Pevnost betonu v tlaku: třída pevnosti v ohybu, tabulka v MPa

Beton je odolný stavební materiál, který má dlouhou životnost. Je považován za univerzální, protože je cenově dostupný, nekorozivní, ohnivzdorný a lze jej tvarovat do jakéhokoli tvaru. Ale ani jeden kompozitní stavební materiál nevstoupí na trh bez testování – musí být posouzena jeho hustota a musí být předložena závěrečná zpráva o kvalitě. Je důležité vědět, jak odolává lomu a trhlinám v tahu. Existují různé způsoby hodnocení síly. Znalost metod pro stanovení tohoto kritéria pomáhá předcházet defektům betonových konstrukcí, jako je výskyt trhlin.

Pevnost betonu v tlaku

Co potřebujete vědět o značce a třídě betonu

• stupeň „M“ se vypočítá během zkoušek v laboratoři. Vyjadřuje průměrné pevnostní hodnoty odolnosti vůči zatížení, měří se v kgf/sq. cm;
• třída „B“ je deklarovaná garantovaná pevnost, měřená v MPa. Vyjadřuje tlak, který beton vydrží.

Hlavní rozdíl mezi těmito koncepty je v tom, že značka ukazuje průměrnou mez pevnosti a třída ukazuje přesné parametry, rozdíl je obvykle menší než 5%.

Tabulka závislostí mezi třídami a třídami betonu

Průměrná pevnost této třídy, kgf/sq.cm

Nejbližší značka betonu

Pro složité výpočty je potřeba třída, aby se eliminovalo riziko chyby.

Pevnost betonu v tlaku je nejběžnějším ukazatelem používaným k hodnocení vlastností konkrétní směsi. Měří se v MPa. V souladu se získanými hodnotami je tomuto pevnému stavebnímu materiálu přiřazena konkrétní třída. Například označení „beton m 200“ znamená, že 28 dní po přípravě směsi je její tvrdost v tlaku 200 kgf/sq. cm Tento ukazatel v MPa je 19.6.

Tabulka závislostí v MPa

Dokumenty, na které se odkazuje při identifikaci síly

Požadovaná pevnost betonu v tlaku je přísně regulována. Chcete-li vypočítat tento parametr, postupujte takto:

• GOST 10180-2012 – používá se pro vzorky z transportbetonu;
• GOST 22690-2015 – je poskytován pro velké objekty bez vytváření vzorků;
• GOST 28570-2019 je mezistátní norma určená pro všechny vzorky betonu.

Všechny případy jsou ale individuální, proto je v konkrétních situacích přípustné odkázat na jiné dokumenty.

Stanovení pevnosti betonu podle GOST

Typy provedených zkoušek betonu:

1. Destruktivní metoda. Takové testy se provádějí v laboratorních podmínkách. Prototypy jsou ovlivněny mechanicky. Vzorek je zničen – a to je extrémně přesný způsob, jak analyzovat jeho pevnostní kritéria pro beton.
2. Nedestruktivní metoda. Tato metoda měření je regulována GOST 22690-2015. Obvykle se používá, když je potřeba posoudit stav stávající infrastruktury.

Nedestruktivní metoda zahrnuje částečnou destrukci, náraz a ultrazvukové vyšetření. Náraz zahrnuje pružný odraz, nárazový impuls nebo plastickou deformaci. Částečná destrukce znamená separaci, štěpkování nebo okamžité štěpkování se separací.

Ultrazvukové testování měří rychlost ultrazvukových vln pronikající betonovou vrstvou. Tímto způsobem můžete studovat vlastnosti povrchu a vnitřního těla kompozitního materiálu. Předpokládá se však, že data získaná touto metodou se vyznačují významnou chybou.

Pevnost betonu v tlaku (R, MPa) se vypočítá podle vzorce:

Vzorec pro výpočet pevnosti betonu

α – faktor měřítka,

F – mez pevnosti,

A – oblast pracovní sekce,

K – koeficient zohledňující vlhkost.

Přijatelná chyba je 0,1 MPa.

Jak se vybírají vzorky

• vzorky betonové směsi;
• vzorky vyrobené z hotových betonových výrobků.

Vzorky z betonových směsí mají válcový nebo krychlový tvar. Standardem je krychle o délce strany 15 cm Před zkoušením se vzorky namažou olejem, naplní betonovou směsí a zhutní. Vytvrzené vzorky se po dni vyjmou a umístí do krabice s teplotou +20°C a vlhkostí 95%. Umístění obrobků v autoklávu je povoleno.

