Okna-zdes48.ru

Лучшие окна здесь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переводной коэффициент марки цемента

Формула для расчета прочности бетона — какие показатели учитывают?

Одним из главных свойств материала называют прочность бетона при осевом сжатии, растяжении при изгибе затвердевшей смеси. Крепость при сжатии выделяют двух видов: призменную, а также кубиковую. Равным образом долговечность раствора характеризуется классом или маркой. Существует процесс по набору бетоном затвердения, он длится ровно 28 дней. Примерно через 7 суток состав обретает 70% своей окончательной крепости.

  1. Что учитывать и от чего зависит?
  2. Распределение по маркам и классам
  3. Нормативные данные
  4. Как рассчитывать?
  5. Формула для вычисления

Что учитывать и от чего зависит?

Физико-механические свойства находятся под тесным воздействием бетонной структуры, зависящие от смешанности раствора и разнящиеся способами изготовления. А также крепость обусловливается следующими факторами:

Качество перемешивания будущего материала тоже влияет на данное его свойство.

  • интенсивность бетонно-цементного раствора;
  • содержимое компонентов в процентном количестве;
  • водоцементные пропорции в составе смеси;
  • промышленные характеристики;
  • свойства наполнителей;
  • уровень перемешивания ингредиентов состава;
  • часы, потраченные на приобретение раствором твердости;
  • температурные показатели в атмосфере;
  • сырость в окружающей среде.

Распределение по маркам и классам

Марка обозначается буквой М, а сопутствующая цифра возле нее определяет среднее примерное значение прочности при сжатии, выражается в кгс/см2. Таблица по показателям прочности:

МаркаСтепень прочности, кгс/см2
10098,2
150158,6
200197,4
250261,90
300307,40
350337,42
400392,8
450459,29
500522,77

Марка бетона полностью зависит от количественного соотношения цемента в составе раствора. При этом принято считать, что чем больше количество, тем выше марка и, в обратном порядке.

Определяют крепость еще и по цементным классам. Их разделяют для легких и тяжелых составов, а также по уровням крупности. Для расчета составов и пропорций применяют формулы, а для быстроты подсчета есть автоматические калькуляторы. Средняя прочность с коэффициентом крепости n = 0,136 и обеспеченностью t = 0,96 зависит от класса и формула для вычисления: Вb = Rb х0,778 или Rb = Вb / 0,778.

Характеристики цемента

ВидКласс, В
Легкий10, 12,5, 15, 30, 40
Тяжелый10, 12,5, 15, 30, 40, 50, 55, 60
Мелкозернистый, крупность 130
Нормативные данные

Прочность бетона на растяжение при изгибе, на сжатие и др. определяется ГОСТом 10180—90. К основным контрольным характеристикам состава относят:

  • Нормативные данные сопротивления (Rbn) с вероятностью 95% и обеспеченностью 0,95 или растяжению (Rbtn).
  • Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (смятию). Имеет следующее соотношение, что для первой конечной характеристики обеспеченности Rb составляет — 0,997, а для второй граничное значение Rbser — 0,96.

Как рассчитывать?

Крепость обуславливается многочисленными факторами, но первоочередно зависит от цементной марки Rц и обстоятельств застывания. Учитывая, что качество заполнителей для бетона соответствует запросам, описанным в ГОСТ 10268–80, то прочность материала, зависимая от марки и В/Ц, выражается формулой: Rб = ARц (Ц/В — 0,5), где:

  • Rб — бетонная крепость за 28 сут., МПа;
  • А — показатель, зависящий от наполнителей и их качества;
  • Rц — марка;
  • Ц/В — соотношение цемента и воды в составе (цифра, противоположная В/Ц).

Динамика набора прочности тяжелого бетона: n = 100 * (lg (n) / lg (28)), где n — день, на который желательно определить крепость цемента (но не меньше 3 дней). При обстоятельствах застывания, отличающихся от обычных, особенно по температурным режимам, нужно знать, что уменьшение температуры способствует торможению твердения, а повышение — ускорению. При показателях 10 градусов по Цельсию, спустя 7 сут. цемент будет иметь крепость 40—50%, а при 5 °C — 31—34%. При отрицательных температурах бетоны без специальных добавок вовсе не крепнут.

Граничная высота сжатой зоны (абсолютная или относительная) — показатель (х) предельной прочности бетона, уже перед разрушением.

Формула для вычисления

Чтобы провести расчет прочности бетона на растяжение при изгибе применяют формулу: Rи = 0,1 • P • L / b • h2, где: L — расстояние между балками; Р — масса суммарной нагрузки и к ней добавляется вес бетона; h — высота и b — ширина балки по сечению. Обозначается сокращенно — Btb, и плюсуют число в диапазоне от 0,4 до 8. Прочность на растяжение высчитывают так: Rbt = 0,233 х R2. Показатели растяжения и изгиба существенно меньше, чем способность бетона выносить нагрузки.

Всё о бетоне

О том, какой бывает бетон, соотношение цемента, песка, гравия, марки бетона, осадка, коэффициенты морозостойкости и водонепроницаемости, твердение бетона.

Бетон, если говорить о его покупке и доставке, не вполне правильное употребляемое название. Вы покупаете у СТРОЙТЕХ ПСК готовую бетонную смесь (в технической документации используется аббревиатура БСГ), а бетоном она станет после заливки ее в опалубку и начала твердения. Бетонную смесь также называют товарным бетоном — это замешанная на бетонном заводе смесь, которую в дальнейшем транспортируют и укладывают на объекте.

Товарный бетон или бетонная смесь состоит из замешиваемых в определенной пропорции компонентов: цемента, щебня, песка и воды. Если в эту смесь не добавлять щебень, то получится цементный раствор или пескобетон — в нем используется песок более крупной фракции (модуль крупности).

Соотношение компонентов в бетонной смеси по весу примерно такое:
цемент — 1 часть, щебень — 4 части, песок — 2 части, вода — 0,55 части.

К примеру, цемент — 330 кг, щебень — 1250 кг, 660 кг, 180 л.

