Прочность бетона — от чего она зависит?

Различают прочность бетона:

• Проектного возраста
  
• Отпускную
• Передаточную
• Распалубочную

Прочность бетона проектного возраста является основным нормируемым показателем качества конструкционных бетонов. За проектную принимается по умолчанию прочность бетона после 28 суток твердения в нормальных условиях. Для гидротехнического бетона для пресных вод устанавливается проектный возраст 180 суток. В особых случаях могут назначаться иные сроки проектной прочности, что отражается в проектной документации.

Отпускная прочность – значение прочности, по достижении которой изделие может быть передано производителем заказчику. Устанавливается с учетом технологии изготовления, условий транспортирования, хранения и монтажа изделий, возможности дальнейшего нарастания прочности бетона изделий в конструкциях (в том числе с учетом температуры наружного воздуха) и сроков загружения расчетной нагрузкой. Значение нормируемой отпускной прочности бетона на сжатие следует принимать (в процентах от класса или марки бетона по прочности на сжатие) не менее:

• 50 – для изделий из бетона класса В15 и выше;
• 70 – для изделий из бетона класса В12,5 и ниже;
• 100 – для изделий из бетона класса бетонов автоклавного твердения;

Для предварительно напряженных изделий значение отпускной прочности бетона должно приниматься не ниже передаточной прочности бетона.

Передаточная прочность – значение прочности, по достижении которой допускается передача предварительного напряжения арматуры на бетон при производстве предварительно напряженных железобетонных изделий. Устанавливается не менее 15 Мпа и не менее 50 % проектной прочности.

Распалубочная прочность – значение прочности, по достижении которой возможна распалубка конструкций без нарушения ее геометрии и структуры бетона. Устанавливается в зависимости от вида конструкций, способов производства работ и применяемых материалов для ненагруженных конструкций на уровне от 0,2 Мпа из условия сохранения формы до 80 % от проектной для пролетных конструкций при пролете более 6 м.

Предел прочности на сжатие при статическом действии нагрузки

Является основным нормируемым показателем качества бетона конструкций, рассчитываемым на прочность по первой группе предельных состояний – все бетонные и железобетонные конструкции, воспринимающие силовые воздействия в том или ином виде. Нормируется классами по прочности на сжатие - В. Классы установлены от В 0,5 до В 120. Предел прочности бетона – временное сопротивление, установленное в результате стандартных испытаний серии образцов. Количество образцов в серии зависит от однородности значений прочности.

Количество образцов в серии бетона

• Внутрисерийный коэффициент вариации Vs , % 5 и менее

• Более 5 до 8 включительно

• Более 8

Требуемое число образцов бетона в серии, шт., не менее 2, 3 или 4, 6

Для определения предела прочности бетона используются образцы различной геометрической формы: кубы, призмы, цилиндры.

На величину прочности оказывают влияние как форма, так и размер образцов. Предел прочности бетона зависит от прочности цементного камня, прочности заполнителя и величины сцепления между ними.

В специальных опытах в «Тронхеймском университете» было установлено, что нарушение сцепления растворной составляющей с 50 % крупного заполнителя (для чего заполнитель был покрыт полимером) привело к снижению предела прочности бетона на 34 %. Сцепление цементного камня с заполнителем зависит от его характера, чистоты поверхности и вида заполнителя (минералогии), и может составлять от 0,1 до 0,9 предела прочности цементного камня на растяжение для плотных заполнителей, а для пористых может в ряде случаев превышать предел прочности цементного камня при растяжении.

Формирование прочности бетона происходит в течении длительного времени и при благоприятных условиях продолжается десятки лет, при этом в благоприятных условиях прочность бетона может возрасти более чем в два раза.

Это явление обусловлено наличием так называемого «клинкерного фонда» - негидратированного цемента в структуре цементного камня, процессы гидратации которого продолжаются очень длительное время под диффузионным контролем. Количество «клинкерного фонда» зависит от тонкости помола цемента: в более грубомолотых цементах с большим размером зерна большая часть цемента остается доступной для воды только за счет диффузии, что и предопределяет длительность нарастания прочности. Современные цементы, как правило, более тонкомолотые, в связи с чем темп их твердения в ранний период выше, но интенсивность прироста прочности в длительные сроки ниже.

Основным нормируемым показателем качества бетона является предел прочности в проектном возрасте. Для портландцементных бетонов проектный возраст установлен 28 суток.