Марка бетона по морозостойкости F
Морозостойкость бетона — способность насыщенного водой бетона выдерживать многократное замораживание и оттаивание без разрушения. Марка по морозостойкости F — число таких циклов, после которого прочность образцов снижается не больше допуска ГОСТ 10060: F150 выдерживает 150 циклов, F300 — 300. Для фундамента, отмостки и крыльца в средней полосе достаточно F150, для водонасыщенного бетона в холодных районах — F200 и F300, а дорожные покрытия испытывают по более жёсткому второму методу F2 в растворе соли.
Вода в порах бетона при замерзании расширяется и распирает стенки пор; за одну зиму конструкция переживает десятки таких циклов, поэтому марку назначают по фактическим условиям: увлажнение, частота переходов через ноль, расчётная зимняя температура. Чем плотнее бетон и чем меньше в нём открытых пор, тем выше F.
| Марка F | Циклов замораживания и оттаивания | Морозостойкость | Условия эксплуатации | Где применяют |
|---|---|---|---|---|
| F50 | 50 | низкая | Конструкции внутри отапливаемых зданий, сухие помещения без замораживания | Внутренние стены и перегородки, полы и стяжки в доме, бетонная подготовка под фундамент |
| F75 | 75 | умеренная | Наружные конструкции без увлажнения, защищённые от осадков | Стены и колонны под навесом, неотапливаемые сухие постройки, гаражи |
| F100 | 100 | умеренная | Наружные конструкции с эпизодическим увлажнением в районах с мягкой зимой | Фундаменты и стены на сухих грунтах, дорожки, бордюры, столбы заборов и навесов |
| F150 | 150 | повышенная | Наружные конструкции с увлажнением в умеренном климате средней полосы | Ленточные и плитные фундаменты, цоколь, стены подвала, отмостка, крыльцо и наружные лестницы |
| F200 | 200 | повышенная | Водонасыщенный бетон при частых переходах через ноль, Урал и Сибирь | Фундаменты во влажных и пучинистых грунтах, ростверки, уличные бассейны и септики, въезды для автомобиля |
| F300 | 300 | высокая | Водонасыщенный бетон при расчётной температуре ниже −40 °C, зона переменного уровня воды | Фундаменты и опоры на Севере, гидротехнические сооружения, дорожные покрытия по методу F2, опоры в воде |
| F400 | 400 | особо высокая | Дорожные и аэродромные покрытия, конструкции в зоне обрызгивания противогололёдными солями | Дорожные и аэродромные плиты, элементы мостов и путепроводов, бордюры магистралей |
| F500 | 500 | особо высокая | Морские и гидротехнические сооружения Крайнего Севера, зона прилива и ледохода | Причалы, молы, опоры в морской воде, конструкции в зоне подвижного льда |
Полный ряд по ГОСТ 26633: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000; в калькуляторах сайта используется рабочий ряд F50–F300. Число циклов — по первому базовому методу F1; для дорожных покрытий и бетона в контакте с солями марку назначают по второму методу F2. Источник: ГОСТ 26633-2015 (ряд марок), ГОСТ 10060-2012 (методы испытаний); условия и применение — СП 28.13330.2017 и практика проектирования
Марку по морозостойкости указывают в заказе вместе с классом по прочности и подвижностью: запись B22,5 F150 W6 в паспорте смеси означает бетон М300 с морозостойкостью F150 и водонепроницаемостью W6. Без указания F завод отпускает бетон с минимальной для своей рецептуры морозостойкостью, поэтому для наружных конструкций марку F пишут в заявке явно.
Таблица морозостойкости бетона по климату и условиям работы
Требуемая марка F зависит от двух факторов: насколько бетон насыщен водой в момент замерзания и как холодно в районе строительства. Нормы задают её по расчётной зимней температуре — температуре наиболее холодной пятидневки, которая для средней полосы попадает в диапазон от −20 до −5 °C, для Урала и Сибири — от −40 до −20 °C.
| Условия работы конструкции | ниже −40 °C | от −40 до −20 °C | от −20 до −5 °C | −5 °C и выше |
|---|---|---|---|---|
| Попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии (конструкции в сезонно оттаивающем слое грунта, в зоне переменного уровня воды) | F300 | F200 | F150 | F100 |
| Попеременное замораживание и оттаивание при эпизодическом водонасыщении (надземные конструкции под атмосферными осадками: отмостка, крыльцо, цоколь, столбы) | F200 | F100 | F75 | F50 |
| Попеременное замораживание и оттаивание в воздушно-влажностном состоянии (наружные конструкции, защищённые от осадков: стены под навесом, колонны) | F150 | F75 | F50 | F35 |
| Эпизодическое воздействие температуры ниже нуля в водонасыщенном состоянии (конструкции в грунте ниже глубины промерзания или под водой) | F150 | F75 | F50 | не нормируется |
| Эпизодическое воздействие температуры ниже нуля в воздушно-влажностном состоянии (внутренние конструкции отапливаемых зданий в период строительства) | F75 | F50 | не нормируется | не нормируется |
Расчётная зимняя температура — средняя температура наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330. Марки ниже F50 в ряду тяжёлого бетона по ГОСТ 26633 отсутствуют — их заменяют ближайшей большей. Источник: СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции», табл. 9; действующие требования по условиям эксплуатации — СП 28.13330.2017
Фундамент ниже глубины промерзания замерзает редко, поэтому для него нормативный минимум ниже, чем для отмостки или цоколя, которые мокнут и промерзают каждую зиму. На практике ленту и плиту под дом заливают одним бетоном с цоколем, и марку берут по самой суровой части конструкции — по столбцу «эпизодическое водонасыщение». Объём такой ленты и массу арматуры по размерам дома даёт расчёт бетона на ленточный фундамент.
Марка бетона по водонепроницаемости W
Водонепроницаемость бетона — способность не пропускать воду под давлением. Марка по водонепроницаемости W — наибольшее давление воды в десятых долях мегапаскаля, при котором образец по ГОСТ 12730.5 ещё не пропускает воду: W6 держит 0,6 МПа, W8 — 0,8 МПа. Для наглядности давление переводят в столб воды: W4 соответствует столбу около 41 м, W8 — около 82 м, что многократно превышает любой напор грунтовых вод в частном строительстве.
| Марка W | Давление воды, МПа | Давление, кгс/см² | Столб воды, м | В/Ц, не более | Проницаемость | Где применяют |
|---|---|---|---|---|---|---|
| W2 | 0,2 | 2 | 20 | — | высокая проницаемость | Внутренние конструкции сухих отапливаемых помещений без контакта с водой, бетонная подготовка |
| W4 | 0,4 | 4,1 | 41 | 0,6 | нормальная проницаемость | Фундаменты на сухих грунтах при уровне грунтовых вод ниже подошвы, стены, перекрытия, стяжки; снаружи — с обмазочной гидроизоляцией |
| W6 | 0,6 | 6,1 | 61 | 0,55 | пониженная проницаемость | Ленточные и плитные фундаменты во влажных и пучинистых грунтах, цоколь, стены подвала, отмостка, крыльцо и наружные лестницы |
| W8 | 0,8 | 8,2 | 82 | 0,45 | низкая проницаемость | Подвалы и цокольные этажи ниже уровня грунтовых вод, бассейны, септики, резервуары, ростверки в водонасыщенном грунте |
| W10 | 1 | 10,2 | 102 | — | особо низкая проницаемость | Гидротехнические сооружения, резервуары под постоянным напором, тоннели, конструкции в агрессивных водах |
| W12 | 1,2 | 12,2 | 122 | — | особо низкая проницаемость | Плотины, водоводы, ёмкости для воды без дополнительной гидроизоляции, конструкции с постоянным напором |
Полный ряд по ГОСТ 26633: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20. Число марки — давление воды в десятых долях МПа, которое выдерживает образец без просачивания (1 МПа = 10,2 кгс/см², 1 кгс/см² — столб воды 10 м). Прочерк в колонке В/Ц: для W2 отношение не нормируется, для марок выше W8 его назначают подбором состава с добавками по ГОСТ 27006. Источник: ГОСТ 26633-2015 (ряд марок), ГОСТ 12730.5-2018 (метод испытания); В/Ц — ГОСТ 31384-2017, СП 28.13330.2017
Запас по давлению нужен не из-за напора, а из-за капиллярного подсоса и долговечности: плотный бетон медленнее насыщается водой, меньше страдает от морозного пучения, дольше защищает арматуру от коррозии. Поэтому W и F обычно растут вместе: заводской бетон W8 выпускают с морозостойкостью F200.
