Прочность бетона на растяжение мпа
Марки бетона по прочности — используемые марки цемента — классы бетона. Таблица прочности бетона в МПа, кгс/см2, Н/мм2.
Бетоны маркируются согласно прочности на сжатие в кгс/см2. Набор прочности бетоном в течение времени это отдельная тема.
Важно: прочность бетона при растяжении составляет только 5-10% от предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе только 10-15% от предела прочности на сжатие. Бетон не течет. За стадией упругой деформации следует разрушение.
| Марка бетона | М150 | М200 | М250 | М300 | М350 | М400 | М450 | М500 | М600 и выше |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Используемая марка цемента | М300 | М300 М400 | М400 | М400 М500 | М400 М500 | М500 М600 | М550 М600 | М600 | М600 |
В целом, предел прочности при растяжении возрастает с ростом прочности при сжатии (марки бетона) , однако увеличение идет медленнее, чем нарастает прочность на сжатие. Таким образом, % отношение этих прочностей ниже для более высоких марок.
Класс бетона — это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Эта статистическая формулировка означает, что установленное свойство обеспечивается не менее чем в 95% случаев и лишь в 5% проб можно ожидать, что оно не выполненно.
Теоретически, существуют следующие классы бетонов: В1; B1,5; В2; B2,5; В3,5; B5; В7,5; B10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60, В65, В70, В75, В80.
Ниже приводится соотношение между классом и марками бетона по прочности на сжатие при нормативном коэффициенте вариации равном 13,5%:
| Класс бетона | Средняя прочность на сжатие данного класса | Ближайшая марка бетона | |
| кгс/см2 | Н/мм2 | ||
| В 3,5 | 46 | 4,5 | М50 |
| B 5 | 65 | 6,2 | М75 |
| В 7,5 | 98 | 9,5 | М100 |
| B 10 | 131 | 13 | М150 |
| В 12,5 | 164 | 16 | М150 |
| B 15 | 196 | 19 | М200 |
| В 20 | 262 | 25 | М250 |
| B 25 | 327 | 30 | М350 |
| В 30 | 393 | 36 | М400 |
| B 35 | 458 | 43 | М450 |
| В 40 | 524 | 50 | М550 |
| B 45 | 589 | 56 | М600 |
| В 50 | 655 | 63 | М600 |
| B 55 | 720 | 70 | М700 |
| В 60 | 786 | 76 | М800 |
Марка бетона, M — это предел прочности бетона на сжатие, кгс/см2. Обозначается латинской буквой М и числами от 50 до 1000. Максимальное допустимое отклонение прочности бетона 13,5%. Согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» установлено следующее соответствие марки бетона его классу.
Соответствие марки бетона (М) классу (В) и прочности на сжатие
Марка бетона, М | Класс бетона, B | Прочность, МПа | Прочность, кг/см2 |
| М50 | B3.5 | 4.5 | 45.8 |
| М75 | B5 | 6.42 | 65.5 |
| М100 | B7,5 | 9.63 | 98.1 |
| — | B10 | 12.84 | 130.9 |
| М150 | В12,5 | 16.05 | 163.7 |
| М200 | В15 | 19.26 | 196.4 |
| М250 | В20 | 25.69 | 261.8 |
| М300 | В22,5 | 28.9 | 294.6 |
| — | В25 | 32.11 | 327.3 |
| М350 | В27,5 | 35.32 | 360 |
| М400 | В30 | 38.35 | 392.8 |
| М450 | В35 | 44.95 | 458.2 |
| М500 | В40 | 51.37 | 523.7 |
| М600 | В45 | 57.8 | 589.2 |
| М700 | В50 | 64.2 | 654.6 |
| М750 | В55 | 71.64 | 720.1 |
| М800 | В60 | 77.06 | 785.5 |
| М900 | В65 / B70 | — | — |
| М1000 | В75 / B80 | — | — |
Источник
Класс бетона
Класс бетона (В) — показатель прочности бетона на сжатие и определяется значениями от 0,5 до 120, которые показывают выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа), с вероятностью 95%. Например, класс бетона В50 означает, что данный бетон в 95 случаев из 100 выдержит давление на сжатие до 50 МПа.
По прочности на сжатие бетоны подразделяют на классы:
- Теплоизоляционные (В0,35 — B2).
- Конструкционно-теплоизоляционные (В2,5 — В10).
- Конструкционные бетоны (В12,5 — В40).
- Бетоны для усиленных конструкций (от В45 и выше).
Класс бетона по прочности на осевое растяжение
Обозначается «Bt» и соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается в пределах от Bt 0,4 до Bt 6.
Марка бетона
Наряду с классом прочность бетона также задается маркой и обозначается латинской буквой «М». Цифры означают предел прочности на сжатие в кгс/см2.
Разница между маркой и классом бетона не только в единицах измерения прочности (МПа и кгс/см2), но и в гарантии подтверждения этой прочности. Класс бетона гарантирует 95%-ю обеспеченность прочности, в марках используется среднее значение прочности.
Класс бетона прочности по СНБ
Обозначается буквой «С». Цифры характеризуют качество бетона: значение нормативного сопротивления / гарантированная прочность (на осевое сжатие, Н/мм2 (МПа)).
Например, С20/25: 20 — значение нормативного сопротивления fck, Н/мм2, 25 — гарантированная прочность бетона fс, Gcube, Н/мм2.
Применение бетонов в зависимости от прочности
| Класс бетона по прочности | Ближайшая марка бетона по прочности | Применение |
| В0,35-B2,5 | М5-М35 | Применяется для подготовительных работ и не несущих конструкций |
| В3,5-B5 | М50-М75 | Применяется для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит и лент фундаментов. Также в дорожном строительстве в качестве бетонной подушки и для установки бордюрного камня. Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне. |
| В7,5 | М100 | Применяется для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит и лент фундаментов. Также в дорожном строительстве в качестве бетонной подушки, для установки бордюрного камня, для изготовлении дорожных плит, фундаментов, отмосток, дорожек и т.д. Может быть использован для малоэтажного строительства (1-2 этажа). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне. |
| B10-В12,5 | М150 | Применяется для изготовления конструктива: перемычки и т.п. Не целесообразно использовать в качестве дорожного покрытия. Может быть использован для малоэтажного строительства (2-3 этажа). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне. |
| В15-В22,5 | М200-М300 | Прочность бетона марки м250 вполне достаточна для решения большинства строительных задач: фундаменты, изготовление бетонных лестниц, подпорных стен, площадок, и т.д. Используется при монолитном строительстве (около 10 этажей). Изготовляется на известняковом, гравийном и гранитном щебне. |
| В25-В30 | М350-М400 | Применяется для изготовления монолитных фундаментов, свайно-ростверковых ЖБК, плит перекрытий, колонн, ригелей, балок, монолитных стен, чаш бассейнов и иных ответственных конструкций. Используется при высотном монолитном строительстве (30 этажей). Наиболее используемый бетон при производстве ЖБИ. В частности, из конструкционного бетона м-350 делают аэродромные дорожные плиты ПАГ, предназначенные для эксплуатации в условиях экстремальных нагрузок. Многопустотные плиты перекрытий тоже производятся из этой марки бетона. Производство возможно на гравийном и гранитном щебне. |
B35 | М450 | Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, банковских хранилищ, специальных ЖБК и ЖБИ: колонн, ригелей, балок, чаш бассейнов и иных конструкций со спецтребованиями. |
B40 | М550 | Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, специальных ЖБК, колонн, ригелей, балок, банковских хранилищ, метро, плотин, дамб и иных конструкций со спецтребованиями. Во всех рецептурах, паспортах и сертификатах обозначается как бетон М550. В просторечии за ним укрепилась цифра 500. |
B45-В60 | М600-М800 | Применяется для изготовления мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, специальных ЖБК, колонн, ригелей, балок, банковских хранилищ, метро, плотин, дамб и иных конструкций со спецтребованиями. |
Средняя прочность бетона
Среднюю прочность бетона (R) каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации. Для конструктивных бетонов v=13,5%, для теплоизоляционных бетонов v=18%.
R = В / [0,0980665*(1-1,64 *ν)]
где В — значение класса бетона, МПа;
0,0980665 — переходной коэффициент от МПа к кг/см2.
Таблица соответствия классов и марок
| Класс бетона по прочности (С) по СНБ | Класс бетона по прочности (B) по СНиП (МПа) | Средняя прочность бетона данного класса R | Ближайшая марка бетона по прочности М (кгс/см2) | Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса R — M/R*100% | |
|---|---|---|---|---|---|
| МПа | кгс/см2 | ||||
| — | В 0,35 | 0,49 | 5,01 | М5 | +0,2 |
| — | В 0,75 | 1,06 | 10,85 | М10 | +7,8 |
| — | В 1 | 1,42 | 14,47 | М15 | -0,2 |
| — | В 1,5 | 2,05 | 20,85 | М25 | -1,9 |
| — | В 2 | 2,84 | 28,94 | М25 | +13,6 |
| — | В 2,5 | 3,21 | 32,74 | М35 | -6,9 |
| — | В 3,5 | 4,50 | 45,84 | М50 | -9,1 |
| — | В 5 | 6,42 | 65,48 | М75 | -14,5 |
| — | В 7,5 | 9,64 | 98,23 | М100 | -1,8 |
| С8/10 | В10 | 12,85 | 130,97 | М150 | -14,5 |
| С10/12,5 | В12,5 | 16,10 | 163,71 | М150 | +8,4 |
| С12/15 | В15 | 19,27 | 196,45 | М200 | -1,8 |
| С15/20 | В20 | 25,70 | 261,93 | М250 | +4,5 |
| С18/22,5 | В22,5 | 28,90 | 294,5 | М300 | +1,9 |
| С20/25 | В25 | 32,40 | 327,42 | М350 | -6,9 |
| С25/30 | В30 | 38,54 | 392,90 | М400 | -1,8 |
| С30/35 | В35 | 44,96 | 458,39 | М450 | +1,8 |
| С32/40 | В40 | 51,39 | 523,87 | М550 | -5,1 |
| С35/45 | В45 | 57,82 | 589,4 | М600 | +1,8 |
| С40/50 | В50 | 64,24 | 654,8 | М700 | +6,9 |
| С45/55 | В55 | 70,66 | 720,3 | М700 | -2,8 |
Источник
ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА
Прочность — главное свойство бетона
Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.
Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.
В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%.
Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: Вb1; Вb1,5; Вb2; Вb2,5; Вb3,5; Вb5; Bb7,5; Вb10; Вb12,5; Вb15; Вb20; Вb25; Вb30; Вb35; Вb40; Вb50; Вb55; Вb60. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПах10).
Тяжелый бетон имеет следующие марки при сжатии: Мb50; Мb75; Мb100; Мb150; Мb200; Мb250; Мb300; Мb350; Мb400; Мb450; Мb500; Мb600; Мb700; Мb800.
Между классом бетона и его средней прочностью при коэффициенте вариации прочности бетона n = 0,135 и коэффициенте обеспеченности t = 0,95 существуют зависимости:
Вb = Rbх0,778, или Rb = Вb/ 0,778.
Соотношение классов и марок для тяжелого бетона
При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 1.
Прочность при растяжении. С прочностью бетона на растяжение приходится иметь дело при проектировании конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести резервуары для воды, плотины гидротехнических сооружений и др. Бетон на растяжение подразделяют на классы: Вt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Вt2; Bt2,4; Вt2,8; Вt3,2 или марки: Рt10; Bt15; Bt20; Bt25; Bt30; Bt35; Вt40.
Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог, аэродромов назначают классы или марки бетонов на растяжение при изгибе.