Главные компоненты бетона — вода и цемент, именно они связывают все составляющие в единую массу. Правильная пропорция этих двух компонентов — важнейшая задача в производстве бетона. Помимо соотношения воды и цемента, вводимых в бетон, нужно учитывать влагопоглощение и влажность песка и щебня. При взаимодействии цемента с водой образуется цементный камень. Но несмотря на кажущуюся простоту и самодостаточность этих двух компонентов, проблема заключается в деформации цементного камня при твердении — объемная усадки достигает 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных процессов возникают микротрещины, внутреннее напряжение, что приводит к снижению долговечности цементного камня. Чтобы этого избежать, используют заполнители:

— щебень (крупный заполнитель)

— песок (мелкий заполнитель)

Заполнители создают структурный каркас, воспринимающий усадочное напряжение, как следствие бетон дает меньшую усадку, увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций под нагрузкой), уменьшается ползучесть (необратимые изменения при длительных нагрузках). К тому же заполнители делают бетон дешевле, потому что цемент стоит дороже песка и щебня.

Возьмем составляющие бетонной смеси в объеме:

  • Цемент 0.25 куб.м (330 кг. Насыпная плотность цемента в среднем 1300 кг на куб.м)
  • Вода 0.18 куб.м. (180 литров. Литры, они и в Африке литры)
  • Щебень 0.9 куба (1250 кг. При насыпной плотности 1350 кг на куб.м.)
  • Песок 0.43 куба (600 кг. При насыпной плотности 1400 кг/куб.)

Если все разложить в разные емкости и посчитать, то общий объем получится 1,76 кубометра. Но из этого легко можно получить один куб бетона. Засыпаем литровую банку щебнем до краев. Оставшиеся пустоты (межзерновая пустотность) занимаем песком, цементом и водой, потряхивая банку в процессе. Получается плотная субстанция — все заполнено, все компоненты уперлись друг в друга, пустот нет. Если бетон не мешать, то скоро он начнет твердеть. В пластичное состояние он снова перейдет при вибрировании и потряхивании — это явление называется тиксотропия. При «покое» он начнет превращаться в упругую массу.

Щебень

Марку (прочность) щебня лучше всего выбрать в два раза больше, чем расчетную марку бетона. Это обуславливается тем, что проектная (28 суточная) марка бетона всегда намного ниже, чем его реальная прочность, которая появится в течение полугода-года. А прочность щебня не изменяется с течением времени, вот их и нивелируют. Делается это на всякий случай, без обязательного согласования с проектными требованиями запаса прочности. Вырезка из ГОСТа 26633-91

Читайте так же:
Можно ли заливать цементом полипропиленовые трубы

Есть три основных видов щебня:

— Известняк (средняя прочность 500-600). Известняк чаще всего используется для производства бетонов марок м-100-м-300 из-за сравнительно низкой морозоустойчивости, но некоторые его виды (до 800) подходят для более прочного бетона — до м-350.

— Гравий — самый распространенный наполнитель из-за набора всех необходимых характеристик для производства большинства бетонных смесей. Основные виды гравия (прочностью 800-1000) могут быть использованы для получения марки бетона вплоть до м-450 (но не выше м-400). Его рекомендуют для частного строительства — из-за относительной дешевизны и достаточной для индивидуального строительства прочности.

— Гранит — самый прочный из перечисленных наполнителей (м до 1400). Обладает низким водопоглощением и повышенной морозоустойчивостью. К примеру, при строительстве дорог разрешен только гранитный щебень.

Кроме этого, со щебнем связаны некоторые моменты, которые необходимо учитывать: лещадность, процент зерен слабых пород и другие.

Марка бетона (М)

Во всех информационных материалах, прайс-листах и т.д. бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-

Ваш проект определяет выбор определенного вида и марки бетона. Если проекта нет, то можно прислушаться к советам строителей или разобраться в этом самостоятельно.

Цифры марки бетона обозначают усредненный предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверка соответствия заявленной марке бетона проводится с помощью отливки из пробы смеси кубиков или цилиндров и выдержки их 28 суток для твердения.

В настоящее время используется такая характеристика бетона как класс — это примерно то же самое, что и марка, но с тем лишь различием, что в марках указывается среднее значение прочности, а в классах — прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. В соответствие со СТ СЭВ 1460 все современные проектные требования указываются именно в классах, хотя большинство строительных компаний используют для заказа марку.

Для Вас важно, чтобы марка бетона соответствовала той, которую Вы заказывали. Как проверить? Для этого необходимо взять пробу и отлить из нее несколько кубиков размером 10Х10Х10 см или 15Х15Х15 см. Удобнее всего для этого использовать сколоченные из дощечек нужные формы, предварительно увлажнив их, чтобы они не впитывали входящую в состав бетона воду и не препятствовали гидратации. Для чистоты эксперимента необходимо проштыковать залитую смесь, чтобы не осталось воздушных пустот. Также можно уплотнить смесь, ударяя по бокам формы молотком.. Пробы нужно брать непосредственно с лотка бетононосителя, не разбавлять взятую смесь в автобетоносмесителе, тщательно уплотнить смесь в формах и хранить при средней температуре (около 20 С) и высокой влажности.

По истечение 28 дней в любой независимой лаборатории можно проверить соответствие марки Вашего бетона с заявленной. Есть также промежуточные стадии твердения — 3, 7, 14 суток. В течение первых семи дней бетон набирает 70 % своей прочности. Существуют еще и другие методы определения прочности — это так называемые, неразрушимые методы замера, «на месте». К ним относятся метод ударного импульса («простучать бетон»), ультразвуковые методы и другие.

