Характеристики бетона

Характеристики бетона определяются четырьмя основными показателями – классом В или марочной прочностью М, морозостойкостью F, водонепроницаемостью W и удобоукладываемостью, или подвижностью П. В зависимости от того, что необходимо бетонировать, нужно правильно подобрать бетон, по требуемым характеристикам. Конструкция и расчеты, технология армирования и бетонирования разработаны и проверены практикой строительства. Возможность пользоваться детально разработанными типовыми проектами ограждает от ошибок. Но самый точный расчет и соблюдение технологии не помогут, если характеристики главного материала – бетона – не соответствует потребностям эксплуатации или же приготовлены не с должным качеством.

Краткая теория. Бетон – это искусственный камень, полученный в результате затвердевания бетонной смеси. Смесь делается по рецепту из заполнителей – крупного и мелкого, вяжущего вещества и добавок. Разбавителем и одновременно одним из главных участников химической реакции гидратации является вода. Процесс твердения начинается с момента затворения, или добавления воды, и не заканчивается никогда. Но основную прочность бетон набирает через 28 дней с момента смешивания.

Видов бетонов существует очень много, по составу, применению, характеристикам. В строительстве оснований в основном используют тяжелые бетоны на вяжущем – портландцементе и с применением плотных заполнителей.

Основные характеристики бетона

Рассмотрим подробно основные характеристики бетона и то, на что они влияют.

Прочность бетона

Главный показатель для выбора бетона – прочность. Предельную нагрузку сжатия, которую стандартный бетонный образец 28 - суточного возраста выдерживает без потери свойств, называют маркой бетона, и измеряют в кгс/см2, то есть в единицах давления. Из всех марок, а их достаточно много – от М50 до М900, и это еще далеко не предел, для частного строительства применяют М100 – например для бетонной подготовки, М150; М200; М200; М250; М300, и довольно редко – М350 и М400.

Марка бетона

Марка бетона – это усредненная величина прочности бетона. Для определения фактического, или реального показателя прочности введен показатель класса бетона В. Класс показывает нагрузку, которую выдерживает стандартный образец 28- суточного бетона, причем вероятность этого события не 100%, а 95%. То есть речь идет об испытаниях серий образцов. Численный показатель в обозначении класса бетона выражен в единицах давления – Мпа (мегапаскалях). Один МПА соответствует 10,1972 кгс/см2.

Соотношение классов и марок бетона

Ориентироваться в соотношении классов и марок бетона необходимо для заказа товарного бетона и подбора рецепта изготовления в бетономешалке в построечных условиях. В таблице показаны соотношения марок и классов бетона по прочности на сжатие для тяжелых и ячеистых бетонов, наиболее часто применяемых в частном строительстве.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость F – показывает число циклов замораживания-оттаивания бетонного стандартного образца без потери по массе более чем на 5%, и при снижении прочности не больше, чем на 25%. Бетоны оцениваются по морозостойкости в пределах от F25 до F1000.

Для точности нужно отметить два нюанса:

1. О количестве циклов замораживания-оттаивания. Таких циклов за одну зиму может быть 2, а может и десять, и двадцать, все зависит от климата, и зимы тоже бывают разные, с оттепелями и без. То есть надо понимать, что число под буквой F совершенно не означает годы эксплуатации, а именно циклы заморозки-оттаивания бетона, причем в насыщенном водой состоянии и в присутствии влаги. Строго говоря, показатель морозостойкости нужно рассматривать только вместе с другим показателем – водонепроницаемости, отдельно – смысла в этом немного.
2. Если в классе морозостойкости указано, например, число 100 (F100), то это совершенно не значит, что на 101-ом цикле бетон развалится. Это значит, что производитель данного бетона гарантирует, что до 100 циклов бетон сохранит не меньше 95% своей массы и не снизит свою несущую способность больше, чем на 25%.

Показатель морозостойкости оценивает насыщенный водой бетон. Из этого следует, что если бетону фундамента обеспечить условия водозащиты, то есть качественную гидроизоляцию, то показатель F для подбора бетона вовсе не критичен. А вот наличие или отсутствие гидроизоляции бетонной конструкции, и надземной и подземной – может стать критичным.

Монолитная бетонная стена, которая эксплуатируется сухой, даже если залита из бетона с F50, прослужит много лет и выдержит сотни и тысячи циклов заморозки- оттаивания без всяких разрушений. Но в условиях постоянной влажности работа бетонной конструкции зависит от того, насколько эффективно ее защитили от воды.

Бетон является пористым искусственным камнем, он имеет капиллярную структуру, и будет впитывать воду, поскольку такова его природа. А вода, расширяясь в порах бетона при замерзании, будет разрушать и бетон, и железобетонную конструкцию в целом, поскольку армокаркас, не защищенный бетоном, ржавеет и теряет прочность очень быстро. Защита бетонных конструкций от воды – одно из главных условий для надежности и долговечной службы вашего дома.

Какие бы числа не стояли в паспорте товарной бетонной смеси под знаками F и W, и сколько бы ни стоил бетон, его гидроизоляция – обязательное условие, иначе – никакой гарантии прочности нет и быть не может. Кстати, бетон с высокими показателями F и W стоит значительно дороже, а практической пользы от этого без гидроизоляции – крайне мало.

Выбор дорогого бетона с высокими показателями F и W обоснован в частном строительстве в одном случае – если конструкцию или элемент невозможно защитить от непосредственного влияния воды.

Например, тротуарную бетонную плитку и бетонную отмостку от воды не спрячешь, и здесь оптимально выбрать бетон F300 и выше.

Для кровельных черепичных покрытий на основе цемента нужны еще более высокие характеристики F и W, не менее F800-1000 и W16.

Из практики строителей – для фундамента частного дома оптимален по цене/качеству бетон F150 W6, для перекрытий и стен – F100. W для внутренних бетонных конструкций, не контактирующих с водой, не нормируется, и в заказе ее указывать не нужно, эта характеристика будет определена "автоматически".

Водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемость W - число под этим знаком показывает наибольшее давление в Мпа, которое выдерживает стандартный бетонный цилиндр высотой 15 см в возрасте 28 суток и твердевший в нормальных условиях, когда его испытывают в лабораторных условиях, «продавливая» сквозь него воду. Причем испытания не прекращают, пока на поверхности цилиндра не появятся пятна и капли воды. При этом конечные данные испытаний могут быть и более 30-36 Мпа, но в паспорт бетона все равно будет записана его характеристика, заявленная в карте подбора состава бетонной смеси – даже если она составляет всего W4 или W6. В дальнейшей эксплуатации долговечность и сопротивление замораживанию в водонасыщенном состоянии этого бетона точно так же будет зависеть от того, защищен он от воды или нет - это практический лабораторный и строительный опыт.

Если рассматривать показатель водонепроницаемости W с практической точки зрения – в частности, какой выбрать для ленточного фундамента, то понятно, что его значение – невелико. Этот показатель будет определен «автоматом» и заказывать бетон с высокими характеристиками – W10-18 означает только переплачивать деньги. А вот необходимости делать качественную гидроизоляцию подземных конструкций показатель W10-18 (и выше) - вовсе не отменяет.

Соотношение класса (марки) бетона к морозостойкости и водонепроницаемости

Наиболее часто применяемые производителями товарных бетонов рецепты (карты подбора состава бетонной смеси) дают вот такие соотношения марочной прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

В следующей теме – о главной для правильной технологии и хорошего качества бетонных работ характеристике – удобоукладываемости бетонной смеси.