Марки бетона - классификация и характеристики

Основной целью строительных работ любого характера является создание прочных и устойчивых конструкций, имеющих длительный срок службы. Технические характеристики таких построек напрямую зависят от качества используемого строительного материала. Бетон – наиболее распространенный, прочный, крепкий и надежный строительный материал, используемый при возведении сооружений, заливке фундаментов, производстве железобетонных и прочих конструкций.

Технические характеристики различных марок бетона и классификация.

Такие характеристики, как удельный вес бетона, а также класс бетона по прочности, определяют, насколько качественным является материал той или ной марки и для каких видов строительных работ он подходит. Широкая классификация бетона, регламентируемого ГОСТ 26633-2012, предусматривает несколько видов маркировки, которая позволяет выбрать материал надлежащего качества для решения определенного спектра задач.

Марки бетона - классификация и характеристики

Общая классификация бетона

Технология изготовления бетона предполагает использование основных компонентов – это вода, наполнитель, добавки и вяжущий элемент. Общая классификация бетона предусматривает разделение по трем основным показателям:

  • вид вяжущего вещества;
  • усредненный показатель плотности;
  • назначение бетона и бетонных смесей.

Три перечисленные характеристики бетона являются одними из наиболее важных и выступают основными критериями при его разделении на классы. Для проверки бетона на соответствие установленным стандартам, проводятся испытания в лаборатории. Только в лабораторных условиях можно с точностью определить вес 1 м3 бетона и выдать паспорт на бетон.

Типы вяжущего вещества в бетоне

Исходя из классификации по виду связывающего вещества в бетоне, его разделяют на:

  • гипсовый бетон;
  • цементный раствор;
  • шлакощелочной;
  • полимерцементный;
  • кислоупорный;
  • жаростойкий;
  • силикатный.
Марки бетона - классификация и характеристики

Существующие разновидности бетона, изготовленного на основе различных вяжущих веществ, отличаются также различным способ укладки и временем затвердевания. Гипсовый бетон изготавливает на основе вяжущего вещества – гипса. Такой тип бетонных смесей, в который также часто добавляют цемент и пуццолан, используются для внутренних работ в помещении. Из гипсового бетона делают декоративную отделку, навесные потолки, выполняют всевозможные перегородки. Данный материал отличается повышенной устойчивостью к влаге.

Наиболее распространенным и востребованным типом бетона считается цементный раствор с различными добавками. Основными видами таких добавок являются пуццолан, портландцемент и шлакопортландцемент. Этот бетон используются в самом широком спектре строительных работ, и отличается повышенной прочностью. Также, к данной категории относится и особый цветной декоративный бетон с примесью дорогого цемента. Самым дорогостоящим в этой группе является белый бетон. В гамме оттенков также присутствует зеленый, коричневый, черный, синий, желтый и красный. По видам основного вяжущего вещества, декоративный бетон делят также на материалы с примесями цемента безусадочного, глиноземистого или напрягающего типа.

Каркасный и наполненный полимерцементный бетон изготавливается с примесью полимер цемента, а также латекса и смол. Такой материал отличается наличием защитной пленки при укладке. При попадании на него влаги, раствор разбухает и увеличивается в размерах, после чего затвердевает. Данный вид бетона имеет эстетически красивый внешний вид, поэтому часто применяется как для внутренней, так и для внешней отделки зданий и помещений. Им декорируют и укрепляют фасады, а также используют при создании ландшафтного дизайна территорий. Главной его особенностью считается легкое нанесение, как вручную, так и при помощи специального оборудования.

Бетон на основе силикатов имеет автоклавный способ затвердевания. В основе такого материала часто используется известь. Также он характеризуется особой прочностью, выносливостью и имеет высокие качественные характеристики бетона. По этой причине, силикатный автоклавный бетон широко применяется при строительстве блоков, внутренних несущих стен и конструкций, в дорожных работах и при производстве прочих строительных материалов – шифера, шпал для железной дороги и т.д.

Особым видом считается жаростойкий, а также кислоупорный бетон. Эти расвторы изготавливаются на основе жидкого стекла, шлаков и стекло-щелочных материалов.

Сегодня ведущие технологи отрасли работают над изобретением новых видов бетона, смешивая несколько вяжущих элементов. Такой прием помогает повысить прочность бетона на сжатие.

Марки бетона - классификация и характеристики

Марка и класс бетона по прочности

Для начала стоит отметить, что специалисты выделяют три важные характеристики бетона – это плотность, морозостойкость и водонепроницаемость. При этом от первого показателя зависят два остальных.

Класс бетона обозначается буквой В, а марка, соответственно, символом М. При этом, марка есть не что иное, как прочность бетона на сжатие, измеряемая в кгс/см2. Цифра после буквы В означает степень устойчивости бетона к давлению и измеряется в МПа. Различия в классах и марках бетона, а также их основные характеристики, регулируются нормативным документом СНиП 2.03.01-84.

Основной параметр, по которому определяют класс бетона по прочности – это средний показатель плотности. Плотность зависит от типа используемого наполнителя, а точнее – от величины гранул наполняющего вещества. В качестве наполнителя может применяться гравий, доломит, диабаз, известняк и прочие компоненты. Плотность определяет вес 1 м3 бетона. По степени плотности готового раствора, выделяют:

  • облегченный или легкий бетон;
  • тяжелый бетон;
  • особо тяжелый бетон.

Легкий или облегченный тип бетона имеет плотность в 500-1800 кг/м3. Такой материал всегда отличается пористостью – его наполнитель легкий, а технология производства предполагает вспенивание вяжущего вещества. К легкому виду бетона относят пенобетон, газобетон, а также ячеистые типы бетонных смесей. Такой класс материала соответствует маркировке М50-М450 (чаще, М150).

Тяжелый вид бетонных смесей характеризуется плотностью в 1800 – 2500 кг/м3. Этот строительный материал производится с наполнителем из горных пород. В качестве основного вяжущего вещества в нем используется гранит, известняк, диабаз и другие составляющие. Из такого бетона производят прочные капитальные конструкции, гидротехнические каналы, транспортные и дорожные сооружения. Тяжелый класс бетона соответствует маркировке М500-М800.

Особо тяжелым бетон считается, если его удельный показатель прочности превышает 2500 кг/м3. Подобный материал способен противостоять даже проникновению радиации. По этой причине его используют только для возведения зданий и сооружения специального назначения с особо прочной конструкцией. Данному классу бетона соответствует маркировка до М1000.

Марки бетона - классификация и характеристики

 

Соответственно, в зависимости от маркировки, можно определить, сколько весит бетон. Данный показатель носит название удельный вес бетона. Особо легким считается бетон, с весом одного кубического метра не более 500 кг. К легкому бетону относят материал, масса 1 м3 которого варьируется в пределах 500-1800 кг. Если вес куба бетона превышает 1800 кг – его относят к тяжелому классу. Особо тяжелый бетон начинается с отметки 2500 кг. Вес кубического метра самого тяжелого бетона составляет 3 тонны.

Проверка прочности бетона

Проверка бетона на прочность осуществляется только в ходе испытаний, проводимых исключительно в специально подготовленных условиях. Специализированная лаборатория берет образец произведенного бетона размером 15х15 см.

Два основных метода проверки прочности бетона:

  • воздействие ультразвуком;
  • ударный импульс.

Испытуемый образец бетонной смеси заливается в деревянный короб и остается в лаборатории на 28 дней. Именно столько нужно бетону, для того, чтобы полностью высохнуть и затвердеть. По прошествии данного отрезка времени, бетон подвергается исследованию одним или сразу несколькими указанными способам для определения степени прочности. Исходя из полученных результатов, специалисты выдают специальный паспорт на бетон, в котором отмечаются характеристики плотности, а также стойкости к воздействию мороза и влаги.

Марки бетона - классификация и характеристики

Водонепроницаемость и морозостойкость бетона

Водонепроницаемость бетона – важная характеристика, которая дает понять строителям, что материал можно использовать для возведения гидротехнических конструкций. Параметр стойкости бетона к проникновению и впитыванию влаги измеряется в кг/см2 и обозначается буквой W.

Существуют следующие виды маркировки исходя из степени водонепроницаемости бетона – W2, W4, W6, W8, W12. Проверка данного показателя осуществляется также в лабораторных условиях по общепринятым ГОСТам. Небольшой кусок затвердевшего бетона с диаметром открытой поверхности в 130 мм покрывается водой. Затем, на смоченный бетон поступательно воздействуют грузами, создавая различную силу давления. Так определяется способность бетона впитывать влагу.

Морозостойкость – это способность бетона, а также широкого спектра бетонных смесей выдерживать определенное количество раз замерзания/размерзания. Этот параметр маркируется буквой F и измеряется количеством циклов замораживания.

Самыми морозостойкими считаются наиболее плотные виды смесей, соответствующие тяжелым классам бетона. Маркировка по данному показателю имеет следующий вид: F25 … F1000.

Виды бетона по назначению

По совокупности всех трех основных характеристик (стойкости к влаге, морозостойкости и прочности) бетон разделяют по сферам его возможного применения:

  • обычный бетон – основной строительный материал для возведения большинства зданий и сооружений;
  • гидротехнический – с повышенной степенью водонепроницаемости, применяемый для построения водных каналов и при построении гидротехнических сооружений;
  • дорожный или аэродромный – используется при строительстве дорог, взлетных полос, авиа и ж/д конструкций;
  • бетон специального назначения – особо прочный и крепкий материал для специфических строительных работ.
Подвижность или пластичность бетонных смесей

Еще одна полезная и важная характеристика бетона – это подвижность (пластичность) раствора. Данный параметр в стандартной маркировке обозначается буквой П. По сути, данная характеристика описывает способность бетонной смеси заполнять определенную форму, в которую добавляется раствор.

В соответствии с отечественным ГОСТом, выделяют 4 основных категории подвижности бетона с условным обозначением П2, П3, П4 и П5. Самый густой и вязкий раствор, которого требуется наименьшее количество для заполнения формы, обозначается аббревиатурой П2. Самый жидкий раствор, который в большом количестве помещается в форму, имеет маркировку П5.

В зависимости от степени подвижности бетонной смеси, ее разделяют на 2 группы:

  • малоподвижная – густой, вязкий раствор с минимальным количеством воды и большим упорным весом (П2, П3);
  • жидкая смесь – литьевой раствор высокой подвижности с большим содержанием воды и легким весом (П4, П5).

Степень подвижности влияет на способ укладки бетонных растворов и заполнение ими выделенного пространства – опалубки, фундамента и прочих конструкций.

Затвердевание и схватывание бетона

При выборе типа бетона для использования в тех или иных строительных целях, не менее важными параметрами являются время затвердевания и схватываемость бетона. На данные показатели при заливке влияют сразу несколько факторов:

  • температура воздуха;
  • влажность и атмосферное давление;
  • марка и класс цемента;
  • соблюдение технологии укладки;
  • выполнение основных правил по уходу за бетонной стяжкой.

Затвердение и схватывание бетона – это два разных процесса в совокупности, представляющие собой полимеризацию бетонной смеси. Они протекают, когда уже готовый и уложенный раствор остается на открытом воздухе. В среднем бетон схватывается, в зависимости от набора перечисленных факторов, в течение нескольких часов. Лучше и быстрее всего схватываются легкие марки бетона при воздействии сухой погоды и плюсовой температуры. Сложнее и дольше схватываются бетонные смеси тяжелых марок, что особенно затягивается низкими температурными показателями и повышенной влажностью воздуха.

После завершения этапа схватывания бетона, активные гранулы наполнителя бетонной смеси начинают взаимодействовать с водой, активируя процесс затвердевания. По-научному, данный период именуется цементной гидратацией.

Чтобы затвердеть полностью, бетону необходимо до 28 дней. Именно столько затвердевает бетон в лабораторных условиях при измерении показателя прочности. В реальных условиях строительства, в зависимости от влажности и температуры воздуха, бетон затвердевает быстрее. Самыми оптимальными условиями для быстрого затвердения бетона является влажность воздуха до 75% и температура воздуха +20 градусов Цельсия.

Иногда, для ускорения процесса затвердевания бетона используют специальный прием – прогрев залитой стяжки. Прогревая бетон при помощи обогревательных приборов или оборудования специального направленного действия, строители могут в разы сократить время протекания данного цикла.

Марки бетона - классификация и характеристики

Усадка бетона

Бетон является сложным строительным материалом, в котором используются одновременно газообразные, твердые и жидкие элементы. Взаимодействие данных компонентов между собой приводит к тому, что со временем бетон может изменять свою форму и внешний вид. К примеру, в процессе затвердевания при взаимодействии с влагой, бетонная конструкция может увеличиваться в размере. Такая способность материала называется ползучестью.

Усадка бетона – это процесс, который занимает определенное время и сигнализирует об окончательном принятии необходимой формы в затвердевшем виде. На протекание данного процесса оказывают влияние следующие факторы:

  • состав и вид бетонной смеси;
  • способ укладки бетона;
  • температура и влажность окружающей среды.

Непосредственно сам процесс делится на усадку (изменения объема бетонной конструкции в меньшую сторону) и набухание. Набухание бетона представляет собой увеличение размеров бетонной конструкции в процессе затвердевания. Данные параметры измеряются в мм/м. Оптимальными показателями для процессов усадки и набухания считаются значения в пределах до 0,3 и 0,10 мм/м соответственно.

При выборе качественного бетона, специалисты всегда советуют обращать внимание на полную совокупность характеристик, включая его цвет, структуру, наличие и вид водной пленки, выделяющейся сверху. Важно также полное соблюдение правил укладки бетонной смеси. Широкая классификация характеристик и марок бетона, доступных на современном строительном рынке, предоставляет все условия для возведения надежных и прочных конструкций различного назначения.