Плотность цемента

Маркировка цемента

По прочности цемент делится на марки. Марки выражаются в числах: М100…М800. И чем выше цифровое число в марке цемента, тем больше его прочность. Например, М600 применяется для сооружения военных объектов (бункеров и других). Надо заметить, что все-таки марки ниже 300 или свыше 600 очень редко применяются. Наиболее распространенным и востребованным в строительстве, является марка М400.

Как известно, важнейшая характеристика цемента – это именно его прочность. Марка цемента М400 показывает, что при сжатии такой цемент выдержит давление 400кг на куб.см. Если рассматривать в интервале от 100 до 800, то это как раз среднее значение, которое обеспечит оптимальное качество по не завышенной цене.

Как мы знаем, основа цемента — клинкер, но кроме него в состав цемента входят всевозможные добавки, которые придают необходимые дополнительные свойства. Для указания процента добавок при маркировке цемента после указания самой марки ставится буква «Д», а за ней – цифровое указание. Например, если указано на упаковке «Цемент М400 Д0», то это показывает, что цемент в чистом виде, а обозначение «Цемент М400 Д20» обозначает присутствие добавок в количестве 20%. Если добавок больше, чем 20%, это говорит о том, что это «шлаковый» цемент.

После цифрового указания наличия добавок в цементе, указывается специальная аббревиатура, которая уточняет свойства добавок (т.е. для чего именно они добавлены):

• ШПЦ — шлакопортландцемент;
• БЦ – белый цемент (он необходим для отделки помещений);
• СС – сульфатостойкий цемент (содержит специальную защиту при агрессивном воздействии солевых растворов);
• ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся цемент;
• ПЛ — пластифицированный цемент (отличается очень высокой морозостойкостью);
• Б – быстротвердеющий цемент (применяется для срочных ремонтных работ);
• ГФ – гидрофобный цемент (самый влагостойкий, высоко пластичный, морозостойкий).

Таким образом, если на упаковке указано «Цемент М400 Д20Б», то мы понимаем, что это быстротвердеющий цемент марки М400 с добавками на минеральной основе в количестве 20%, который применяется для срочных ремонтных работ.

Качество цемента

Основным требованием к цементу являются его качественные характеристики. Ведь именно низкое качество цемента приводит к разрушению зданий и, кстати, может подорвать авторитет любой строительной организации.

Выбрать цемент хорошего качества не так просто, ведь для него характерна высокая гигроскопичность, а значит, нужна надежная гарантия соблюдения всех правил хранения. А в условиях, где влажность воздуха повышена, цемент достаточно быстро потеряет свои свойства и придет в непригодность.

Чтобы не оказаться в неприятной ситуации, являющейся последствием применения некачественного цемента, необходимо просто придерживаться нескольких правил:

• приобретать цемент только в фабричной упаковке, с указанием соответствующей маркировки на мешке. Те производители, которые борются за свою репутацию, не станут фасовать продукцию в целлофановые мешки, соответственно, упаковка будет плотной, влагозащищенной, прочной;
• надежный товар всегда сопровождается сертификатом качества;
• прощупайте упаковку, она должна быть мягкой, без затвердений;
• внимательно рассматривайте упаковку, на упаковке не должно быть повреждений, обязательно должна присутствовать этикетка (или же полная информация, она напечатана на фирменной таре) с информацией: марка цемента, например, цемент М400 Д20Б, дата изготовления и срок хранения.

На дату производства нужно обращать самое важное внимание, ведь до 5% своих вяжущих свойств цемент теряет по истечению месяца от дня изготовления, а чем дольше он хранится, тем менее пригодным он становится. Максимальный срок для использования цемента – 60 дней от даты изготовления, далее – он затвердевает в упаковке и вяжущие свойства, как мы говорили, теряет

Образец упаковки фабричной

Объемный вес цемента в мешках М100, 200, 300, 400, 500 в 1 м3

Сегодня почти во всех строительных работах используется цементный раствор. Для его правильного приготовление необходимо знать некоторые физические характеристики цемента, в частности, его удельный вес и насыпную плотность.

Удельным (объемным) весом называют отношение веса вещества к занимаемому им объему. В физике такую величину называют плотностью. Но цемент – это особое вещество, плотность которого может со временем изменяться. Поэтому на практике используют еще одно понятие – насыпная плотность.

