Чему равен плотность цемента

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:

Марка	М100	М200	М300	М400	М500
Плотность	700	900	1100	1200	1300

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.

• 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.

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

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.

Источник

Плотность цемента – как определяется и на что влияет?

Удельная плотность цемента – это переменная относительна величина, характеризующая сколько килограммов материала помещается в той или иной единице объема. За единицу объема принимается 1 метр кубический или 1000 дециметров кубических.

Практическое значение данной величины – определение расхода цемента при производстве бетона, цементного раствора и изготовлении Железобетонных изделий: тротуарной плитки, плит перекрытия, лестничных маршей, бетонных колец, бетонных лотков и пр.

Определение истинной плотности сухого цемента

При необходимости, истинную плотность цемента определяют для каждой конкретной партии вяжущего. Это простой процесс, который можно реализовать в домашних условиях своими силами.

Потребуется емкость объемом кратным 1 литру (1 дм3) и весы (бытовой кантер, чашечные весы, лабораторные весы и т.п.). Можно взять стандартную литровую стеклянную банку для консервации, взвесить ее. Далее аккуратно засыпать в нее проверяемый строительный материал, опять взвесить.

Вычесть из полученной цифры вес пустой банки и умножив полученный результат на 1000 (количество литров в 1 м3) получить удельный вес конкретной партии цемента в стандартных единицах кг/м3.

• Вес пустой банки объёмом 1 литр: 0,25 кг.
• Вес банки с цементом: 1,5 кг.
• Вес цемента в объеме 1 литр: 1,5-1,25=1,25 кг.
• Удельный вес цемента: 1,25х1000=1 250 кг/м3.

Имея истинную плотность материала, можно очень точно рассчитать необходимый расход вяжущего на приготовление той или иной марки бетона или раствора в привычных единицах измерения – «ведро». В этом случае следует использовать правило: 1 литр =1 дм3 или 0,001 м3.

Средняя плотность цемента

Большинство строительных компаний и заводов ЖБИ, оперируя в своей повседневной деятельности значительными объемами цемента из разных партий не «заморачиваются» точными расчетами истинной удельной плотности, и принимают к исполнению так называемую усредненную удельную плотность цемента.

Данная характеристика рассчитывается как среднее арифметическое суммы удельной плотности слежавшегося цемента (1500-1600 кг/м3) с удельной плотностью только что изготовленного материала (1 100 кг/м3): 1500+1 100/2=1 300 кг/м3.

Укрупненное (среднее) значение удельной плотности цемента 1 300 кг/м3, по умолчанию, используют в расчетах количества закупки вяжущего и количества расхода, практически все строительные компании и все частные застройщики.

Физический смысл удельной плотности цемента

Некоторых застройщиков заинтересует вопрос: «почему цемент имеет такой большой дифференциал разброса значения удельной плотности?». Ответ на этот законный вопрос кроется в курсе физики средней школы.

При помоле клинкера, отдельные частички цемента получают разноименные электрические заряды, и в соответствии с законом Кулона стараются оттолкнуться друг от друга. Образовавшиеся при этом «межчастичные» пустоты заполняет окружающий воздух.

Поэтому, плотность цемента м500, плотность цемента м400, плотность цемента м300 или цемента другой марки, только что сошедшего с «конвейера» и упакованного в бумажные мешки или мягкие контейнеры биг-бены, минимальна и составляет в среднем 1 150-1200 кг/м3.

При длительном хранении или транспортировке на значительные расстояния плотность цемента м400 в мешках или мягких контейнерах увеличивается. При трении друг о друге, «разнозаряженные» частички цемента становятся «однозаряженными», соответственно стремятся слипнуться друг другом, выдавливают воздух, и обретают плотность слежавшегося цемента 1 500-1 600 кг/м3.

Значение удельной плотности портландцемента. Таблица

Описанная выше технология определения истинной плотности цемента отвечает на все возможные вопросы неопытного застройщика. Тем не менее, в «справочных» целях следует привести ориентировочные значения насыпной плотности цемента 400, плотности цемента м500 и других марок портландцементов, сведенных в следующую таблицу:

Марка цемента	Удельная плотность, кг/м3
М100	900
М150	900
М200	900
М300	1 100
М400	1 100
М500	1 100

Анализируя данную таблицу, стоит заметить, что в широкой продаже можно приобрести портландцементы марки М400 и М500 (новая маркировка ЦЕМ I 32,5Н ПЦ и ЦЕМ I 42,5Н ПЦ). Материалы марок М300, М200, М150 и М100 уже не выпускаются. Поэтому приведенную таблицу стоит рассматривать как «справочную», в целях общего понимания сути вопроса.

Заключение

Частным застройщикам совет! Если вы хотите подойти к закупке и использованию строительного материала максимально рационально, используйте в своей практической деятельности информацию, приведенную в разделе данной публикации: «Определение истинной плотности сухого цемента».

Это даст вам возможность сэкономить значительные финансовые средства при всех прочих равных условиях: прочности и долговечности изготовленных и возведенных бетонных конструкций.

Источник