Плотность насыпного цемента марки М500

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.

Характеристика

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.

Техническая характеристика

Главной технической характеристикой служит марка («М» и цифровой показатель). Число означает нагрузку (в кг) на объем уже схваченного раствора, то есть прочность на сжатие.

В практических условиях это значит вес, выдерживаемый цементом при отсутствии разрушения. К примеру, если он способен вынести вес 400 кг, то цементу приписывается марка М400.

При маркировании упаковочного материала отмечается марка, состав добавок (в %), который обозначается литерой «Д» и сообщает о составляющих данного вида цемента. К примеру, Д10 обозначает, что в сухой состав вложено 10 % добавочного материала. Добавки вмешиваются с целью усиления таких свойств, как водонепроницаемость, устойчивость к коррозийному процессу, морозостойкость и другие характеристики цемента. Далее в статье предлагается рассмотрение других свойств, на которые необходимо обратить внимание при строительстве:

• Прочность. М400 соответствует 400 кг/см2. Это наиболее применяемая марка, которая используется для разных видов строительства и отделочных работ: возведение сооружений, монолитные конструкции, производство плит и блоков из бетона и многих других. М500 соответствует 500 кг/см2. Этот цемент с быстрым схватыванием и высокой прочностью, он применяется для строительства многоэтажных монолитных сооружений, производства несущих элементов, плит для перекрытий, а также когда требуется повышенная прочность зданий. Производство цемента должно соответствовать требованиям, изложенным в ГОСТ 31108-2003. Он определяет соотношение компонентов в сухой смеси и технологический процесс производства.
• Активность — прочность единичного образца раствора цемента на сжатие. Этот показатель специалисты сопоставляют с нормативным и, соответственно, присваивают цементу определенную марку. Он зависит от следующих факторов: активности клинкерных гранул, тонкости помола, присутствия добавочных веществ. Здесь прямая зависимость: добавки значительно улучшают цементную активность.
• Плотность цемента. Самая малая плотность считается у только что приготовленного цементного раствора. На составляющие частички влияют электростатические силы, которые заставляют их между собой отталкиваться. При транспортировке и хранении смесь улеживается и, соответственно, подвергается процессу уплотнения. Этот показатель зависит от величины гранул. При расчете средняя плотность цемента соответствует 1300 кг/м3. Однако она имеет зависимость от условий хранения.
• Удельный и объемный вес цемента. Первый высчитывается по отношению его веса к объему, который он принимает. Это нужно для правильного определения объема составных частей цемента. В зависимости от состояния порошка удельный вес может отличаться. Таким образом, он у свежего порошка в пределах 1000 кг/м3, а уже достаточно полежавший — около 1500 кг/м3. Расчет объемного веса проводится по средней плотности и соответствует около 1300 кг/м3. Значит, упаковка весом 50 кг имеет объем примерно 0,04 м3. Объемный вес становится больше при долгом лежании или перевозке цемента.

• Срок годности. Цемент имеет определенные сроки годности. Производители дают гарантию сохранности при хранении в рекомендуемых на упаковке условиях около 60 дней. При создании герметичных условий хранения цемент способен вылежать примерно год.
• Насыпная плотность (кг/м3). Этот показатель обозначает соотношение объема и массы порошка. Это то же самое, что удельный вес рыхлой смеси. Порошком заполняется мерная колба некоторой высоты. Затем осуществляется взвешивание. Имея вес пустой колбы, высчитывают насыпную плотность. Свежеприготовленные смеси имеют этот показатель в пределе 1200 кг/м3. Слежавшийся цемент плотность (кг/м3) имеет 1500.
• Период застывания. Раствор цемента через определенный временной период схватывается и застывает. В теплое время это может свершиться через два-три часа. В холодное этот период доходит до 10 часов. Изменить описываемый процесс могут разные добавки, которые предварительно ввели.
• Размер помола. Чем меньше размер гранул, тем быстрее раствор затвердеет. Этот показатель зависит от вида оборудования, на котором порошок производили. Рекомендуемый размер гранулы принимается в пределах 40-80 мкм.

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;

Глиноземистый

• портландцементов;

Портландцемент

• шлакового класса;

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.

М 500

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.

М 200

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.

Читайте материал про технологию производства цемента.

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:

Объемный вес цемента

Известно, что в метрической системе единиц насыпная плотность материала численно равна его удельному весу, хотя удельный вес есть безразмерная величина, в то время как плотность выражают в г/см3. В английской системе единиц насыпную плотность, выражаемую в фунт/фут3, можно вычислить путем умножения удельного веса материала на объемный вес воды (равный 62,4 фунт/фут3). Следует помнить, что так определяют плотность только отдельных зерен заполнителя. При необходимости дозирования заполнителя по объему или пересчета расхода материала по весу в количество материала по объему важно знать насыпной объемный вес заполнителя, т. е. вес единицы объема заполнителя в насыпном состоянии (вместе с пустотами). Величина насыпного объемного веса заполнителя зависит от того, насколько плотно уложены в массе его зерна. Следовательно, для заполнителя определенного удельного веса его объемный вес зависит от зернового состава и формы зерен заполнителя. Повышению насыпного объемного веса заполнителя способствует возможность заполнения’ пустот между крупными зернами более мелкими частицами. На плотность укладки зерен в массе заполнителя сильное влияние оказывает форма зерен. Для крупного заполнителя определенного удельного веса можно сказать, что чем выше его объемный вес, тем меньше пустот должно быть заполнено цементно-песчаным раствором. Одно время данные испытания по определению насыпного объемного веса использовали в качестве основы при подборе состава бетона. Получаемое в результате испытаний значение насыпного объемного веса заполнителя зависит не только от различных свойств материала, определяющих возможную пустотность заполнителя, но и от его фактического уплотнения в каждом отдельном случае. Например, если все зерна заполнителя одного размера и имеют сферическую форму, то их наиболее плотная укладка достигается при расположении центров зерен в вершинах воображаемого тетраэдра. В этом случае объемный вес заполнителя составляет 0,74 от величины удельного веса его зерен. При наиболее свободной укладке зерен их центры располагаются в углах воображаемых кубов, и в этом случае объемный вес составляет лишь 0,52 от удельного веса зерен заполнителя. Таким образом, степень уплотнения заполнителя при испытаниях должна быть оговорена техническими условиями. BS 812: 1960 предусматривает испытания заполнителя как в рыхлом (неуплотненном), так и в штыкованном (уплотненном) состоянии. Объемный вес определяют при помощи металлического мерного цилиндра определенных диаметра и высоты, величина которых зависит от наибольшей крупности заполнителя. Для песка используют цилиндры объемом 2,8 л, для крупного заполнителя с наибольшей крупностью не более 38,1 мм используют цилиндр объемом 14,1 л. При определении насыпного объемного веса в неуплотненном состоянии высушенный до постоянного веса цемент осторожно насыпают в мерный цилиндр до образования над верхом цилиндра конуса, который затем снимают вровень с краями сосуда линейкой. Для определения насыпного объемного веса цемента в уплотненном состоянии сосуд наполняют заполнителем в три этапа. На каждом этапе насыпают 7з требуемого объема материала, который затем штыкуют 25 раз круглым стержнем диаметром 15,9 мм. Избыток заполнителя также удаляют при помощи линейки. Объемный вес определяют как вес цемента, содержащегося в цилиндре, деленный на его объем. Если заполнитель содержит пленочную воду на поверхности, то в результате увеличения его объема он будет уложен менее плотно. Следует учитывать, что полученные в лаборатории значения насыпного -объемного веса иногда нельзя непосредственно использовать при пересчете расхода материалов по весу на их расход по объему, поскольку степень уплотнения заполнителя в лаборатории и полевых условиях может быть различной. Цемент есть в составе многих строительных смесей. Плотность цемента важная характеристика. В какой степени в рыхлом состоянии показатели плотности цемента будут приближены к средней плотности, и зависит качество цемента, а соответсвенно и приготовленной цементной смеси для строительства. Обычно цемент имеет плотность в рыхлом состоянии около 1100/1200 кг/м3, в уплотненном — 1500/1600 кг/м3.

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.

Технология производства

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.

Химический состав

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.

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.

Что влияет на плотность цемента?

Насыпная плотность цемента является переменной величиной, в отличие от истиной (удельной). Данный показатель обычно варьируется в диапазоне 1100-1600 кг/м3.

На плотность материала влияет:

1. Марка цемента. Чем она ниже, тем ниже показатель плотности. К примеру, у цемента марки ЦЕМ 22,5 (М300) плотность ниже, чему материала с маркировкой ЦЕМ 52,5 (М600). Это учитывается при выборе связующего вещества для приготовления бетонов и растворов.
2. Химический состав. Цемент – многокомпонентное вещество, при этом тип и соотношение составляющих бывает разным, что влияет на показатель плотности. Повысить плотность материала могут и специальные добавки для улучшения характеристик цемента.
3. Технология изготовления. Цемент изготавливается сухим, мокрым и комбинированным способом, но во всех случаях производится отжиг подготовленного сырья и дробление получившегося клинкера. Чем мельче фракция, тем меньше пустот между частицами материала, и наоборот. Цемент мелкого помола имеет более высокую плотность.
4. Условия хранения и транспортировки. Упаковка материала должна надежно защищать его от контакта с воздухом, но на практике часто встречаются нарушение герметичности упаковки. В этом случае важно, в каких условиях хранился цемент – на открытом воздухе, в помещении с нормальной или повышенной влажностью. Цемент вбирает влагу, его частицы расширяются и плотнее прилегают друг к другу – плотность материала увеличивается. Также уплотнение происходит при перевозке упаковок с цементом по неровным дорогам, неаккуратной перегрузке, так как сыпучий материал утрясается и утрамбовывается.
5. Срок хранения. В течение некоторого времени после изготовления в сыпучем материале сохраняется статический заряд, из-за которого частички размолотого клинкера отталкиваются друг от друга – чем больше воздушные прослойки между частицами материала, тем ниже его плотность. Соответственно, при длительном хранении цемента этот эффект пропадает и материал уплотняется.

Первые три пункта списка учитываются производителем, который указывает истинную плотность цемента. Но прежде чем пускать материал в дело, стоит учесть, как давно изготовлен цемент и как повлияли на него условия хранения и транспортировки. Расчет насыпного цемента можно выполнить самостоятельно.

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:

PH=(M2-M1)/V

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.

Средний удельный вес цемента разных видов. Таблица