Tabulka koeficientů pro různé tvary vzorků

Beton je jedním z nejstarších typů stavebních materiálů používaných lidmi ke stavbě budov a konstrukcí. Již několik tisíc let se používá ke stavbě nejen domů, ale i silnic a dalších objektů.

Nejstarší příklady betonu pocházejí přibližně z roku 5600 před naším letopočtem. E. Mnoho příkladů architektonického umění starých Římanů, vyrobených z betonu, přežilo dodnes, což nám umožňuje ocenit, jak pevný a odolný tento stavební materiál je.

Od 19. století se používá beton vyztužený kovovými rámy (železobeton). Zhruba ve stejné době se objevil transportbeton, který byl dodán v hotové podobě na stavbu.

Beton je dnes nepostradatelným stavebním materiálem. Důvodů, proč je tak oblíbený jako stavební materiál, je mnoho:

1. Beton je velmi pevný a odolný materiál, což potvrzují tisíce let používání.
2. Beton je cenově výhodný materiál. Převážnou část řešení tvoří kamenivo, což jsou levné materiály a zpravidla se těží v blízkosti staveniště.
3. Výroba betonu může být zcela bezodpadová.
4. Beton lze recyklovat.
5. Beton je univerzální. Používá se k výrobě výrobků jakéhokoli tvaru a velikosti bez použití složitých technologických metod. Ve fázi řešení je plastový a může mít naprosto jakýkoli daný tvar.
6. Beton je krásný materiál, ve své přírodní podobě působí esteticky a moderně a lze jej také dotvářet různými materiály.

Beton tak stavebníkům umožňuje stavět esteticky atraktivní, trvanlivé, trvanlivé, funkční konstrukce v souladu s požadavky na šetrné využívání přírodních zdrojů, ekologickou bezpečnost a ekonomickou proveditelnost.

Je zajímavé, že technologie výroby betonových prací je poměrně jednoduchá, což umožňuje i neprofesionálním stavitelům dělat to a získat slušné výsledky. Ve skutečnosti se od dob starověkého Říma nijak dramaticky nezměnily. Další věcí je složení betonové směsi. Dnes mají stavebníci k dispozici široký výběr řešení, která jim umožňují získat beton s požadovanými vlastnostmi.

Pokročilou metodou je použití přísad do betonových roztoků, které zajistí výrobu betonu s požadovanými vlastnostmi, šetří čas i peníze.

Jak se vyrábí beton

Beton je kompozitní materiál, který je vyroben na bázi pojiva – cementu (nebo cementu s přídavkem dalších pojiv), s přídavkem vody a kameniva, které se dělí na velké a malé.

Jak cementy, tak kamenivo jsou klasifikovány podle jejich vlastností.

Cementy se mohou lišit chemickým složením, velikostí a granulometrií mletí. Cementy jsou klasifikovány do tříd na základě pevnosti v tlaku.

Kamenivo se volí v závislosti na struktuře betonu, požadavcích na průměrnou hustotu a pevnost betonu, dále na účelu betonu, druhu a vlastnostech kameniva.

Drcený kámen, drcený kámen ze štěrku, drcený kámen z vysokých pecí a feroslitinové strusky z hutnictví železa, drcený kámen z prosévání drcení hutných hornin, drcený kámen z drceného betonu a železobetonu, štěrk z hutných hornin se používají jako velké kamenivo pro těžký beton . Pro lehký beton – velké porézní kamenivo, např. šungit, keramzit, perlit, pemza, sopečná struska atd. Největší zrnitost kameniva se volí v souladu s projektovou dokumentací.

Jako jemné kamenivo do betonových směsí se používá přírodní písek, písek z drcení hornin, jemnozrnný popel a struskové směsi, písek z vysokých pecí a feroslitinové strusky hutnictví železa. Pro lehký beton – také písek z niklových a měděných tavicích strusek neželezné metalurgie, drcený agloporit, keramzit, šungizit, struskový pemzový písek a další porézní kameniva. Maximální zrnitost jemného kameniva je dána konstrukcí.

Pojiva a kamenivo se mísí s vodou v určitých poměrech, aby vznikla malta (betonová směs) – hmota podobná těstu, která může mít jakýkoli daný tvar. Betonová směs se umístí do bednění a vytvrdí, dokud se nevytvoří tvrdý materiál podobný kameni.

