Какая плотность у цементов

Насыпная плотность цемента (кг м3): таблица показателей, определение истинной плотности

При возведении зданий и сооружений используются цементные смеси, обеспечивающие высокий уровень надежности всех конструкций. Показатель, который необходимо знать для определения требуемого количества цемента, — его плотность.

Характеристика цемента, его химическая формула

Цемент — вещество с многокомпонентной формулой, которое изготавливается искусственным путем из минерального сырья. Относится к материалам неорганического происхождения и обладает вяжущими свойствами.

Используется в строительстве для приготовления цементных растворов разного состава. При смешивании сухого цемента с жидкостью образуется пластичная масса темно-серого цвета, способная равномерно заполнить форму нужной конфигурации. Раствор постепенно затвердевает и приобретает камнеподобный вид.

Формула этого материала зависит от его типа. Так, в портландцементах преобладает оксид кальция (до 67%), присутствуют также диоксид кремния (до 22%), оксид алюминия (до 5%), оксид магния (не более 5%), оксид серы (от 1,5 до З,5%), а сульфатостойкость материала достигается путем снижения содержания алюминатов кальция.

В состав пуццолановых веществ, кроме CaO и минеральных добавок, входит гипс (двуводный сульфат кальция). Основой глиноземистых цементных смесей являются низко-основные алюминаты кальция, а оксид кальция и диоксид алюминия присутствуют в сопоставимых количествах (50-55% и 45-50%). Шлаковые цементы изготавливаются из мелкогранулированного доменного шлака с добавлением известняка или без него.

• насыпная плотность;
• удельная (истинная) плотность;
• время схватывания и затвердевания;
• показатели прочности;
• влаго- и морозоустойчивость;
• тонкость помола;
• стойкость к коррозии.

Все показатели могут в некоторой степени изменяться в зависимости от внешних условий. 2 первых из них являются определяющими при расчете количества материала, необходимого для возведения какого-либо объекта.

Насыпная и удельная

Любое сыпучее вещество, к которым относится и цемент, состоит из твердых частиц, разделенных между собой воздушными пустотами. Объем воздуха, окружающего каждую частицу, изменяется под влиянием внешних условий, поэтому и масса у одного и того же количества цемента может быть разной.

Для каждого сыпучего материала существуют 2 физических параметра, которые определяются как соотношение его веса к занимаемому им объему. Они называются насыпной и удельной (истинной) плотностью вещества. При определении первого параметра учитывается объем воздуха, скопившегося между частицами материала.

Его используют для строительных расчетов требуемого количества цемента, находящегося в разрыхленном состоянии. Значения насыпной плотности цемента в кг/м3 (килограммах на метр кубический) для наиболее распространенных марок приведены в таблице:

Удельная плотность является величиной постоянной. При ее вычислении предполагается, что частицы вещества прилегают друг к другу настолько плотно, что между ними не остается воздушной прослойки. Величина истинной плотности цемента всегда выше насыпной и может достигать 3200 кг/м³.

Факторы плотности

Насыпная плотность — переменная величина, зависящая от многих факторов. Наименее плотной является только что изготовленная цементная смесь. Между ее частицами еще сохраняется статическое электричество, что приводит к отталкиванию фракций друг от друга и образованию многочисленных пустот. Освободившееся в материале пространство заполняется воздухом. Со временем внутренний объем воздуха уменьшается, и строительная смесь становится более плотной.

Этот параметр зависит от марки материала. Чем выше его качество, тем более мелкие фракции составляют материал и тем меньше воздуха в нем присутствует. Например, плотность у цемента М400 существенно выше, чем у М100. На показатель также оказывают влияние условия хранения и транспортировки материала. Свежая продукция в мешках обладает рыхлой структурой, но имеет свойство постепенно слеживаться.

Играет роль и технология изготовления строительного сырья. На плотность влияет химический состав и качество помола (однородность и размер составляющих его фракций), способ сушки шлама на силосах. Наиболее плотным будет стройматериал мелкого помола. Самые низкие показатели плотности у пуццолановых смесей. Они составляют 900-1100 кг/м³.

Пониженной плотностью обладают цементы с пластификаторами и разными добавками, повышающими морозоустойчивость и улучшающими другие характеристики. Наиболее плотными являются материалы, не содержащие присадок, такие как портландцемент.

Расчет и определение

Удельная плотность сухого цемента в промышленных условиях определяется прибором Ле-Шателье. Но для оценки прочности будущего бетона или другого раствора нужно знать значение насыпной плотности, т.к. от него зависит, насколько пористой получится конструкция. В строительных расчетах чаще всего применяются усредненные показатели. Для свежего материала используют значения 1200-1300 кг/м³, слежавшегося — 1500-1600 кг/м³.

