9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Насыпная и истинная плотность цемента

Плотность цемента: насыпная и истинная

Плотность цемента – это отношение его массы к объёму. Знакомая со школы формула поможет вам точно рассчитать стройматериалы, приготовить качественную бетонную смесь и не быть обманутыми недобросовестными производителями. Узнайте, как эта величина связана с прочностью бетона, и что на неё влияет.

Как изменяется плотность цемента во внешней среде

Прежде всего, нужно понимать, о плотности чего мы говорим: сухого цемента в мешках или затвердевшего раствора. Последнее называется истинной плотностью цемента. Если она получится низкая, кирпичная стена на растворе из него будет непрочной, штукатурка тоже может обвалиться, а бетон с таким связующим окажется ниже заявленной марки.

На практике строителей чаще интересует насыпная плотность. Она, в первую очередь, зависит от того, как мелко помолот цементный порошок на заводе. Чем мельче, тем он плотнее, потому что большую часть массы составляют частички цемента, а не воздух между ними. Естественно, тот же объём смеси будет весить больше. На насыпной плотности строятся расчёты: сколько цемента брать, в каких пропорциях смешивать его с другими компонентами. А от этих цифр во многом и зависит истинная плотность.

Впрочем, можно взять хорошее, плотное сырье, сделать качественный раствор, но нарушить технологию заливки или создать плохие условия для твердения – и тогда в готовом бетоне будет много пор и трещин. Истинная плотность в этом случае окажется меньше, чем вы рассчитывали. Но, раз набрав прочность, цемент как твердое тело будет иметь более или менее одинаковую плотность. У сыпучего вещества эта величина непостоянна. Она меняется со временем даже у цемента одного и того же состава, той же марки и сделанного по одной и той же технологии.

  1. У только что смолотого цемента насыпная плотность меньше, потому что одинаковый заряд заставляет частицы отталкиваться друг от друга. Этот заряд на них возникает от трения об оборудование и о другие частицы. Но при долгом хранении они «разряжаются», расстояние между ними уменьшается, и плотность смеси растет. Гидрофобные добавки, кстати, тоже могут влиять на статическое электрическое поле внутри.
  2. Она увеличивается при перевозках. От вибрации частицы укладываются максимально компактно, заполняя собой свободное пространство.
  3. Плотность сухого цемента меньше. При высокой влажности он, как и любой пористый материал, впитывает воду и становится тяжелее. Только его нельзя просушить – как, например, мокрый песок. Вода необратимо меняет структуру цемента: в нём образуется цементный камень. Так что в этом случае высокая плотность не показатель качества, она говорит о том, что условия хранения были нарушены. Цемент с комками непригоден для замешивания растворов.

Упаковки с цементной смесью всегда хранят в сухом месте, на поддонах. На заводах, чтобы она не слёживалась, в силосах делают аэрацию – продувание воздухом. Поэтому лучше смотреть на дату расфасовки и не покупать цемент, долго пролежавший на складе. Также не покупайте его задолго до того, как будете использовать.

Рекомендуемый срок хранения (даже в нераспечатанной упаковке и в правильных условиях) 2-3 месяца.

Сколько весит цемент

Удельный вес – это отношение веса цемента к его объему. Это значит, как в том анекдоте, что столько весит один килограмм. Строго говоря, это не то же самое, что плотность, просто в условиях земного притяжения эти величины численно совпадают. Так что на практике их обычно используют, говоря об одном и том же.

По удельному весу (плотности) бетонные смеси делят на:

  • особо тяжёлые (больше 2500 кг/м³);
  • тяжёлые (2200—2500 кг/м³);
  • облегченные (1800—2200 кг/м³);
  • легкие (плотность 500—1800 кг/м³);
  • особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

Тяжёлые бетоны сохнут дольше, но зато они долговечнее за счёт более высокой прочности, влаго- и морозостойкости. Для этого в них добавляют крупные наполнители с большей плотностью твердого вещества (гранитный щебень) и цемент с большим удельным весом.

