Jak se určuje pevnostní třída betonu?
Indikátory kvality betonu jsou jeho třídy pevnosti v tlaku a osové pevnosti v tahu.
Třídy betonu pro pevnost v tlaku (B) odpovídají garantované pevnosti s pravděpodobností 0,95 a jsou číselně rovny standardní krychelné pevnosti Rn, určený vzorcem
kde Rm — průměrná pevnost betonu; U je variační koeficient (proměnlivost) pevnosti betonu, pro běžný těžký beton a porézní kamenivo U = 0,135.
V souladu s [80] jsou hlavními standardizovanými a kontrolovanými ukazateli kvality betonu:
- pevnost v tlaku třída B;
- třída axiální pevnosti v tahu Bt;
- mrazuvzdornost stupeň F;
- voděodolná třída W;
- podle průměrné hustoty D.
Třída pevnosti betonu v tlaku B odpovídá krychelné pevnosti betonu v tlaku v MPa s pravděpodobností 0,95 (standardní krychelná pevnost) a je akceptována v rozmezí od B 0,5 do B 120.
Třída betonu pro osovou pevnost v tahu B, odpovídá hodnotě osové pevnosti betonu v tahu v MPa s pravděpodobností 0,95 (standardní pevnost betonu) a je převzata v rozmezí od Bt 0,4 až Vt 6.
Je povoleno brát jinou hodnotu pevnosti betonu v tlaku a osovém tahu v souladu s požadavky regulačních dokumentů pro určité speciální typy konstrukcí (například pro masivní hydraulické konstrukce).
Stupeň mrazuvzdornosti betonu F odpovídá minimálnímu počtu cyklů střídavého zmrazování a rozmrazování, které vzorek vydrží při standardní zkoušce, a je akceptován v rozmezí od F15 do F1000.
Vodotěsnost betonu W odpovídá maximální hodnotě tlaku vody (MPa 10 -1) odolávajícímu vzorku betonu při zkoušení a je akceptována v rozsahu od W2 do W20.
Střední hustota D odpovídá průměrné objemové hmotnosti betonu v kg/m 3 a je akceptována v rozmezí od D200 do D5000.
Pro předpínací beton je stanoven samonapínací stupeň.
V případě potřeby se stanoví další ukazatele kvality betonu související s tepelnou vodivostí, teplotní odolností, požární odolností, korozní odolností (jak betonu samotného, tak výztuže v něm obsažené), biologickou ochranou a dalšími požadavky na konstrukci.
Ukazatele kvality betonu musí být zajištěny vhodným návrhem složení betonové směsi (na základě vlastností materiálů pro beton a požadavků na beton), technologie přípravy betonu a provádění prací. Výkon betonu je kontrolován během výrobního procesu a přímo v konstrukci.
Požadované ukazatele betonu by měly být stanoveny při navrhování betonových a železobetonových konstrukcí v souladu s výpočtovými a provozními podmínkami, s přihlédnutím k různým vlivům prostředí a ochranným vlastnostem betonu ve vztahu k použitému typu výztuže.
Třídy a třídy betonu by měly být přiřazeny v souladu s jejich parametrickými řadami stanovenými regulačními dokumenty.
Třída pevnosti v tlaku betonu B je přiřazena ve všech případech.
Třída betonu pro osovou pevnost v tahu B se přiřazuje v případech, kdy má tato vlastnost prvořadý význam a je kontrolována ve výrobě.
Třída mrazuvzdornosti betonu F je předepsána pro konstrukce vystavené střídavému mrazu a tání.
Vodotěsnost betonu W je určena pro konstrukce, na které se vztahují požadavky na omezení propustnosti vody.
Stáří betonu, odpovídající jeho třídě pevnosti v tlaku a osové pevnosti v tahu (návrhové stáří), je určeno při návrhu na základě možných reálných podmínek zatížení konstrukcí návrhovým zatížením, s přihlédnutím ke způsobu výstavby a podmínkám tvrdnutí betonu. . Při absenci těchto údajů je třída betonu stanovena na návrhové stáří 28 dnů.
Pevností betonu se rozumí odolnost materiálu vůči destruktivnímu působení vnitřního pnutí způsobeného různými faktory prostředí. Stavební materiály obsažené v konstrukci jsou ovlivněny tahem, tlakem, ohybem, kroucením a smykem. Nejvyšší hodnoty má beton pevnost v tlaku a nejnižší pevnost v tahu. Z tohoto důvodu jsou konstrukce obecně navrhovány tak, aby betonové prvky nesly převážně tlakové zatížení. Pokud je ještě nutné, aby beton vydržel tahové a smykové napětí, pak se konstrukce vyztužují výztuží.
Třídy pevnosti betonu
Hlavní klasifikace betonu je založena právě na této vlastnosti. Značka M15 má nejnižší pevnost, M800 naopak nejvyšší. Takový systém umožňuje předem předvídat chování konkrétní značky a vybrat materiál, který bude plně odpovídat návrhovému zatížení.
Například lehké ploty a tepelně izolační příčky mohou být vyrobeny ze tříd M15-M50, M100-150 jsou optimální pro pokládání monolitických základů a pro kritické železobetonové konstrukce se používá beton ne nižší než M300.
Dnes se hojně používá i klasifikace betonu podle pevnosti v tlaku B1 – B22. Tyto systémy se liší tím, že třídy betonu se počítají na základě průměru a třídy na základě zaručené skutečné hodnoty pevnosti. Při vývoji inženýrské a projektové dokumentace specialisté zpravidla pracují s konceptem tříd B. Mezi staviteli a v každodenním životě je systém stupňů považován za srozumitelnější a známější.
Vztahy mezi třídami a třídami snadno pochopíte pomocí následující tabulky „Poměr pevnosti betonu, odpovídající třídy a třídy pro pevnost v tlaku“:
Poměr pevnosti betonu, odpovídajících tříd a tříd betonu z hlediska pevnosti v tlaku
| Třída betonu podle pevnosti v tlaku | Třída pevnosti betonu v tlaku | Podmínky třídy betonu* odpovídající třídě betonu z hlediska pevnosti v tlaku | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Beton všech typů, kromě celulárního | Rozdíly od třídy betonu (v %) | Buňkový beton | Rozdíl od třídy betonu (v %) | ||
| M 15 | V 1 | – | – | 14,47 | -3,5 |
| M 25 | V 1,5 | – | – | 21,7 | -13,2 |
| M 25 | V 2 | – | – | 28,94 | 15,7 |
| M 35 | V 2,5 | 32,74 | -6,5 | 36,17 | 3,3 |
| M 50 | V 3,5 | 45,84 | -8,1 | 50,64 | 1,3 |
| M 75 | V 5 | 65,48 | -12,7 | 72,34 | -3,5 |
| M 100 | V 7,5 | 98,23 | -1,8 | 108,51 | 8,5 |
| M 150 | V 10 | 130,97 | -12,7 | 72,34 | -3,55 |
| M 150 | V 12,5 | 163,71 | 9,1 | 180,85 | – |
| M 200 | V 15 | 196,45 | -1,8 | 217,02 | – |
| M 250 | V 20 | 261,93 | 4,8 | – | – |
| M 300 | V 22,5 | 294,68 | -1,8 | – | – |
| M 300 | V 25 | 327,42 | 9,1 | – | – |
| M 350 | V 25 | 327,42 | -6,45 | – | – |
| M 350 | V 27,5 | 360,18 | 2,9 | – | – |
| M 400 | V 30 | 392,9 | -1,8 | – | – |
| M 450 | V 35 | 459,39 | 1,9 | – | – |
| M 500 | V 40 | 523,87 | 4,8 | – | – |
| M 600 | V 45 | 589,35 | 1,8 | – | – |
| M 700 | V 50 | 654,84 | -6,45 | – | – |
| M 700 | V 55 | 720,32 | 2,9 | – | – |
| M 800 | V 60 | 785,81 | -1,8 | – | – |
| *Konvenční třída betonu je průměrná hodnota pevnosti betonu série vzorků (kgf/cm 2 ), redukovaná na pevnost vzorku základní velikosti krychle o hraně 15 cm, při jmenovité hodnotě variačního koeficientu pevnosti betonu. | |||||
Co určuje pevnost betonu?
