Классификация бетона: cовременные типы для внутренних и наружных работ

Водопроницаемость

В структуре бетонных конструкций есть поры, капилляры. Чем выше открытая пористость, тем больше водопроницаемость. У газобетона она доходит до 25 %. Плотные конструктивные бетоны имеют наименьшую водопроницаемость. Обозначается класс буквой «W».

С целью повышения влагостойкости, морозоустойчивости дополнительно используют пластификаторы, модификаторы.

Неправильный расчёт, подбор компонентов бетонной смеси, переизбыток воды увеличивает водопроницаемость материала. В процессе усадки бетонной смеси, затвердевания, образуются микро полости, которые со временем могут заполниться влагой. Поэтом в момент заливки проводить уплотнение с помощью вибраторов, чтобы избежать образования воздушных пустот.

Классификация бетона по классу прочности, морозостойкости, водопроницаемости (таблица):

Марка бетона	Класс бетона	Водонепроницаемость (W)
М100	В7,5	W2
М150	В12,5	W2
М200	В15	W4
М250	В20	W4
М300	В22,5	W6
М350	В25	W8
М400	В30	W10
М450	В35	W8-W14
М550	В40	W10-W16
М600	В45	W12-W18

По подвижности

Подвижность смеси связана со свойством растекаться под влиянием собственного веса. Иными словами, чем бетонный раствор легче, тем меньше он растекается. Однако этот фактор зависит также от соотношения количества пластификатора и жидкости. Строители определяют подвижность смеси при помощи специального конуса, высота которого должна составлять тридцать сантиметров. В него заливают цементный состав, затем конус убирают. По тому, как бетон сползает, специалисты устанавливают осадку раствора.

Также важно отметить, что современные технологии позволяют создавать сухие смеси для строительных работ, которые после добавления жидкости и перемешивании образуют составы нужной консистенции. Так возникла классификация бетонных растворов по готовности: на рынке представлены средства, которые готовы к использованию, и сухие

Средства, готовые к применению, перевозят при помощи спецтранспорта — автобетоносмесителей, однако возможна транспортировка материалов в кузове самосвала.

Классификация прочности

Конечными свойствами материалов могут быть мороустойчивость, прочность, водонепроницаемость. Чаще всего используют добавки в виде известняка, диабаза, керамзита, гравия и гранита.

Классификация по плотности и видам наполнителей бетона:

• Легкие составы – разделяют по плотности, которая может быть равна от 0,5 т/м3 до 1,8 т/м3. Легкие материала делают с добавлением в состав вулканического стекла, керамзита и других наполнителей с пористой структурой. Облегченные бетоны, а именно их классификация помогает разделять их на пенобетонные, ячеистые и газобетонные блоки.
• Тяжелые составы – в процессе классификации этих видов составов учитывают показатель прочности, который может быть от 1,8т/м3 до 2,5 т/м3. Для тяжелых бетонов используют такие добавки, как  гранит или диабаз (т.е. горные каменные породы).
• Особо тяжелые составы – их изготовляют с использованием мелких отходов производства металлов или добавляют в состав железную руду. По виду прочности бетон имеет показатели от 2,5т/м3 и выше.

Приготовление бетона

Бетонную смесь
можно готовить в бетономешалке вместимостью 0,15 м3 либо вручную. В ящик размером 1 х 2 м из досок толщиной 25-30 мм с обитым кровельным железом днищем, высотой 0,2-0,25 м, либо на лист железа сначала засыпают необходимое количество песка
ровным слоем, а сверху – полное ведро цемента
, затем смесь перелопачивают до получения однородной по цвету массы. После этого в нее добавляют необходимое количество ведер щебня
, снова все перелопачивают, затем добавляют две трети ведра воды
и еще раз перелопачивают. Если смесь получилась густая, то в нее доливают воды из лейки и снова перемешивают. Густота готовой смеси должна быть такой, чтобы на лопате она оседала, но не растекалась
. При качественном перемешивании и уплотнении (трамбовании) смес и при бетонировании элементов, прочность бетона
увеличивается в 1,5 раза.Приготовляя бетон
, необходимо стремиться к тому, чтобы заполнители имели зерна различной крупности. Тогда между ними почти не будет пустот. Чем меньше пустот в щебне или гравии, тем меньше потребуется песка. Также сократится и расход цемента
.

Пустотность считается оптимальной для песка 35-40 %, для гравия – 40-45 %, щебня – 45-50 %.

Пустотность заполнителей определяют следующим способом: берут отдельно гравий
, щебень
, песок
и насыпают в ведро (10 л), сравнивают с краями, не уплотняя, затем отмеренное количество воды тонкой струей заливают в ведро до краев. По объему влитой воды определяют пустотность (например, если ее влито 4 л, то пустотность 40 %).

При приготовлении бетона
сухая смесь значительно уменьшается в объеме. Обычно из 1 м3 сухой смеси получается 0,6-0,7 м3 бетонной массы.
Составы тяжелых бетонов
приведены в табл. 7.

Таблица № 7. Составы тяжелых бетонов
по объему (цемент: песок: щебень или гравий)

Марка вяжущего (портландцемента)	Марка бетона (класс бетона)
200 (В 15)	150 (В 12,5)	100 (В 7,5)	50 (В 5)
400	1: 1,6: 2,91: 1,4: 2,9	1: 2,1: 3,51: 2: 3,5	1: 2,8: 4,21: 2,6: 4,2	—
300	1: 1,3: 2,51: 1,2: 2,5	1: 1,7: 31: 1,6: 3	1: 2,3: 3,61: 2,1: 3,6	1: 3,7: 4,91: 3,5: 4,9
200	—	—	1: 1,9: 3,11: 1,8: 3,1	1: 3: 4,41: 2,8: 4,4

Примечания.

1.В верхних данных приведены составы с использованием в качестве заполнителя щебня, в нижних – гравия.
2. Дозировка воды от массы цемента с учетом влажности песка, щебня или гравия (5,5-6,5 л на 10 кг цемента).
3. При гравии с пустотностью свыше 45 % необходимо уменьшить на 10 % его дозировку, при мелкозернистом песке дозировку его меньшают на 10-15 %.

Состав заполнителей подбирают, просеивая их через сито с разными ячейками: щебень
и гравий
– через сетку с отверстиями 80 мм, песок
– через сито с ячейками 5-1,5 мм.

Следует учитывать, что песок
и щебень
или гравий
должны быть чистыми, т. е. не содержать примеси глины и земли, иначе не получится бетон
хорошего качества. При необходимости эти компоненты бетона
тщательно промывают ручным способом: в наклонный ящик с открытым шибером ставят сетку, помещают туда песок
, щебень
или гравий
и перемещают эти компоненты тяпкой либо скребком навстречу потоку воды, подаваемой из садового шланга. Промытый компонент сбрасывают на лист железа или деревянный щит. Необходимо учитывать, что песок
после промывки либо дождя содержит до 15-20 % влаги.

Наличие примесей в щебне, гравии определяют визуально, а в песке так
: горсть песка сжимают в кулаке, затем растирают на ладони; песок без примесей не пачкает руки.
При работах в холодную погоду для ускорения процесса схватывания бетона
используют подогретую до 40…50 °С воду, а в жаркую – во избежание быстрого схватывания бетона лучше применять холодную воду (из колодца, родников).

Способы укладки бетонной массы, влияющие на прочность искусственного камня

Перемешивание бетонного теста в бетономешалке или миксере сопровождается насыщением массы воздухом. При укладке массу уплотняют, используя вибраторы. Процесс обязательный, так как образовавшиеся в толще пузыри воздуха повлияют на прочность сооружения, способствуют появлению трещин. Процесс регламентируют СНиП 3.03.01-87.

Вибрация – механические колебания в растворе разрушают структуру засыпанного продукта, происходить его выравнивание по составы, разжижение. Снимается неизбежное расслоение, вытесняется воздух, залитый раствор уплотняется, дает меньше усадку при застывании.

По степени воздействия на массу различают:

• поверхностные;
• глубинные;
• наружные активаторы вибрации.

На формирующих плитную продукцию производствах устанавливают виброплощадки и вибростолы. Производство виброплит налажено на всех предприятиях, выпускающих формованные ж/б изделия для несущих конструкций. Вибростолы используют для изготовления тротуарных плит.

На строительной площадке к фундаментной опалубке снаружи устанавливают вибраторные установки. Колебания передаются через опалубку или другую форму, облегчают стекание массы из бадьи или бункера.

Поверхностное вибрирование выполняют специальными рейками разных видов, на которых установлен вибратор. Они используются для формирования гладкой поверхности виброплит. Глубинный способ – вибрирующую головку опускают в глубину между арматурой в массивные конструкции, колонны. Если заливка дробная, вибратор должен перемешивать слои, на глубину до 10 см.

Перевод марки в класс

• Марка бетона М100 соответствует В7,5. Используется во время предварительных операций по монтажу фундамента.
• Марка бетона М150 соответствует В12,5. Чаще всего его используют для монтажа стяжек, полов, дорожек либо фундаментов небольшого размера.
• Марка бетона М200 соответствует В15. Используется чаще иных из всего перечня бетонных марок. Применяется при установке полов, отмосток, фундаментов, бетонных лестниц, площадок и другого.
• Марка бетона М250 соответствует В20. Ее применяют в основном при создании разного типа фундаментов, отмосток, заборов, стен, площадок, лестниц.
• Марка бетона М350 соответствует В25. Используют обычно для создания плит, колон, балок, бассейнов, монолитных фундаментов.
• Марка бетона М400 соответствует В30. Используют в сложных ответственных строительствах, во время сооружения мостов, банков либо зданий с особыми требованиями к прочности.

Виды бетонных материалов по классу

Несмотря на точно вычисленное соотношение составляющих компонентов бетона, все же его прочностные характеристики могут изменяться.

Объяснить данный факт можно качеством применяемых компонентов.

Например, в ходе приготовления раствора были использованы вода или песок низкого качества, что и повлияло на прочностные свойства готового продукта.

Кроме того, неточное соблюдение технологии производствастроительной смеси, характеристики связывания состава и тех. условия его укладки, также влияют на получение материалом одной и той же классификации различной прочности.

Именно поэтому классификация бетонных смесей включает в себя такое понятие, как класс.

При маркировке на класс продукта указывает буква «В» и последующие за ней цифровые обозначения. Более распространенными считаются: В-7.5; В-10; В-15, 20,30. Полный диапазон включает в себя классы от 3.5 до 80.

При составлении проектной документации на любые строительные работы, правильно указывать не марку бетона, а его класс.

Хотя некоторые проекты все же содержат обозначение марки, перевести ее в класс позволит представленная ниже таблица соотношения прочности бетона.

Кроме того, классификация материала по маркам и классу происходит не только за счет входящих в его состав компонентов, но и их пропорций.

К примеру, чтобы приготовить марку бетона М100 В-7.5 в соответствии с существующими стандартами, берут цемент М400 или 500. В каких пропорциях должны использоваться данные виды цемента, показывает нижеприведенная таблица.

Классификация бетонных растворов по маркам

Классификация видов бетонных растворов по маркам осуществляется в интервале: от марки 50 до марки 1000.

Указанная величина определяется с учетом объема цемента, добавленного в единицу бетонного раствора. Прочность бетонного вещества на сжатие вычисляется в кг на см2.

Исходя из этого, название марок бетона обозначается буквой М, с идущими после нее цифрами.

Большое цифровое обозначение говорит о высокой прочности растворов, а значит, подтверждает его высокое качество.

При этом, чем выше марка бетона, тем сложнее с ним работать, так как состав высокой плотности быстрее затвердевает.

Например, при изготовлении подушки под заливку фундамента, в ходе дорожных работ применяют бетоны марок 100 или 150.

В процессе изготовления отмостков, дорожек и стяжек, повышение марок бетона происходит до показателя с прочностью 200 и 350.

При этом марка М350 считается одной из распространенных, так как ее универсальные свойства отвечают всем необходимым требованиям индивидуального строительства.

М350 используется при сооружении разного типа фундаментов, в процессе возведения бетонных ступеней и опорных элементов стен.

Кроме того, марка 350 нашла свое применение в коммерческом строительстве.

С ее помощью получают фундаменты цельной конструкции, монолитные балки и стены, а также дорожные покрытия, свойства которых позволяют выдерживать большие механические нагрузки.

В результате такие марки как 250 и 300, потихоньку уходят со строительного рынка.

Технические свойства марок с высокими цифровыми показателями 400 и 450, делают возможным их применение при сооружении гидротехнических объектов, с расчетом на высокие нагрузки.

Более высокие марки бетона – М500 и М550, используют для возведения конструкций с особыми техническими требованиями (метро, дамбы или плотины).

Виды:

Виды бетонов.

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:

1. по средней плотности;
2. по виду вяжущего вещества;
3. по назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:

• особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
• тяжелые – 1800…2500;
• легкие -500… 1800;
• особо легкие – менее 500 кг/м3.

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях – стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).

Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ кубетонм. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.

Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные. Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные – пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение – объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.

В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).

В зависимости от области применения различают:

• обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);
• гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
• бетон для ограждающих конструкций (легкий);
• бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
• бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).

Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие:

До затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.

Рекомендации по выбору

Наглядная таблица класса бетона и марки бетона.

В первую очередь, выбор зависит от особенностей задуманного проекта, его размеров и погодных условий – в этом случае, стоит обратить внимание на дополнительные возможности, способность противостоять негативным воздействиям. Ориентируясь на значение прочности, оставляйте небольшой запас, нарушение технологии раствора несколько снижает указанное число

Соблюдая следующие рекомендации, можно упростить проблему выбора нужного материала:

• Для предварительных работ, стяжек, заливки фундамента под одноэтажные сооружения используйте менее прочные бетоны – до М-150 включительно.
• М-200 – одна из наиболее часто используемых, подходит для тех же работ, используется при сооружении лестниц, перегородок.
• М-300 – самый оптимальный вариант из соображений соотношения качества-цены. Сфера применения очень широка – перекрытия, ленточные фундаменты, стены, заборы.
• M-350 подходит для строительства опор, искусственных водоемов, при производстве железобетона. Из данного материала получается очень надежный фундамент, он отлично подходит при свайном методе заливки.
• М-400 незаменим при строительстве на проблемных участках, строительстве зданий с подвальными помещениями, сооружении погребов. В промышленной деятельности используют для стройки хранилищ, мостов.

Заполнители бетона

Заполнители выполняют несколько функций. Применяют для этих целей натуральное, искусственное сырьё, отходы производства. В бетонных смесях, в зависимости от заданных технических характеристик, заполнители могут составлять 70-80 % от общей массы.

Функции заполнителей:

• придают материалу необходимую жёсткость;
• предохраняют от резкой усадки цементного теста;
• снижает ползучесть бетона в условиях повышенных нагрузок.

Заполнители различаются по фракциям, форме, морозостойкости. Проверяют на радиационное загрязнение.

Мелкие заполнители: песок, отсев щебня, гравия. Применяют зольные, шлаковые отходы. Качество наполнителей регулируют соответствующие ГОСТы (8736 — песок; 25592 — зольношлаковый заполнитель; 5578 — металлургический шлак).

В легкие бетоны добавляют:

• вспученный перлит и вермикулит;
• пемзу, туф;
• керамзит;
• термозит;
• известняк;
• ракушечник.

В тяжёлые бетоны вносят гравий, щебень. Для специальных бетонных смесей используют другие заполнители, в зависимости от технических требований.

Определение марки

Марка главным образом зависит от количества цемента в бетонной смеси. Бетон с высшим числом более сложен в использовании – чем выше значение, тем меньше период застывания

При выборе важно подобрать правильное соответствие качества-цены. Проверить прочность можно в лабораторных условиях неразрушающим методом – предполагается сжатие образцов сильным прессом

Главный критерий, согласно которому определяются с необходимой маркой – вид предполагаемого сооружения. Для подготовительных работ при заливке фундамента, дорожных работах используют М-100, М-150. Наиболее известным считается М-200, сфера использования которого довольно широка – сооружение лестниц, опорных стен, заливка фундамента.

Для заливки монолитных фундаментов преимущественно используют М-350 – такой бетон способен выдержать существенные нагрузки. М-250, М-300 постепенно уходят с рынка строительных материалов, являются промежуточными, используются достаточно редко. Высшие маркировки бетона используют для постройки гидротехнических объектов, плотин, дамб – иными словами, конструкций, подвергающихся постоянному большому давлению, к которым выдвигают особые требования.