Значение плотности для разных типов цемента

Приведём стандарты, по которым вы сами сможете перевести единицы массы в единицы объёма и наоборот, а также проверить качество цемента. Во-первых, удельный вес неодинаков для разных марок. Насыпная плотность цемента М500 – 1300 кг/м3, М400 – 1200 кг/м3. А самый большой удельный вес у тех, что с длительным сроком схватывания – 1500 кг/м3.

У цементов разного состава он тоже отличается. Приведём таблицу (в кг/м3):

Иногда удельный вес цемента даётся в г/см3. Чтобы перевести в кг/м3, нужно умножить его на 1000.

Большие объёмы измеряются в тоннах (т/м3). Разделите число на 1000, и, опять же, получите кг/м3.

Как рассчитать вес цемента для приготовления строительных смесей

Предположим, вам нужно приготовить бетонный раствор определенного класса. Смотрим марку цемента и выбираем пропорции по таблице:

Неважно, будете вы отмерять компоненты в единицах массы или объёма, главное, чтобы единицы были одни и те же. Из определения у нас есть формула: плотность = масса/объём. Соответственно,

  • если нам нужно узнать объём, делим массу на плотность;
  • если необходима масса, перемножаем плотность и объём.

Допустим, вам нужен 1 куб бетона B15 (1 м3 = 1 000 л). В наличии цемент 32,5.

Класс прочности 32,5 соответствует марке М400, а 42,5 – M500.

Вы будете отмерять составляющие 10-литровыми вёдрами, чтобы было удобнее. По пропорции получается: 10X +25X+42X=1000 (л)
X – пропорциональная нужному объёму бетона единица объёма. Умножим это на 10 и получим общий объём цемента (потом рассчитаем аналогично объем песка как 25Х и щебня как 42X).

Всего объёмных частей в смеси: 10+25+42=77
X=1000/77=13
Отмеряем 10 раз по 13 литров. (Здесь получается удобно, можно сделать наоборот, ровно 13 вёдер, но главное не запутаться с щебнем и песком.) Итак, мы потратим 10х13=130л цемента.

Но цемент продаётся мешками с указанием массы (25, 50 кг). Как узнать, сколько мешков нам понадобится для строительных работ?

Среднюю плотность для марки М400 (1200 кг/м3) мы умножаем на получившийся объём. Только не забывайте переводить в одинаковые единицы: 130 л = 0,13 м3

0,13 х 1200 =156 кг
156 / 50 = 3,12
Получилось чуть больше трёх мешков по 50 кг.

Можно поступить наоборот, узнав, сколько литров в одном мешке: 50 кг / 1200 кг/м3 = 0,042 м3 = 42 л
130/42=3,09 – снова получается, что нужно где-то три мешка.

Кроме того, можете взять для расчётов не среднюю плотность цемента, а измерить её точно.

  1. Взвесить пустое ведро.
  2. Взвесить ведро с цементом.
  3. Отнять из второго числа первое.
  4. Результат разделить на объём. (Здесь: 10 л = 0,01 м3. Но это необязательно, подойдет тара любого объёма)

Для такого способа не нужно иметь под рукой таблицы, где указано, какому классу или марке какой удельный вес соответствует. Скажем, если вы на участке без интернета. Однако с таблицами можно проверить, хорошего ли качества цемент. Если плотность сильно ниже той, что должна быть у этого класса – это повод задуматься.

Главное, не встряхивать его в ведре и не досыпать сверху ещё, это завышает плотность.

Надеемся, вы немного разобрались с такими характеристиками, как истинная и насыпная плотность и удельный вес. А если возникли сложности, не стесняйтесь задавать вопросы в комментариях, и мы обязательно ответим.

