Прочность бетона

Прочность бетона - свойство сопротивляться разрушению от воздействия внешних нагрузок. Она определяется прочностью цементного камня и его сцепления с заполнителем. Как у всех каменных материалов, прочность бетона на сжатие значительно выше, чем на растяжение или изгиб (в 10…20раз).

Бетон на портландцементе набирает прочность постепенно. При нормальной температуре и постоянном сохранении влажности рост прочности бетона продолжается длительное время, но скорость ее набора со временем затухает.

Прочность бетона принято оценивать по результатам испытаний его образцов через 28 суток твердения в нормальных условиях (температура 20⁰С, влажность 95%). По итогам этих испытаний бетону присваивают марку. Так, если бетон выдержал нагрузку 350кг/см², то его марка – М350.

Отличительная особенность бетона – неоднородность его свойств. Это объясняется изменчивостью качества сырья, разными режимами приготовления смеси и ее транспортировки, разнообразием условий твердения как по температуре, так и по влажности.

В практике выполнения бетонных работ вводится и такое понятие, как класс бетона – показатель, который учитывает возможные отклонения реальных свойств бетона от тех, которые оценены по результатам испытания образцов. Принимается, что реальные свойства бетона составляют 80…90% от свойств испытанных образцов. Например, класс бетона В30 соответствует бетону М400, а В40 – М550.

Прочность бетона зависит от марки цемента и соотношения воды и цемента (водоцементное соотношение В/Ц). Чем выше марка цемента, тем при прочих равных условиях прочнее  будет цементный камень.

Влияние на прочность водоцементного соотношения объясняется следующим. Цемент при твердении химически связывает 20…25% воды от собственной массы, а чтобы обеспечить необходимую подвижность бетонной смеси, приходится брать 40…80% воды от массы цемента. После набора прочности в массиве бетона остаются мелкие поры, не оказывающие ощутимого влияния на свойства бетона.

Естественно, чем больше будет свободной воды, тем больше останется пор в цементном камне, уменьшится его прочность. Морозостойкость также будет снижена, обо вода, попавшая в поры, при замерзании своим расширением начнет разрушать структуру цементного камня изнутри.

На основании опыта была установлена зависимость прочности бетона в возрасте 28 суток от цементно-водного отношения и марки цемента.

R₂₈ = 0.6R_ц(Ц/В – 0.5) – для бетона с В/Ц = 0.4…0.7;

R₂₈ = 0.4R_ц(Ц/В + 0.5) – для бетона с В/Ц ≤ 0.4;

где R_ц – марка цемента; Ц/В – цементно-водное соотношение (по массе).

Обращаем внимание, что в формуле используется цементно-водное соотношение, обратное водоцементному.

Но вообще в строительной практике чаще используется термин водоцементное отношение (В/Ц), так как он сразу характеризует подвижность бетонной смеси – определение, более понятное для восприятия.

График зависимости прочности бетона от водоцементного соотношения.