Класс бетонаСредняя прочность бетона данного класса, кгс/кв.смБлижайшая марка бетона
В3,5
В5
В7,5
В10
В12,5
В15
В20
В25
В30
В35
В40
В45
В50
В55
В60
46
65
98
131
164
196
262
327
393
458
524
589
655
720
786
М50
М75
М100
М150
М150
М200
М250
М350
М400
М450
М550
М600
М600
М700
М800

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса (П)

Эти три понятия, в принципе, описывают одну и ту же бетонную характеристику, которая обозначается буквой П с коэффициентом от 1 до 5, либо как «осадка конуса 10-15 см». Для типовых монолитных работ используется бетон подвижностью П-2 и П-3. Для труднозаливаемых конструкций, таких как колонны, узкие опалубки и густоармированные полости, желательно применять бетон П-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Такой бетон называется литым, он хорошо укладывается в опалубки без использования вибратора.

Жесткость бетона (обозначается буквами Ж1-Ж4) — характеристика, относящаяся к бетону, используемому в основном в дорожном строительстве.

Ни в коем случае нельзя добавлять в бетон воду для увеличения его подвижности, поскольку, как говорилось выше, водоцементное соотношение — это ключевая пропорция, от которой зависит прочность бетона. Даже из-за небольшого увеличения количества воды в смеси, марка бетона может понизиться с м-400 до м-300-м-200. Чтобы увеличить подвижность смеси до показателей П4, П5 на ПСК СТРОЙТЕХ используются пластификаторы — это единственный верный способ получения литого бетона, предназначенного для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматуры, либо для монолитных работах с применением бетононасоса.

Коэффициент морозостойкости бетона (F)

Коэффициент морозостойкости бетона — это количество циклов замораживания- размораживания бетона, при которых он сохраняет свои первоначальные характеристики. Обозначается буквой F с цифрой от 25-1000.

Как это происходит на объектах? Например, грунтовые воды на капиллярном уровне проникают в фундамент, при понижении температуры замерзают там. Замерзая, вода расширяется и раздирает бетон — образуются микротрещины. В следующий раз воды еще больше увеличат «насиженное» место, что, согласитесь, снизит прочность бетона. Конечно, это теория, на практике фундаменты защищены гидроизоляцией, отмостками гидрофобизаторами.

На СТРОЙТЕХ ПСК испытания образцов бетона на морозоустойчивость проводится в критических режимах. Бетонный кубик насыщают «по полной» водой или в специальным раствором и замораживают до -18. В промежутках замеряют прочность до достижения критической точки — потери заявленной прочности. Количество таких циклов вода-лед и есть коэффициент морозостойкости бетона.

Для увеличения коэффициента морозоустойчивости заводы по производству ЖБИ применяют различные добавки в бетон, например, воздухововлекающие. Но в этом случае уменьшается его прочность. Лучшие результаты получаются от использования в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент.

В частном строительстве средняя морозостойкость — F100-F200.

Коэффициент водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона — это его способность не пропускать через себя воду под давлением, она неразрывно связана с морозостойкостью. Обозначается литерой W с коэффициентом от 1 до 20. Для увеличения водонепроницаемости в бетон на заводах вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки или применяют в затворении смеси гидрофобный или напрягающий цемент.

Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости позволяет без дополнительной гидроизоляции строительства подвалов в местах с высоким уровнем грунтовых вод, в том случае, если заливка стен и пола произведена профессионально без швов и перерывов. К тому же такой бетон долговечен — коэффициент морозостойкости у них высок, что идеально подходит для незащищенных конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах. Однако такой бетон недешев из-за высоких марок (с высоким содержанием цемента), особые условия так же требуются для того чтобы доставить и уложить его на объекте из-за быстрого времени схватывания.

Напоследок еще раз о том, от чего бетон может испортиться:

Во-первых, ни в коем случае не разбавляйте бетон водой при укладке. Жидкий бетон укладывается проще, чем твердый, но, нарушив водоцементное соотношение, Вы тем самым существенно снизите его марку, уменьшите его прочность.

Во-вторых, соблюдайте все необходимые условия перевозки бетона в миксере, время разгрузки, учитывайте погоду.

В-третьих, качественно уплотняйте смесь, оставленные из-за отсутствия вибрировании при укладке пустоты в бетоне, снижают марку бетона.

Твердение бетона

Гидратация — это процесс взаимодействия цемента с водой, при котором бетон набирает свою прочность. Если в молодом (в возрасте пару недель) бетоне высыхает или замерзает вода, то процесс гидратации останавливается, что негативно влияет на его характеристики. За первую неделю, если бетон стоит в нормальной влажности и температуре, он набирает 70% прочности.

Читайте так же:
Контроль качества цемента гост

Вообще, первый дни жизни бетона очень важны, необходимо бороться с потерей влаги для нормальной гидратации. Свежеуложенный бетон при высоких температурах можно накрыть мокрой мешковиной или пленкой ПВХ или поливать водой.

При низких температурах вода в бетоне, которая необходима для гидратации, замерзает — процесс, естественно, останавливается. Он, кстати, может продолжиться весной, когда оттает, если конструкцию не размоет к тому времени, но при этом возможно снижение прочности долговечности. Тем не менее, существуют методики так называемого раннего замерзания бетона, при котором бетон со специальными противоморозными добавками укладывают при минусовой температуре, замерзает, а весной, оживши, начинает процесс гидратации цемента.

Существует такое понятие как критическая прочность бетона — это грань, время, после которого за бетон можно уже не волноваться. Этот порог для разных марок бетона — разный. Высокие марки бетона имеют более низкий % порог критической прочности (25-30% от проектной прочности), низкие марки — более высокий %. При нормальных условиях критическая прочность достигается за первые сутки.

Для предотвращения замораживания бетона можно предпринять следующее:

— использовать противоморозные добавки в бетон (ПМД) — они не дают воде замерзнуть и отчасти ускоряют процесс гидратации. Сейчас для этих целей используются составы и препараты, которые не наносят вред арматуре и другим частям конструкций.

— электроподогрев бетона. Существуют специальные трансформаторы, электроды, подогреваемые опалубки. Идеально для зимней заливки бетона, но проблематично для частного застройщика из-за высокого потребления электроэнергии.

— накрыть свежезалитый бетон пленкой. Применимо, хотя не факт, что поможет, если суточная температура не очень низкая, в пределах 1-2 градуса. Пленка будет сохранять тепло, которое выделяется при гидратации. Можно установить газовую или дизельную пушку, чтобы задувать теплый воздух под пленку.