Классы: Вbt0,4; Вbt0,8; Вbt1,2; Bbt1,6; Вbt2,0; Вtb2,4; Вbt2,8; Вbt3,2; Вbt3,6; Вbt4,0; Bbt4,4; Вbt4,8; Вbt5,2; Вbt5,6; Вbt6,0; Вbt6,4; Вbt6,8; Вbt7,2; Вbt8.
Таблица 1. Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона
Класс | Rb ,МПа | Марка | Класс | Rb, МПа | Марка |
BbЗ,5 | 4,5 | Mb 50 | Bb30 | 39,2 | Mb 400 |
Bb5 | 6,5 | Mb 75 | Bb35 | 45,7 | Mb 450 |
Bb7,5 | 9,8 | Mb 100 | Bb40 | 52,4 | Mb 500 |
Bb10 | 13 | Mb 150 | Bb45 | 58,9 | Mb 600 |
Bb12,5 | 16,5 | Mb 150 | Bb50 | 65,4 | Mb 700 |
Bb15 | 19,6 | Mb 200 | Bb55 | 72 | Mb 700 |
Bb20 | 26,2 | Mb 250 | Bb60 | 78,6 | Mb 800 |
Bb25 | 32,7 | Mb 300 |
Марки: Рbt5; Рbt10; Рbt15; Рbt20; Рbt25; Рbt30; Рbt35; Рbt40; Рbt45; Рbt50; Рbt55; Рbt60; Рbt65; Рbt70; Рbt75; Рbt80; Рbt90; Рbt100.
Технологические факторы, влияющие на прочность бетона.
Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.
Активность цемента. Между прочностью бетона и активностью цемента существует линейная зависимость Rb = f(RЦ). Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности.
Содержание цемента. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Увеличивается усадка, ползучесть. Поэтому не рекомендуется вводить на 1 м3 бетона более 600 кг цемента.
Водоцементное отношение. Прочность бетона зависит от В/Ц. С уменьшением В/Ц она повышается, с увеличением — уменьшается. Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. При твердении бетона с цементом взаимодействует 15-25% воды. Для получения же удобоукладываемой бетонной смеси вводится обычно 40-70% воды (В/Ц = — 0,4…0,7). Избыточная вода образует поры в бетоне, которые снижают его прочность.
При В/Ц от 0,4 до 0,7 (Ц/В = 2,5… 1,43) между прочностью бетона Rв , МПа, активностью цемента Rц, МПа, и Ц/В существует линейная зависимость, выражаемая формулой:
Rb = A Rц (Ц/В – 0,5).
При В/Ц 2,5) линейная зависимость нарушается. Однако в практических расчетах пользуются другой линейной зависимостью:
Rb = A1 Rц (Ц/В + 0,5).
Ошибка в расчетах в этом случае не превышает 2-4 % вышеприведенных формулах: А и А1 — коэффициенты, учитывающие качество материалов. Для высококачественных материалов А = 0,65, А1 = 0,43, для рядовых — А = 0,50, А1 = 0,4; пониженного качества — А = 0,55, А1 = 0,37.
Прочность бетона при изгибе Rbt, МПа, определяется по формуле:
Rbt =A` R` ц (Ц/В — 0,2),
где Rц — активность цемента при изгибе, МПа;
А’ — коэффициент, учитывающий качество материалов.
Для высококачественных материалов А’ = 0,42, для рядовых — А’ = 0,4, материалов пониженного качества — А’ = 0,37.
Качество заполнителей. Не оптимальность зернового состава заполнителей, применение мелких заполнителей, наличие глины и мелких пылевидных фракций, органических примесей уменьшает прочность бетона. Прочность крупных заполнителей, сила их сцепления с цементным камнем влияет на прочность бетона.
Качество перемешивания и степень уплотнения бетонной смеси существенно влияют на прочность бетона. Прочность бетона, приготовленного в бетоносмесителях принудительного смешивания, вибро — и турбосмесителях выше прочности бетона, приготовленного в гравитационных смесителях на 20-30%. Качественное уплотнение бетонной смеси повышает прочность бетона, так как изменение средней плотности тонной смеси на 1% изменяет прочность на 3-5%.
Влияние возраста и условий твердения. При благоприятных температурных условиях прочность бетона растет длительное время и изменяется по логарифмической зависимости:
Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28,
где Rb(n) и Rb(28) — предел прочности бетона через n и 28 суток, МПа; lgn и lg28 — десятичные логарифмы возраста бетона.
Эта формула осредненная. Она дает удовлетворительные результаты для бетонов, твердеющих при температуре 15-20 °С на рядовых среднеалюминатных цементах в возрасте от 3 до 300 суток. Фактически же прочность на разных цементах нарастает поразному.
Рост прочности бетона во времени зависит, в основном, от минерального и вещественного составов цемента. По интенсивности твердения портландцементы подразделяют на четыре типа (табл. 2).
Интенсивность твердения бетона зависит от В/Ц. Как видно из данных, приведенных в табл. 3, более быстро набирают прочность бетоны с меньшим В/Ц.
На скорость твердения бетона большое влияние оказывает температура и влажность среды. Условно-нормальной считается среда с температурой 15-20 °С и влажностью воздуха 90-100%.
Таблица 2. Классификация портландцементов по скорости твердения
Тип цемента | Минеральный и вещественный составы портландцементов | К = Rbt(90) / Rbt(28) | К =Rbt(180) / Rbt(28) |
I | Алюминатный (С3А = 1 2%) | 1-0,5 | 1,0-1,1 |
II | Алитовый (С3S> 50%, С3А =8) | 1,05-1,2 | 1,1-1,3 |
III | Портландцемента сложного минерального и вещественного состава (пуццолановый портландцемент c содержанием в клинкере С3А = 1 4%, шлакопортландцемент с содержанием шлака 30-40%) | 1,2-1,5 | 1,3-1,8 |
IV | Белитовый портландцемент и шлакопортландцемент с содержанием шлака более 50% | 1,6-1,7 | 1,55 |
Для сравнения предел прочности бетона, определенный по формуле:Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28 | 1,35 | 1,55 |
Таблица 3. Влияние В/Ц и возраста на скорость твердения бетона на цементе III типа
В/Ц | Относительная прочность через сут. | |||||
1 | 3 | 7 | 28 | 90 | 360 | |
0,4 | 0,24 | 0,48 | 0,70 | 1 | 1,15 | 1,38 |
0,5 | 0,17 | 0,43 | 0,66 | 1 | 1,19 | 1,47 |
0,6 | 0,11 | 0,37 | 0,64 | 1 | 1,21 | 1,55 |
0,7 | 0,08 | 0,33 | 0,64 | 1 | 1,35 | 1,67 |
По формуле | — | 0,33 | 0,58 | 1 | 1,35 | 1,77 |
Как видно из графика, приведенного на рис. 1, прочность бетона в 28-суточном возрасте, твердевшего при 5 °С, составила 68%, при 10°С — 85%, при 30 °С — 115% от предела прочности бетона, твердевшего при температуре 20 °С. Те же зависимости наблюдаются и в более раннем возрасте. То есть интенсивнее набирает прочность бетон при более высокой температуре и, напротив, медленней — при ее понижении.
При отрицательной температуре твердение практически прекращается, если не снизить температуру замерзания воды введением химических добавок.
Рис. 1. Рост прочности бетона при разной температуре
Твердение ускоряется при температуре 70-100 °С при нормальном давлении или при температуре около 200 °С и давлении 0,6-0,8 МПа. Для твердения бетона требуется среда с высокой влажностью. Для создания таких условий бетон укрывают водонепроницаемыми пленочными материалами, покрывают влажными опилками и песком, пропаривают в среде насыщенного водяного пара.
Повторное вибрирование увеличивает прочность бетона до 20%. Оно должно выполняться до конца схватывания цемента. Повышается плотность. Механические воздействия срывают пленку гидратных новообразований и ускоряют процессы гидратации цемента.
Поделитесь ссылкой в социальных сетях
Источник