Насыпная плотность – это плотность цемента, который находится в разрыхленном состоянии. Величина насыпной плотности для свежего цемента изменяется в пределах 1000 – 1100 кг/м3, для слежавшегося 1500 – 1600 кг/м3. Для всех расчетов берут усредненное значение плотности, равное 1300 кг/м3. Настоящая физическая плотность цемента в несколько раз превышает насыпную, и порой ее значение доходит до 3200 кг/м3.

От чего зависит удельный вес цемента?

Известно, что наименьшую плотность имеет только что изготовленный цемент. Дело в том, что каждая частичка цемента во время размола получает электростатический заряд, поэтому отталкивается от соседних, таких же заряженных частиц. Но при транспортировке, пересыпке, хранении электростатический заряд теряется, цемент уплотняется, а значит, его плотность увеличивается. Становится большим и его удельный вес.

Существенно влияет на объемный вес цемента его технология производства, то есть измельченность. Она определяет размер цементных крупинок, а, следовательно, и общий объем образующихся воздушных пустот между ними.

Условия хранения тоже могут повлиять на удельный вес цемента. Если цемент хранится во влажных, сырых помещениях, то влага постепенно вытесняет воздух, находящийся между частичками вещества, и его вес значительно увеличивается.

Влияет на плотность цемента вид и марка продукции. Сегодня можно купить пластифицированный цемент, гидрофобный, глиноземный и другие.

Какова величина удельного веса для разных марок цемента?

Когда для расчета веса цемента взять принятое его среднее значение 1300 кг/м3, то в мешке массой 50 кг насыпано приблизительно 0,038 м3 или 30 – 38 л цемента. Тогда масса 1 м3 цемента будет приблизительно равна 1300 кг. Для разных марок значение массы цемента будет несколько отличаться.

Если для каждой конкретной марки цемента брать не усредненное значение его насыпной плотности, а более точное, то при приготовлении раствора будут допущены меньшие погрешности.

Виды бетона по плотности

Определяющим для классификации по этому параметру является средняя плотность бетона (D). Плотные смеси – это тяжелые и особо тяжелые бетоны. Марка бетона по средней плотности имеет характерный для нее диапазон классов по прочности. Примерные характеристики отображены в следующих таблицах:

Таблица 1 – Характеристики по типам

Таблица 2 − Виды плотности по марке и классу

Следует сказать, что эти таблицы, весьма относительны, поскольку характеристики бетона также зависят от наполнителя и пропорций составляющих. Например, бетон М400, если в него добавить наполнитель с большей прочностью, меньшей фракционностью, а также уменьшить количество воды, подмешать специальные добавки, может иметь плотность, характерную для более тяжелых бетонов.

Подробнее о тяжелых

Особо тяжелые материалы создают для специальных целей, их редко используют в частных или в обычных строительных работах. В большинстве своем это промышленные смеси, используемые на специальных объектах. Они предназначены для создания конструкций в атомной энергетике, для стен АЭС, промышленных полов, взлетных полос. Показатель их плотности в диапазоне 2500–6000 кг/м3, в них применяют специальные наполнители (барит, металлические опилки).

Тяжелые бетоны называют еще общестроительными, основными или обычными. Их значение в границах D2200 – D2500 кг/м3. Это главный материал для монолитных сооружений, многоэтажных домов, фундаментов, дорог, несущих конструкций промышленных и габаритных сооружений, перекрытий.

Подробнее о легких

Облегченные бетоны имеют несколько особенностей. Они обладают плотностью в диапазоне 1800–2200 кг/м3. Наиболее часто используются для несущих конструкций в частном строительстве. К примеру, бетон М400 с плотностью около 1900 кг/м3 является оптимальным для фундамента частного дома, хотя также используются для фундаментов и более легкие марки М100 и М200 (на щебенке или гравии). Облегченные бетоны — это марки от М350 до М500, им соответствуют классы В25–В40.

Легкие растворы отличаются большим разнообразием. Для них характерно многообразие различных наполнителей. Ими могут выступать опилки, стекло или пористые наполнители: керамзит, пемза, шлаки. К ним относятся ячеистые блоки для утепления зданий. Эти растворы очень разнообразные, обладают плотностью в границах 1400–1800 кг/м3. К ним принадлежат М100-М350 или, соответственно, классы В15–В25. Такое изделие может выступать теплоизоляционным или теплоизоляционно-конструкционным материалом.