Необходимо тщательно следить за бетоном в первые сутки его жизни.

На заводах ЖБИ такой проблемы с готовыми конструкциями — сваями, бетонными фундаментными блоками ФБС, плитами перекрытия, дорожными плитами — нет. Их пропаривают в специальных теплых и влажных камерах, что позволяет добиться великолепных результатов по набору прочности и быть полностью готовыми к употреблению.

4.13. Определение марки портландцемента.

Марку цемента устанавливают по показателям предела прочности при изгибе и сжатии образцов балочек размером 40х40х160мм, изготовленных из пластичного цементного раствора состава 1:3 по массе (цемент: нормальный вольский песок) через 28 суток твердения.

Методика определения марки цемента состоит в следующем.

Сначала определяют консистенцию цементного раствора. Для этого отвешивают 1500г песка и 500г цемента, высыпают их в сферическуую чашу, смоченную водой, и перемешивают цемент с песком лопаткой в течение 1 минуты. Затем в центре сухой смеси делают лунку и вливают в нее 200г воды (В/Ц=0,4). После того, как вода впитается, еще раз перемешивают смесь в течениие1 минуты. Затем раствор переносят в механический смеситель, где его перемешивают в течение 2,5 минут. По окончании перемешивания определяют консистенцию цементного раствора. Для этого используют встряхивающий столик и металлическую форму-конус (рис.4.10).

Рис.4.10 Встряхивающий столик и форма-конус:

Перед укладкой смеси в конус внутреннюю поверхность его и стеклянный диск слегка увлажняют. Растворную смесь укладывают в форму-конус двумя слоями равной толщины. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой. Нижний слой штыкуют 15 раз, а верхний — 10 раз. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к стеклянному диску. Излишек раствора срезают ножом и форму-конус медленно поднимают. Вращая рукоятку маховика, встряхивают столик 30 раз в течение 30с, при этом конус цементного раствора расплывается. При помощи штангенциркуля или стальной линейки измеряют расплыв конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Консистенцию раствора считают нормальной, если расплыв конуса оказался равным 106-115мм. При меньшем расплыве раствор приготавливают заново, несколько увеличив количество воды затворения. Результаты заносят в таблицу.

Масса цемента, г

Масса песка (вольского), г

Продолжительность перемешивания цемента с песком, мин

Продолжительность перемешивания раствора вручную, мин

Продолжительность перемешивания раствора в мешалке

Количество штыкований нижнего слоя раствора

Количество штыкований верхнего слоя раствора

Количество встряхиваний на столике

Водопотребность раствора выражают в виде водоцементного отношения; его значение записывают в журнал и в дальнейшем пользуются при приготовлении раствора для образцов — балочек.

Рис. 4.11 Схема испытания образцов-балочек на изгиб и сжатие.

Образцы — балочки формуют в трехгнездных металлических формах. Форму тшательно собирают, внутреннюю поверхность стенок и поддона слегка смазывают машинным маслом. Цементный раствор нормальной консистенции для изготовления трех образцов-балочек приготовляют по той же методике, что и для определения нормальной густоты раствора. Подготовленную форму с насадкой прочно закрепляют на стандартной виброплощадке, создающей вертикальные колебания с амплитудой 0,35мм и частотой 2800-3000 колебаний в минуту. Готовый раствор укладывают в гнезда-формы (слоями приблизительно 1) см и включают виброплощадку. Затем в течение 2 минут вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 минут уплотнения виброплощадку выключают и снимают форму. Смоченным водой ножом срезают излишки раствора, зачищают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют образцы.

Готовые образцы в формах хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 242 часа. Затем их осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой, где хранят до момента испытаний. Образцы в воде не должны соприкасаться между собой. Необходимо, чтобы объем воды в сосуде для хранения образцов был в четыре раза больше объема образцов. Температуру воды в ванне постоянно поддерживают 202 о С. Для определения марки цемента образцы-балочки через 28 суток с момента их изготовления испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок – на сжатие (рис. 4.11).

Испытание на изгиб производят на машине МИИ-100 (рис 4.5). Машина снабжена счетчиком, который автоматически, в зависимости от положения груза, показывает напряжение в балочке в данный момент испытания. В момент разрушения на счетчике остается показание предела прочности при изгибе. Предел прочности образцов цементного раствора при изгибе вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытания трех образцов-балочек.

Испытание на сжатие половинок балочек производят на гидравлическом прессе. Для передачи нагрузки на половинки балочек применяют плоские стальные шлифованные пластинки размером 40х62,5 мм (площадь 25 см 2 ). Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпадали с рабочими поверхностями пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца. При испытании образца на сжатие скорость увеличения нагрузки должна быть около 5 кН/с.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа, каждого образца вычисляют по формуле

где P – разрушающая нагрузка, кН;

S – площадь грани, см 2 .

Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из испытываемого цементного раствора, вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов шести испытанных образцов. Результаты заносят в таблицу:

Насыпная плотность цемента: таблица истинной массы цементного раствора

Такая характеристика, как плотность цемента, представляет собой достаточно информативную информацию о данном строительном материале, которая позволяет оценить надежность будущего раствора, а также его прочность.

Разница между данным показателем в разных видах цемента может значительно различаться, что требует от строителей правильного выбора материала и соответствующих расчетов. В первую очередь плотность цемента влияет на составления пропорций приготовления строительных смесей для возведения зданий и сооружений.

Характеристика цемента, его химическая формула

Такой строительный материал, как цемент, материаловеды относят к искусственным неорганическим вяжущим веществам. С жидкими материалами он способен образовывать массу, обладающую пластичностью, способностью затвердевать и набирать форму камнеподобного тела.

Чаще всего цемент используют для приготовления бетона и различных растворов для осуществления строительства. Существует достаточно много различных видов данного материала, отличающихся своими характеристиками, применением, а также физическими и эксплуатационными свойствами.

