Określenie wytrzymałości betonu na ściskanie

Określenie wytrzymałości betonu na ściskanie jest kluczową charakterystyką, która określa wytrzymałość betonu, określa jak beton radzi sobie pod działaniem sił ściskających.

Wytrzymałość betonu na ściskanie to jedna z najważniejszych właściwości mechanicznych betonu, określająca jego zdolność do przenoszenia obciążeń ściskających. Jest to kluczowy parametr w projektowaniu konstrukcji betonowych. Wytrzymałość na ściskanie oznacza się najczęściej w laboratoriach, przeprowadzając badania na próbkach betonu.

• Minimalna charakterystyczna wytrzymałość betonu na ściskanie jest ustalana na podstawie próbek o kształcie walcowym o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm lub próbek sześciennych o boku 150 mm.
• Oznaczenie betonu wg normy EC-2 wyraża się zapisem: C XX/YY, gdzie:
  • C to skrót od compressive strength (wytrzymałość betonu na ściskanie).
  • XX to wartość charakterystyczna wytrzymałości betonu na ściskanie określona na próbach walcowych.
  • YY to wartość charakterystyczna wytrzymałości betonu na ściskanie określona na próbach sześciennych.
• Wytrzymałość betonu na ściskanie zależy od wielu czynników, takich jak:
  • Uziarnienie oraz ilość i jakość kruszywa.
  • Ilość oraz jakość cementu.
  • Zawartość wody.
  • Technologia produkcji mieszanki betonowej.
  • Warunki dojrzewania betonu.
  • Wiek betonu.
• Wilgotność środowiska, w którym beton dojrzewa, ma największy wpływ na jego wytrzymałość na ściskanie. W wilgotnym środowisku wytrzymałość stopniowo wzrasta wraz z upływem czasu. W suchym środowisku wytrzymałość może być większa nawet o 100% w porównaniu do wytrzymałości po 28 dniach.
• Badania wytrzymałości betonu na ściskanie przeprowadza się za pomocą prasy (metoda niszcząca) lub badanie młotkiem Schmidta (metoda nieniszcząca).

Metody określania wytrzymałości betonu na ściskanie

1. Badanie na próbkach walcowych lub sześciennych

   • Próbki betonu (zwykle o wymiarach 150 mm × 150 mm × 150 mm dla sześcianów lub 150 mm średnicy i 300 mm wysokości dla walców) są poddawane stopniowemu obciążeniu aż do zniszczenia.

   • Wytrzymałość na ściskanie oblicza się jako stosunek maksymalnej siły ściskającej do powierzchni przekroju próbki.

2. Badania nieniszczące betonu
   

   • W praktyce stosuje się również metody nieniszczące, takie jak:

     • Młotek Schmidta (badanie sklerometryczne twardości powierzchniowej betonu).

     • Ultradźwięki (pomiar prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w betonie).

   • Wyniki tych badań są jednak mniej dokładne i wymagają kalibracji na podstawie badań niszczących.

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest kluczowa dla zapewnienia bezpieczeństwa i trwałości konstrukcji budowlanych.

Klasy wytrzymałości betonu

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest podstawą do przypisania betonu do odpowiedniej klasy. Klasy betonu oznacza się symbolem C (np. C20/25, C30/37), gdzie liczby oznaczają charakterystyczną wytrzymałość na ściskanie odpowiednio dla próbek walcowych i sześciennych.

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest klasyfikowana zgodnie z normami (np. europejską normą EN 206). Klasy betonu oznaczane są symbolem C (np. C20/25), gdzie pierwsza liczba oznacza minimalną wytrzymałość charakterystyczną na ściskanie walca, a druga liczba minimalną wytrzymałość charakterystyczną na ściskanie kostki.

Przykład

Jeśli beton ma klasę C25/30, oznacza to, że jego charakterystyczna wytrzymałość na ściskanie wynosi:

• 25 MPa dla próbek walcowych,

• 30 MPa dla próbek sześciennych.

Pomiar wytrzymałości betonu na ściskanie

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest mierzona za pomocą specjalnych urządzeń, takich jak prasy hydrauliczne. Badanie polega na stopniowym zwiększaniu obciążenia ściskającego na próbce betonowej (zazwyczaj w kształcie walca lub kostki) aż do jej zniszczenia. Wynik badania wyraża się w megapaskalach (MPa).

Badanie sklerometrem  - na terenie całej Polski wykonujemy badanie betonu wykonujemy na budowie, bez pobierania próbek.

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest kluczowym parametrem, który określa jego zdolność do przenoszenia obciążeń ściskających. Jest to jedna z najważniejszych właściwości betonu, która wpływa na jego trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji.

Czynniki wpływające na wytrzymałość betonu na ściskanie

Na wytrzymałość betonu na ściskanie wpływa wiele czynników, takich jak:

• Skład mieszanki betonowej: rodzaj cementu, ilość wody, rodzaj i ilość kruszywa, dodatki chemiczne.
• Współczynnik wodno-cementowy: im niższy współczynnik wodno-cementowy, tym wyższa wytrzymałość betonu.
• Czas wiązania i twardnienia: wytrzymałość betonu wzrasta wraz z czasem. Zwykle podaje się wytrzymałość betonu po 28 dniach twardnienia.
• Warunki pielęgnacji: odpowiednia wilgotność i temperatura podczas twardnienia betonu są kluczowe dla uzyskania wysokiej wytrzymałości.
• Sposób zagęszczania: dokładne zagęszczenie mieszanki betonowej eliminuje pory powietrzne, co wpływa na wytrzymałość betonu.
• Skład mieszanki betonowej (stosunek wody do cementu, rodzaj cementu, kruszywo).
• Warunki dojrzewania betonu (temperatura, wilgotność).
• Wiek betonu (wytrzymałość rośnie wraz z upływem czasu).

Znaczenie wytrzymałości betonu na ściskanie

Wytrzymałość betonu na ściskanie jest podstawowym parametrem, który uwzględnia się przy projektowaniu konstrukcji betonowych. Odpowiednio wysoka wytrzymałość betonu zapewnia bezpieczeństwo i trwałość budowli. Wytrzymałość betonu na ściskanie jest kluczową właściwością, która decyduje o jego przydatności do zastosowań konstrukcyjnych. Pomiar i klasyfikacja wytrzymałości betonu są niezbędne dla zapewnienia bezpieczeństwa i trwałości budowli.

Normy badawcze

W Polsce wytrzymałość betonu na ściskanie określa się zgodnie z normą PN-EN 12390-3:2019-07 ("Badania betonu. Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań"). Wynik podaje się w megapaskalach (MPa).

Klasa betonu i wytrzymałość na ściskanie są ze sobą ściśle skorelowane. Im wyższa klasa betonu, tym wyższa jego wytrzymałość na ściskanie. Beton klasy C16/20 ma wytrzymałość na ściskanie 16 MPa dla próbki sześciennej i 20 MPa dla próbki walcowej. Beton klasy C20/25 ma wytrzymałość na ściskanie 20 MPa dla próbki sześciennej i 25 MPa dla próbki walcowej. I tak dalej.

Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie wykonujemy metodami niszczącymi oraz metodami nieniszczącymi. Określenie wytrzymałości na ściskanie to podstawowy zakres badanie betonu.