Pevnost betonu je technická charakteristika, která ukazuje schopnost odolávat různým typům nárazů, většinou mechanických. Tento ukazatel je hlavní při výběru značky betonu pro stavbu.
Proč potřebujete znát pevnost betonu?
Při návrhu objektu je třeba vzít v úvahu zatížení, aby nedošlo ke zhroucení. Svou roli zde hraje pevnost betonu.
Pokud použijete méně odolný beton, povede to k vážným následkům: praskliny, rychlé zničení a předčasné vyřazení zařízení z provozu.
Jak se určuje síla?
Pro tento proces byly zavedeny stavební normy GOST. Pevnost materiálu se kontroluje i na stavbě před předáním projektu. Existují dva hlavní způsoby:
- destruktivní;
- nedestruktivní.
První možnost zahrnuje úplné zničení zkušebního vzorku. Chcete-li provést studii, vezměte malý kousek betonu a umístěte jej pod lis. Zatížení se postupně zvyšuje, dokud se kontrolní kus betonu nezlomí. Destruktivní možnost určení síly je nejpřesnější a je také povinná před předáním předmětu.
Nedestruktivní možnost je rozdělena do několika podtypů:
- částečné zničení;
- dopad;
- vyšetření pomocí ultrazvuku.
Možnost částečného zničení zahrnuje dopad na betonový povrch, který je v důsledku toho mírně zničen. Tato metoda se dělí na několik dalších typů: trhání, štípání, trhání + štípání. První možností je připevnit speciální disk na beton a poté jej zvednout z povrchu. V důsledku experimentu je zaznamenána síla, s jakou bylo možné disk odtrhnout. Metoda štípání je velmi podobná trhání. V tomto případě se používá speciální zařízení, které se pohybuje po okraji betonu a zaznamenává sílu, při které se část betonového povrchu odlomí.
Metoda nárazu se také dělí na tři další typy: impuls, odraz, deformace. Šokový impuls je nejjednodušší ze všech uvedených. Cílem je narazit do betonu a následně zaznamenat sílu nárazu a výslednou energii. Metodou odrazu je udeřit kladivem na betonový povrch a poté zaznamenat velikost odrazu. Smyslem deformační metody je použití pevných razítek k ovlivnění povrchu betonu a následné stanovení pevnosti betonu na základě hloubky vytvořených prohlubní.
U ultrazvukové metody se zaznamenává rychlost, jakou ultrazvuk prochází betonem. Hlavní výhodou této metody je, že se netestuje pouze povrch, ale i hlubší vrstvy na pevnost. Je pravda, že existuje také nevýhoda – ve výpočtech se často vyskytují chyby.
Na čem závisí síla?
interakce s vodou, pevnost se zvyšuje během vytvrzování a souběžně probíhajících chemických reakcí. A protože reakce může být zpomalena nebo urychlena, pevnost betonu bude kolísat v závislosti na následujících faktorech:
- cementová činnost;
- teplota, vlhkost a další charakteristiky prostředí;
- procento cementu a kapaliny ve směsi;
- technické vlastnosti a kvalita plniva roztoku;
- kvalita míchání betonu;
- stupeň zhutnění;
- dobu, po kterou směs zmrzla.
Pokud například zvýšíte procento vody ve složení, beton nebude tak pevný. V ideálním případě by tekutina měla tvořit 15–30 % z celkového složení směsi.
Pevnost betonu po 7 dnech a 28 dnech
Pevnost betonového povrchu se v průběhu času mění. Takže například týden po vytvrzení může beton poskytnout pouze 65–80 % své maximální pevnosti a třetí den je toto číslo 3 %. Pevnost stoupne na 30 % pouze do 100 dnů po ztuhnutí směsi.
Pro tento případ byl odvozen vzorec pro závislost pevnosti betonu na čase: Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, kde Rb je pevnost, n je počet dní, lg je logaritmus stáří beton v desetinném zlomku. Je pravda, že existují dvě nuance: vzorec poskytuje pouze přibližný výsledek, protože byste neměli zapomínat na ovlivňující faktory, navíc jej lze použít až po třech dnech od vytvrzení betonu.