Нормативная документация

Производство строительных материалов в подавляющем большинстве регламентируется государственными стандартами разного образца. ГОСТ 25192-2012 определяет классификацию бетонов по основным признакам:

• Назначение;
• Устойчивость к коррозии разных видов;
• Вид используемого вяжущего, который определяет основные свойства материала;
• Структура раствора и камня;
• Условия твердения;
• Прочность – основной параметр, который учитывают при выборе компонентов для приготовления раствора;
• Темп набора прочности;
• Плотность усредненная;
• Морозостойкость;
• Водонепроницаемость;
• Устойчивость к истиранию.

Рассмотрим основные признаки, которые обязательно учитывают при выборе бетона для строительства.

Классификация бетонов по морозостойкости

Морозостойкость бетона, обозначается буквой «F», показывает, сколько циклов «замерзания-размерзания» выдержит бетонная конструкция, сохраняя марку или класс прочности (до 95 %).

С показателем меньше F50 бетонные конструкции используют только в не промерзающих помещениях закрытого типа. Востребованы марки с показателями от F50 до F150. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях циклически переменной климатической зоны.

Материал с показателем F300 используют в условиях низкого температурного режима эксплуатации, в северных широтах. Для специальных объектов, с экстремальными погодными, эксплуатационными условиями применяют бетон F300 — F500.

Марка бетона	Класс бетона	Морозостойкость (F)
М100	В7,5	F50
М150	В12,5	F50
М200	В15	F100
М250	В20	F100
М300	В22,5	F200
М350	В25	F200
М400	В30	F300
М450	В35	F200-F300
М550	В40	F200-F300
М600	В45	F100-F300

Марка бетона и класс бетона. Таблица зависимости марок и классов

Марка бетона определяется исходя из характеристик вяжущего компонента, водоцементного соотношения и плотности наполнителя. Бетон классифицируют на обычный и легкий.

Рассмотрим связь марки и класса бетона. Таблица соответствия марки и класса бетона поможет перевести марку в класс и наоборот.

Таблица соответствия марок и классов бетона:

Таблица соответствия марок и классов бетона

По прочности на сжатие, измеряемой в МПа, назначается класс бетона. Так, определение В20 показывает: буква В — обозначение класса, цифра 20 — выдерживаемое испытываемым кубиком давление в 20 МПа.

Соответствие прочности бетона на сжатие по классам в МПа маркам бетона назначается условиями технической документации.

Ниже приведены две таблицы «Класс бетона по прочности на сжатие в МПа».

Таблица №1 – от 4,5 (МПа) до 32,7 (МПа):

Класс бетона по прочности на сжатие от 4,5 до 32,7 МПа

Таблица №2 – от 39,2 (МПа) до 78,6 (МПа):

Класс бетона по прочности на сжатие от 39,2 до 78,6 МПа

Марка бетона – что это такое, её значение

У каждого строительного материала имеется базовый набор характеристик. На них основаны отличия, по которым выбирают, какой нужен состав для конкретного объекта. Как правило, все они отражены в маркировке. Ее наносят на сам продукт, упаковку или указывают в сопроводительной документации. Чтобы сделать правильный выбор смеси, нужно знать, что скрывается под расшифровкой буквенных и числовых значений.

Также в «названии» отражается частично информация о составе (характеристика связующего компонента, его содержание), о степени усадки раствора. Вот пример полного описания товарного продукта: БСТ В25 П1 F200 W4 ГОСТ 7473-2010.

При детальном рассмотрении характеристик нужно понимать тип классификации смеси. Так, по составу относительно фракций твердого наполнителя бывает три варианта:

• БСТ (тяжелый) с плотностью в районе 2,5 тонн/куб.м;
• БСМ (мелкозернистый) со средним весом кубометра в 2 тонны;
• БСЛ (легкий) с предельным удельным весом куба в 1,8 тонны.

По удобоукладываемости или пластичности рассматривают также три типа марочного бетона:

• жесткий (Ж);
• подвижный (П);
• растекающийся (Р) с максимальным содержанием воды и мелкозернистого наполнителя.

Жесткость определяется пятью нормативными ограничениями: 5-10, 11-20, 21-30, 31-50, свыше 50 с. Не обязательно, но на усмотрение изготовителя или заказчика в документах также указывают коэффициент уплотнения, который измеряется в %. Например, КУ1 от 1,45, КУ5 до 1,04% с допустимой погрешностью в пределах 0,1 единицы.