Při provádění jakýchkoliv stavebních a instalačních prací je velmi důležité dodržet všechny podmínky, které ovlivňují pevnost betonu v budoucí konstrukci. Hlavní faktory, které určují pevnostní charakteristiky betonu:
- kvalita cementu. Odolnější, rychle tvrdnoucí a vysoce kvalitní cement vytváří beton s podobnými výkonnostními charakteristikami;
- Objem cementu. Jeho množství na metr krychlový by mělo být takové, aby v písku, drti nebo jiném plnivu nezůstaly žádné dutiny. Tvorbu dutin také usnadňuje nadměrné množství kapaliny, která se při vysychání odpařuje a snižuje pevnost betonu;
- Agregát. Síla hotového materiálu přímo závisí na kvalitě plniva. Jednotnost, čistota a správný geometrický tvar granulí výrazně zpevňují beton;
- Hnětení. Čím delší a intenzivnější je hnětení, tím silnější bude konečný výsledek;
- Dodržování pravidel a předpisů pro pokládku směsi. Při práci s cementovou maltou je důležité přísně dodržovat technologii její aplikace. Použití speciálních profesionálních vibrátorů může zvýšit pevnost betonu o 20-30%.
Metoda stanovení pevnosti betonu
Při průmyslové výrobě betonu nebo železobetonových výrobků se provádějí laboratorní zkoušky pro přesné stanovení pevnosti betonu. Metody určování pevnosti jsou regulovány GOST a SNiP. Existují metody destruktivního a nedestruktivního testování. První z nich jsou považovány za přesnější, ale nemohou být vždy aplikovány v praxi.
To je způsobeno skutečností, že destruktivní testy vyžadují přítomnost analyzovaného vzorku, který nelze odstranit, aniž by byla narušena integrita konstrukce. Proto častěji se používají nedestruktivní metody založené na analýze odečtů z měřicích přístrojů.
Základní metody nedestruktivního zkoušení
- Analýza plastické deformace. Ocelová kulička narazí na povrch a zanechá na něm otisk. Výpočet pevnosti je založen na měření jeho rozměrů. Metoda je považována za nejstarší, nejlevnější a zároveň oblíbenou. Často se testy provádějí pomocí speciálního nástroje – Kashkarovova kladiva;
- Definice elastického odskoku. Stanoveno pomocí sklerometru. Když pracovní tekutina narazí na povrch, měří se velikost zpětného odrazu;
- Energie dopadu. Jedná se o nejběžnější pulzní metodu používanou v zařízeních vyráběných tuzemskými výrobci;
- Oddělení s čipem. Stanoví se úroveň síly, která musí být použita k odstranění kotvy z kusu betonu. Získané ukazatele zapadají do konkrétního pasportu.
U hotových konstrukcí, které se používají po určitou dobu, se používá zkoušení pevnosti ultrazvukem. Princip měření je založen na stanovení rychlosti šíření ultrazvukové vlny materiálem. K tomu jsou na dvou protilehlých stranách instalovány speciální měniče, které přenášejí akustický kontakt.
Podle stávajících domácích norem musí organizace vyrábějící beton používat destruktivní zkoušky k testování pevnosti každé šarže. Zmrazený vzorek se umístí pod lis a postupně se ničí. Výsledný indikátor se měří v kgf/cm 2 a určuje hlavní třídu materiálu.