиндр.

Факторы, оказывающие влияние на прочность бетона

Бетон – строительная смесь, прочность которой зависит от многих переменных:

качество связующего вещества – цемента. При использовании марок цемента низкого качество снижаются и технические характеристики бетона;
количество цемента в бетонном растворе. Чем больше вяжущего вещества в бетонной смеси, тем прочнее окажется готовое изделие. Важно не переусердствовать в процентном содержании цемента. Это ухудшает подвижность строительной смеси, она быстро схватывается, оставляя пустоты и воздушные полости;
соотношение воды и цемента. Оптимальное количество жидкости подбирается в зависимости от фракции сухих компонентов. Излишнее содержание воды приводит к тому, что увеличивается подвижность бетонной смеси, она расплывается, образуются поры, снижающие прочность готового продукта;
размер гранул и минеральный состав крупного и мелкого заполнителей. Фракции подбираются с небольшим расхождением значений для однородности раствора при перемешивании;
отсутствие мусора и примесей. Наличие частиц пыли и глины, а также веществ органического происхождения в сухих компонентах снижает прочностные характеристики конечного продукта;
вода. Для замешивания качественного бетонного раствора подходит только техническая вода без примесей солей и органики;
вибрирование. Очень важная операции при укладке бетона. Позволяет заполнить все уголки формы. Сжижение строительной смеси выводит все пузырьки воздуха, не позволяет образовываться порам и полостям;
соблюдение внешних условий. Резкие перепады температуры и быстрое испарение воды нарушают технологию производства. Это приводит к образованию трещин, бетон крошится, и ухудшается его прочность.

Сфера применения бетона в зависимости от класса и марки

При строительстве одного здания может применяться бетон разных марок и классов. Основание, фундамент, подвал, стены нижних и верхних этажей, лестницы и площадки требуют разного состава строительной смеси. Это обусловлено различием в нагрузке, которую они должны выдерживать.

Заключение

Марка и класс бетона – важнейшие показатели, которые учитываются при планировании строительства любого объекта. Это первое, на что обращают внимание при закупке материалов.

Прочность – величина, не отличающаяся стабильностью. Она зависит от множества факторов. Прочность и долговечность конечного продукта повысит правильная технология производства и подбор качественных компонентов.

При строительстве важно в самом начале определиться с маркой и классом бетона, которые подходят для возведения конкретного объекта. Так можно по максимуму использовать прочностные характеристики бетона, не переплачивая за более дорогой состав.

Бетонные смеси в строительстве занимают главное место. По количеству задействованного строительного материала бетон занимает основную позицию, а по стоимости готового сооружения может превосходить затраты на все строительные материалы вместе взятые.

Особенно такое положение касается крупногабаритных и специализированных построек, где замена бетона нецелесообразна. При строительстве спец. сооружений применяется бетон с улучшенными характеристиками. Один из таких видов – высокопрочный бетон. Он соответствует ГОСТу 31914-2012 [2]. Прочность на сжатие этого стройматериала соответствует классу В60 или выше. Основа вяжущего – портландцементный клинкер.

Таблица 1 – Области применения высокопрочного бетона

Область применения	Здание/сооружение
Гражданское строительство	Высотные дома
Монолитные конструкции	Плиты дорожные и перекрытия, своды
Сборно-монолитные конструкции	Платформы, тоннели
Военные объекты	Бункеры, строения на полигонах
Космодромы	Стартовые площадки

Бетон высокопрочных классов предназначен для строений с высоким уровнем нагрузки, поэтому требования, предъявляемые к его качеству, очень высокие.

Состав высокопрочного бетона

Основные по объёму компоненты – цемент, вода, заполнители. Но на свойства бетона большое влияние также имеют добавки. Совместное действие всех составляющих влияет на итоговый результат, поэтому важны характеристики и пропорции каждого компонента: они будут влиять на качество бетона и возможности его применения.

Цемент

Возглавляет перечень материалов, потому что от марки цемента будет зависеть класс бетона. Для приготовления высокопрочных бетонов используются разновидности портландцементов, включая цементы с минеральными добавками, обладающими активностью при пропаривании 32 МПа и больше. Тем самым сокращается длительность тепло-влажностной обработки и уменьшается её стоимость.