Podíl betonových směsí

Beton dosahuje své návrhové (návrhové) pevnosti ve stáří 28 dnů při optimální teplotě a vlhkosti.

Klasifikace betonu

Hlavním dokumentem, který upravuje požadavky na všechny druhy betonu, kromě betonu s bitumenovým pojivem, je mezistátní norma GOST 25192-2012 „Beton. Klasifikace a obecné technické požadavky.“

Dokument rozděluje beton do skupin podle různých vlastností:

1. Podle hlavního účelu – pro konstrukční, tepelnou izolaci, konstrukční a tepelnou izolaci, speciální (dekorativní nebo mající nějaké speciální vlastnosti).
2. Z hlediska odolnosti proti korozi – A (beton, který se používá bez rizika koroze), B (beton, který se používá v prostředí, které způsobuje korozi karbonizací), C (koroze je způsobena chloridy), D (provoz v prostředí, které způsobuje korozi v důsledku střídavého zmrazování a tání), D (beton podléhající biologické a chemické korozi), E (beton provozovaný v různých vlhkost).
3. V závislosti na typu pojiva – cement, struska, vápno, sádra, speciální (například polymerbeton).
4. Podle typu plniva – hutné, porézní, speciální.
5. Podle typu struktury – hustá, porézní, velkoporézní, buněčná.
6. Podle podmínek kalení – kalení v přírodních podmínkách, kalení tepelným zpracováním, kalení v autoklávu.
7. Podle rychlosti tuhnutí – na rychlé tuhnutí (poměr pevnosti 2. a 28. den je více než 0,4) a pomalé tuhnutí (poměr pevnosti 2. a 28. den je menší nebo roven 0,4).
8. Podle průměrné hustoty (D) – extra lehké (méně než D800), lehké (D800–D2000), těžké (D2000–D2500), extra těžké (nad D2500).
9. Z hlediska mrazuvzdornosti v závislosti na počtu cyklů zmrazování/rozmrazování, které vzorky vydrží bez destrukce – pro beton s nízkou mrazuvzdorností (stupně mrazuvzdornosti do F50); beton s průměrnou mrazuvzdorností (třídy od F50 do F300); vysoce mrazuvzdorný beton (třídy nad F300).
10. Podle stupně voděodolnosti – pro beton nízké voděodolnosti (pod W4), střední voděodolnosti (W4–W12), vysoké voděodolnosti (nad W12).
11. Podle otěru – stupně G1 (nízká abraze), G2 (střední abraze), G3 (vysoká abraze).

Hlavní charakteristikou betonu je pevnost. Podle síly rozděluje GOST 25192-2012 beton do dvou skupin:

1. vysoká pevnost (třída pevnosti v tlaku – B55 a vyšší);
2. střední pevnost (třída pevnosti v tlaku do B50 včetně).

Důležité!

Označení betonu v souladu s GOST 25192-2012 musí zahrnovat všechny klasifikační charakteristiky stanovené touto normou.

těžký beton

Požadavky na těžký a jemnozrnný beton stanoví mezistátní norma GOST 26633-2015 „Těžký a jemnozrnný beton. Technické specifikace”:

1. Těžký beton se vyrábí pomocí cementového pojiva a hutného hrubého a jemného kameniva. Mají hustou strukturu a průměrnou hustotu 2000–2500 kg/m3 včetně.
2. Jemnozrnný beton se vyrábí za použití cementového pojiva a pouze jemného hutného kameniva, má hutnou strukturu a objemovou hmotnost 2000–2500 kg/m 3 včetně.

Dělí se do tříd na základě pevnosti v tlaku od B3,5 do B120

Lehký beton

Podle definice GOST 25820-2014 „Mezistátní standard. Beton je lehký. Technické specifikace“, lehký beton zahrnuje beton na bázi cementu s porézními velkými anorganickými plnivy a porézními nebo hustými přírodními nebo umělými anorganickými plnivy, které splňují požadavky GOST 25137, s použitím přísad, které regulují vlastnosti malty a betonu.

Lehké betony jsou hutné, velkoporézní a porézní. Rozdělují se podle druhu kameniva na keramzit beton, šungizit beton, agloporit beton, struskový pemzbeton, beton na sklovitě porézním kamenivu, perlitbeton, beton na drti z porézních hornin, termolit beton, vermikulitbeton, keramzit perlit beton, struskový beton.