Главный рычаг водонепроницаемости — водоцементное отношение В/Ц: масса воды, делённая на массу цемента в замесе. Лишняя вода не связывается цементом, испаряется и оставляет сквозные капилляры. По таблице для W4 достаточно В/Ц не более 0,6, для W6 — 0,55, для W8 — 0,45; при таком количестве воды смесь становится жёсткой, поэтому подвижность добирают пластификатором. Массу воды на замес для каждой марки показывает расчёт состава бетона по марке: в его рецептурах В/Ц для М250 и М300 укладывается в требования W4 и W6, а более высокая W заводских смесей достигается пластификаторами.
Морозостойкость и водонепроницаемость по маркам бетона
Марка по прочности М и класс B напрямую F и W не задают — это отдельные показатели, которые указывают в заказе. Однако в заводских смесях они связаны через расход цемента и В/Ц: чем выше класс, тем плотнее камень и тем выше морозостойкость и водонепроницаемость по умолчанию.
| Марка | Класс | Морозостойкость F | Водонепроницаемость W | В/Ц рецептуры без добавок | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
| М100 | B7,5 | F50 | W2 | 0,83 | подготовка под фундамент, подбетонка, бордюры |
| М150 | B12,5 | F50 | W2 | 0,72 | стяжки, отмостка, дорожки, лёгкие фундаменты |
| М200 | B15 | F100 | W4 | 0,64 | ленточные и плитные фундаменты малоэтажных домов, полы, лестницы |
| М250 | B20 | F150 | W4 | 0,58 | фундаменты, плиты перекрытия, монолитные стены |
| М300 | B22,5 | F150 | W6 | 0,53 | фундаменты на слабых грунтах, перекрытия, лестницы, ростверки |
| М350 | B25 | F200 | W8 | 0,49 | монолитные каркасы, колонны, ригели, бассейны |
| М400 | B30 | F300 | W10 | 0,46 | гидротехнические сооружения, мосты, ответственные конструкции |
F и W назначают в заказе отдельно от марки по прочности: одна и та же марка выпускается с разными F и W. В/Ц приведено для рецептур калькулятора состава бетона без добавок; заводские смеси с пластификатором содержат меньше воды, поэтому их W выше, чем даёт такое В/Ц. Источник: Типовые F и W — паспорта бетонных смесей заводов (ГОСТ 7473-2010); класс, В/Ц и применение — Состав на 1 м³ по типовым рецептурам для цемента М500 (ЦЕМ I 42,5), щебень фракции 5–20, песок средней крупности; ГОСТ 7473-2010, ГОСТ 26633-2015, ГОСТ 27006-2019
Из таблицы видно, почему для фундамента частного дома чаще всего заказывают М300: он даёт F150 W6 без дополнительных добавок, а М250 обычно выпускают с W4, которой хватает только для сухих грунтов. Соответствие марок классам и среднюю прочность приводит справочник марки и классы бетона. Число миксеров и мешков цемента на выбранную марку считает калькулятор сколько кубов бетона нужно.
Какие F и W выбрать для фундамента, отмостки и подвала
В частном доме бетон работает в разных условиях: подбетонка лежит в сухом грунте под плитой, отмостка мокнет и промерзает десятки раз за зиму, стены подвала стоят под напором грунтовых вод. Назначать всем конструкциям одну марку невыгодно: переплата за F300 W10 под всем домом ощутима, а недобор F у отмостки приводит к шелушению и трещинам через несколько зим.
| Конструкция | Марка | Класс | F | W | Условия и примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| Бетонная подготовка под фундамент, подбетонка | М100 | B7,5 | F50 | W2 | Не несёт нагрузку и закрыта основной конструкцией; марка по прочности важнее F и W |
| Стяжка и полы в отапливаемом доме | М150 | B12,5 | F50 | W2 | Без замораживания; в неотапливаемом гараже и на веранде берут F100 и W4 |
| Ленточный фундамент на сухом непучинистом грунте | М250 | B20 | F100 | W4 | Уровень грунтовых вод ниже подошвы; обмазочная гидроизоляция по боковым граням |
| Ленточный фундамент во влажном или пучинистом грунте | М300 | B22,5 | F150 | W6 | Суглинки и глины, высокий уровень грунтовых вод; гидроизоляция и дренаж обязательны |
| Плитный фундамент под жилой дом | М300 | B22,5 | F150 | W6 | Плита по рулонной гидроизоляции на бетонной подготовке |
| Цоколь, стены подвала, приямки | М300 | B22,5 | F150 | W6 | При подвале ниже уровня грунтовых вод — W8 и рулонная гидроизоляция снаружи |
| Отмостка, дорожки, площадки, крыльцо и наружные лестницы | М250 | B20 | F150 | W6 | Частые переходы через ноль при увлажнении; на Урале и в Сибири — F200 |
| Бассейн, септик, резервуар в грунте | М350 | B25 | F150 | W8 | Постоянный напор воды изнутри или снаружи; гидрофобизирующие добавки |
| Въезд для автомобиля, дорожное покрытие во дворе | М300 | B22,5 | F200 | W6 | Противогололёдные соли — морозостойкость по второму методу ГОСТ 10060 (F2) |
| Столбы забора, опоры навеса и террасы в грунте | М200 | B15 | F100 | W4 | В пучинистом грунте — ниже глубины промерзания; при высокой воде — F150 и W6 |
Значения даны для умеренного климата (расчётная зимняя температура от −20 до −5 °C); в более холодных районах и для водонасыщенных конструкций F берут по таблице марок по климату. Источник: Минимальные требования — СП 28.13330.2017 и СНиП 2.03.01-84*, табл. 9; значения для средней полосы — практика проектирования малоэтажных домов
Для плиты под дом марку принимают по цоколю и по грунтовым водам: во влажных суглинках это М300 F150 W6, а при подвале ниже уровня воды — W8 с рулонной гидроизоляцией. Толщину плиты, две сетки арматуры и объём бетона считает калькулятор плитного фундамента. Столбы забора и опоры навеса бетонируют смесью F100 W4, а в пучинистом грунте с высокой водой — F150 W6, опуская пятку ниже глубины промерзания; количество бетона и мешков цемента на столбы даёт расчёт столбов для забора.
Как повысить морозостойкость и водонепроницаемость
- Снизить В/Ц. Это единственный способ поднять W без добавок: воду ограничивают по таблице марок W, а подвижность получают пластификатором. Добавлять воду в миксер на объекте нельзя — каждая лишняя порция снижает и прочность, и W.
- Ввести воздухововлекающую добавку. Мелкие замкнутые поры дают воде место для расширения при замерзании и поднимают F на одну–две ступени при том же составе; так делают дорожный и гидротехнический бетон.
- Выбрать плотный чистый щебень. Пористый известняк и щебень с глинистой плёнкой снижают морозостойкость; для F200 и выше берут гранит или плотный гравий, промытый песок.
- Уплотнить и выдержать бетон. Виброуплотнение убирает воздушные полости, а влажный уход в первые дни не даёт цементу обезводиться: пересушенный поверхностный слой всегда проницаем и шелушится первым.
- Защитить конструкцию. Гидроизоляция, дренаж и отвод воды с отмостки снижают водонасыщение бетона — конструкция реже оказывается в самом тяжёлом состоянии по таблице климата. Марку W изоляция не заменяет, но продлевает срок службы.
- Проверять паспорт смеси. Заводской бетон сопровождается документом о качестве по ГОСТ 7473 с указанием класса, подвижности, F и W; при расхождении с заказом смесь принимать не следует.
Нормативные документы
- ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия»
- ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости»
- ГОСТ 12730.5-2018 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости»
- ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия»
- СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»
- СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции», табл. 9