Существуют также легкие ячеистые аналоги смесей, это газо- и пенобетон. Их составляющими являются вяжущий элемент, вода, мелкий кремнеземистый ингредиент и химическая добавка для образования пор. Они имеют небольшую удельную массу – 500–1200 кг/м3, уменьшенную теплопроводность. Их марки − М15–М150 или классы В3,5–В12,5. Такие растворы используются для изготовления пено- или газоблоков, которые обладают хорошей теплоизоляцией.

Подробнее об особо легких

Следующим видом будут особо легкие и ячеистые бетонные смеси. С применением новых технологий удается изготавливать растворы с удельной плотностью ниже 500 кг/м3 с неплохими характеристиками прочности. Классы плотности таких материалов − В1–В10.

Конечно, при такой плотности о каких-либо особых конструкционных и строительных функциях не приходится говорить. Главной задачей их является теплоизоляция. Они применяются в роли прослойки, при ремонтных работах, для стяжек, подложек под бетонный фундамент.

Приготовление цементных смесей

Цемент в чистом виде почти не используется. Применяются смеси, где цемент выступает как связующее вещество и минеральные наполнители, чаще всего кварцевый песок и гравийно-щебёночные смеси.

Применяют два вида изготовления растворов:

• механический, -посредством бетономешалки;
• ручной, с применением труда человека.

Для приготовления смеси на основе цемента необходимо соблюдать ряд правил:

• использовать цемент только заводского производства;
• применять в зависимости от технологических задач, только необходимую марку цемента;
• состав смеси должен включать наполнители с требуемой фракцией;
• применять просеянный, очищенный от грязевых включений песок;
• при замешиваниив бетономешалке первоначально заливается определённое количество воды, затем следуют необходимые твёрдые ингредиенты, — песок, цемент, гравий или щебень;
• при ручном замешивании первоначально смешиваются все сухие ингредиенты, потом осуществляется затворение водой.

При соблюдении правильных пропорций компонентов и технологии замешивания можно создавать цементные растворы, не уступающие по характеристикам промышленным образцам.

Как рассчитать количество строительных смесей для обеспечения прочности бетонного состава

Осуществляя расчет бетона или определяя потребность в материале для выполнения кладочных работ, стяжки или штукатурки, следует соблюдать порядок выполнения расчетных операций:

1. Выбрать процентное соотношение, согласно которому будет готовиться цементный или бетонный раствор.
2. Прочесть на упаковочной таре, сколько кг цемента в мешке содержится.
3. Перевести пропорцию в объемные или весовые единицы и определить суммарную потребность в ингредиентах.
4. Прибавить к результату суммирования количество воды, добавляемое до получения нужной пластичности.

Результат вычислений – количество бетонного раствора для выполнения конкретных работ.

Нюансы выполнения расчетов по определению количества цементных смесей

В процессе строительных мероприятий возникает необходимость определить, сколько куб бетона весит.

Масса изменяется в широких пределах в зависимости от марки бетонной смеси и составляет:

• 1-1,8 т – для легкого бетонного раствора, маркируемого М100;
• 1,8-2,5 т – для тяжелой бетонной смеси марки М400;
• более 2,5 т – для особо тяжелых растворов специального назначения.

На точность выполняемых расчетов влияет ряд факторов:

• влажность и крупность исходного сырья;
• удельный вес применяемых ингредиентов;
• марка используемого портландцемента;
• количество воды, добавляемой в процессе приготовления.

Качественно выполненные расчеты позволяют правильно определить количество исходного сырья, необходимого для приготовления бетона. При использовании объемной пропорции компонентов необходимо знать реальный объем упакованного в мешки цемента. Овладев методикой расчетов, несложно определить количество материалов для подготовки прочной бетонной смеси.

Объем мешка цемента

Вообще, на вопрос какой объем цемента содержится в мешке, ответить не так просто. Начнем с того, что фасовка идет в мешках по 25 кг, 40 кг и 50 кг. Так что надо уточнять массу. Второй момент — цемент бывает разный. С добавками и без. И добавки тоже бывают различные и разные типы отличаются по плотности. Это значит, что один и тот же вес занимает разный объем.

