Однако действовавшее ранее понятие марки оказалось, в силу ее простоты, весьма живучим и допускается ГОСТ 26633-91.
Марка бетона — предел прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 15 см, твердевших 28 суток в нормальных условиях (Т = 20 ± 3 °С, ср = 95 ± 5%). Полученное таким образом значение средней прочности бетона округляется в меньшую сторону до ближайшего нормированного значения: М50; М75; М100; M150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М550; М600... M1000 (цифры соответствуют прочностям в кгс/см2).
Нормирование размера образца объясняется «масштабным эффектом»: повышением прочности бетона при уменьшении размеров образцов ГОСТ, допуская использование образцов других размеров, предусматривает применение к ним поправочных коэффициентов.
Важно также отметить, что испытание образцов большего размера дает большую информацию о бетоне. В EN 206 предусмотрены два вида стандартных образцов: кубы 15 • 15 • 15 см и цилиндры диаметром 15 см и высотой 30 см. И хотя допускаются и другие размеры образцов, на практике используются в основном указанные выше.
При использовании образцов 10x10x10 см объем испытываемого бетона уменьшается, а вариация прочности увеличивается. Ситуация может быть улучшена увеличением числа образцов.
Класс бетона — гарантированная прочность при сжатии с обеспеченностью (надежностью) 95%. Иными словами, это минимальная прочность бетона, которая должна быть обеспечена не менее чем в 95 случаях из 100. Если вернуться к марке бетона, можно сказать, что ее обеспеченность — 50% (вследствие колебаний прочности половина ее значений окажется ниже средней прочности, т. е. марки).
Исходной величиной для определения класса, как и марки, является средняя прочность бетона, но дополнительно используется коэффициент вариации. Точнее, среднее значение партионного коэффициента вариации прочности за определенный период V.
Коэффициент 1,64 и обеспечивает 95% надежность определения класса. Нормативный коэффициент вариации, используемый при расчете конструкций — 13,5% (или 0,135). Его применяют и при расчете класса бетона, если нет данных о фактическом коэффициенте прочности на производстве.
В литературе часто приводятся соотношения между классом бетона и маркой (или средней прочностью), основанные на этой зависимости. Следует отметить, что они справедливы только для коэффициента вариации 13,5%.
При определении класса бетона на производстве должен использоваться фактический коэффициент вариации прочности. В соответствии с ГОСТ предприятие должно определять для каждого выпускаемого состава бетона (см. ниже).
Согласно EN 206 класс бетона обозначается индексом С, причем указываются две цифры. Например: С100/115 (максимальное значение класса). Первая цифра обозначает прочность стандартных цилиндров, вторая — кубов.
Определение класса бетона. Практическое определение класса бетона возможно лишь при известном коэффициенте вариации его прочности. Как уже отмечалось выше, данные о прочности бетона представляют собой сложную выборку, которая характеризуется тремя коэффициентами вариации. Для расчета класса используют средний по партиям коэффициент вариации прочности бетона за предшествующий период работы.
Он может быть найден по результатам определения прочности бетона в достаточно большом числе партий. Стандарт предусматривает и использование «скользящего» коэффициента вариации. В этом случае достаточно 15 результатов определения прочности.
Смысл перехода с марки на класс бетона
Использование марки в качестве контрольной величины прочности бетона имеет следующие недостатки:
- контролируется средняя прочность, тогда как несущая способность конструкции определяется минимальной прочностью бетона;
- требуемая минимальная прочность бетона при контроле марки будет обеспечена, если коэффициент вариации не превысит 13,5%. При этом предприятия, выпускающие бетон повышенного качества (с низким V), не имеют ни -каких преимуществ, выпуск качественной продукции не стимулируется;
- если же коэффициент вариации превысит 13,5 % (а фактически на предприятиях с плохо налаженной технологией он может составлять 20-25%), надежность конструкций из таких бетонов оказывается ниже проектной, что может иметь тяжелые последствия.
Использование класса бетона имеет следующие преимущества:
- ■ контролируется именно минимальная прочность, от которой зависит несущая способность конструкции;
- ■ предприятия, выпускающие качественный бетон (с низкими коэффициентами вариации), снижают среднюю прочность и получают экономию цемента;
- ■ при выпуске бетона с повышенным коэффициентом вариации изготовитель вынужден повышать среднюю прочность и расход цемента;
- ■ не создается ситуации, когда при высоком коэффициенте вариации (более 13,5%) минимальная прочность бетона кажется ниже требуемой (максимально допустимый V= 16%).
Два предприятия выпускают бетон класса В15, но коэффициент вариации прочности у первого 7%, а у второго — 15% (ГОСТ допускает V до 16% при соответствующем повышении средней прочности).
