Классы и марки бетона: таблица, разница понятий, способы проверки

Несмотря на то что на строительном рынке практически ежегодно появляются новые материалы, у одного из них до сих пор нет ни одного конкурента. Это всем известный бетон, без которого не обходится любая стройка. Для каждого этапа строительных работ предназначается свой вид смеси, все они имеют разный состав, пропорции сырья и, соответственно, характеристики. Основными показателями, свидетельствующими о качестве раствора, считаются классы и марки бетона: таблица соответствий — то, с чем необходимо познакомиться всем, кто собирается заняться строительством какого-либо объекта. Прочность на сжатие — основополагающее свойство, именно его отражает как класс, так марка.

Бетон и его применение

Это искусственный материал, состоящий из вяжущего вещества, заполнителя, разнообразных добавок, улучшающих характеристики камня, и воды. Сфера применения универсальной смеси невероятно широка: ее используют при строительстве зданий — для сооружения разных видов фундаментов, для возведения стен, перекрытий, колонн.

Незаменим главный стройматериал для сооружения ограждений, дорог и тротуаров, мостов, для изготовления таких же искусственных камней для строительных и отделочных работ. Чтобы получить материал, соответствующий действующим нормативам, все компоненты для состава тщательно подбирают, высчитывают и соблюдают пропорции, не отступают от технологии изготовления.

В строительстве всегда используют качественный бетон высоких марок, а также специальные смеси, имеющие целый список необходимых показателей. К ним относится долговечность, малоподвижность, морозостойкость, жаростойкость, минимальная усадка, способность противостоять растрескиванию, атакам влаги.

Основное применение бетона — использование для монолитных либо сборных бетонных (железобетонных) конструкций. Каждый вид строительных работ подразумевает свой вид смеси — соответствующего класса, марки. Нужные характеристики раствора определяют еще на стадии проектирования объекта.

Классы и марки бетона

Прочность материала на сжатие определяют с помощью пресса, в котором «давят» небольшие бетонные кубики. Чтобы найти искомое число, усилия пресса делят на площадь каменной грани, на которую оказывают давление. Главная характеристика выражается сразу двумя величинами — классом и маркой бетона. Поэтому необходимо понять, в чем их разница.

Класс (В3,5-В40) — гарантированная прочность бетонного кубика на сжатие — выдерживаемое им давление. В этом показателе, выражающемся в МПа (мегапаскали), учитывается неоднородность прочности материала, поэтому допускается доля вероятности разрушения — 5%. Например, класс В40 в состоянии выдержать проверку давлением в 40 МПа.

Марка (М50-М1000) — усредненная кубиковая прочность на сжатие, единица измерения — кгс/см². Этот термин устарел. Он не применяется при проектировании железобетонных конструкций с 1986 года, однако до сих пор активно используется как в частном, так и монолитном строительстве. Например, марка М500 свидетельствует о том, что камень имеет среднюю прочность 500 кг/см².

Все испытания проводят на контрольных образцах, достигших возраста 28 суток. Класс используют, если необходимо произвести расчеты прочности. Марка смеси необходима для определения характеристик и свойств благодаря соотношению ингредиентов. Первый, «классный» показатель можно приблизительно перевести в «марочный»: для этого используют коэффициент 13,5.

Необходимо знать, что марки бетона допускают некритические отклонения гарантированной прочности в ту либо иную сторону. Например, устойчивость к давлению в МПа у марки М350 бывает разная — В25 и В27,7. Несмотря на небольшую разницу, все же лучше ориентироваться именно по классу, а не по марке. Он указывает гарантированные цифры, она — только среднее значение.

Есть мнение, что при приготовлении бетонной смеси самостоятельно лучше придерживаться следующего правила: необходимо взять цемент такой марки, который вдвое выше марки требуемого бетона.

Что влияет на прочность?

Эта характеристика зависит от компонентов, от точного следования технологии приготовления смеси.