Вес мешка с цементом может быть 25 кг, 40 кг и 50 кг

Есть и еще один момент. Плотность любого цемента меняется со временем. Сразу после производства, когда его насыпали в мешки, плотность наименьшая. Пока размолотый порошок насыпают, его частицы заряжаются и захватывают молекулы воздуха. Поэтому свеженасыпанный он весит меньше. В процессе транспортировки и хранения заряд снижается, часть воздуха улетучивается, плотность повышается. Так что через месяц в тот же объем помещается больший вес. Причем, где-то через год хранения, разница с насыпной плотностью получается значительная — до 35% от первоначального значения.

В расчетах берут среднюю цифру, которую называют удельной плотностью. Для каждого типа цемента она своя и в расчетах при определении количества требуемого материала, можно отталкиваться от нее.

Методика расчета

Удельная плотность цемента — это масса одного кубометра. Для портландцемента, например, составляет 1300 кг/м³. Чтобы определить объем цемента в мешке 50 кг, надо решить простую пропорцию:

Как посчитать объем цемента в мешке

Мы нашли какой процент от одного кубометра содержится в одном мешке портландцемента на 50 кг. Это 3,85%. Это значит, что в данной таре содержится 0,0385 м³ (просто «берем процент» от кубометра).

Сводная таблица

Для мешка в 25 килограмм можно не считать, а разделить полученную цифру на два. В одном мешке портландцемента 25 кг содержится 0,019 м³. Для мешка в 40 кг, придется все посчитать по-новой. Получится 0,031 м³. Аналогичные расчеты проделать надо для всех марок цемента с различной плотностью. Мы это сделали и свели данные в таблицу.

Объем цемента в мешке: таблица для разной тары и разных марок вяжущего

В таблице посчитаны средние значения. Если вы точно знаете вес куба вашего материала (может быть указан на мешке или можно взвесить и вычислить), лучше пересчитать. Разница вряд ли будет большой, но все-таки. А как посчитать? Взять литровую тару, поставить на весы и взвесить. Насыпать цемент — не встряхивать, не уплотнять. Просто насыпать и взвесить, а затем отнять массу тары. Вы найдете, сколько весит килограмм цемента, купленного вами. Дальше умножаете на 1000 (в одном кубе тысяча литров) и получаете точную (почти) плотность вашего материала. Дальше в расчетах можно использовать ее.

Показатель плотности цементного порошка

Показатель удельного веса в случае сыпучих материалов находится путем деления их массы на занимаемый объем и имеет прямую зависимость от степени уплотнения и доли вовлеченного воздуха. Портландцемент и сходные виды вяжущего, получаемые в процессе помола спеченного клинкера, не являются исключением, в разных состояниях это значение у них меняется. Точная величина насыпной плотности зависит от многих факторов: от параметров цементного теста и особенностей помола до условий хранения и текущего качества зерен. Ее учет при подборе и проверке пропорций других компонентов строительных смесей исключает ошибки при замесе и улучшает их свойства.

Понятие плотности и влияние показателя

В сухом виде это вяжущее представляет собой взвесь пылеобразных зерен и воздуха, вовлеченная доля последнего напрямую зависит степени электрической заряженности между отдельными частицами. Этот тип сыпучих стройматериалов нельзя отнести к плотным, после затворения порошок практически полностью распределяется в воде и между частицами наполнителя. Максимальная разреженность наблюдаются у свежепомолотых и продутых составов, минимальная – у спрессованных в ходе транспортировки, вибрации или длительного хранения. Удельный вес имеет обратную зависимость: в разрыхленном состоянии – не более 1300 кг/м3, в слежавшемся – достигает 1600. Худшие показатели наблюдаются у отсыревших марок, начавшихся комковаться.

Разница между истинной плотностью и насыпной довольно велика (для ПЦ 3100 кг/м2 в сравнении с 1200). Значение массы вяжущего без пустот косвенно свидетельствует о прочности и других, связанных с ней характеристик, влияющих на пластичность, вес и удобоукладываемость будущих смесей. Истинная плотность у пуццолановых, шлако- и сульфатосодержащих марок уступает портландцементу (2700-2900 кг/м3 в сравнении с минимальными 3100). Максимальная наблюдается у разновидностей с оксидами бария.

В итоге на величину плотности цемента в сухом виде оказывает влияние:

1. Состав и итоговая марка прочности вяжущего.
2. Способ образования клинкера и тонкость его помола.
3. Активность – минимальная насыпная плотность наблюдается сразу после измельчения в мельницах.
4. Время контакта с открытым воздухом и способ хранения. Поглощение портландцементом влаги из окружающей среды увеличивает массу 1 куба до 1600-1700 в сравнении с нормативными 1300. Нужные параметры поддерживаются при их помещении в силосы с аэрацией или аналогичные специализированные резервуары, худшие результаты достигаются при длительном хранении цемента в мешках или биг-бегах, уложенных друг на друга.
5. Наличие или отсутствие дополнительных присадок. Чистый ПЦ укладывается плотнее, чем смеси с добавками шлака или минеральных примесей. Но итоговая пористость искусственного камня при его использовании будет меньшей.

Плотность марки цемента м400 (самой распространенной) в свежем виде составляет 1200 кг/м2, в слежавшемся – 1500-1600. При расчете пропорций и количестве материала ориентируются на нормативную величину – 1300, характерную для ПЦ М500. При стандартном соотношении с песком 1:3 плотность смеси на их основе достигает 1700 кг/м3. В случае облегченных разновидностей с добавками перлита или шлаков – 1400.

Производители проверяют характеристику путем взятия пробы из партии и определения ее с помощью прибора Ле-Шателье. При необходимости плотность можно найти в домашних условиях, с использованием простой схемы: мерная емкость с известным объемом без горки или уплотнения засыпается портландцементом и взвешивается в заполненном и пустом состоянии. По возможности используется лабораторная посуда или ее аналоги с ровными закругленными стенками, чем точнее будут весы, тем лучше. После этого остается разделить разницу в массе на объем. Действия повторяют 2-3 раза, при подборе пропорций учитывается усредненное значение полученной насыпной плотности.

Как приготовить ЦПС?

1. Наиболее густой раствор необходим для кладки — соотношение вода/цемент не более 0,8.

2. Для стяжки и штукатурки используются сметаноподобные составы с пропорцией В/Ц, равной 0,8–1,2.

3. При обрызге и затирке еще сильнее разжижают раствор, вплоть до В/Ц — 1,5.

4. Смеси с В/Ц меньше 0,6 используют при необходимости получить быстросохнущий цементно-песчаный раствор высокой марки (М300 и выше), или для бетона.

Если для замеса применяют бетономешалку, рекомендовано проводить работу в следующем порядке:

• В раскрученный барабан залить воду, внести добавки.
• Всыпать 2 ведра песка.
• Добавить ведро цемента, подождать, пока размешается.
• Досыпать оставшийся песок, при необходимости долить воды.

При ручном замесе воду вливают в сухую смесь. Если делать наоборот, вода образует на поверхности мелких комков смеси пленку из цемента, что многократно замедлит процесс. Если состав изготавливается из собственных компонентов, их желательно смешать в сухом виде до добавления воды.

После изготовления раствор необходимо использовать до того, как он начнет застывать — от 15 минут до нескольких часов, в зависимости от применения добавок, концентрации цемента и температуры. Обычный раствор М150-М200 при температуре 20 °C начинает застывать через час после замеса.

Расход

Обычные значения расхода песчано-цементной смеси — 1800 кг/м3, для высокомарочных составов — до 2200 кг/м3, для облегченных штукатурок с известью — 1200-1600 кг/м3.

Подсчет объема расхода раствора для штукатурных работ и стяжки не представляет особого труда, а вот затраты материала на кладку зависят от мастерства конкретного исполнителя. Если строго следовать технологии, расход раствора составит 25 % от общего объема стены, но на практике это значение может быть как до 35 % (толстые швы, потери на брызги), так и ниже 20 % (пустошовная кладка, использование некачественных методик для ускорения работ).

Сделать песчано-цементную смесь можно самостоятельно либо купить готовый сухой порошок. Второй вариант дороже, поэтому мастера нередко выбирают первый. В таком случае нужно правильно определить вес и объемы компонентов, быстро замешать раствор и использовать по назначению.