Для экономии допустимо уменьшить количество цемента, но при использовании добавок, повышающих прочность. Чтобы срок службы сооружения стал больше, цемент применяют со значением нормальной густоты не более 30%. Температура цемента не должна превышать отметку 60 °С.

В воде не допустимо содержание сахаров, органических ПАВ и фенолов в количестве более 10 мг/л. Не допустимо наличие масел, нефтепродуктов, жиров, окрашивающих примесей, а также примесей, нарушающих свойства бетона (схватываемость, морозостойкость).

Допускается применение технической воды и воды из природных источников, но содержание примеси должно соответствовать требованиям норм.

Заполнители

Мелкий заполнитель

Как и для большинства бетонов, это крупные или мелкие пески природного происхождения или из отсевов дробления пород горнодобывающей промышленности. Плотность зерен может варьироваться от 2000 г/см³ до 2800 г/см³. Допустимо применение песка из шлаков цветной и чёрной металлургии, а также золошлаковые смеси. Учитывается плотность, состав (концентрация пылевидных частиц и глинистых), пустотность песка. Некачественный или грязный песок значительно снижает свойства бетона.

Крупный заполнитель

Крупный фракционный заполнитель – щебень, прочность которого должна быть выше требуемой марки бетона; щебень, добытый из горных пород с высокой прочностью (диабаз, гранит и др.).

Содержание зерен низкой прочности не должно быть более 10% по массе. Учитываются морозостойкость щебня и прочность (от 100 МПа). При наличии пластификаторов в смеси допускается прочность щебня 80 МПа. Итоговая пригодность заполнителя устанавливается только после испытаний бетона.

Для бетона крупным заполнителем не рекомендуется брать породу с гладкой поверхностью.
Плотность зерен должна варьироваться от 2000 до 3000 кг/м³.
В составе щебня наличие пыли и мелких частиц глины допускается не более 2% от массы.

Марка щебня влияет на итоговую марку бетона, поэтому класс щебня должен быть выше, чем у бетона. Так, для класса бетона В45 марка щебня должна соответствовать классу 1200.

Добавки

Добавки для бетона в строительстве выполняют несколько функций. Главная – это усиление необходимых свойств бетона (устойчивость к сильно низким температурам и перепадам температур; устойчивость к сильным вибрациям; водонепроницаемость и т. д.). Для повышения экономности строительства усиливают опорные свойства бетона при уменьшении количества металлоконструкций и заполнителей. Можно облегчать общий вес строения, добавляя химические компоненты и сохраняя при этом прочность.

Так как к высокопрочным бетонам предъявляются повышенные требования, добавки-пластификаторы в составе присутствуют обязательно. Если используются портландцементы с минеральными добавками, то количество химических добавок увеличивается на 15%.

Цель применения пластифицирующих добавок:

снизить расход воды в бетоне, сохранив его прочность;
оптимизировать количества цемента, сохраняя удобоукладываемость и прочность бетона;
повысить экономию строительства и улучшить тех. характеристики бетонов (стойкость к образованию трещин, усадка и др.);
увеличить подвижность смесей, сократить длительность укладки при работе с конструкциями сложной конфигурации.

При использовании добавок надо ориентироваться на совместимость используемых добавок и их действие на свойства бетона.

Бетоны с требованием к морозостойкости F200 и выше, а также бетоны для сооружений гидротехнического назначения, следует изготавливать с применением газообразующих или воздухововлекающих добавок.

В бетоны для применения на дорожных и аэродромных покрытиях обязательное наличие воздухововлекающи добавок и пластификаторов.

Бетоны марки П4 и П5 по удобоукладываемости готовятся с обязательным содержанием пластификаторов для монолитных и сборных конструкций.

Правила подбора состава для высокопрочного бетона

Подбор состава смеси – ответственный этап в ходе строительства, особенно с применением бетонов повышенной прочности. Подбор производится с соблюдением всех технических условий поэтапно:

оценка качества компонентов смеси;
определение необходимого уровня качества бетонной смеси;
расчет количества компонентов бетона для предварительных испытаний и изготовление образцов;
испытание контрольных образцов;
внесение изменений в расчет состава компонентов и применение нового состава в условиях производства.