Читайте так же:
Очистка клинкера от цемента

Формула цемента является достаточно сложной, так как химия этого вещества многокомпонентная и непростая. В большинстве случаев материал состоит из следующих веществ:

  • CaO (оксид кальция) – 67 процентов;
  • SiO2 (диоксид кремния) – 22 процента;
  • Al2O3 (оксид алюминия) – 5 процентов;
  • Fe2O3 (оксид железа) – 3 процента;
  • другие компоненты – 3 процента.

Исходя из списка компонентов, можно сделать вывод, что химическая формула цемента является большой и достаточно запутанной. Благодаря такому составу, материал отличается достаточно многими полезными качествами.

Их оценить позволяют определенные характеристики, к самым важных из которых специалисты относят следующие:

  • насыпная плотность цемента;
  • удельная плотность цемента;
  • прочностные показатели;
  • время схватывания и затвердения;
  • удельный вес;
  • устойчивость к низким температурам;
  • тонкость помола;
  • расход материала;
  • стойкость к коррозии и т.д.

Вышеперечисленные характеристики материала являются достаточно важными. Они в зависимости от условий могут немного меняться, что требует тщательного подхода к осуществлению расчетов. Первые два показателя существенно могут повлиять на определение количества цемента, необходимого для возведения определенных объектов.

В целом плотность вяжущегося вещества находится в пределах от 3000 до 3200 килограмм на метр кубический. Но это лишь среднестатистические данные, которые могут отличаться в зависимости от множества факторов.

Насыпная и удельная

Насыпная плотность – это особая характеристика любых сыпучих материалов, в том числе и сухого цемента. Определяться данный показатель может в различных единицах измерения, но чаще всего строители и материаловеды его представляют в килограммах на метр кубический (кг/м3).

Удельная плотность цемента представляет собой показатель, характеризующий отношения веса материала к занимаемому им объему. Единицы измерения при этом остаются такими же, как и при насыпной плотность – кг/м3.

Альтернативным названием этого показателя является удельный вес вещества. Эта характеристика цемента может отличаться в зависимости от множества факторов, но приблизительные значения для каждого вида материала в нормальном состоянии строители и материаловеды определили.

В целом насыпная и удельная плотность цемента известная для разных групп данного материала:

  • глиноземистого класса;

  • портландцементов;

  • шлакового класса;

  • пуцолланового класса.

Глиноземистый цемент относится к быстродействующим гидравлическим вяжущих веществам. Смесь для данного материала подбирают специальную, так как она должна быть богатой глиноземом. Кроме этого компонента, в данном цементе присутствует и достаточное количество разных примесей.

Они позволяют увеличить некоторые показатели и эксплуатационные свойства материала. На данный момент существует несколько видов данного цемента: ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60. В первую очередь их отличие состоит в том, что они затвердевают за разное количество времени.

Их насыпная плотность примерно находится в пределах от 950 до 1150 килограмм на кубический метр. Истинная (то есть удельная) плотность данного вида материала в два раза больше: от 3000 до 3100 килограмм на кубический метр.

Портландцемент также относится к гидравлическим вяжущим веществам. Он изготовляется посредством совместного помола нескольких компонентов. К ним относится клинкер, гипс и различные добавки.

Среди химических соединений в данном материале существенно преобладают силикаты кальция, количество которых достигает 80 процентов в зависимости от производителя. Именно этот вид цемента чаще всего применяют на строительстве в разных частях света.

Связанно это с его прекрасными характеристиками и эксплуатационными свойствами. Насыпная плотность данного цемента марок М400 и М500 составляет от 1100 до 1300 кг/м3.

Что касается удельного показателя, то он несколько больше, нежели глиноземистых материалов: от 3100 до 3200 кг/м3.

Плотность цемента М200 несколько ниже предоставленных данных, так как он обладает меньшим количеством различных добавок и примесей. Соответственно и сфера применения такого материала более ограничена, так как данный показатель влияет на множество свойств и качеств цемента.

Шлаковые цементы отличаются тем, что их добавки представляют собой активные минеральные вещества в виде доменных гранулированных шлаков. Из-за того, что данные компоненты материала обладают способностью самостоятельно твердеть, вяжущее вещество такого вида получается качественнее, нежели его пуцоллановые аналоги.

Цемент представляет собой сыпучее вещество, которое очень распространено в различных типах строительства и ремонта. Тут узнаете, из чего он состоит.

В настоящее время весьма популярной считается силиконовая штукатурка, которая применяется для отделки фасада зданий. Здесь все о ее различных видах и характеристиках.

Сухая стяжка пола предназначена не только для выравнивания пола, но так же сделать его и крепким. Перейдя по ссылке ознакомитесь с ее характеристиками.

К тому же производство таких цементов – это корректная утилизация продуктов доменных печей, которые используются при выплавке чугуна из руд. Данные виды материала существуют трех марок: М300, М400 и М500. Они обладают индивидуальными характеристиками и особенностями применения.

Насыпная плотность цемента М300, М400 и М500 находится в пределах от 1100 до 1250 килограмм на метр кубический. Это показатель, касающийся сульфатно-шлакового материала, несколько ниже: от 1000 до 1200 килограмм на метр кубический.

Удельная плотность шлакопортландцемента – 2900-3000 килограмм на метр кубический, тогда как сульфатно-шлакового вещества – 2800-2900 килограмм на метр кубический.

Пуцоллановые цементы начали производить достаточно давно. Эти материалы являются одними из самых древних вяжущих веществ, так как впервые вещество вулканической породы – пуцоллану, применили еще в Древней Риме. Отличается такой материал повышенными антикоррозийными свойствами.

Удельная плотность пуцолланового цемента в рыхлом состоянии находится в пределах от 800 до 1000 килограмм на кубический метр. Если данный материал уплотнить, то данный показатель немного повыситься – до 1200-1600 килограмм на кубический метр.

Что касается удельного веса пуцолланового вяжущего вещества, то он не превышает показателей от 2700 до 2900 килограмм на метр кубический.