Aplikace betonové směsi v závislosti na její pevnosti
Ve většině případů se M100 používá na začátku stavebních prací: příprava základny, nalévání monolitických stěn a také se často používá k pokládání obrubníků na silnici.
M150 je odolnější než předchozí. Kromě výše uvedených míst použití se tato značka doporučuje pro potěry podlah, někdy pro výstavbu komunikací pro pěší a ještě méně často pro výstavbu nízkopodlažních budov.
M200 se používá častěji než všechny ostatní. Je dostatečně pevný, takže beton této třídy lze použít k vyplnění nástupišť, komunikací pro pěší a dokonce i základů. Na základě takového materiálu se často staví schodiště a nosné stěny.
M250 je mnohem pevnější, proto se volí i pro výrobu podlahových desek, které jsou potřeba při stavbě nízkopodlažních budov.
Beton třídy M300 se používá k výrobě podlahových desek, nosných stěn, plotů a tak dále. Monolitický základ je často vyroben z M300.
M350 se používá při výrobě základových desek pro výškové budovy, nosných nosníků a podobně. Tato značka se doporučuje pro výrobu letištních desek a bazénů.
Beton třídy M400 je jedním z nejodolnějších. Odlévají se z něj železobetonové výrobky, staví se budovy určené pro vysoké zatížení, nejčastěji se jedná o obchodní centra, aquaparky, obytné budovy v oblasti zemětřesení a podobně.
M450 má omezený rozsah. Beton této třídy je tedy nezbytný při stavbě přehrad a přehrad a někdy se na jeho základě staví podchody.
M500 je nejodolnější a nejpevnější beton ze všech uvedených v tomto článku. Nejčastěji se tato značka používá pro stavbu vodních konstrukcí a železobetonových konstrukcí.
Pevnost betonu je třeba znát při plánování výstavby soukromého domu a při výstavbě dalších železobetonových konstrukcí. Hlavní faktory pevnosti betonu závisí na vlastnostech cementu, jeho složení, čerstvosti a postupu práce s cementovou směsí.
Klasifikace betonu podle pevnosti
Beton je klasifikován na základě výsledků laboratorních testů. Betonové prvky se vybírají tak, aby jejich pevnost odpovídala provozním charakteristikám konstrukce, která má být postavena z konkrétní třídy nebo třídy betonu. Některé příklady jsou uvedeny v tabulce:
Oblasti použití betonu různých tříd a jakostí
| Třída | Označit | Aplikace |
|---|---|---|
| V7,5 | M75 | obrubníky, silniční desky |
| V12,5 | M100 | překlady, základy lehkých staveb, zahradní cesty pro pěší |
| V15 | M200 | jednopatrové, dvoupatrové domy |
| V20 | M250 | základy, plošiny, podlahy, schodiště |
| V25 | M350 | stěny, bazény, základy |
| V30 | M400 | mosty, přehrady |
Jak se měří pevnost betonu?
Pevnost betonu v souladu s třídou se měří v MPa, udává mezní pevnost materiálu v tlaku. Čím je toto číslo nižší, tím je beton lehčí. Značka označená jako „M“ s číslem udává průměrný výdržný tlak v kgf/cm2.
Jaké jsou silné stránky betonu?
Existuje několik hlavních typů pevnosti betonu:
- design – daná pevnost, které musí být dosaženo za 28 dní;
- kritická – pevnost dosažená 7. den kalení, při které není materiál negativně ovlivněn vnějším prostředím;
- pevnost v tahu – schopnost nepoškodit se při natahování;
- ohýbání – schopnost odolávat ohýbání.
Jak určit pevnostní třídu betonu
Stavební laboratoř používá k měření krychlové a prizmatické pevnosti betonu různé metody, včetně mechanických a ultrazvukových. Doba zkoušky je stanovena individuálně se zaměřením na provozní vlastnosti železobetonové konstrukce.
Faktory ovlivňující sílu
Pevnostní charakteristiky závisí na složení materiálu, komponentech, podmínkách míchání a vytvrzování, dodržování přepravních a instalačních pravidel. Takže při pokládce betonové směsi je nutné dodržet postup zpracování spáry – čištění, vroubkování, mytí.
Jak závisí pevnost betonu na čase?
Síla se získává hydratační reakcí a roste nejrychleji první den. V dalších dnech se rychlost snižuje. Beton dosahuje kritické pevnosti 7. den v MPa, návrhové pevnosti 28. den. Závislost síly na čase se vypočítá pomocí vzorce:
Rb(n) = Rb(28) log / log28
- Rb – síla;
- n—počet dní;
- lg je logaritmus stáří betonu v desetinných zlomcích.
Na jakých parametrech závisí pevnost betonu?
Podmínky pro dosažení optimální pevnosti betonu jsou ovlivněny parametry prostředí:
- teplota 15-20 stupňů;
- vlhkost 90-100%.
Beton se doporučuje pravidelně vlhčit vodou a při příliš suchém vzduchu jej zakrýt plastovou fólií. V chladném období musí být materiál zahřátý, aby se kalení nezastavilo.
Jaké faktory ovlivňují pevnost betonu?
Síla závisí na kombinaci několika parametrů:
- Cementová činnost. Tento parametr určuje klasifikaci betonu podle jakosti na základě pevnosti v MPa. Aktivita je ovlivněna jemností mletí, složením a přítomností nečistot a čerstvostí. Například cement, který je nahrubo mletý, nepodléhá úplné hydrataci, a proto má materiál menší pevnost.
- Podíl vody a cementu. Čím méně vody, tím vyšší pevnost. Hydratace je nejúspěšnější, pokud cementová směs obsahuje 20-30% vody. Pak se ale směs ukáže jako příliš tvrdá a nemusí být dostatečně zhutněná. Proto se přidává voda a změkčovadlo.
- Typ plniva. Hrubá plniva, jako je drcený kámen, lépe přilnou ke složkám kompozice a zlepšují pevnostní charakteristiky.
- Metody hnětení. Zvýšené pevnosti je dosaženo mokrou aktivací cementu. Roztok bez písku se vloží do míchačky na beton, několik minut se tře a poté se přidá písek. Další metodou míchání je vibrační aktivace cementu během míchání.
- Posílení. Do betonu se přidává výztuž nebo objemové vlákno, díky kterému se méně smršťuje. Také pro zvýšení pevnosti o 10-30% je čerstvě položený beton podroben vibračnímu ošetření.
Metody stanovení pevnosti betonu
Pevnost betonu je stanovena v souladu s GOST 10180-2012 v certifikované laboratoři. Po sérii experimentů se vzorky je vyplněn protokol pro stanovení pevnosti betonu.
Jaké metody existují pro stanovení pevnosti betonu:
- Nedestruktivní metoda. Používá se skleometr, přístroj na měření pevnosti betonu. Jde o speciální kladivo, které naráží na vzorek. Poté se provedou měření pro výpočet síly: úhel dopadu, průměrná hodnota odrazu, převodní křivky.
- Separace se sekáním. Tyč je umístěna do prototypu během výrobního procesu a vytažena během testování.
- Ultrazvuková metoda. Provádí se pomocí zařízení Pulsar. Měří se doba expanze akustických vln, poté se údaje porovnávají s hustotou a elasticitou materiálu.
- Odsazení. Použijte razítko a kulové kladivo.
Variační koeficient pevnosti betonu
Variační koeficient určuje, jak homogenní je složení betonové směsi. Heterogenní složení má nerovnoměrně rozloženou hustotu, což vytváří riziko strukturálního kolapsu. Pro výpočet koeficientu se materiál stejné třídy testuje v několika sériích. Čím nižší je variační koeficient, tím je složení homogennější a lepší.
