Марки бетона

Бетон – материал, без которого невозможно представить современное строительство. Производится посредством смешивания вяжущего вещества (цемента) с различными видами наполнителя (ПГС, песок, щебень) и водой. При необходимости придания специальных свойств к бетону добавляют различные присадки. В готовом виде отличается высокими прочностными характеристиками, устойчив к действую воды, холода, повышенных температур. Понять характеристики конкретного образца бетона можно, зная о его марке.

Классификация прочности

Марка – отражение прочностных характеристик материала на сжатие. В соответствии с нормативами прочность определяют по истечении 28 дней с момента заливки образца. Считается, что оптимальной прочности бетон достигает, когда температура окружающей среды находится в пределах от +18°С до +22°С. Прочность определяют, измеряя сопротивление исследуемого образца осевому сжатию. Выражается прочность бетона в кг/ см². С учетом этой характеристики все виды бетона можно поделить на три группы:

• Особо легкие, ячеистые (М50/150). Плотность материала — до 500 кг/м³.
• Легкие (М150/М450). При производстве используют легкие наполнители, плотность материала может доходить до 1800 кг/м³.
• Тяжелые (М450/М800). При изготовлении используют тяжелые, плотные наполнители. Плотность — до 2500 кг/м³, у специальных марок она может быть и выше. 

Марка выражается в виде цифробуквенного кода. Состоит он из литеры «М» и численного обозначения, указывающего на прочностные характеристики материала. Именно этот показатель зачастую является решающим при выборе конкретного типа бетона, используемого в строительстве.
На класс материала указывает литера «В», подразумевающая способность материала противиться осевому растяжению. Сегодня выпускается бетон с классами от 3,5 до 60. Цифры эти указывают на сопротивляемость материала усилию на сжатие и обозначают давление в Мпа, которое способен пережить эталонный образец бетона.
Учитывая, что при производстве бетона не всегда удается со 100% точностью соблюсти технологические условия, на практике прочность материала может существенно отличаться от показателей, заявленных производителем. Чтобы учесть и этот нюанс, была введена дополнительная категория групп бетона. Первая подразумевает точность заявленных характеристик, близкая к 100%, во втором случае соответствие может достигать 95%.

Характеристики, свойства различных видов бетона

Характеристика любого типа бетона определяется, исходя из совокупности сразу нескольких показателей:

• Плотность, обозначаемая литерой D. Ее показатели, варьируются от 800 до 2400 Ед.
• Водонепроницаемость, обозначаемая буквой W. Может колебаться от 2 до 30 Ед.
• Морозостойкость, для обозначения которой используют литеру F. Может колебаться в пределах от 50 до 700 Ед.
• Наконец, упомянутая выше устойчивость к осевому растяжению, В. Она колеблется от 0,8 до 3,2 Ед.

Нормой, на которую должны ориентироваться производители бетона, является ГОСТ 7473 от 2010 года. В частности, производитель должен указывать марку, прочностной класс, подвижность, водонепроницаемость и морозостойкость.
Известно, что с уменьшением объема воды и повышением количества цемента в бетонной смеси прочностные характеристики готового материала возрастают. Большое значение имеют характеристики использованного наполнителя (его зернистость), тщательность перемешивания раствора, степень уплотнения залитого бетона. Доказано, что хорошо уплотненный при заливке бетон в течение последующих нескольких лет добирал до 200% прочности. Но реальные показатели прочности можно узнать, лишь ориентируясь на результаты испытаний отобранных образцов.
Плотность бетона – одна из наиболее важных качественных характеристик. К примеру, все марки тяжелого бетона (т.е. изначально плотные) по умолчанию относятся к особо прочным материалам. При застывании материала из него испаряется лишняя влага, за счет чего нарастает пористость бетона и падает его прочность. Соответственно, плотность и прочность можно довести до максимума, правильно подобрав наполнитель. Кроме того, в современном производстве массово используются пластификаторы, снижающие объемы водопоглощения бетона. Прочность, разумеется, удается увеличить за счет качественного уплотнения. Делается это путем использования виброуплотнителей, за счет которых удается избежать образования полостей внутри заливки.
Если бетонная конструкция имеет толщину от 200 мм и более, она является водонепроницаемой. Но все же в реальности на это влияет множество факторов: вид и качество цемента, наличие и вид уплотнителя, наличие/отсутствие присадок и т.д.
Описанная выше водонепроницаемость бетона, обозначаемая как W, показывает на силу давления, отображаемого в килограммсилах на см². Т.е. указанные выше показатели от 2 до 30 Ед. на самом деле – давление от 0,2 до 3 МПа. Особенно важна водонепроницаемость для всех гидротехнических сооружений. Чтобы повысить этот показатель, может использоваться комплекс технических приемов:

• Вибрационное уплотнение.
• Добавление нитрата кальция, сульфата алюминия или железа.
• Использование иных уплотняющих присадок.

Еще один важный показатель – морозостойкость, показывающая на количество циклов заморозки/оттаивания без потери прочностных характеристик. Чаще всего эту характеристику улучшают, увеличивая количество цемента в растворе. Но только этот прием не слишком эффективен. Так, морозоустойчивость на уровне F700 возможна только за счет использования специальных добавок. В их роли выступает бетон автоклавного давления, цементный молотый камень. За счет этих добавок в готовом бетоне появляются так называемые «резервные поры», улучшающие отвод излишков воды при ее замерзании на 9%.
На удобство укладывания раствора влияет параметр подвижности бетона. Этот показатель позволяет делить все типы материала на подвижный, жесткий и сверхжесткий бетон. Эту характеристику обозначают буквой «П», и она может варьировать от 1 до 5 Ед.

По своему назначению все виды бетона могут быть поделены на:

• Стандартные (обычные). Их применяют в типовом строительстве жилых помещений и промышленно-технических объектов.
• Специальные. В их состав включают специальные добавки (гидрофобные, пирофобные, морозоустойчивые и т.д.), которые и определяют сферу использования готового материала.

Как уже говорилось выше, прочность бетона напрямую зависит от содержания цемента, типа и характеристик наполнителя. В частности, при производстве в состав материала могут входить силикаты, гипс, асфальтобетон и т.д. Учитывая типы использованных веществ и наполнителей, все бетоны можно поделить на:

• Товарные. Производятся по стандартным технологическим рецептурам, востребованным в типовом строительстве.
• Полные. В них мало наполнителей крупной фракции, доля же вяжущего вещества (цемента) напротив, выше.
• Тощие. В этих бетонах мало вяжущего вещества, но много наполнителя крупной фракции.

Но во многом характеристика готового бетона зависит все же от характеристик использованного при производстве цемента.

Область практического использования бетона

Сфера практического применения бетона почти на 100% зависит от его марки. Так, бетоны М100 – М150 классовостью не выше 7,5 – 12,5 могут быть использованы только в ходе подготовительных работ на этапе закладки основания заливки. Их также используют для подушки, заливаемой на песчаную основу. Впрочем, эти марки могут использоваться для заливки фундаментов легких производственных помещений, ненагруженных лестниц и дорожек.
Наиболее универсальной считается марка М200 (В20). Этот бетон широко используют для заливки ленточных фундаментов, ростверков, УШП и прочих видов плитных фундаментов.
Бетон марки М250 и М300 (В20 – В22,5). Прочные и широко востребованные типы бетона, массово применяемые для возведения слабо- и средненагруженных конструкций, фундаментов, а также нагруженных лестниц и дорожек.
Бетон марки М350 и М400 (В25 – В30) характеризуются высокими прочностными характеристиками и высокой скоростью застывания. Их применяют для возведения высоконагруженных конструкций. В частности, из бетонов этой марки делают основания и стены бассейнов, мосты (в том числе их опоры и сваи), их применяют при многоэтажном строительстве, при возведении режимных объектов и т. д.
Бетон марки М450 (В35) отличается высокой степенью водонепроницаемости, морозоустойчивости. Из-за этого бетон этой марки – основной материал при возведении мостов и туннелей, плотин и ответственных путепроводов, а также иных сооружений, эксплуатируемых в сейсмически неблагополучных районах.
Бетон марки М 500 – материал, характеризуемый высочайшей прочностью, а потому используемый для возведения сооружений в самых сложных условиях эксплуатации. Так, из него делают основания многоэтажных домов, объекты, располагаемые под водой или под землей, используют при возведении промышленных комплексов.