Но иногда для замешивания прочного раствора необходимо знать точное значение этого параметра. Сделать правильный расчет насыпной плотности можно и самостоятельно.

Массу заполненного сосуда обозначают как M2. Искомую величину определяют по формуле: P = (M1 — M2)/V. Значение массы при подсчетах должно быть выражено в килограммах, объема — кубических метрах.

Для получения наиболее корректных данных измерения и вычисления проводят дважды, а окончательный результат выводят как среднеарифметическую величину. Использование этого способа расчета насыпной плотности дает результат с погрешностью до 0,01 кг/м³, что позволяет достичь требуемой прочности возводимой конструкции и избежать существенных ошибок при строительстве.

Заключение

Определение насыпной плотности цемента в некоторых случаях является необходимостью, потому что от него зависят эксплуатационные характеристики цементного раствора. Чтобы сделать это правильно, следует понимать разницу между удельной и насыпной плотностью материала.

Источник

Цемент и его плотность

Такая характеристика, как плотность цемента имеет прикладное значение и является информативным показателем качества вяжущего компонента, а также прочности и надежности возводимой конструкции. Данный строительный материал состоит из частиц вещества, пространство между которыми заполнено воздухом. При этом количество последнего может быть неодинаковым. Существуют два параметра плотности: насыпная и истинная.

Факторы, влияющие на плотность

Насыпная плотность, в отличие от истинной – величина переменная и находится в пределах от 1100 до 1600 кг/м3. Вариативность этого показателя зависит от:

• марки. Например, плотность М500 будет выше, чем у цемента М400;
• используемой технологии производства – частицы вещества могут иметь разную фракцию, что влияет на размер воздушного пространства между ними;
• химического состава – плотность М400 будет иной, в сравнении с глиноземными, гидрофобными, пластифицированными;
• условий хранения – цемент в силосе полностью сохраняет свои параметры;
• степени «свежести» – только что произведенный продукт, за счет накопленного статического заряда, имеет больше пустот между гранулами. Следовательно, плотность свежего цемента всегда будет меньше по сравнению со слежавшимся.

Предлагаем ознакомиться с особенностями цементных смесей М500 в этой статье.

Для вычислений используется усредненная насыпная плотность, которая составляет 1300 кг/м3. Но иногда при выполнении строительных работ важно определить точное количество наполнителя в бетонной смеси. Для этого применяется истинная плотность цемента кг/м3. Данный параметр – постоянный для конкретной марки, соответственно, удельный вес у ПЦ-400 и ПЦ-500 будет разным.

Именно насыпная, а не истинная плотность цемента влияет на прочностные характеристики бетона, то есть чем она выше, тем лучше заполняться все пустоты, пористость изделия будет меньше.

Максимальные показатели удельного веса – у портландцементов, так как они не содержат никаких добавок. Пониженные – у шлакопортландцемента и составляет порядка 2900 кг на м3. Этот материал экономичнее, так как позволяет при равном с другими типами цементов расходе изготовить бетонные изделия большего размера. Но в тех случаях, когда на первое место выходят требования по прочности, необходимо используется продукт классом не ниже ПЦ-500 или ПЦ-400.

В таблице представлены сравнительные характеристики портландцемента и других видов с меньшим удельным весом:

Наименование	Насыпная, кг/м3	Истинная, кг/м3
Глиноземистые
Глиноземистый	950 — 1 150	3 000 — 3 100
Портландцементы
Портландцемент пц-400, пц-500	1 100 — 1 300	3 100 — 3 200
Шлаковые
Шлакопортландцемент м400, м500	1 100 — 1 250	2 900 — 3 000
Сульфатно-шлаковый	1 000 — 1 200	2 800 — 2 900
Пуццолановые
Пуццолановый портландцемент	850 — 1 150	2 700 — 2 900
Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент м400, м500	800 — 1 100	2 650 — 2 800

Насыпная определяется как усредненная величина. Хотя, если сравнивать свежий и рыхлый материал с уже слежавшимся аналогом, то показатели будут разные: для первого варианта это – 1100-1200 кг/м3, для второго – 1500-1600. В промышленности для определения истинной плотности цемента применяется так называемый прибор Ле-Шателье.

Но в тех случаях, когда необходимо использовать точное значение величины, можно самостоятельно правильно рассчитать насыпную плотность. Для этого потребуется мерный цилиндр объемом 1 л, небольшая воронка и весы: цемент засыпается в емкость, а потом взвешивается. При этом содержимое нельзя встряхивать и разравнивать, а тем более утрамбовывать.

В результате данного опыта будут получены следующие значения:

• отдельно масса сосуда – это М1;
• общая масса цилиндра и материала – М2;
• объем сосуда – V.

А далее, чтобы вычислить насыпную плотность (РН) используется формула

Если проверке подвергается свежий продукт марки М500, то его удельный вес не превысит 1200 кг м3, но после уплотнения показатели будут более высокими.

Когда для выполнения строительных работ приобретается свежий цемент в мешках, то производить такие расчеты нет особой необходимости, так как актуальным будет значение равное 1300 кг/м3. Но если существуют сомнения, то использование данного способа для расчета плотности поможет избежать ошибок при строительстве и быть уверенным в прочности конструкции.

Источник

Плотность цемента и другие его характеристики

Все виды строительных работ связаны с использованием цементной смеси. Она применяется в качестве вяжущего вещества в составе цементных и бетонных растворов. На прочностные характеристики и ресурс эксплуатации строительных конструкций влияет плотность цемента. Этот параметр со временем изменяется в зависимости от ряда факторов. Рассмотрим свойства, которыми обладают популярный четырехсотый и пятисотый портландцемент. Разберемся, что такое насыпная плотность цементного раствора и от чего она зависит.

Мешок цемента марки М 400

Описание и применение цемента М400 и М500

Популярный стройматериал представляет собой минеральное вещество, имеющее порошкообразную консистенцию. При контакте с водой превращается в пластичную массу, которая в дальнейшем твердеет. Портландцемент изготавливают на специальном оборудовании путем измельчения клинкера, к которому добавляют гипс. Наиболее популярны материалы с маркировкой М400 и М500. Они имеют свои характеристики, одна из которых плотность сухого цемента.

Среди цементных составов, маркировка которых начинается индексом 200 и заканчивается обозначением 700, наиболее востребованы следующие марки:

• М400. Он широко применяется в частном и промышленном строительстве благодаря повышенным эксплуатационным свойствам. Запас прочности, устойчивость к колебаниям температуры, а также влагостойкость обеспечивают возможность его использования при строительстве различных объектов;
• М500. Обладает повышенными прочностными свойствами, благодаря которым обеспечивается долговечность и устойчивость ответственных строительных конструкций. Пятисотый портландцемент востребован при реконструкции объектов, строительстве дорог, возведении фундаментов зданий.

Цементный порошок на предприятии-изготовителе фасуется в мешки или поставляется в рассыпном виде на цементовозах.

Состав и маркировка

Материал состоит из следующих ингредиентов:

• раздробленной глины и обычного известняка, которые подвергнуты высокотемпературному обжигу при температуре полторы тысячи градусов Цельсия;
• гипсового порошка – его введение обеспечивает однородность цементных частиц, размер которых доходит до 100 мкм;
• специальных добавок, введение которых улучшает эксплуатационные свойства – морозостойкость, влагоустойчивость, эластичность.

Согласно требованиям действующего государственного стандарта портландцемент маркируется буквенно-цифровым обозначением, которое содержит следующую информацию:

• тип состава, обозначаемый буквой М или буквами ПЦ, БЦ или ШПЦ, которые соответствуют портландцементу, белому цементу или шлакопортландцементу;
• величину предельно допустимой нагрузки на один квадратный сантиметр площади, при которой материал сохраняет целостность. Так, вяжущее вещество с обозначением М500 способно выдержать 500 кг/см²;
• наличие в цементной смеси присадок и их процентное содержание. Если добавлены присадки, то присутствует буква Д с цифрой, обозначающей их процентное содержание, например, М500 Д20;
• возможность ускоренного твердения. В буквенно-цифровом обозначении быстротвердеющих смесей присутствует заглавная буква Б, например, быстротвердеющий состав М400 Д20Б.

Согласно новому стандарту, разработанному по европейским требованиям, стройматериал маркируется обозначением ЦЕМ.

Технические характеристики и свойства

Главные характеристики материала:

• прочность. Этот параметр выражает способность материала сохранять целостность под воздействием сжимающих нагрузок. Портландцемент М500, который не разрушается под воздействием нагрузки 500 кг/см 2 , превышает по прочности четырехсотую марку, выдерживающую нагрузку на 100 кг меньше;
• скорость схватывания. Правильно подготовленная смесь на основе цемента при положительной температуре застывает через 2–3 часа после укладки. Весной и осенью гидратация протекает дольше, длится до 12 часов. Если температура близка к нулевой отметке, то схватывание может длиться сутки;
• морозостойкость. Цементный раствор обладает повышенной устойчивостью к влиянию пониженных температур. Он многократно способен подвергаться глубокому замораживанию, а затем оттаивать с сохранением прочностных свойств. Добавление модификаторов повышает морозостойкость состава;
• плотность цемента (кг/м 3 ) насыпная. Параметр выражает вес одного кубического метра порошкообразного материала. Усредненный показатель равен 1300 килограмм на кубический метр. Недавно произведенный материал имеет самое меньшее значение. В процессе хранения порошок уплотняется, и плотность цемента кг/м 3 возрастает.