Lehké betony se dělí do tříd podle pevnosti v tlaku od B0,75 do B40.

Pevnost betonu

Pevnost betonu v návrhovém věku je charakterizována třídami pevnosti v tlaku, osové pevnosti v tahu a pevnosti v tahu za ohybu.

Hlavní charakteristikou betonu je jeho pevnost v tlaku. Stavebník musí pro každý konkrétní účel vybrat materiál, jehož pevnost bude za daných provozních podmínek dostatečná, ale ne nadměrná. A při výběru se primárně řídí takovým parametrem betonu, jako je pevnost v tlaku.

Například pro budovy nepřesahující dvě podlaží se používá beton třídy B15, pro základy a monolitické stěny – B25, pro konstrukce se zvláštními požadavky – B40 a vyšší.

Stále existuje určitý zmatek mezi pojmy jako třída a třída betonu z hlediska pevnosti v tlaku. Celkově vzato, pojem „stupeň síly“ není hrubou chybou, je to prostě zastaralý termín, ale bylo by chybou tyto pojmy ztotožňovat, protože nejsou zaměnitelné.

Srovnávací tabulka pro třídy a jakosti betonu

Co znamená třída betonu pevností v tlaku?

V SSSR, před přechodem na evropské normy v 80. letech minulého století, se beton dělil na třídy na základě pevnosti v tlaku. Pevnostní třídy betonu byly označeny písmenem „M“ a číselným ukazatelem odpovídajícím průměrnému tlaku v kg/cm 2, kterému vzorek odolává před porušením.

Pro měření tohoto ukazatele betonu byly vyrobeny vzorky ve formě krychlí o straně 150 mm. Vytvrzovaly se za podmínek, ve kterých se očekávalo vytvrzení hlavního produktu; 3., 7., 14. den byly podrobeny tlakovým zkouškám a 28. den byla stanovena jakost betonu.

Důležité!

Značková neboli návrhová pevnost betonu je pevnost ve stáří 28 dní nebo v jiných časech určená projektovou dokumentací, které zaručují dosažení stoprocentní pevnosti umožňující přenesení plného návrhového zatížení na výrobek.

Třídy pevnosti betonu

Po přechodu na evropské normy se objevila koncepce jako třída pevnosti betonu v tlaku, která se používá dodnes. Třídy betonu pro pevnost v tlaku jsou označeny písmenem „B“ s číselným ukazatelem, který odpovídá mezní pevnosti betonu v tlaku v MPa.

Pro stanovení třídy betonu z hlediska pevnosti v tlaku se vyrábějí kubické vzorky o hraně 150 mm, které vytvrzují v souladu s požadavky GOST 10180-90. Po 28 dnech se podrobí tlakové zkoušce a změří se mezní stlačení (v MPa), které vzorek vydrží bez destrukce.

Beton může patřit do následujících tříd pevnosti v tlaku: B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; B65; B70; B75; B80, stejně jako střední třídy – B22,5, B27,5.

Třída pevnosti v tlaku betonu je přesnější hodnota než třída.

Používá se také klasifikace betonu do tříd podle pevnosti v tlaku, která se označuje písmenem „C“ (od slova beton) a dvěma číselnými ukazateli, které se píší oddělené lomítkem:

1. před lomítkem uveďte hodnotu normativního odporu;
2. po lince – zaručená pevnost betonu.

Například

Pokud je uvedena třída betonu C50/60, znamená to, že pevnost betonu v tlaku po 28 dnech tvrdnutí bude 60 MPa.

Při navrhování betonových, železobetonových a předpjatých konstrukcí se používá konstrukční beton pevnostních tříd v tlaku C8/10; C12/15; C16/20; C20/25; C30/37; C35/45; C40/50; C45/55; C50/60; C55/67; C60/75; C70/85; C80/95; C90/105.

Co určuje pevnost betonu?

Hlavními faktory, které ovlivňují pevnost betonu, jsou množství vody a množství cementu ve směsi. Čím více cementu v betonové směsi, tím je beton pevnější, ale dražší.

Snížením množství vody v roztoku se také zvyšuje pevnost betonu, i když se množství cementu nemění, poměr voda-cement by však měl být alespoň 0,3, protože to je přesně takové množství vody, které je potřeba pro dochází k chemickým hydratačním reakcím zajišťujícím tvrdnutí betonu.