Плотность цемента

Цементный раствор на постоянной основе используется при проведении строительных работ, ремонта и отделки помещений жилого и технического характера. Материал может использоваться как обособленная смесь и в качестве дополнительного ингредиента. Главным нюансом, который необходимо учитывать при работе с ним, является плотность цемента кг/м3, а точнее, ее изменения, наблюдающиеся с течением времени. Организация корректного варианта хранения продукции предполагает предварительный анализ состава смеси и факторов воздействия на компоненты раствора. Из этой статьи вы узнаете о насыпной плотности цемента, которую необходимо учитывать при самостоятельном изготовлении состава эти детали необходимо учитывать, а при приобретении его у производителя, стоит уточнить эту информацию, найдя данные на упаковке.

Что такое насыпная плотность цемента?

Одним их характерных технических нормативов, по которым классифицируются строительные смеси, в том числе и цемент, является плотность вещества в рыхлом виде. Второе наименование этого показателя называется насыпная плотность цемента. Этот коэффициент показывает вес кубометра цемента в сыпучем состоянии, но является непостоянной величиной. На показатели плотности влияют следующие факторы:

  • Дата производства материала;
  • Вид цемента;
  • Качественные характеристики;
  • Метод изготовления;
  • Условия хранения

Это значение изменяется при работе с любым видом материала, будь то плотность цемента M400 или продукта другой марки. Показатель не зависит от классификации продукта по марке, так как продукт любого типа имеет склонность к слеживанию и уплотнению с течением времени. При реализации поставщики могут предоставлять продукцию, как определенным объемом, так и на развес, поэтому важно производить определение плотности цемента еще на предприятии. От того, какие параметры имеет этот показатель, может зависеть не только специфика хранения, но и перевозка цемента.

Марка продукции описывает назначение строительной смеси, а также несет в себе информацию о его химических и физических особенностях. Истинная плотность цемента любой марки, изготовленного накануне, будет приблизительно одинаковой.

Цементный раствор не отличается высоким коэффициентом плотности, так как состоит из крупиц, между которыми располагается воздух, способный занимать до пятидесяти процентов всего объема состава.

Насыпная плотность смеси цемента зависит от того, каков срок годности состава и успел ли он слежаться. Этот показатель позволяет оценить смесь в сыпучем состоянии и варьируется от 1 100 до 1 600 кг/м3. Прочность затвердевающей субстанции напрямую зависит от ее плотности. Чтобы оценить показатель, достаточно взять емкость и воронку с фильтром, насыпать порядка килограмма состава и разделить вес на объем. Полученная величина позволяет рассчитать количество добавок, дополняющих смесь.

Истинная плотность сухого цемента не предполагает учета воздуха и представляет собой более высокое значение, достигающее 3 200 кг/м3.

Специалисты классифицируют строительный состав этого типа на смесь с повышенной и пониженной плотностью, относя к первому типу материалы без добавок, вроде портландцемента, а ко второму те, которые содержат пластификаторы и присадки. Второй вид отличается экономичностью расхода и меньшей прочностью, которую демонстрирует, например, шлакопортландцемент.

Как производится определение плотности цемента?

Чтобы оценить показатели насыпной плотности в домашних условиях вам потребуется сосуд, мерная емкость и весы. Отмерьте 1 литр смеси и засыпьте ее через воронку, а затем устраните излишки. Чтобы удельная плотность цемента была определена корректно, нельзя встряхивать емкость и трамбовать содержимое. Коэффициент рассчитывается в соответствии с формулой: РН=()/v, где m1 — это вес самого сосуда, m2 — это общий вес, включая наполнение, а v — объем емкости. Необходимо учитывать, что насыпная плотность свежего материала отличается от аналогичного показателя слежавшегося продукта.

Читать еще:  Экструдированный пенополистирол: технические характеристики теплоизолятора

При осуществлении расчетов в производственных целях специалисты используют средние коэффициенты, учитывая плотность песка и щебня в цементе при изготовлении железобетонных растворов. Так при оценке материалов ЖБК, выпускающихся предприятиями, выясняется, что показатели насыпной плотности материала составляют 1300 кг/м3 вне зависимости от марки продукции.

От чего зависит истинная плотность цемента?

Подводя итоги, стоит отметить, что множество факторов влияет на технические характеристики строительного материала. Воздействие большинства из них провоцирует то или иное поведение продукта при его активной эксплуатации. Чтобы материал оказался надежным и безопасным в применении, необходимо предварительно проанализировать его особенности и факторы, которые влияют на них.

Плотность раствора цемента напрямую зависит от времени его производства и более свежий продукт обладает меньшими показателями этой категории, так как в ходе изготовления некоторые частицы обладают статическим зарядом, что провоцирует их отторжение и появление воздушных пустот. С течением времени средняя плотность цемента стабилизируется и достигает приблизительной отметки в 1 100 кг/м3. В ходе перевозки и последующего хранения показатель может увеличиться до 1 600 кг/м3.

Технология производства играет не последнюю роль в том, какое значение имеет плотность цемента M300 и любой другой марки, так как от степени измельчения крупиц зависит и объем появляющихся пустот.

Класс и вид товара также диктует свои правила. Выбирая из широчайшего спектра необходимый материал, ориентируясь на наличие добавок, стоит помнить о том, что плотность цемента M100 и других марок свидетельствует о склонности к затвердению, хотя ее необходимо учитывать в соотношении с другими факторами.

Кроме того, на любых технических показателях сказываются и условия хранения. В случае с цементом это обстоятельство не менее важно, чем при работе с другими сыпучими смесями. Считается, что плотность сухого цемента кг/м3 равна цифре 1 300, но при хранении продукта в пространстве, где наблюдается высокая влажность, влага будет вытеснять воздушные молекулы и увеличивать вес состава.

Все описанные выше нюансы необходимо учитывать при работе с цементом, используя его в качестве строительного материала для возведения объектов, их ремонта и отделки.

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.

РазновидностьСтандартный диапазон или среднее значение плотности, кг/м3
ИстиннойНасыпной (удельный вес в рыхлом состоянии)
Глиноземистые марки3050-3100900-1150
Бездобавочный ПЦ, М300-М5003100-35001100-1600
ШПЦ2950-30501150-1250
Сульфато-шлаковые смеси2850-29501050-1200
Пуццолановый портландцемент (ППЦ)2750-2950850-1150
Сульфатостойкие ППЦ2700-2850850-1100

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.

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:

НаименованиеНасыпная, кг/м3Истинная, кг/м3
Глиноземистые
Глиноземистый950 — 1 1503 000 — 3 100
Портландцементы
Портландцемент пц-400, пц-5001 100 — 1 3003 100 — 3 200
Шлаковые
Шлакопортландцемент м400, м5001 100 — 1 2502 900 — 3 000
Сульфатно-шлаковый1 000 — 1 2002 800 — 2 900
Пуццолановые
Пуццолановый портландцемент850 — 1 1502 700 — 2 900
Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент м400, м500800 — 1 1002 650 — 2 800

Как рассчитать плотность

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.

Читать еще:  Новые правила для владельцев электросчетчиков: права, обязанности, проверки, штрафы

Плотность и масса цемента

Без этого материала не обойтись при любых видах строительных, отделочных, ремонтных работ – он применяется повсеместно. Причем как в составе различных смесей, так и сам по себе. Особенность продукции состоит в том, что со временем плотность цемента изменяется. Чтобы организовать его правильное хранение, подобрать требуемое соотношение ингредиентов для приготовления смеси, необходимо знать, что на нее влияет.

Цемент не такое уж и плотное вещество. Он состоит из мельчайших крупиц, между которыми находятся такие же микроскопические частички воздуха. Они могут занимать до ½ всего объема. Различают насыпную плотность материала и истинную. Причем первая зависит и от того, свежий цемент или слежавшийся.

Насыпная плотность – характеристика цемента, находящегося в разрыхленном состоянии. Ее величина варьируется в пределах 1 100 – 1 600 кг/м 3 . Именно этот «параметр» нужно учитывать для определения его процентного содержания в приготовляемом составе смеси, что непосредственно влияет на прочность затвердевшей массы.

Для этого в сосуд через воронку с фильтром (для исключения попадания крупных фракций) насыпается точно отмеренная «доза» смеси (например, 1 кг). Измеряется ее вес (за вычетом тары), который делится на объем. На основании полученной величины определяется необходимое количество остальных ингредиентов.

Для упрощения расчетов насыпная плотность (масса) портландцемента принимается равной 1 300 кг/м 3 .

Отличие истинной плотности в том, что не учитывается «воздушная» составляющая цемента. Естественно, что ее величина значительно выше. Она может доходить до 3 200 кг/м 3 .

Все цементы разделяют на материалы с повышенной плотностью и с пониженной. К первой группе относятся те, в состав которых не вводятся добавки. Например, портландцемент. Плотность стройматериалов с пластификаторами, морозоустойчивыми присадками и тому подобное несколько ниже. Ее принимают при расчетах равной 1 100 – 1 200 кг/м 3 . Их применение более экономично, хотя застывшая смесь является пористой, а значит – менее прочной (к примеру, шлакопортландцемент).

Что влияет на плотность продукции

1. Дата изготовления. У «свежего» продукта она меньше, и этому есть объяснение с точки зрения физики. В процессе производства отдельные частички приобретают определенный статический заряд. Следовательно, возникают силы, которые их отталкивают друг от друга, возникает больше пустот, которые заполняются воздухом. Значит, плотность сухого цемента снижается. В среднем она равна 1 100 кг/м 3 . А при хранении, транспортировке он уплотняется, и этот показатель вырастает до значения 1 500 – 1 600 кг/м 3 .

2. Технология производства. Подразумевается степень измельченности цемента, так как от этого зависит размер его крупинок и общий объем образующихся пустот. При покупке это определить невозможно, поэтому и рекомендуется ориентироваться на величину 1 300 кг/м 3 .

3. Марка и вид продукции. На рынке довольно обширный ассортимент – гидрофобный, пластифицированный, глиноземный и некоторые другие. Марка говорит о твердости конечного продукта, но без учета остальных факторов нельзя утверждать, что она непосредственно определяется плотностью.

4. Условия хранения. Если оно организовано в местах с повышенной влажностью, то влага вытесняет воздух из пустот, а ее вес существенно больше.

Плотность цемента – чем отличается истинная от насыпной

Физические значения параметров строительных материалов, одним из которых является удельный вес, необходимы для правильного выбора пропорций при смешивании. Нередко приходится учитывать плотность цемента в процессе расчетов. Для этого обращаются к специализированным справочникам или спецлитературе.

Содержание

Теоретические понятия

Цемент в сухом виде является сыпучим мелкофракционным материалом. Фактически он представляет собой не однородную массу, а насыпь из микроскопических элементов, между которыми располагается воздух. Если рассматривать его фактуру под микроскопом, то станут заметны дискретные твердые кусочки, увеличенные во множество раз.

Схема состава цементов

Единого значения плотность сухого цемента не имеет. Принято два основных понятия, которые используют по отношению к данному строительному материалу. Ими являются:

  • истинная плотность цемента;
  • насыпная плотность цемента.

Чтобы засчитать значение удельного веса берут отношение массы (кг) к объему (куб.м). Разделив один параметр на другой, получим необходимый результат. В первом случае в расчете принимает участие объем исключительно выбранного сырья (только крупинки строительного материала без учета воздуха между ними). Истинная плотность цемента – это физическая величина, которая участвует в школьных справочниках или научной литературе. При замерах вещество представляет собой монолит.

Насыпная плотность цемента важна для строителей. Объем минерального порошка берется с учетом пустот, имеющихся между частичками. Даже при теоретическом разборе очевидно, что у одного и того же материала, например, у марки М200 цифровые значения будут различными. Ведь в пространстве насыпь всегда будет занимать больше места, чем цельный монолит. Соответственно ее численное значение будет ниже.

Воздух составляет более половины объема в любой массе – порошкообразной, гранулированной и кусковой

Также на занимаемое место в пространстве влияет наличие статического электричества. В процессе соприкосновения между собой микрочастицы сыпучих материалов наэлектризовываются.