Для стяжки

Цемент марки М400 или М500 смешивают в пропорции 1:2 или 1:3 соответственно. Для исключения риска появления трещин и других деформаций на поверхности в смесь вводят фиброволокно в расчете 0.7-0.9 килограммов на кубический метр раствора.

Для кладки

Тут самым важным компонентом является песок, который должен быть просеянным и просушенным, мелким и чистым. К одной части цемента берут 3-5 частей песка. Готовится раствор порционно, первую порцию проверяют на отдельной поверхности на предмет качества, потом корректируют соотношение в случае необходимости.

Для штукатурки

Компоненты смешивают в нормативном соотношении один к трем (цемент и песок). Прочность и качество раствора зависят не только от состава, но и тщательности перемешивания.

Добиться нужного эффекта замесом вручную очень трудно, лучше использовать бетономешалку или электрическую дрель, перфоратор со специальными насадками.

Сколько весит цемент — показатели удельного и объемного веса

При расчете количества закупаемых компонентов для строительных растворов и подборе их пропорций важно отслеживать, сколько весит куб цемента. В случае вяжущего этот показатель отражает насыпная плотность, которая в свою очередь сильно зависит от доли вовлекаемого воздуха, разница между слежавшимся и свежим материалом достигает 400 кг на кубометр

У разных видов и марок эта характеристика отличается, во избежание ошибок ее стоит уточнить на момент приобретения (соответствующая информация указывается на фасовке вяжущего или в прилагаемом сертификате).

Понятие объемного веса

Он показывает отношение массы цемента к занимаемому им объему и меняется исходя из степени плотности и слеживания материала. Его минимальное значение наблюдается у свежепомолотого клинкера или у продутого после выгрузки из силоса вяжущего, максимальное – у спрессованных при транспортировке в цистерне или мешке марок. Это объясняется действием электростатических разрядов при расколе и трении отдельных зерен в процессе изготовления и их влиянием на количество вовлекаемого воздуха, а вместе с ним – на объемную массу. Вибрации при транспортировке или длительное хранение упаковок в условиях сырости повышают насыпную плотность цемента. Это сказывается на правильности пропорций замеса строительных смесей, в ряде случаев ПЦ рекомендуют просеять перед вводом с целью доведения веса в кубе до нормы – 1300 кг.

Физически этот параметр также зависит от истинной плотности клинкера и степени его измельчения. На практике это означает, что при равной доле вовлеченного воздуха в 1 кубометре вес цемента определяется составом сырьевого теста (в частности – количеством кремнеземов), способом его спекания и сушки и другими особенностями изготовления. Марки с пониженной плотностью в итоге имеют меньшую себестоимость, смеси на их основе характеризуются высокой пластичностью и большим объемом выхода раствора. Самые тяжелые разновидности используются при замесе бетонов для ответственных объектов: реакторов, нефтяных скважин, гидротехнических сооружений.

Нормативные массовые и объемные пропорции актуальны при весе 1 кубометра вяжущего в пределах 1300 кг. Именно к нему стремятся производители качественного порошка в мешках, соответствующее значение насыпной плотности указывается на упаковке. В итоге в пакете 50 кг находится около 38 л вяжущего. Эта величина принимается в качестве средней и учитывается при подборе остальных компонентов. Объем и вес куба цемента в биг-бегах имеет аналогичное соотношение.

Соответствие заявленной массы и насыпной плотности фактическим во многом зависит от способа фасовки. Заводы, засыпающие ПЦ сразу после помола или продувки после силоса, используют одни методы контроля объемного веса, перекупщики и изготовители сухих строительных составов – другие. Длительное хранение вяжущего в насыпном состоянии или его перемещение отрицательно влияют на качество, вероятность отклонения массы или объема возрастает. Оптимальные характеристики удельного веса наблюдаются у ПЦ, купленного непосредственно у производителя в пределах 2 месяцев с даты его выпуска.

Таблица удельного веса разных марок

Объемный вес напрямую зависит от вида наполнителя и пропорций компонентов. Сами по себе зерна вяжущего оказывают минимальное влияние на занимаемый составами объем, превышение дозировки приведет только к возрастанию массы. При весе цемента в пределах 1200-1300 кг/м3 средний показатель для легких смесей – 1400, классической ЦПС – 1700, облегченных пескобетонов – 1550.