Наличие у высокопрочных бетонов уникальных свойств достигается путем усложнения некоторых производственных технологий. Так, для достижения повышенной прочности уменьшается количество воды: при норме 0,4 в высокопрочных смесях менее 0,35. Содержание цемента повышено до 600 кг/м³. Водопотребность таких смесей повышена, концентрация песка снижена и др. Все эти показатели необходимо учитывать, в зависимости от желаемой марки бетона на выходе.

Для общего случая рассчитать состав и количество материалов для образцов можно следующим образом:

Определить количество воды, основываясь на общих данных о свойствах мелкого и крупного заполнителя.
Определить количество пластифицирующих добавок (0,2-0,4% – для суперпластификаторов; 0,05-0,1% – для пластификаторов).
Количество воды в смеси можно уменьшить, если применить добавки.
Принять три значения и при установленном количестве воды затворения подсчитать соответствующие расходы цемента. Рекомендуется принимать значения 2,5…3,5. При добавлении воздухововлекающих добавок прочность бетона снижается.
Рассчитать доли песка и щебня, ориентируясь на их показатели и желаемом результате.

После проведения всех необходимых расчетов следует приготовить опытные образцы. По готовым образцам проводят анализ полученных свойств, рассчитывают расход на 1 м³ и при необходимости вводят корректировку состава.

Класс бетона

(В) – показатель прочности бетона на сжатие с вероятностью 95%, измеряется в МПа. Определяется значениями от 0,5 до 120 МПа. Т. е. какое максимальное давление выдержит бетон в 95 случаях из 100 (В50 = 50 МПа).

Марка бетона

Помимо показателей прочности, есть марка (М) бетона – маркировка предела прочности на сжатие, измеряется в кгс/см². И если класс бетона гарантирует качество бетона по прочности на 95%, то марка определяет среднее значение прочности.

В таблице 2 приведены соответствия классов и марок для высокопрочных бетонов.

Таблица 2 – Соответствие классов и марок прочности высокопрочных бетонов

Класс бетона по прочности	Ближайшая марка бетона по прочности
B60	М800
B65	М900
B70	М900
B75	М1000
B80	М1000

Характеристики высокопрочного бетона

Ряд особенностей, которые отличают тяжелые бетоны от легких:

большая удельная прочность;
повышенная плотность;
долговечность, высокая прочность, твердость и морозостойкость;
повышенная стоимость производства;
высокая теплопроводность.

Применение того или иного вида бетона регламентируется требованиями, предъявляемыми к готовым конструкциям.

Под действием погодных условий, которые будут влиять на эксплуатацию сооружений, определяют марку морозостойкого бетона. Если температура воздуха может опуститься до –40 °С, то бетон по морозостойкости должен использоваться не ниже F75. Исходя из эксплуатации готового сооружения и условий его расположения, надо точно определять вид бетона для строительства. Для удобства рабочего процесса и экономии можно использовать бетон разных марок на одном строительном объекте.

Цены на высокопрочный бетон

Ориентировочные цены на бетон класса В45 и выше приведены в табл. 3.

Таблица 3 – Цены на высокопрочный бетон

Класс (марка) бетона	Цена
B45 (М600)	4400 р./м 3
B50 (М700)	4500 р./м 3
B60 (М800)	4680 р./м 3
B80 (М1000)	5100 р./м 3

Цены, приведенные в таблице 3, являются приблизительными, актуальны на момент изучения статьи (4-й квартал 2019 года). Для получения более точной информации следует уточнить цены у поставщика.

Виды высокопрочных бетонов

Высокопрочные бетоны, в зависимости от состава, назначения и основных характеристик, делятся на несколько видов.

Мелкозернистый бетон

Главное свойство – отсутствие крупного фракционного наполнителя. Этому виду бетона отдается предпочтение в тех местах, где нет возможности применения щебня или гравия. В связи с отсутствием больших фракций, мелкозернистый бетон получает новые свойства: повышается плотность стройматериала, а цемент используется не меньше марки М500. При необходимости берут цемент со специальными условиями: устойчивость к коррозии, устойчивость к воздействию кислот и др.