1. Цемент. В этом случае количество важно только до определенного момента. Чем больше в состав вводится цемента, тем хуже становятся показатели прочности. Ухудшаются и другие свойства раствора: его усадка, ползучесть. Поэтому есть максимальный вес, допустимый для 1 кубометра бетона, он составляет 600 кг. Чем выше марка цемента, тем он прочнее, качественнее, а значит, дороже.
2. Вода. Процесс затвердевания бетона возможен, если жидкости в растворе содержится 15-25%. Если говорить об удобоукладываемости смеси, то цифры другие — 40-70%. При излишках воды в растворе образуются поры. Результат закономерен: это снижение прочности на сжатие. Бетон, в котором немного воды, прочность набирает гораздо быстрее.
3. Заполнители. Мелкофракционные материалы, глина, пыль или органические компоненты в составе негативно сказываются на надежности бетона. Лучшая сцепляемость крупных заполнителей с цементом, наоборот, значительно повышает его надежность.
4. Смешивание ингредиентов. Лучшие показатели получаются у бетона, полученного с помощью специального оборудования. Процесс уплотнения материала не менее важен. Увеличение плотности 1 м³ даже на 1% автоматически повышает его прочность до 5%.
5. Влажность, температура. Оптимальное значение первого показателя во время затвердевания — 90-100%. Поэтому смесь обязательно закрывают пленкой. Температура, идеальная для увеличения прочности, — 15-20%.

При значениях ниже нуля процесс затвердевания практически останавливается. Чтобы понизить предел замерзания для воды, используют специальные морозостойкие присадки. Если обеспечены идеальные условия, то через неделю бетон набирает около 70% (по некоторым данным — до 90%) необходимой прочности. Однако чтобы полностью соответствовать своему классу, ему требуется не менее 28 дней.

Выбор марки бетона: зависимость от работ

Бетон классифицируют по использованию для смеси различных вяжущих компонентов. Растворы бывают асфальтными, гипсовыми, глиняными, известковыми, полимерными, силикатными или цементными.

Разновидности бетона

Добавление различных наполнителей позволяет получить смеси разных видов.

1. Особо тяжелые. Они содержат барит (сульфат бария), железную руду. Такие смеси используют для возведения атомных электростанций, в военном строительстве.
2. Тяжелые. В этом случае заполнители более известны: это гравий либо щебень. Эти растворы незаменимы для бетонных/железобетонных конструкций.
3. Легкие. В них присутствуют пористые заполнители — перлит, керамзит, пемза (пумицит). Используют их для создания монолитов, блоков, панелей, плит перекрытий.
4. Особо легкие — ячеистые бетоны. К ним относят газо- и пенобетон. Материалы очень популярны в малоэтажном строительстве.

Все виды бетона делят на водонепроницаемые, огне- и морозостойкие, жесткие либо пластичные. На последние характеристики влияет степень густоты раствора.

Классы и марки бетона

Чтобы выбрать идеальную смесь, нужно знать, какие классы/марки необходимы для конкретной работы. Самый прочный бетон, используемый в строительстве, — М500, однако далеко не во всех случаях его применение целесообразно. Чтобы знать, чем руководствоваться при выборе, лучше изучить следующую таблицу:

Класс/марка бетона	Основные области применения
В7,5 или М100	Сооружение бетонных фундаментов в сухих грунтах, бордюры, теплоизоляция
В12,5 или М150	Стяжка пола, строительство дорожек, фундаментов для небольших одноэтажных зданий
В15 или М200	Стяжка пола, основания для одноэтажных домов, обустройство выгребной ямы
В20 или М250	Фундамент частного дома, небольшие перекрытия, лестницы, ограждения, хозяйственные постройки
М300	Опорные конструкции частных домов, плиты перекрытия, основания, лестничные пролеты
М350	Строительство многоэтажных зданий: фундамент, перекрытия, колонны
М400-М500	Сооружение промышленных зданий, тоннелей, мостов, гидротехнических, военных объектов

Бетоны марок М100, М150 относятся к легким (тощим) смесям, серьезные нагрузки для них запрещены. М200 и М250 во многом похожи: они имеют достаточно высокую прочность на сжатие, по последний вид более надежен, поэтому его применяют даже для сооружения плит перекрытий, но только тех, на которые не будет возлагаться большая нагрузка.

М300 «специализируется» на любых видах оснований для зданий, используется для строительства стен, площадок и заборов. М350 уже имеет достаточную прочность для применения его для обустройства плитных фундаментов многоэтажных домов, для изготовления многопустотных плит перекрытия, несущих колонн, чаш бассейнов, дорожных плит аэродромов.

М400 менее популярен из-за высокой цены. Сфера его «деятельности» — строительство банковских хранилищ, развлекательных, торговых центров, крытых бассейнов, аквапарков. М450 помимо цены имеет еще один недостаток — он довольно быстро схватывается, поэтому его применение ограничено, но используют эту марку для тех же целей, что и М400. Бетоны М500 и М550 очень надежны, но для строительства зданий их не применяют. Их «ниша» — ЖБИ и конструкции спецназначения, гидротехнические сооружения.

Если в планах небольшая хозяйственная постройка, то можно обойтись невысокой маркой бетона — М200. Когда «замышляют» строительство жилого здания, имеющего несколько этажей, приобретают более надежную смесь — М250 либо М300.

Второстепенные качества

Водонепроницаемость, морозостойкость — еще пара необходимых характеристик, на них нужно обращать внимание. Первый показатель обязательно учитывают при строительстве подземных либо гидротехнических сооружений. Второй определяет долговечность строения, возведенного в умеренных или холодных климатических зонах. Эти важные параметры зависят от класса, а также от марки бетона. Чем он прочнее, тем выше способность камня противостоять влаге и морозам.

Водонепроницаемость обозначается буквой W (от W2 до W20), она показывает максимальное давление воды, которое в состоянии удержать поверхность конструкции. Морозостойкость — F (50-300). Последние цифры — количество циклов заморозки-размораживания, после которых материал не теряет своих свойств. Обе характеристики можно улучшить, если использовать специальные добавки.

Подвижность бетона (П1-П5), которую проверяют усадкой конуса, характеризует способность раствора растекаться только благодаря собственному весу. Это качество зависит от марки цемента, пропорций смеси, фракции, а также от формы, чистоты наполнителей, качества всех компонентов и добавок.

Как проводят испытания?

Методы измерения прочности бетона, требования к тестируемым образцам устанавливает ГОСТ. Для вычисления значения используют минимальное давление, которое приводит к их разрушению. При любых проверках давление на бетон возрастает с неизменной скоростью. Методов есть несколько, каждый из них требует определенной формы образцов.

Цилиндр с диаметром 100-300 мм и куб с различной длиной ребер (от 100 до 300 мм) используют для определения прочности — на растяжение при раскалывании и на сжатие. Для проверки прочности на осевое растяжение берут цилиндры, высота которых вдвое больше диаметра, или призмы, имеющие квадратное сечение – от 100х100х400 до 300х300х1200 мм. Последние образцы также используют для проверки прочности на растяжение при раскалывании и изгибе.

Для определения свойств могут быть взяты и другие виды:

• кубы с длиной ребра 70 мм;
• призмы 70х70х280 мм;
• цилиндры с диаметром 70 мм.

Габариты напрямую зависят от размеров заполнителя, используемого в разных видах бетонных смесей. Пробы берут из рабочего состава, затем заливают в смазанные калиброванные формы. Уплотняют массу тремя способами — штыкованием, с помощью виброплощадки либо глубинным вибратором.

Условия, в которых происходит отвердевание испытуемых образцов, зависит только от способа производства. Если искусственные камни проходят процедуру набора прочности в естественных условиях, то их хранят в накрытых материалом формах при температуре 20-25°.

Распалубку производят по-разному для каждой проверки. Для определения прочности на сжатие изделия извлекают спустя 24-72 часа. Для исследования прочности на растяжение ждут дольше — 72-96 часов. Извлеченные образцы оставляют твердеть при влажности от 95 до 100%, при температуре 20-22°.

Образцы, которые должны доходить до кондиции в других условиях, помещают в камеры для пропарки, автоклавы и т. д. После обработки их извлекают из опалубки, затем либо оставляют храниться в нормальных условиях, либо отправляют на испытания, так как иногда проводят промежуточные тесты прессованием — на третий, седьмой день и через 2 недели. Дополнительные проверки дают возможность получить предварительное заключение, но окончательный тест на 28-й день всегда завершает ряд исследований.

Альтернативная проверка на прочность

Если пресса нет на строительной площадке, то изготовленные образцы передают в лабораторию. В этом случае можно получить абсолютно все данные о характеристиках материала. Когда такую цель не ставят, используют альтернативный вариант: это специальный прибор — молоток Шмидта, второе его название — склерометр.

Способ исследования основан на определении прочности материала с помощью метода упругого отскока. Металлический боек ручного инструмента ударяет по образцу с заданной силой, затем отскакивает вверх. Расстояние это фиксирует склерометр. Как правило, проводят несколько проверок, результат — их среднеарифметический показатель.

Этот метод не может поспорить в полном изучении характеристик с лабораторными работами. Точность здесь зависит от качества поверхности, плотности массы, от толщины образца. Однако прибор позволяет определить данные на месте производства. Если аппарат исправен, то погрешность измерений не выходит за пределы 5%.

В частном строительстве важен не только класс или марка бетона. В этом случае главное — строгое соблюдение технологии приготовления смеси, корректно сооруженная опалубка, правильная укладка в нее раствора. Однако экономия на строительных материалах далеко не лучшая идея: всегда рекомендуют выбирать ту марку, которая гарантирует незыблемость конструкции.

Окончательно разобраться в разнице между классом и маркой бетона поможет это популярное видео: