Прочность бетона на сжатие

Бетон – прочный стройматериал, который долго служит. Он считается универсальным, поскольку доступный, не подверженный коррозии, огнестойкий, ему придают любые формы.

Но ни один композитный стройматериал не попадает на рынок без проверки – должна быть выполнена оценка уровня его плотности, предоставлен итоговый отчет по качеству. Важно знать, как он противостоит разрушению, растрескиваниям при растяжении.

Существуют различные способы оценки прочности. Знания о методах определения этого критерия помогают избежать дефектов бетонных конструкций, например, возникновения трещин.

Прочность бетона на сжатие

Что надо знать о марке и классе бетона

Оба этих показателя характеризуют прочностные свойства смеси. Но оба термина отличаются по своей сути:

• марку «М» вычисляют в ходе испытаний в лаборатории. Она выражает усредненные прочностные значения стойкости к нагрузкам, ее измеряют в кгс/кв. см;
• класс «В» – это заявленная гарантированная прочность, измеряемая в МПа. Она выражает давление, которое способен выдержать бетон.

Главное различие между этими понятиями состоит в том, что марка показывает среднюю величину прочностного предела, а класс – точные параметры, расхождение обычно составляет менее 5%.

Таблица зависимости между классами и марками бетонов

Для сложных расчетов необходим именно класс, чтобы исключить риск ошибки.

Прочность бетона на сжатие – это самый распространенный показатель, который применяют для оценки характеристик конкретной смеси. Измеряется он в МПа. В соответствии с полученными значениями, этому твердому стройматериалу присваивают конкретную марку. Например, обозначение «бетон м 200» свидетельствует о том, что по прошествии 28 дней после изготовления смеси ее твердость при сжатии равна 200 кгс/кв. см. Этот показатель в МПа равен 19.6.

Таблица зависимости в Мпа

Документы, на которые ориентируются при выявлении прочности

Необходимая прочность бетона на сжатие строго регламентирована. Для вычисления этого параметра обращаются к:

• ГОСТу 10180-2012 – его используют для образцов из готовой бетоносмеси;
• ГОСТу 22690-2015 – он предусмотрен для крупных объектов без создания проб-образцов;
• ГОСТу 28570-2019 – межгосударственный стандарт рассчитан для всех бетонных проб.

Но все случаи индивидуальны, поэтому допускается обращение к другим документам в конкретных ситуациях.

Определение прочности бетона по ГОСТу

Разновидности проводимых испытаний бетона:

1. Разрушающий метод. Такие тесты проводят в лабораторных условиях. На опытные образцы воздействуют механически. Проба разрушается – и это предельно точный способ анализа ее прочностных критериев бетона.
2. Неразрушающий метод. Такой способ измерения регламентирован ГОСТом 22690-2015. Обычно его задействуют при необходимости оценки состояния уже существующей инфраструктуры.

Неразрушающий способ включает частичное разрушение, ударное воздействие, исследование ультразвуком. Ударное воздействие предполагает упругий отскок, ударный импульс либо пластическую деформацию. Частичное разрушение подразумевает отрыв, скол или сразу скол с отрывом.

При ультразвуковом обследовании измеряют скорость ультразвуковых волн, проникающих в бетонную толщу. Так можно изучить особенности поверхности и внутреннего тела композитного материала. Но считается, что для полученных этим способом данных характерна значительная погрешность.

Прочность бетона на сжатие (R, МПа) считают по формуле:

Формула расчета прочности бетона

Где,

α – масштабный коэффициент,

F – разрушающая нагрузка,

A – площадь рабочего сечения,

K – коэффициент учитывающий влажность.

Допустима погрешность 0,1 МПа.

Как выбирают образцы

Это могут быть:

• пробы из бетоносмеси;
• экземпляры из готовых бетонных изделий.

Пробы из бетоносмесей имеют цилиндрическую или кубическую форму. Эталоном считается куб с длиной грани 15 см. Перед началом тестирования экземпляры смазывают маслом, наполняют бетоносмесью и утрамбовывают. Затвердевшие пробы достают спустя сутки и помещают в бокс с температурой +20°С, влажностью 95%. Допускается размещение заготовок в автоклаве.

Таблица коэффициентов для различных форм образцов

Что касается образцов из готовых бетонных изделий, их формируют методом выпиливания, иногда их вырубают или выбуривают. Извлекают их из средней части пробы, подальше от краев и стыков.

Как подготавливают образцы к испытаниям

До тестов все пробы надо внимательно осмотреть. На них не должно быть сколов, микротрещин, рытвин. При наличии рытвин диаметром от 1 см и глубиной более 5 мм, скалываний более 1 см такие экземпляры выбраковывают.

Выполняют также обмеры на:

• несоответствие перпендикулярности расположенных рядом граней;
• наличие линейной погрешности;
• несоответствие смещения от плоскостности и прямолинейности.

При выявлении этих пробелов плоскости выравнивают. Обычно для этого задействуют шлифовку.

От чего зависят прочностные характеристики бетона

Основные причины, оказывающие влияние на прочность, состоят в:

• марке цементного порошка и объеме жидкости – чем она выше, тем прочнее субстанция;
• фактуре и качестве наполнителей – если они грязные, сцепление снижается;
• пористости – чем она выше, тем стройматериал слабее, а обусловливается она соотношением цемента и воды;
• тщательности перемешивания – бетономешалка должна быть исправной, а режим работы – отвечать требованиям.

Дополнительно на качество бетона влияют атмосферные условия, химические процессы, взаимодействие с влагой. Избежать их нельзя, поэтому необходимо учесть их воздействие еще на этапе проектирования.