Марки бетона

Содержание:

Состав марок бетона

Эксплуатационные характеристики, принцип деления на марки

Назначение добавок в бетонных смесях

Как приготовить бетон самостоятельно

Наибольшее применение на практике получили марки М100-М500.

Каждой марке бетона по прочности соответствует своя область применения:

• М-100 часто используется в качестве слоя, способного выдерживать небольшие нагрузки. Пример использования: полы, бетонируемые поверх грунта; подготовка слоя под несущие конструкции; дорожное строительство; сооружение малых архитектурных форм и неответственных конструкций.
• М-150 применяется в качестве подготовительного материала для тротуаров из бетона и стяжки полов, заливки ленточных фундаментов и монолитных плит; используется при производстве бетонных подушек и бордюрных блоков.
• М-200 применяется в гражданском, промышленном и дорожном строительстве. Очень популярен в малоэтажном строительстве, где используется для устройства всех типов фундамента. Применяется для изготовления железобетонных и бетонных конструкций, пли, переборок, способных выдерживать ограниченные нагрузки.
• М-250 менее востребован. Используется при производстве тротуаров, монолитных фундаментов, заборов, лестничных пролетов.
• М-300 имеет широкое применение, в том числе при сооружении лестниц, коллекторных систем, плит перекрытий, автомобильных дорог, монолитных и подпорных стен.
• М-350 используется практически во всех видах строительства. Основные конструкции – балки, колонны, несущие стены, монолитные фундаменты, плиты перекрытий.
• М-400, М-450 обладает повышенными прочностными характеристиками. Используется при возведении особо ответственных конструкций – цокольные этажи зданий, гидротехнические сооружения, мосты, ригели, поперечные балки, банковские хранилища. Из-за высокой стоимости используется в небольших объемах.
• М-500 применяется для особо ответственных железобетонных изделий – плотины, дамбы, метро, мостовые конструкции, хранилища.В марках бетона М100-300 в качестве заполнителей помимо гранитного и гравийного щебня допускается использование известнякового. В процессе изготовления марки М-350 могут быть использованы только гранитный и гравийный щебни. Марки М-400, М-450, М-500 производятся с применением гранитного щебня и специальных добавок-пластификаторов. Разница в прочностных характеристиках марок бетона обусловлена различиями в их составе, а именно разными пропорциями цемента, песка и щебня. Наибольшая прочность бетона обеспечивается высоким содержанием цемента.

Состав марок бетона

Для получения качественного бетона необходимо четко выдерживать пропорции составляющих его материалов, которые устанавливаются в зависимости от требований к эксплуатационным характеристикам готового продукта.

Прочность бетона обеспечивается главным образом применением соответствующей марки цемента. Принимая конкретную марку цемента за основу, можно рассчитать требуемое соотношение остальных компонентов бетонной смеси – песка, щебня, пластификаторов.

Для каждой марки цемента установлены на практике пропорции других компонентов, при соблюдении которых будет получена требуемая марка бетона. Например, для цемента М400 долевое участие других составляющих по массе приведено в таблице:

Таблица – состав и пропорции марок бетона на основе цемента М400
Соотношение
Получаемая марка бетона : цемент м400 : песок : щебень
М100 1 : 4,6 : 7,0
М150 1 : 3,5 : 5,7
М200 1 : 2,8 : 4,8
М250 1 : 2,1 : 3,9
М300 1 : 1,9 : 3,7
М400 1 : 1,2 : 2,7
М450 1 : 1,1 :2,5

Для получения бетона с более высокими прочностными характеристиками в качестве основы для расчетов принимается цемент марки М500.
Отдельное внимание следует уделить фракции щебня. Для того чтобы бетон получился качественным, необходимо использовать щебень фракции от 5 до 20 мм. Песок должен быть максимально очищенным от посторонних примесей, глины, водорослей. 

Вода более всего подходит талая или дождевая. Если в наличии имеется жесткая вода, её необходимо предварительно смягчить, добавив канцелярский клей в соотношении 200 мл на 1 м3.воды, и оставив в таком состоянии примерно на 12 часов до выпадения осадка жестких солей. В процессе приготовления цементной смеси следует стремиться к тому, чтобы цемент максимально впитал в себя воду – она не должна присутствовать в свободном состоянии.

Пластификаторы должны добавляться согласно инструкциям на их применение. При необходимости в бетонные смеси могут вводиться красители, позволяющие получить декоративные бетонные конструкции.

Для получения качественного бетона необходимо тщательно соблюдать не только требуемую пропорцию компонентов, но и технологию изготовления.

Эксплуатационные характеристики, принцип деления на марки

Бетонные смеси, применяемые в строительстве, состоят из четырех основных компонентов – цемента, песка, щебня и воды. В зависимости от пропорции этих составляющих готовый продукт может характеризоваться различными эксплуатационными свойствами, в соответствии со значениями которых бетон принято разделять на марки.

К основным эксплуатационным характеристикам бетона, указываемым в его условном обозначении в проектной документации, относятся следующие показатели:

• Прочность
• Морозостойкость
• Водонепроницаемость
• Удобоукладываемость

Прочность является наиболее важным показателем качества бетона. Она напрямую зависит от прочности цемента и его количественного соотношения с водой. Марка бетона по прочности соответствует величине сопротивления осевого сжатия, измеренной на эталонных образцах-кубах. В случае если определяющим в проектируемой конструкции будет осевое растяжение, разработчик назначит марку бетона по величине сопротивления осевому растяжению. Как правило, по мере увеличения показателя прочности бетона на сжатие растет и его величина прочности на растяжение. Однако для высокопрочных марок эта закономерность прослеживается не так явно — рост сопротивления растяжению при возрастании прочности на сжатие несколько замедляется. Принято различать марки бетона по прочности в диапазоне М50-М1000, где цифры соответствуют среднему значению предела прочности на сжатие в кгс/см2. Выбор марки бетона по прочности обусловлен требованиями к строительному объекту. Наименьшим числовым значениям марок (М50, М75, М100) соответствуют наименее прочные бетонные смеси, которые могут быть использованы в строительстве неответственных конструкций.

Морозостойкость бетона – это его способность сохранять физико-механические свойства при переменных, многократно повторяемых циклах замораживания и оттаивания. Эта характеристика имеет определяющее значение для бетона, используемого в устройстве дорожных и аэродромных покрытий, мостовых опор и других сооружений. В соответствии с действующими стандартами приняты базовые и ускоренные способы оценки морозостойкости бетона. В случае расхождения результатов испытаний, проведенных этими способами, в качестве окончательных принимаются результаты базового способа. Марки бетона по морозостойкости установлены в пределах от F 50 до F 500. Выбор марки бетона по уровню морозостойкости производится в зависимости от климатических условий местности, а также возможного количества циклов замораживания и оттаивания в течение холодного периода года. Наиболее высокими показателями морозостойкости характеризуются плотные бетоны.

Водонепроницаемость — это способность бетона не пропускать через себя воду, поступающую под давлением. Материал с высоким показателем водонепроницаемости устойчив к перепадам температур, характеризуется повышенной морозостойкостью. Марки бетона по водонепроницаемости обозначаются в диапазоне от W2 до W20. Марка бетона по водонепроницаемости соответствует величине давления водяного столба (кгс/ см2), при котором цилиндрический образец стандартных размеров не пропускает воду в ходе нормативных испытаний. Марка бетона по водонепроницаемости – условная величина. На практике сооружения имеют запас, который в десятки раз превышает нормативную величину. Требуемая марка по водонепроницаемости обычно определяется исходя из практического опыта эксплуатации сооружений подобного типа и является косвенной характеристикой плотности бетона.

Удобоукладываемость бетона – это его физическая способность быть уложенным в заданную конструкцию с наименьшими усилиями. Для оценки этого качества бетона применяются два показателя – подвижность и жесткость. Жесткость обозначается в пределах от Ж1 до Ж5, подвижность – от П1 до П5.

Назначение добавок в бетонных смесях

Помимо основных компонентов бетонной смеси – цемента, песка, щебня и воды – в производстве часто используют специальные добавки, которые в соответствии с назначением делятся на следующие группы:

• Добавки, регулирующие процесс затвердевания бетона.
• Пластификаторы, повышающие прочность, морозостойкость, водонепроницаемость.
• Комплексные добавки – объединяющие в себе несколько видов воздействия.

Применение специальных добавок позволяет получить бетон с требуемыми характеристиками, сократив затраты цемента.

К добавкам, ускоряющим процесс затвердевания бетона, относятся следующие вещества:

• хлорид кальция;
• нитрат кальция;
• нитрит-нитрат кальция;
• нитрит-нитрат-хлорид кальция;
• сульфат натрия;
• нитрат натрия;
• тринатрийфосфат;
• хлорид натрия
• и другие химические соединения и продукты.