Подробнее о том, как определить плотность цемента смотрите на видео:

Факторы плотности

Насыпная плотность цемента существенно отличается от истинной тем, что она является величиной, умеющей меняться. Находится она чаще всего в пределах от 1100 до 1600 килограмм на один метр кубический.

Существует определенный перечень различных факторов, которые могут повлиять на материал, изменив насыпную плотность цемента.

К ним относятся:

  1. Марка материала. Считается, что любой цемент более низкой марки имеют соответственно более низкую плотность. Именно поэтому данный показатель у материала М200 будет ниже, нежели в М400.
  2. На данный фактор важно обращать внимание, так как марка цемента – это практически первое, на что обращает человек внимание, осуществляя покупку данного товара.
  3. Технология производства. В зависимости от того, каким образом изготовлялся цемент, у него могут быть различные фракции, отличающиеся прежде всего диаметром частиц. Это в свою очередь значительно влияет на то, какие воздушные пространства будут между ними.
  4. Если частицы цемента значительные в свои размерах, то пустоты также будут немаленькими. Чем мельче помол, тем меньше воздушного пространства останется в готовом материале.

  1. Химический состав. Если в состав материала добавить определенные пластификаторы, добавки, глинозем или другие элементы, его насыпная плотность может немного поменяться. Связанно это с тем, что размер этих компонентов отличается от размера частиц самого цемента.
  2. В итоге они могут, как увеличить воздушное пространство, так и занять его, будучи достаточно маленькими.

  1. Условия хранения. В некоторых средах материал может достаточно быстро набирать или же терять свои технические характеристики. Например, цемент, находящийся в силосе, длительное время может совершенно не менять показателей плотность в отличие от материала, расположенного на открытом пространстве.
  2. Влага может вытеснять пространство между пустотами, делая цемент более тяжелым и уплотненным. Если транспортировка цемента была неаккуратной, чаще всего его показатели плотности увеличиваются. Чем больше было ушибов на дороге, тем более высокой будет плотность материала.
  3. Дата производства. Если цемент был изготовлен сравнительно недавно, в нем остается небольшое количество статического заряда, который существенно может увеличивать воздушное пространство между частицами материала.
  4. Из этого следует, что, чем дольше времени прошло после даты производства, тем более высокой будет плотность.
Читайте так же:
Цемент пцб 500 как разводить

Плотность сухого цемента меняется от всех вышеперечисленных факторов, поэтому очень важно на них обращать внимание, производя расчеты, или же осуществляя поиск ответа на то, почему существуют отличия между указанными производителем параметрами материала и реальными данными.

Расчет и определение

Определение насыпной плотности цемента – это достаточно простой процесс, который не требует больших расчет или сложных механизмов измерения данного показателя. Для этого понадобится все три вещи:

  • воронка, через которое может проходить материал;
  • мерный цилиндр, позволяющий измерить объем цемента;
  • весы, предназначенные для выяснения массы исследуемого вещества.

Мерный цилиндр не нужно подбирать больших объемов. Достаточно обычной литровой емкости с мерной линейкой на ее стенках. Использую воронку, в цилиндр следует насыпать определенное количество цемента. После этого необходимо разровнять поверхность материала в емкости и убрать излишки, если таковы имеются.

Массу исследуемого цемента следует взвесить, предварительно перед этим также узнав массу самого мерного цилиндра. При это запрещается утрамбовывать материала или же встряхивать его.

Плотность цемента после получения всех данных исследования можно определить, использую простую формулу:

В данной формуле M2 подразумевает общий вес мерного цилиндра и цемента, который был в нем насыпан. Вместо М1 следует вставить массу самой емкости. V – это объем насыпанного в цилиндр материала, который соответствует показателю, взятому из мерной линейки. Масса измеряется только в килограммах, объем – в метрах кубических.

Плотность цемента по ГОСТ определяют следующим образом: PH=M/V, где М – это навеска цемента в граммах, а V – объем жидкости, вытесненной цементов в сантиметрах кубических. По своей сути этот метод практически не отличается от вышеописанного, являясь его аналогом.

Таким образом можно определить плотность с точностью до 0,01 грамма на кубический сантиметр. Для более корректного измерения исследование проводят два раза, в результат записывая их среднестатистическое значение.

Знать насыпную плотность цемента необходимо из-за различных причин. К ним относится необходимость осуществления расчетов для компонентов бетона.

Благодаря знаниям характеристик материала, можно определить, какое его количество необходимо добавить в бетономешалку.

Заключение

Плотность цемента значительно влияет на эксплуатационные характеристики материала, поэтому очень важно ее рассчитывать перед строительством. Для этого следует понимать, в чем заключаются различия, как истинных, так и насыпных показателей материала, и каким образом необходимо их определять.

В таком случае, если все будет сделано максимально корректно, сооружение или здание будет построено правильно на долгие десятилетия или столетия.

Марки цемента: применение и расшифровка

С 2004 года в РФ поменялись марки цемента: теперь они по-другому обозначаются и в них появилось больше информации о самом материале. Как разобраться в новой формулировке и выбрать качественный материал на конкретный вид работы? Подробности ниже.

Как определить марку цемента

Как сказал Бенджамин Франклин: «В нашей жизни неизменными остаются только смерть и налоги», всё остальное меняется и нужно с этим смириться. В интернете и старых документах ещё встречаются прежние марки, но они уже недействительны и придётся перестраиваться на новый формат обозначений.

Хотя можно узнать марку цемента на мешке, если не понимать по какому стандарту она определялась, то результат будет таким:

  • нарушение пропорций в смеси;
  • перерасход либо нехватка материала;
  • некачественная кладка либо заливка.

По новому ГОСТу марка теперь обозначается римской цифрой, а рядом указываются дополнительные компоненты, входящие в состав, класс по прочности и скорость затвердевания.

Перед тем, как указать на упаковке марку материала, специалисты проверяют его в лаборатории на специальном оборудовании. Как это происходит?

Цемент и песок (очищенный кварцевый) берут из расчёта 1:3. Компоненты перемешивают, а затем в сухую смесь заливают воду. Когда цементно-песчаный раствор будет готов, его распределяют по формам (6-10 шт.), размеры которых не больше 10 см по длине, ширине и высоте.

Большинство марок цемента оставляют на 28 дней – за это время раствор должен затвердеть на 98% от своей расчётной прочности (некоторые марки отбирают дополнительно на 2 и 7 день). Затем берётся любой образец, который укладывается на автоматическом прессе для испытаний на сжатие. Форму укладывают на поверхность пресса и сдавливают её сверху. Значение давления, при котором кусок раствора не выдерживает натиска и разрушается, фиксируется в протоколе.

Такие же инквизиционные пытки проводят ещё с 5-ю образцами, после чего в следующий тур проходят только 4 представителя цементно-песчаного раствора с самыми высокими показателями давления. Эти данные суммируются и делятся на 4. В итоге получается среднее число. Благодаря таким методам специалисты разделяют цемент по маркам и классам.

Виды цемента и их применение

Виды цемента и их предназначение:

  1. Портландцемент (ПЦ) – монолитные конструкции из бетона и железобетона. Это самый распространённый вид. Своё название он получил от острова Портленд в Великобритании. Именно там впервые произвели добычу природного камня для этой разновидности.
  2. Шлакопортландцемент (ШПЦ) – монолитные подземные и подводные сооружения.
  3. Пуццолановый – для сборных и монолитных конструкций.
  4. Глиноземный – для ремонтных работ.
  5. Гипсоглиноземный – для бетонов, которые не должны давать усадку, расширяться или пропускать воду.
  6. Белый или цветной – для наружной и внутренней отделки здания.

Другие разновидности по старым стандартам представлены ниже.

Марка смеси и её характеристики влияют на область применения.

МаркаГде используетсяОсобенности
М400Используется для оштукатуривания поверхностей, кирпичной кладки, бетонирования подземных, наземных, подводных объектов, производства конструкций из железобетона.Быстрее всего затвердевает смесь М400 Д0, в состав которой не входит ни одна добавка.
М500Применяется в промышленном строительстве: фундаменты для коммуникаций и зданий, балки, плиты перекрытия, сборный железобетон.Марка водостойкая, прочная и долговечная.
М600Используется при производстве бетона класса В40 (с очень большой прочностью) для высококачественных сооружений сборного типа.При строительстве обычных зданий не применяется, так как смесь очень быстро затвердевает.

Какую марку цемента выбрать

Покупатель может определить марку цемента по упаковке и выбрать то, что подходит под его тип работы. Например, если нужно залить важные части конструкции, такие как перемычки, плиты перекрытия или фундамент, то лучше приобретать М500. Для кирпичной и шлакоблочной кладки подойдёт М400.

Вообще М400 относится к универсальным маркам цемента, которая подходит под большинство строительных работ. Однако, если выбирать между М400 и М500, то лучше немного переплатить и купить М500.

Отличия между марками – в расходе смеси. Например, на заливку бетона или кладку стен уйдёт на 15% меньше материала марки М500, чем М400.

Понять, как связаны марка бетона с маркой цемента, можно на таком примере: для замеса 1 м3 бетона марки М200 нужно 8 мешков цемента М500 (400 кг) или 10 мешков марки М400 (500 кг). Экономия средств однозначная.

Маркировка цемента по ГОСТу 31108

Обновлённый формат обозначений максимально соответствует маркировке, принятой в Европе. Но на сегодняшний день разработана самая последняя версия (так сказать, выпущено обновление) – ГОСТ 31108 2016. Обе версии законны и действительны.

Название и состав

В согласии с уточнёнными стандартами, цементные марки теперь не обозначаются буквой М. Вместо неё на упаковке указаны буквы ЦЕМ (по англ. CEM).

Как это выглядит на практике:

  • CEM I – портландцемент. В нём нет никаких дополнительных добавок, используемых как основной компонент. Минеральные добавки, которые могут быть включены в состав – не превышают 5%. Портландцемент набирает 50% от своей прочности уже на 2-й день после замеса;
  • CEM II – ПЦ с минеральными добавками (от 6% до 35%). Чем больше таких присадок в составе, тем медленнее застывает смесь;
  • CEM III – ШПЦ с добавками шлака, растёртого в пыль (от 6% до 65%). Такой шлак обычно появляется при производстве чугуна. ШПЦ относится к нормальнотвердеющим материалам;
  • CEM IV – пуццолановый цемент (добавки 21%-35%);
  • CEM V – композиционный цемент (добавки – зола и гранулированный шлак).
Читайте так же:
Сколько нужно цемента для 1 куб метра бетона

Цемент из классификации CEM II — CEM V может иметь подтипы, которые обозначаются латинскими буквами A, B, C.

В отличие от бетона, на мешке цемента не указывается марка морозостойкости. Но, если нужно возвести здание или фундамент, способные выдерживать низкие температуры, то лучше брать цемент не ниже М500 и обязательно без добавок (Д0). В особых случаях можно покупать цемент, в состав которого входят пластификаторы (ПЛ).

Добавки

Благодаря специальным добавкам и пластификаторам, свойства цемента заметно улучшаются: уменьшается время затвердевания, повышается морозоустойчивость, а сам бетон можно заливать даже при плохой погоде.

В CEM I не существует никаких добавок – это чистый портландцемент. Разновидности дополнительных компонентов в других марках представлены в таблице. CEM II является рекордсменом по количеству модификаций.

Маркировки цемента CEM III — CEM V тоже могут включать в себя добавки или присадки, но их количество ограничено 2-3 видами.

Класс по прочности на сжатие

В начале статьи говорилось об экзекуции, которой подвергается кусок застывшего цемента на автоматическом прессе. Так вот, данные этого испытания, являющиеся одной из важных характеристик цемента – прочности на сжатие – указываются на упаковке. Согласно новой маркировке различают 3 класса прочности:

  1. 32,5 МПа (бывшая М400).
  2. 42,5 МПа (М500).
  3. 52,5 МПа (М600).