Цементный состав обладает также следующими свойствами:

• стойкостью к воздействию коррозии. Растворы на основе цемента не вызывают разрушение арматуры;
• способностью поглощать влагу. Интенсивность впитывания воды для различных марок портландцемента отличается;
• размер фракции. Определяется технологией измельчения, контролируется просеиванием через сито;
• период использования. На срок годности вяжущего вещества влияет концентрация влаги, а также условия хранения.

Портлендцемент марки М500 и М400

Цементные составы различных марок отличаются вяжущими свойствами. Положениями нормативного документа регламентированы основные характеристики и свойства стройматериала.

Достоинства и слабые стороны

Портландцементы марки М300, М400 и М500 применяются для решения широкого круга задач в строительной сфере благодаря множеству достоинств:

• универсальности. Можно использовать материал для постройки оснований, отделки, кладки, а также изготовления железобетонных изделий;
• дешевизне. Применение недорогого вяжущего вещества позволяет значительно уменьшить сметную стоимость строительных предприятий;
• качеству. Цементный состав, нетребовательный к дозировке ингредиентов, не позволяет растрескиваться затвердевшему массиву.

Недостаток четырехсотого портландцемента – пониженные прочностные свойства. Материал не применяется для возведения высотных объектов и ответственных конструкций. На прочностные свойства влияет плотность цемента кг/м3 М400.

Насыпная плотность портландцементов

Порошкообразный материал представляет собой микроскопические частицы. Объем воздушных включений может достигать половину общего объема портландцемента. В процессе транспортировки и длительного хранения изменяется насыпная плотность цемента М500, а также плотность цемента М400. Эта характеристика выражает удельный вес порошкообразного стройматериала в разрыхленном состоянии.

Определение насыпной плотности портленцемента

В зависимости от ряда факторов изменяется плотность насыпная цемента:

• для свежеприготовленного вяжущего вещества составляет 1,1–1,2 тонны на кубометр материала;
• для утрамбованного в результате транспортировки или хранения стройматериала составляет 1,5–1,6 тонны на кубический метр.

Свойства утрамбованного и, соответственно, более тяжелого материала изменяются.

Что влияет на плотность цемента М500

Плотность цемента М500 (кг/м 3 ), а также удельный вес портландцемента четырехсотой марки постепенно изменяется.

Рассмотрим, что влияет на изменение удельного веса:

• длительное хранение на складе. Масса кубометра сыпучего вещества возрастает при увеличенной влажности, а также отсутствии эффективной вентиляции;
• дата изготовления. Свежеизмельченный цементный порошок имеет меньший насыпной вес, а при транспортировке он утрамбовывается с возрастанием массы.

Кроме того, на удельный вес цементных смесей влияют следующие моменты:

• особенности технологии. В зависимости от степени измельчения фракции варьируется удельный вес, расчетное значение которого составляет 1,3 т/м 3 ;
• химический состав. Плотность портландцемента М500 отличается, если сравнивать с гидрофобным, глиноземным цементом или пластифицированной смесью;
• марка стройматериала. Размер частиц, входящих в цементную смесь различных марок отличается, что влияет на удельный вес.

Технические характеристики цемента М500

С возрастанием удельного веса ухудшаются рабочие характеристики цементного состава.

Как проверяется насыпная плотность цемента М400

Можно самостоятельно проверить плотность материала и затем сравнить ее со средним значением, равным 1,3 т/м 3 .

Порядок действий:

1. Возьмите емкость, имеющую объем 1 л.
2. Взвесьте ее на весах.
3. Засыпьте через воронку портландцемент.
4. Определите общий вес.
5. Отнимите массу мерного цилиндра.

Остается пересчитать полученное значение к объему, составляющему один кубометр. Сопоставив со стандартным значением плотности, можно сделать заключение о длительности и условиях хранения.

Области применения портландцемента

Портландцементы марок М400 и М500 применяются в промышленном, дорожном, жилищном строительстве для различных целей:

• изготовления железобетонной продукции;
• возведение фундаментов зданий;
• постройки стен;
• производства отделочных мероприятий;
• выполнения стяжки;
• обустройства дорожных покрытий;
• изготовления тротуарной плитки.

Характеристики стройматериала обеспечивает прочность и долговечность конструкций.

Заключение

Удельный вес цементного состава является важным параметром, влияющим на прочностные свойства, продолжительность эксплуатации, а также область применения. При необходимости несложно самостоятельно проконтролировать величину показателя. От него зависит прочность строительных конструкций. Приобретая стройматериал, следует обращать внимание на дату изготовления, а также условия хранения.

Источник