Среди комплексных пластификаторов-ускорителей наибольшее применение получили следующие:

• Реламикс Т-2;
• УП-4;
• Пластил-У;
• Форт УП-2М;
• Лигнопан Б-2;
• Петролафс,
• а также продукты импортного производства.

К наиболее популярным добавкам помимо указанных относятся Полипласт СП-1, пластификатор С-3, смола ДЭГ-1, дибутилфталат, жидкое стекло.

Добавку следует подбирать отдельно для каждого конкретного случая. Неквалифицированное использование добавок и возможная их передозировка могут отрицательно сказаться на качестве готовой бетонной смеси. В качестве примера использования добавки рассмотрим пластификатор С-3. Данная добавка представляет собой сухую смесь светло-коричневого цвета, расфасованную в полипропиленовые мешки. С-3 повышает прочностные характеристики бетона, обеспечивает его однородность, предупреждает трещинообразование. С-3 добавляется в бетонную смесь в количестве 0,3-1,2 % от массового содержания вяжущего вещества. Вводится в смесь в разбавленном виде вместе с водой. Необходимая степень концентрации в смеси подбирается путем пробных замесов. При работе с добавкой следует применять средства индивидуальной защиты.

Как приготовить бетон самостоятельно?

Для самостоятельного приготовления бетона рекомендуется приобрести цемент марок М350-М500, имеющий высокие показатели прочности. В качестве наполнителей применяются чистый речной песок и гранитный гравии, иногда песко-гравийная смесь. Для получения высококачественного бетона необходим пластификатор, например, хорошо зарекомендовавший себя на практике С-3. Он обеспечивает высокую пластичность, водонепроницаемость, а также повышает адгезию к поверхностям и арматуре. При необходимости получения бетона повышенной прочности на растяжение рекомендуется использовать армирующие добавки – стекловолокно, базальтовое или полимерное волокно, специальные металлические нити. Количество волокна на единицу бетонной смеси указывается в инструкции на добавку.

В процессе приготовления смеси одна часть цемента смешивается с двумя частями песка и двумя частями гравия или с четырьмя частями песко-гравия. В смесь добавляются пластификаторы в соответствии с инструкцией на их применение. Следующий этап – тщательное перемешивание полученной смеси. Затем добавляется вода, и смесь снова перемешивается. Вода должна добавляться осторожно небольшими порциями в таком количестве, чтобы смесь приобрела необходимую текучесть – начала стекать с поверхности мастерка. Превышение необходимого количества воды даже на 2% может отрицательно сказаться на качестве смеси. Главное требование – получение однородного (гомогенного) состава бетона, в котором не будет сгустков цемента, комков, пузырей воздуха, сухих включений, полостей с водой.

При использовании бетономешалки последовательность, в которой будут добавляться компоненты, не играет принципиальной роли. Для обеспечения требуемой однородности смеси достаточно, чтобы бетономешалка работала около 10 мин. Гораздо сложнее обеспечить однородность смеси при ручном перемешивании. В этом случае необходимо соблюдать опробованную на практике последовательность действий.

При изготовлении бетонной смеси вручную рекомендуется следующий алгоритм работы:

• смешать цемент с песком и добавками до получения однородной массы;
• добавить небольшую порцию воды (примерно треть от необходимого количества), опять перемешать;
• продолжить добавление воды, чередуя с перемешиванием, до получения необходимой консистенции состава;
• добавить гравий, после чего еще раз тщательно перемешать полученную смесь.

Существует еще ряд рекомендаций, к которым полезно прислушаться при самостоятельном изготовлении бетона:

• Целесообразно использовать в процессе изготовления бетона наполнители различных фракций. Это позволяет избежать образования пустот в смеси и как следствие повышенного расхода цемента.
• При перемешивании вручную следует добавлять щебень в направлении перемешивания и, используя грабли, разравнивать вершину конуса.
• Воду рекомендуется добавлять из лейки, применяя разбрызгивающую насадку. Нельзя лить воду из ведра, поскольку под её напором будет вымываться цемент.
• При использовании для приготовления смеси бетономешалки, не допускается не только сокращать необходимое время перемешивания, но и увеличивать его, поскольку при длительном перемешивании начинается расслаивание смеси на составляющие. Время перемешивания определяется объемом смеси и типом бетономешалки.

В домашних условиях не всегда есть возможность получить бетонную смесь с требуемым запасом прочности. Поэтому в некоторых случаях предпочтительнее приобрести готовый бетон, полученный в промышленных условиях. Его более высокая стоимость будет компенсирована гарантированным качеством.