Трущиеся сухие частицы цемента получают постепенно статический одноименный заряд, что по законам физики вынуждает их отталкиваться друг от друга.

Во время пересыпания/ссыпания заряд постепенно повышается. Это способствует небольшому увеличению объема материала.

Наименьшее значение плотности имеет приготовленный только что портландцемент. Также сопоставимые параметры присутствуют у сыпучего вещества, которое недавно выгрузили при помощи автопродувки из автомобильной цистерны.

В период транспортировки происходит утряска материала за счет вибрации, что способствует уплотнению. Частицы находят положение, при котором максимально заполняются пустоты. Насыпной параметр плотности увеличивается. Это же происходит и во время длительного хранения. Статический заряд уходит и масса «слеживается», уплотняясь и занимая меньше места.

ВИДЕО: Определение истинной плотности материала

Активные факторы воздействия

В отличие от истинного значения насыпной параметр является не постоянной константой, а переменным значением. Это актуально как для плотности цемента М 400, так и для иных марок. Вариабельность обычно находится в пределах 1100-1600 кг/куб.м.

На параметр оказывают влияние различные факторы:

  • Марка строительного материала. Исходя из этого, плотность цемента М 500 будет выше, чем у «четырехсотого».
  • Производственная технология. В зависимости от способа изготовления микрочастицы имеют разнообразную форму и геометрические параметры. Фактор напрямую влияет на то, сколько места в пространстве будет занимать сыпучее вещество в итоге.
  • Химическая формула. Плотность цемента М 500 в чистом виде без различных гидрофобных присадок или глиноземных соединений будет значительно отличаться.
  • Условия и способ хранения. Герметичная упаковка способствует сохранению характеристик материала в течение длительного срока.
  • Давность изготовления. Плотность цемента М 400, который произведен недавно, будет существенно выше, чем у того, который выпущен достаточно давно и успел слежаться в плотную структуру.

Примером определения параметров для «пятисотой» марки служит таблица.

Истинное значение, которое указано в справочниках, составляет 3100 кг/куб.м. Оно принимается в большинстве случаев для проведения химических или физических опытов.

Свежий насыпной состав приравнивают к 1100-1300 кг/куб.м. Для более слежавшихся масс принимают цифру из интервала 1500-1600 кг/куб.м.

Воспользоваться физическими характеристиками «четырехсотой» марки можно из приведенной таблицы.

В большинстве случаев на предприятиях, использующих в своих производственных процессах цемент в виде насыпи, в расчетах используется параметр 1300 кг/куб.м. Маркой или присадками, добавляемыми в состав, часто пренебрегают.

Самостоятельное определение

Для проведения опыта потребуется тарированная емкость, помогающая определить объем сыпучего вещества. В нее насыпаем через мерную воронку ровно 1 кг исследуемой марки цемента.

Переводим значение объема в куб.м. Делим 1 кг на полученный объем в куб.м. В результате опыта определим текущую плотность. Если нет под рукой тарированной емкости, то вычисляем объем самостоятельно. Для этого определяем площадь тары в квадратных метрах и умножаем на высоту насыпи в мерах. Главное разровнять поверхность порошкообразного средства, чтобы минимизировать погрешность. Рекомендуется проводить округления после всех вычислений для повышения точности результата.

ВИДЕО: Определение насыпной плотности материала

Влияние состава на значение

Разные сорта цементов отличаются по своему химическому составу, что отражается на итоговой массе партии. В состав входят оксидные соединения:

  • кальциевые;
  • кремниевые;
  • алюминиевые;
  • железные и пр.

Единая формула у вещества отсутствует. Процентный состав каждого из оксидов оказывает непосредственное влияние на физико-химические характеристики продукта.

Востребованным значение плотности является для нескольких популярных групп:

  • глиноземный класс;
  • шлаковая группа;
  • портландцемент;
  • пуццолановая группа.

Глиноземы относятся к быстродействующим вяжущим материалам. Состав имеет разнообразные включения, оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики в целом. Востребованными являются марки от ГЦ40 до ГЦ60. Разница между ними заключается в скорости затвердевания.

Насыпной удельный вес для глиноземистых марок в отличие от портландцемента ниже и составляет 950-1150 кг/куб.м. Истинное значение не превышает 3100 кг/куб.м.

На массу портландцемента влияет химический состав, в котором преобладают силикаты. Их процентное содержание зависит от марки материала. В некоторых случаях оксиды кремния составляют до 80% от общего состава. Данный тип продукта является наиболее востребованным на всех континентах мира. Популярные марки его имеют удельный вес до 1300 кг/куб.м.

Шлаковая группа насыщена активными минеральными добавками из гранулированных доменных шлаков. Это позволяет самостоятельно быстро твердеть веществу. Обогащение сульфатно-шлаковыми компонентами снижает удельный вес. Он составляет для группы в насыпном значении 1000-1250 кг/куб.м.

Цемент со шлаком

Плотность пуцолланового цемента составляет 800-1000 кг/куб.м. Это значение он имеет в рыхлом состоянии. Для слежавшейся массы параметр будет в пределах 1200-1600 кг/куб.м.

Интересные нюансы

В зависимости от времени, прошедшего от производства до использования цемента в растворах показатель его плотности постоянно изменяется. Если речь идет о свежем продукте, то она составляет порядка 1100-1200 кг/куб.м, у слежавшегося – доходит до 1600 кг/куб.м. Средний показатель при соблюдении норм хранения — 1300 кг/куб.м в течение первых двух лет с момент производства.

Истинная плотность, как было сказано, ранее более чем в 2 раза выше – у того же самого продукта при правильном хранении она составляет 3200 кг/куб.м.

Этот парадокс разницы в показателях объясняется присутствием воздуха между частицами. Даже в слежавшейся сухой массе он (воздух) составляет более половины объема. Это касается не только насыпной, но и гранулированной, и кусковой массы.

Если истинный показатель – понятие теоретической, то насыпной – чистая практика. Именно его принимают во внимание, когда определяют количество компонентов при подготовке бетонных растворов. Так, например, если зерно крупное, оно займет весь объем, а пространство между ними заполнится песком. Сочетание разных размеров позволяет добиваться максимально плотной структуры и, соответственно, наиболее мощных показателей. Именно по такому принципу делают фундаменты, дороги и другие конструкции, на которые приходится высокая нагрузка.

Читать еще:  Все, что нужно знать об отделке дерева льняным маслом

Освоение теории в вопросах плотности и расчета показателей позволяет даже несведущему человеку правильно определять состав бетонной смеси и соотношение компонентов для определенных видов работ.

ВИДЕО: Как понять – хороший цемент или плохой

Насыпная и истинная плотность цемента

Цемент применяется при различных видах отделочных, строительных, ремонтных работ. Используется он как сам по себе, так и как компонент различных смесей. При этом стоит учитывать плотность цемента, то есть отношение массы к объему. Данная величина непостоянная, со временем может изменяться. К тому же существуют два вида этого показателя: насыпная плотность и истинная.

Схема производства цемента.

Цемент представляет собой крохотные крупицы, между которыми находится воздух. Насыпная плотность зависит от того, насколько материал свежий или слежавшийся. В основном этот показатель варьируется от 1100 до 1600 кг/м3. В строительстве используют данную характеристику при приготовлении различных растворов.

Схема состава цементов.

Именно от насыпной плотности цемента в смеси зависит прочность затвердевшего раствора. Наиболее точным методом расчета считается следующий. В определенную емкость высыпают порцию цемента (к примеру 1 кг), при этом пропускают его через фильтр, чтобы отсеять крупные фракции. Затем измеряется его вес (без учета тары) и делится на объем. Исходя из полученной величины устанавливается нужное количество других составляющих смеси.

Но столь скрупулезные расчеты проводятся далеко не всегда. Как правило, в строительстве насыпная плотность принимается усредненной, равной 1300 кг/м3. Для истинной плотности цемента этот показатель всегда значительно выше. Иногда может равняться 3200 кг/м3. В данной характеристике учитывается лишь «чистый» вес, то есть «воздушной» составляющей здесь нет.

Цементы принято разделять на материалы:

  1. С пониженной плотностью, включающие в себя различные добавки: морозоустойчивые присадки, пластификаторы и другие. При расчетах принимается плотность не более 1200 кг/м3. Такой продукт более дешевый, но менее прочный.
  2. С повышенной, то есть не содержащие добавок (к примеру, портландцемент).

Факторы, влияющие на плотность продукции

Основным фактором, который влияет на плотность цемента, является дата изготовления. Для материала, который был только что произведен, данный показатель будет ниже, чем для того, который уже пару недель находится на складе. Объясняется это тем, что при изготовлении каждая из частичек продукта имеет статический заряд. Соответственно, они будут отталкиваться друг от друга. Поэтому возникает большое количество пустот, заполненных воздухом. Во время хранения или перевозки, наоборот, статический заряд снижается, а продукт уплотняется.

Зависит насыпная плотность цемента и от технологии производства, то есть от того, на сколько он измельчен, и от способа просушки материала в силосах. Марка, вид продукции и объемная поверхность частичек также немаловажные показатели.

Ассортимент цементов довольно широк: гидрофобный, глиноземный, пластифицированный и другие. Марка же свидетельствует о том, насколько твердым будет конечный продукт.

Условия хранения значительно способны влиять на характеристики продукта. Если материал находится в помещении с высокой влажностью, то воздух в пустотах будет вытесняться влагой, а ее вес значительно выше. К тому же при таком хранении он может потерять свои прочностные качества и будет непригоден для использования в строительстве.

Плотность цемента

Плотностью (или удельным весом вещества) называется отношение массы данного вещества к занимаемому объему. Применимо к цементу данные значения необходимы для вычисления пропорций строительных смесей, созданных на цементной основе.

Плотность цемента — важный показатель вяжущего вещества, который в последствие влияет на прочность и надежность возводимого сооружения.

Удельный вес цемента, фасованного в мешки, проставляется на упаковке, но также зависит от состояния, в котором хранились и транспортировались мешки. При неправильном хранении, удельный вес может отличаться от нужного в несколько раз, тем самым теряя необходимые свойства порошка.

Так, свежий цемент имеет меньшую плотность, а транспортированный — выше.

Свежий цемент — 1100-1200 кг/куб.м.

Слежавшийся цемент — 1500-1600 кг/куб.м.

Усредненная плотность цемента согласна нормам составляет около 11300 кг/куб.м., однако истинное значение цемента достигает 3000-3200 кг/куб.м.. Объясняется это тем, что между зернами порошка цемента находятся пустоты, которые заполняются воздухом. Поэтому различают 2 параметра плотности цемента: насыпная и истинная.

Факторы, влияющие на плотность:

чем выше марка цемента, тем выше плотность

в различной технологии производства цемента частицы вещества имеют различный размер, соответственно различно расстояние между частицами, что ведет к различной плотности.

условия хранения также влияют на плотность

только что произведенный цемент всегда имеет меньше плотность за счет накопленного статистического разряда, который повышает количество пустоты между гранулами.

Как рассчитать плотность цемента:

В промышленности для определения истинной (реальной плотности порошка без учета пустот) используют прибор Ле-Шателье.

Для определения насыпной плотности берут сосуд объемом 1 литр и весы. Цемент засыпают в емкость. При этом его не трясут, не утрамбовывают и не перемешивают. Взвешивают цилиндр на весах. По формуле вычисляют плотность. Плотность = (Масса взвешенного цилиндра — масса самого цилиндра)/Объем цилиндра.

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.

Прежде всего специалисты обращают внимание на следующие характеристики цемента:

  • 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:

МаркаМ100М200М300М400М500
Плотность700900110012001300

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.

Для этого потребуется:

  • мерная емкость объемом 1 л;
  • воронка;
  • весы.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector