Klasy wytrzymałości betonu - charakterystyka i właściwości

Z tego artykułu dowiesz się:

    1. Czym właściwie jest beton?

    2. Jakie rodzaje betonu stosuje się we współczesnym budownictwie?

    3. Dlaczego właściwy dobór składu betonu jest istotny?

    4. W jaki sposób rozróżnia się klasy wytrzymałości betonu?

    5. Jak dobrać odpowiednią mieszankę betonową do planowanej konstrukcji?

We współczesnym budownictwie stawiane są coraz wyższe wymagania materiałom budowlanym. Powstałe budowle muszą być przede wszystkim bezpieczne, trwałe oraz przyjazne środowisku, ale też jednocześnie powinny spełniać odpowiednie założenia ekonomiczne. Te wszystkie wymagania uskutecznia beton, pod warunkiem, że zostanie prawidłowo zaprojektowany i wykonany. Czym właściwie jest beton? Jakie klasy wytrzymałości betonu wykorzystuje się w praktyce? Do jakich celów stosuje się beton w budownictwie?

 

Czym właściwie jest beton?

Beton to materiał wytwarzany poprzez połączenie spoiwa, czyli cementu z wodą, kruszywem i ewentualnymi dodatkami. Kruszywo, czyli swoisty wypełniacz sporządzanej mieszanki ma za zadanie nadanie jej wymaganych właściwości, z kolei woda umożliwia uzyskanie właściwej konsystencji. Rolę kruszywa zazwyczaj pełni piasek albo żwir, których grubość determinuje cechy gotowego w końcowym efekcie produktu, jakim jest beton. 

Aby otrzymać bardziej odporny na niekorzystne czynniki beton, skład mieszanki powinien zostać wzbogacony o zbrojenie w postaci stalowych włókien, siatki lub prętów. Na podstawie norm składu betonu ustalana jest tak zwana receptura robocza jednego metra sześciennego mieszanki betonowej. Składniki, które zostały wymieszane, umożliwiają dalsze zagęszczenie. Gdy mieszanka ulega stwardnieniu i osiąga konkretny poziom wytrzymałości na ściskanie, staje się betonem stwardniałym.

Bardzo istotna ponadto jest znajomość rozróżniania klas wytrzymałości betonu. Wynika to w szczególności z różnorodnego zastosowania betonu w budownictwie. Materiał ten stosowany jest m.in. do realizacji fundamentów, ścian nośnych oraz stropów budynków, w związku z czym musi wytrzymywać duże obciążenia przez długi czas. O tym, jakiej jakości jest beton, decyduje przede wszystkim jego klasa, podczas gdy marka ma zazwyczaj znaczenie drugorzędne.

 

Rodzaje betonu – istotne parametry

Najważniejszą cechę betonu stanowi odporność na ściskanie, która w największym stopniu informuje o jego klasie. Bardzo istotny wpływ na ten parametr ma także wskaźnik wodno-spoinowy, a także zawartość cementu wyrażona w procentach. Im więcej spoiwa a mniej wody zawiera mieszanka, tym mocniejszy i trwalszy jest beton. Zwiększanie udziału cementu wpływa jednak negatywnie na właściwości lepko-sprężyste mieszanki, co wywołuje nadmiar naprężeń. Dodatkowo przyrostowi ulega również temperatura procesu hydratacji, skutkiem czego w strukturze materiału zaczynają się pojawiać pęknięcia. Skuteczny sposób na ograniczenie ich liczby stanowi zastosowanie przeciwskurczowego zbrojenia, jak i wykorzystanie chemicznych domieszek do betonów przenoszących duże obciążenia. 

Podział na poszczególne rodzaje betonu wprowadza norma PN-EN 206 A1:2016-12 PN-B-06265:2018-10. Zgodnie z jej zapisami beton klasyfikuje się ze względu na tak zwany ciężar objętościowy, wyróżniając tym samym beton lekki, zwykły oraz ciężki. 

Beton ciężki charakteryzuje się ciężarem objętościowym, który wynosi powyżej 2600 kg/m3, dlatego  stosowany jest najczęściej w konstrukcjach żelbetowych. W jego skład wchodzi wypełnienie z kruszyw naturalnych i łamanych w połączeniu z dodatkami. Ze względu na sposób zastosowania betonu w budownictwie  może być również wypełniony kruszywem manganowym lub barytowym, dzięki czemu  nabiera właściwości ochronnych przed promieniowaniem radioaktywnym. Materiały z tej grupy stosowane są przede wszystkim jako osłony biologiczne, które minimalizują promieniowanie jonizujące.

Beton zwykły najczęściej osiąga ciężar objętościowy o wartości z przedziału pomiędzy 2000 a 2200 kg/ m3 albo między 2200 a 2600 kg/ m3. Cięższy z wymienionych stanowi mieszankę łamanych lub naturalnych kruszyw, a więc piasku z dodatkiem żwiru albo kamienia bazaltowego. Wykorzystywany jest do realizacji konstrukcji z żelbetu i betonu. Lżejszy beton zwykły otrzymuje przy użyciu kruszyw porowatych, np. keramzytu.

Beton lekki charakteryzuje się ciężarem objętościowym pomiędzy 800 a 2000 kg/m3. Powstaje z kruszyw lekkich zazwyczaj z pumeksu bądź algoporytu. Materiał ten stosuje się podczas wykonania średniowymiarowych konstrukcji ściennych i stropowych, a także drobnowymiarowych nadproży. Wykorzystuje się go ponadto jako warstwę podkładową i wyrównawczą, dzięki czemu beton lekki można uznać za alternatywę dla ścian z płyt gipsowo-kartonowych. 

Ze względu na sposób nanoszenia, beton rozróżnia się także na próżniowy, wałowany, wirowany oraz natryskowy. Z kolei biorąc pod uwagę właściwości betonu, wymienić można kolejnych sześć struktur, jak beton jastrychowy produkowany na bazie cementu portlandzkiego, czy polimerowy, który zamiast spoiwa cementowego zawiera polimery. Kolejny rodzaj to tak zwany fibro beton otrzymany z kruszyw i włókna stalowego, szklanego, polimerowego lub bazaltowego. Żużlobeton powstaje poprzez dodatek żużlu, a beton autoklawizowany (ACC), poddawany jest obróbce cieplnej za pomocą parywodnej.

 

Co oznacza klasa wytrzymałości betonu? – czym się sugerować?

Klasa betonu, wyjaśniając w sposób możliwie najprostszy, stanowi po prostu wytrzymałość na ściskanie. Liczbowe oznaczenie klas poszczególnych mieszanek betonowych zwyczajowo podawane jest za pomocą dwóch wartości, które dotyczą wytrzymałości próbek o różnych kształtach – sześcianu i walca. Przyjęte oznaczenie wynika z właściwości określanej mianem gęstości pozornej materiału. Według obowiązujących norm europejskich parametr klasy wytrzymałości betonu oznaczany jest literą „C” wraz z dwoma odrębnymi liczbami. Starsze nazewnictwo, które aktualnie spotykane jest bardzo rzadko, obejmowało oznaczenie literą „B” wraz z jedną liczbą. 

Klasy betonu ciężkiego i zwykłego oznaczane są, jako wartości od C8/10 do C100/115. Beton lekki, z kolei mieści się w przedziale oznaczeń od LC8/9 do LC80/88. W praktyce najczęściej stosuje się mieszanki betonowe o następujących klasach wytrzymałości: C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, a także C25/30.

Oprócz klas kategoryzuje się również kolejne zakresy wytrzymałości gotowego betonu. Mieszanki mieszczące się w klasach wyższych niż C50, określane są, jako produkty wysokowartościowe. Betony o najwyższej klasie wartościowości wytrzymują siłę ściskania przekraczającą 60 MPa, stąd ich sporządzenie wiąże się z koniecznością użycia składników charakteryzujących się najwyższą jakością. Poziom wysokiej wytrzymałości betonu w odpowiedzi na ściskanie wyznaczany jest przez kategorie mieszczące się w przedziale pomiędzy C100 a C150. Tak zwany beton ultra wartościowy wytrzymuje siłę ucisku przekraczającą 150 MPa, dzięki temu kategoria ta uzasadnia stosowanie jej w ciężkim zbrojeniu rozporoszonym. 

Wysokowartościowy beton lekki cechuje się wytrzymałością na ściskanie w skali pomiędzy LC60 a LC85. Dodatkowo wymienić należy tak zwane betony samo-zagęszczające się o płynnej konsystencji. 

 

Zastosowanie betonu w budownictwie – na co zwrócić uwagę?

Oprócz wymienionych powyżej klasyfikacji występujących typów betonu, na uwagę zasługuje także rozróżnienie materiału według klas ekspozycji. Określają one siłę oddziaływania czynników naturalnych na beton, wyznaczając jednocześnie prawdopodobieństwo zaistnienia w materiale zniszczeń o charakterze mechanicznym czy chemicznym. Kategoryzacja ta w dużym stopniu upraszcza dobór właściwego betonu do formatu realizowanej konstrukcji. 

Beton to bardzo ważny materiał budowlany. Dzięki odpowiednio dobranej mieszance można tworzyć  bezpieczne i wytrzymałe konstrukcje, dlatego nie warto ryzykować! Każdą wątpliwość w kwestii doboru mieszanki betonowej można rozwiać, konsultując się ze specjalistą. 

Oprócz fachowego doradztwa wszystkie materiały zarówno do szalowania, jak i betonowania znajdziecie Państwo w ofercie sklepu Szalunkowy.pl!