Раньше класс цемента по прочности можно было определить по цифрам, идущим после буквы М. Это означало, что материал может выдержать нагрузку в 400, 500 или 600 кг на см2. Чем больше была цифра, тем выше считалась прочность. С 2004 года этот показатель измеряют в других значениях – в Мпа.

Существуют ещё подклассы (М и Б), но они распространяются только на маркировку CEM III.

Испытания на прочность образцы цемента проходят на 28 день после затвердевания. Шлакопортландцемент дополнительно проверяют ещё на 2 и 7 сутки.

Какие бывают марки цемента в зависимости от времени застывания? Материал может быть нормальнотвердеющим (Н), медленнотвердеющим (М) и быстротвердеющим (Б). Пример: ЦЕМ I 42,5 Н – портландцемент без дополнительных компонентов, с прочностью на сжатие 42,5 МПА, нормальнотвердеющий.

Что означает марка цемента по старому ГОСТу

По старому ГОСТу все марки цемента обозначались буквой М, а после неё стояло 3-х значное число, показывающее, какая прочность на сжатие у этого цемента. На упаковке обычно сначала идёт вид цемента, а затем числовой показатель.

Например: ПЦ 500. Расшифровка этого обозначения: материал – портландцемент, прочность на сжатие у него – 500 кг/см2.

Если после 3-х значного показателя стоит буква Д, это означает слово «добавка». Число, идущее после буквы Д, показывает, сколько процентов добавок находится в цементе. «0» – означает, что добавок вообще нет. Д20 (как на картинке ниже) указывает, что в цементе есть не больше 20% добавок (обычно это гранулированный доменный шлак).

В шлакопортландцементе находится 21-85% шлака, поэтому такой вид цемента не выдерживает нагрузку свыше 300 кг/см2. Он стоит недорого и его область применения – заливка бетона низкой марки (М200).

Соответствие старой и новой маркировки цемента

Новая маркировка отличается от предыдущего формата тем, что она даёт больше информации о цементе, его составе и технических характеристиках.

Пример расшифровки одного из типов цемента согласно новой маркировке показан ниже.

Как проверить качество цемента

Люди научились подделывать всё, поэтому иногда вместо качественного цемента покупателю могут подсунуть смесь с примесью пыли, минерального порошка, старого цемента с комками или золы. Бывает, что на упаковке написано «ГОСТ», но в реальности – строительный материал вообще никакого отношения к Госстандарту не имеет.

Чтобы не нарваться на подделку, нужно ещё в магазине проверять сопроводительные документы на цемент или хотя бы внимательно читать информацию на упаковке материала. Продукцию, сделанную в соответствии с ГОСТом, всегда отличает наличие сведений о заводе-изготовителе, дате расфасовки, да и сама упаковка имеет приличный вид, а не вид голодранца (с потёртыми краями, порванной шнуровкой в месте открывания, размытыми надписями и опознавательными знаками).

В сопроводительных документах должны быть основные сведения о материале:

  1. Название поставщика продукции.
  2. Адрес изготовителя.
  3. Маркировка с буквенным и числовым обозначением цемента.
  4. Номер партии.
  5. Дата фасовки.
  6. Название ГОСТа.

Обязательно нужно взвешивать продукцию на весах, иначе есть вероятность заплатить за несуществующие килограммы. Упаковки, в которых находится поддельный цемент, зачастую имеют недовес до 10 кг.

Крупные компании, которые закупают цемент в большом объёме, могут позволить себе провести проверку продукции в лабораторных условиях. Простым смертным такая роскошь не доступна, да и времени на неё нет.

Поэтому, чтобы провести экспресс-тест цемента прямо в магазине, можно открыть упаковку и оценить внешний вид материала. Если там есть комочки – раздавить их пальцами. Получилось это сделать легко, а сам комок распался на мелкие частицы? Значит, продукция «свежая» и пригодна для работ. Пришлось прикладывать усилия, а комок распался на несколько маленьких комочков? Не нужно тратить деньги на эту «пародию» на цемент. Он испорчен и непригоден к работе.

Есть ещё несколько признаков, по которым можно определить качественный цемент:

  1. Беря в руки упаковку, качество материала можно определить наощупь. Мешок с непросроченным материалом всегда должен деформироваться при перемещении. Если мешок мягкий, а его содержимое плавно пересыпается из стороны в сторону – продукция не просрочена. Когда такого эффекта нет, это значит, что внутри находятся комки старого, отсыревшего материала (и не факт, что цемента).
  2. «Свежий» цемент не может стоить дёшево. Если на упаковке стоит соблазнительно низкая цена – это должно настораживать. Обычно под скидку попадают мешки, в которые поместили повторно перемолотый материал (залежавшийся и с комками). Возможно, на внешний вид такой материал будет презентабельным и рассыпаться в руках на мелкие частички, но от качественных технических характеристик ничего уже давно не осталось.
  3. Влага – враг №1 для цемента. Если в торговой точке или на складе навалена куча мешков, которые лежат под открытым небом либо в самом помещении, где хранятся материалы, есть затхлый запах, отсыревшие углы, стены с плесенью – нужно искать другой магазин. Продукция в таких местах однозначно пропиталась влагой.
  4. Хорошие строительные материалы не могут продаваться на каждом углу или в не стационарных точках. Обычно у продавцов таких товаров нет никаких сертификатов и сопроводительных документов. Лучше отправиться за покупкой в строительный магазин либо заказать товар по интернету. По крайней мере, там будут хоть какие-то гарантии.

В качестве дополнительной проверки можно попробовать замесить немного раствора при помощи соляно-щелочной воды («Ессентуки», «Боржоми»). Нормальный цемент застынет за 5-10 минут, будет тёплым и не потрескается. «Китайский ширпотреб» будет холодным, потрескается и застынет через 40-60 минут после замеса.

Если в этой статье были упущены какие-то важные моменты, то пишем о них в комментах. Строителем можешь ты не быть, но совет дать обязан 🙂 Возможно, именно ваша рекомендация станет для кого-то дельной и поможет не выкинуть деньги на ветер.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector