Свойства тяжелого бетона

Прочность бетона в проектном возрасте, в соответствии с международными стандартами, характеризуют классами прочности на сжатие, осевое растяжение, растяжение при изгибе. Для бетона конструкций, запроектированных до ввода в действие СТ СЭВ 1406 (Стандарт Совета Экономической Взаимопомощи «Конструкции бетонные и железобетонные), прочность нормируется марками.

Класс бетона - это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0.95. Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации 13,5% приведено в таблице 5 [5].

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (МПа) эталонных образцов-кубов (базовый размер 15х15х15см), в возрасте 28 суток [5].

За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению (МПа) контрольных образцов.

Таблица 5. Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и растяжение и марками

Класс бетона по прочности, МПа	Средняя прочность бетона Ř, МПа	Ближайшая марка бетона по прочности, М	Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %
Сжатие
B3.5	4,58	M50	+9.2
B5	6,55	M75	+14.5
B7.5	9,82	M100	+1.8
B10	13,10	M150	+14.5
B12.5	16,37	M150	-8.4
B15	19,65	M200	+1.8
B20	26,19	M250	-4.5
B22.5	29,47	M300	+1.8
B25	32,74	M350	+6.9
B27.5	36,02	M350	-2.8
B30	39,29	M400	+1.8
B35	45,84	M450	-1.8
B40	52,39	M550	+5.0
B45	58,94	M600	+1.8
B50	65,48	M700	+6.9
B55	72,03	M700	-2.8
B60	78,58	M800	+1.8
B65	85,13	M900	+5.7
B70	91,68	M900	-1.8
B75	98,23	M1000	+1.8
B80	104,77	M1000	-4.6
Осевое растяжение
Bt 0.4	0,52	Pt 5	-3.8
Bt 0.8	1,05	Pt 10	-4.8
Bt 1.2	1,57	Pt 15	-4.5
Bt 1.6	2,10	Pt 20	-4.8
Bt 2.0	2,62	Pt 25	-4.6
Bt 2.4	3,14	Pt 30	-4.5
Bt 2.8	3,67	Pt 35	-4.6
Bt 3.2	4,19	Pt 40	-4.5
Bt 3.6	4,71	Pt 45	-4.5
Bt 4.0	5,24	Pt 50	-4.6
Растяжение при изгибе
Btb 0.4	0,52	Ptb5	-3.8
Btb 0.8	1,05	Ptb 10	-4.8
Btb 1.2	1,57	Ptb 15	-4.5
Btb 1.6	2,10	Ptb 20	-4.8
Btb 2.0	26,.2	Ptb 25	-4.6
Btb 2.4	3,14	Ptb 30	-4.5
Btb 2.8	3,67	Ptb 35	-4.6
Btb 3.2	4,19	Ptb 40	-4.5
Btb 3.6	4,71	Ptb 45	-4.5
Btb 4.0	5,24	Ptb 50	-4.6
Btb 4.4	5,76	Ptb 60	+4.2
Btb 4.8	6,29	Ptb 65	+3.3
Btb 5.2	6,81	Ptb 70	+2.8
Btb 5.6	7,33	Ptb 75	+2.3
Btb 6.0	7,86	Ptb 80	+1.8
Btb 6.4	8,38	Ptb 85	+1.4
Btb 6.8	8,91	Ptb 90	+1.0
Btb 7.2	9,43	Ptb 95	-4.6
Btb 8.0	10,48	Ptb 100	-4.6

Для бетонов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие марки по морозостойкости [6]: F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; F600; F800; F1000. Марка характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартного испытания. Условия испытаний для определения морозостойкости бетонов в зависимости от используемого метода и вида бетонов принимают по таблице 6 [6].

Таблица 6. Условия испытаний при определении морозостойкости

Метод и марка бетона по морозостойкости	Условия испытания	Вид бетона
Среда насыщения	Среда и температура замораживания	Среда и температура оттаивания
Базовые методы
Первый	Вода	Воздушная, минус (18±2) °С	Вода, (20±2) °С	Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и бетонов конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды
Второй	5%-ный водный раствор хлорида натрия	Воздушная, минус (18±2) °С	5%-ный водный раствор хлорида натрия, (20±2) °С	Бетоны дорожных и аэродромных покрытий и бетоны конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды
Ускоренные методы
Второй	5%-ный водный раствор хлорида натрия	Воздушная, минус (18±2) °С	5%-ный водный раствор хлорида натрия, (20±2) °С	Все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий, бетонов конструкций, эксплуатирующихся при действии минерализованной воды, и легких бетонов марок по средней плотности менее D1500
Третий	5%-ный водный раствор хлорида натрия	5%-ный водный раствор хлорида натрия, минус (50±2) °С	5%-ный водный раствор хлорида натрия, (20±2) °С	Все виды бетонов, кроме легких бетонов марок по средней плотности менее D1500

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования повышенной плотности, коррозионной стойкости, ограничения проницаемости устанавливают марки по водонепроницаемости [7]: W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20. Марка характеризуется односторонним гидростатическим давлением (МПа), при котором образцы не пропускают воду в условиях стандартного испытания.

При проектировании бетона необходимо учитывать удобоукладываемость бетонной смеси. Удобоукладываемость [8]бетонной смеси оценивают показателями подвижности или жесткости.

Подвижность (П, см) характеризуется осадкой стандартного конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Расплыв конуса (рис. 6) характеризует удобоукладываемость бетонной смеси марок П4-П5.

Рис. 6. Конус для определения подвижности:

1 - ручка; 2 - корпус; 3 - упоры; 4 - сварной шов

Для определения подвижности бетонной смеси конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью. Если проектируемая бетонная смесь марок П1, П2 или П3 по удобоукладываемости, то конус заполняют через воронку в три слоя одинаковой высоты, каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем 25 раз, если раствор марок П4 и П5 по удобоукладываемости, то его заполняют в один прием и штыкуют 10 раз. После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса, и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин. Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5-7 с. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень на верх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см. Если после снятия формы конуса бетонная смесь разваливается, измерение не выполняют, и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Жесткость (Ж, сек) определяют по времени вибрации, необходимого для выравнивания и уплотнения отформованного конуса из бетонной смеси на специальном приборе.

Соответствие норм удобоукладываемости бетонных смесей их маркам представлено в таблице 7 [9].

Таблица 7. Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое марка и класс бетона, как они соотносятся?

2. Что такое морозостойкость бетона, опишите методы ее определения?

3. От чего зависят условия испытания при определении морозостойкости бетона?

4. Что такое водонепроницаемость бетона?

5. Что такое удобоукладываемость бетона и как она классифицируется?

6. Опишите методику определения подвижности бетонной смеси.

7. Как определяется жесткость бетонной смеси?