Pevnost betonu je ovlivněna značkou použitého cementu a jeho dalšími vlastnostmi:

1. Chemické složení slínku. Například přítomnost nehašeného vápna umožňuje cementu zůstat aktivní déle; přítomnost oxidu hořečnatého v hlinitanových cementech v koncentraci do 2 % působí jako urychlovač nárůstu pevnosti a ve vyšší koncentraci snižuje aktivitu cementu.
2. Jemnost mletí a granulometrie. Čím více jemných frakcí je v cementu, tím aktivněji se zapojuje do hydratačních reakcí, což zajišťuje rychlý nárůst pevnosti. Vysoký obsah středních frakcí ovlivňuje pevnost 28. den. Hrubý cement se méně aktivně účastní hydratačních reakcí a největší částice mohou zůstat nezreagované v betonu vyrobeném před několika lety.
3. Svěžest. Při skladování, zejména otevřeném v podmínkách vysoké vlhkosti, cement vstupuje do chemických reakcí se vzdušnou vlhkostí a oxidem uhličitým za vzniku vrstvy sloučenin na povrchu částic, které snižují jeho aktivitu. Například po 3 měsících skladování cementu v podmínkách vysoké vzdušné vlhkosti se pevnost denních vzorků betonu sníží o 62 %, vzorků starých 28 dní – o 23 % a rychle tvrdnoucí cementy se po měsíci skladování změní na běžný cement. .

Způsoby míchání mohou také ovlivnit pevnost betonu. Používají se například metody jako vibrační aktivace a mokrá aktivace cementu, které zahrnují předúpravu cementu před smícháním roztoku. V důsledku ošetření se aktivita i zatuchlého cementu zvýší o 30–40 %, což vede ke zvýšení stupně jeho hydratace.

Ošetření betonu po pokládce

Pevnost betonu přímo souvisí s jeho hustotou, to znamená nepřítomností velkého počtu velkých pórů a kapilár v jeho struktuře. Tento parametr ovlivňuje i voděodolnost, voděodolnost a mrazuvzdornost betonu, což je logické, jelikož beton je porézní materiál. Přítomnost velkých otevřených pórů a kapilár přispívá k absorpci vlhkosti betonem při kontaktu s ním a pokud je beton nasycen vlhkostí, snižuje se i jeho mrazuvzdornost.

Úkolem stavebníků je zajistit správné uložení a následné zpracování betonu a také péči o kladený beton.

Betonová směs může mít v závislosti na složení, zejména na množství vody, tekutou nebo hustší konzistenci.

Podle zpracovatelnosti se všechny betonové směsi dělí na supertvrdé, tuhé a pružné. Mobilní směsi jsou rozděleny do tříd mobility od P1 do P5.

V praxi má tuhá směs velmi hustou konzistenci, takže po pokládce musí být podrobena vibrační úpravě, aby se zhutnila.

Pohyblivé směsi mají plastičtější konzistenci, až licí konzistenci. Lité směsi jsou samozhutnitelné, čímž odpadá pracná fáze vibračního zpracování.

Pouhým naředěním vodou je však nemožné získat kvalitní samozhutnitelnou betonovou směs. Zvýšení množství vody ve směsi snižuje pevnost betonu a také vede k jeho delaminaci. Řešením je použití speciálních chemických přísad do betonů a malt.

Nejčastějšími přísadami pro zvýšení pevnosti a zpracovatelnosti betonu jsou plastifikátory a superplastifikátory.

Mechanismus účinku takových přísad spočívá ve zvýšení pohyblivosti betonových směsí bez přidání přebytečné vody. Vezměme si například superplastifikační přísadu snižující supervodu CemPlast.

Jedná se o kapalnou přísadu, která se přidává do betonové směsi spolu se záměsovou vodou v množství 0,6–1,2 litru na 100 kg cementu, což umožňuje zvýšit pohyblivost betonové směsi z P1 na P5.

Směs s přísadou CemPlast nedelaminuje a prodlužuje se doba zpracovatelnosti. Spotřeba vody se sníží o 10–20 %. Zvyšuje se pevnost, trvanlivost a voděodolnost hotového výrobku. Navíc použitím přísady CemPlast a dalších změkčovadel CEMMIX je možné snížit množství cementu v roztoku až o 10 % bez snížení pevnosti.