Плюсы:

отличная водонепроницаемость;
отсутствие наполнителя;
сопротивляемость изгибающему моменту;
возможность получать уникальные свойства (с применением добавок);
устойчивость к вибрациям;
однородность смеси (позволяет использование при работе со сложными элементами);
отличная пластичность и проникающая способность.

Минусы:

повышенное содержание цемента (в связи с чем незначительно увеличена его ползучесть и усадка);
затруднённая обработка после полного застывания;
заметная усадка после полного набора прочности.

Так как наполнитель отсутствует, повышается расход цемента, скомпенсировать расход можно с помощью пластифицирующих добавок и песков высокого качества.

Применение. Подобный бетон применяют в случае изготовления тонкостенных изделий, в частности, армоцементных. В эксплуатации 5 основных марок бетона, у каждой их которых свое назначение:

М 100 – для ремонтных работ;
М 200 – для конструкций, не требующих больших нагрузок;
М 300 – для заполнения форм с частым армированием;
М 350 и М 400 – для отливки ответственных конструкций.

Класс мелкозернистого бетона отражает его сопротивляемость сжатию, для данного вида достигает значения В80.

Дисперсно-армированный бетон

Особенность этого вида в содержании армирующих волокон (фибр). Фибры могут быть: стальные, минеральные (например, стекло), органические (например, бамбуковые). Изготавливается на основе портландцемента марки не ниже 400, без минеральных добавок. Также в состав входит песок природного происхождения или искусственный.

Применение. В основном для дорожного строительства: дорожное покрытие улиц, магистралей, тротуаров, дорог местного значения, отмосток, и т. д.

Бетоны напрягающие

Главное свойство бетона напрягающего – самонапряжение. Создается путем расширения смеси во время затвердевания. В начальный период застывания бетон расширяется и растягивает арматуру, находящуюся с ним в сцеплении. Изготавливается из цемента напрягающего, в основу которого входят высокоалюминатные шлаки (как правило, отходы металлургии), крупный и мелкий заполнители (чаще это щебень и песок).

Характеристика:

повышенная стойкость к образованию трещин;
водонепроницаемость;
долговечность.
набор прочности при t = 30 °С и выше.

Применение. Характеристики бетона делают возможным его использование в ёмкостных монолитных и сборных конструкциях разного назначения, а также для изготовления: напорных и безнапорных труб, тоннелей, покрытий аэродромов, мостов и т. д. Хорошо проявляются свойства самонапряжения для герметизации и защиты от источников радиационных излучений.

Базальтофибробетон

Получается путем внедрения отрезков базальтового волокна в бетонную смесь. Базальтовое волокно характеризуется очень высокой прочностью, отсутствием деформации и упругостью, превышающей бетон в 3 раза и выше. Плотность волокна меньше стального в 3 раза, что облегчает готовую конструкцию. Вяжущий компонент – портландцемент.

Плюсы:

высокая прочностью и устойчивость к деформациям;
меньший вес готовой строительной конструкции, чем с применением других наполнителей;
лучшее сцепление поверхности волокон с цементной матрицей по сравнению со свойствами других бетонов;
бетонная смесь гомогенизирована.

Минусы:

экономически затратный, т. к. стоимость бетона возрастает с применением базальтовых фибр;
применение портландцементов и гидроксида кальция в составе бетона может приводить к разрушению или ухудшению свойств волокон базальта.

Для снижения разрушающего воздействия составляющих компонентов цементной смеси используют добавки.

Песчаный бетон

Основное отличие его от большинства видов бетонов – основа только на мелком заполнителе, что способствует снижению стоимости и времени на его изготовление. А также невысокая трудоёмкость при производстве.

Характеристики песчаного бетона:

высокая скорость затвердевания;
укладка без виброинструмента;
устойчивость коррозии;
большая прочность;
водонепроницаемость;
меньшая усадка;
морозоустойчивость (при использовании добавок);
пожарная безопасность;
не токсичен для людей.

Применение. Активно применяется при строительстве дорог любых уровней нагрузки и в аэродромном строительстве. В гражданском строительстве – при заливке полов, кирпичной кладке, бетонной стяжке; при экстренных и спасательных работах. Высокопрочный бетон класса В90 применяется в промышленном производстве и при изготовлении железобетонных изделий.

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.

Читайте также: