Бетон — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды и специальных добавок, регулирующих свойства бетонных смесей.

Бетонная смесь  - готовая к применению перемешанная однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением или без добавления химических  добавок, которая после уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон.

По типу бетона бетонные смеси подразделяют на:

            - бетонные смеси тяжелого бетона (БСТ);

            - бетонные смеси мелкозернистого бетона (БСМ);

            - бетонные смеси легкого бетона (БСЛ).

Как «читать» бетон

Мы поможем Вам разобраться в основных технических характеристиках бетона и выбрать наиболее подходящий для возведения именно Вашей конструкции и особенностей ее эксплуатации.

Примеры условных обозначений:

1. Бетонной смеси тяжелого бетона класса по прочности на сжатие B25, марки по удобоукладываемости П2, марок бетона по морозостойкости F200 и водонепроницаемости W4:

БСТ В25 П2 F200 W4 ГОСТ 7473-2010;

2. То же бетонной смеси мелкозернистого бетона:

БСМ В25 П2  F200 W4 ГОСТ 7473-2010;

3. То же бетонной смеси легкого бетона класса по прочности на сжатие В12,5, марки по удобоукладываемости П2, марок бетона по морозостойкости F200, водонепроницаемости W2, средней плотности D900:

БСЛ В12,5 П2 F200 W2 D900 ГОСТ 7473-2010

Выбор бетонной смеси зависит от технических требований к готовой конструкции, условий и особенностей ее эксплуатации, а также климатических условий возведения конструкции.

Как «читать» раствор

Условное обозначение строительного раствора при заказе должно состоять из сокращенного обозначения с указанием назначения, вида применяемого вяжущего, марок по прочности и подвижности и обозначения ГОСТ 28013.

Пример условного обозначения тяжелого раствора, готового к употреблению, кладочного, на цементном вяжущем, марки по прочности М100, по подвижности — Пк2:

Раствор кладочный, цементный, М100, Пк2, ГОСТ 28013-98.

Удобоукладываемость бетонной смеси 

Удобоукладываемость – способность бетонной смеси под  действием определенных приемов и механизмов легко укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Удобоукладываемость смесей характеризуется маркой по подвижности, по жесткости. Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой стандартного конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для этого металлическую форму-конус, установленную на горизонтальной поверхности, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют осадку конуса из бетонной смеси — ОК, значение которой (в сантиметрах) служит показателем подвижности.

Марка

Осадка конуса, см

П1

1-4

П2

5-9

П3

10-15

П4

16-20

П5

Более 20

Подвижные смеси отличаются большим расходом воды и соответственно цемента. Эти смеси представляют собой густую массу, которая легко разжижается при вибрировании. Подвижные смеси можно транспортировать бетононасосами по трубопроводам.

Жесткость — характеристика удобоукладываемости бетонных смесей, у которых не наблюдается осадки конуса (ОК = 0). Жесткие бетонные смеси содержат небольшое количество воды и соответственно пониженное количество цемента в сравнении с подвижными смесями у бетонов равной прочности. Жесткие смеси требуют интенсивного механического уплотнения: длительного вибрирования, вибротрамбования и т. п. Используют такие смеси при изготовлении сборных железобетонных изделий в заводских условиях.

2.      Однородность бетонной смеси

Однородность смеси обусловлена минимально необходимой связностью, исключающей возможность отделения из смеси составляющих или воды.  Особенно легко расслаиваются неправильно подобранные бетонные смеси с избыточным количеством воды. Смесь обычно расслаивается от толчков и сотрясений при погрузке, перевозке или выгрузке с большой высоты. Расслоившуюся бетонную смесь запрещается укладывать в бетонируемые конструкции, ее необходимо вновь перемешать до полного восстановления однородности. Одновременно следует выяснить причины расслоения бетонной смеси и принять меры к их устранению.

 Прочность бетона. Классы и марки бетона.

Прочность бетона принято оценивать по среднему арифметическому значению результатов испытания образцов данного бетона через 28 суток нормального твердения. Для этого используют образцы – кубы, твердевшие при (20 ± 3)°С на воздухе при относительной влажности 95%. Методы определения прочности бетона регламентированы стандартом.

Марка или класс - это главный показатель качества, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона. Другие же показатели, такие как: морозостойкость, подвижность, водонепроницаемость - в данной ситуации отходят на второй план. Первоначально, всё же, - выбор по марке или классу.

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона.  Класс бетона — это численная характеристика прочности, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (обычно 0,95). Это значит, что установленное классом свойство, например прочность бетона, достигается не менее чем в 95 случаях из 100.

Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последующим испытанием контрольных образцов. Высокое сопротивление бетона сжатию — наиболее ценное его свойство, широко используемое в железобетонных конструкциях. По этим соображениям основная характеристика — класс бетона по прочности на сжатие указывается во всех случаях.

Наряду с классами, прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими  предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Класс бетона

Средняя прочность данного класса, кгс/кв.см

Ближайшая марка бетона

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В22,5

В25

В27,5

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

45,8

65,5

98,2

131,0

163,7

196,5

261,9

294,7

327,4

360,2

392,9

458,4

523,9

589,4

654,8

720,3

785,8

М50

М75

М100

М150

М150

М200

М250

М300

М350

М350

М400

М450

М550

М600

М600

М700

М800

1.      Морозостойкость

Морозостойкостью называют способность насыщенного водой бетона сохранять прочность и не разрушаться при попеременном замораживании и оттаивании. Причиной разрушения является свойство воды при переходе в лед увеличиваться в объеме более чем на 9% и создавать внутреннее давление на стенки пор. По морозостойкости бетон подразделяют на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800 и F1000. Марка назначается в зависимости от вида конструкций и условий эксплуатации.

Оптимальными показателями для выполнения большинства работ являются показатели морозостойкости в пределах F100-F200. Более высокие требования предъявляются к гидротехническим сооружениям, находящимся в постоянном контакте с водой. Увеличение морозостойкости бетона производится посредством воздухововлекающих добавок, избыточное применение которых провоцирует снижение прочностных характеристик материала.

2.      Водонепроницаемость

Водонепроницаемостью бетона называют способность его не пропускать воду под давлением. Она важна для гидротехнических сооружений, резервуаров для хранения воды. По степени водонепроницаемости бетон подразделяют на марки W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18 и W20. Цифры 2-20 обозначают давление в кгс/см2, при котором стандартные бетонные образцы диаметром и высотой 15 см не пропускают через себя воду.

Увеличение этого важного параметра производится посредством уплотняющих и гидрофобизирующих добавок, что позволяет получить материал, устойчивый к постоянному воздействию высокой влажности. Чем ниже содержание воды в бетонной смеси, тем будет выше водонепроницаемость.

Применение бетона с высокими показателями водонепроницаемости исключает необходимость применения дополнительной гидроизоляции при обустройстве подвальных помещений в местах с повышенным уровнем грунтовых вод.

Плотность бетона

Плотность бетона, как в принципе и любого другого вещества — это отношения массы бетона к его объему. Плотность прямо пропорциональна качеству бетона, чем она выше, тем прочнее и долговечнее бетон. Первостепенное влияние на показатель плотности имеет наличие пор, которые образуются в результате испарения излишков воды, при малом количестве цемента, при плохом перемешивании раствора, при недостаточном уплотнении, приводящем к образованию воздушных пузырьков и другие факторы.

Повысить плотность можно путем анализа оптимального состава заполнителей. Действенным также является уменьшение водоцементного отношения, этого можно достичь без существенного снижения удобоукладываемости при использовании специальных добавок. Эти добавки или так называемые пластификаторы снижают необходимое количество воды для образования реакции без ущерба пластичности смеси. Хорошее уплотнение рабочей смеси также дает положительные результаты. Обычно высокая плотность требуется в тех случаях, когда сооружения будут использоваться в неблагоприятной среде или когда от них требуется высокая надежность и долговечность. Например, при производстве бордюрных камней или тротуарных плит большое внимание уделяется величине плотности бетона.

Твердение бетона

Для твердения бетона нормальными условиями принято считать теплые и влажные среды, согласно ГОСТ 10180-90 – это температура окружающей среды 20±3ºС и относительная  влажность воздуха  95±5%  При таких условиях бетон через 7-14 суток приобретает прочность 60 - 80% от марочной. Класс и марка бетона определяется через 28 суток. 28-суточный срок регламентирован лишь для того, чтобы гарантировать определённую марку бетона к этому периоду, но твердение бетона и набор прочности продолжаются годы.

 Бетон летом

При температуре окружающего воздуха выше 35 °С из бетона испаряется вода и прекращается твердение бетона. В результате образуются трещины. Одновременно снижается прочность. Поэтому при бетонировании при высоких плюсовых температурах окружающего воздуха для нормального твердения бетона необходимо поддерживать требуемую влажность и защищать бетон от перегрева. При жарких температурах в целях сохранения  влаги в бетоне его открытые поверхности укрывают полиэтиленовыми  пленками, песком и опилками и время от времени увлажняют. Быстрое обезвоживание готового бетона в раннем возрасте ослабляет прочность бетона.

Наиболее серьезными последствиями негативного влияния жаркой и сухой погоды являются: увеличение водопотребности бетонной смеси (как результат повышения ее температуры); быстрая потеря бетонной смесью подвижности в процессе ее транспортирования или в период ее выдерживания до укладки;  значительное растрескивание твердеющего бетона; формирование неравномерного температурного поля в конструкциях под действием солнечных лучей; повышенная последующая влажностная усадка бетона. Это далеко неполный перечень отрицательных последствий погодных условий, влияние которых усиливается с увеличением скорости ветра.

Бетон зимой

При зимнем бетонировании необходимо создать такие условия твердения, при которых бетон набрал бы не менее 50% прочности до его замораживания. Иначе переходящая в лед вода вызовет разрушение бетона.

Если замораживание бетона было произведено до его твердения, то оно не начнется и после размораживания. Но если твердение началось, то оно приостанавливается, пока свободная вода в бетоне будет оставаться в виде льда. При оттаивании бетона замерзшая свободная вода снова переходит в жидкость, и твердение бетона возобновляется. Конечная прочность бетона будет тем ниже, чем раньше бетон подвергся замораживанию.

Для сохранения внутреннего тепла бетона укладывать бетонную смесь в формы желательно как можно быстрее и без перерывов.

Бетон с противоморозными добавками

При введении в бетон противоморозных добавок бетон приобретает способность медленно твердеть при отрицательных температурах, так как соли понижают точку замерзания воды и сохраняют жидкую фазу в бетоне. Количество добавок, добавленного в бетон зависит от температуры наружного воздуха.

Бетонную смесь с противоморозными добавками можно транспортировать в неутепленной таре. Предельная продолжительность транспортирования и допустимый срок укладки бетонной смеси зависят от допустимых величин потери подвижности, их устанавливает строительная лаборатория.

Укладываемая в конструкцию бетонная смесь не должна содержать частиц льда, снега и смерзшихся комьев материала. Бетонную смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют, соблюдая общие правила укладки. Поверхность бетона, не защищенную опалубкой, укрывают во избежание вымораживания влаги. Бетон выдерживают под укрытием до получения распалубочной прочности.

Бетоны с противоморозными добавками позволяют получить по истечении 28 суток не более 30% марочной прочности.  Для получения прочности более 30% необходим дополнительный прогрев бетона.