Удельный вес цемента

Удельный вес цемента – практическое значение и расчет

Цемент является востребованным строительным материалом. Он используется для создания строительных смесей на его основе. Свойства составов зависят от соотношения компонентов. Для рационального смешения компонентов необходимо знать удельный вес цемента, являющийся вариативной характеристикой.

От чего зависит характеристика?

Удельный вес – это отношение массы вещества к объему, который оно занимает.

Для количественной оценки стройматериала используется два вида плотности, существенно отличающихся по значению: насыпная и истинная.

Насыпная – это показатель, применимый для материала после помола, представляющего собой измельченное в порошок вещество. Является переменной характеристикой. Истинная – это характеристика застывшего состава. Является постоянным числом.

Значение истинной плотности цемента варьируется в диапазоне 2700–3500 кг/м3. Ее точная цифра зависит от марки цемента. Это справочное число, не имеющее серьезного практического применения.

Насыпная плотность цемента необходима для практического определения количественной и качественной структуры строительных смесей, растворов. Данный параметр может колебаться в широких пределах. Это объясняется составом размельченного стройматериала, который в состоянии поставки представляет собой смесь зерен с воздушной прослойкой между ними. Чем больше воздуха содержит порошок, тем меньше его плотность.

Сразу после измельчения намагнитившиеся при интенсивном трении частицы отталкиваются друг от друга по законам электростатики. Зазоры между частицами, заполненные воздухом, имеют большую величину. Плотность свежемолотого цемента составит около 1100–1200 кг/м3. При дальнейшей перевозке, пересыпке, складировании, хранении заряд частиц уменьшается, сила отталкивания исчезает, и порошок утрясается, вытесняя воздух. Цементная смесь уплотняется, увеличивая удельный вес цемента до 1600 кг/м3.

Факторы влияния на параметр

На значение плотности цемента влияют следующие факторы:

• вид стройматериала;
• степень измельчения частиц;
• технология получения;
• способ просушки в силосе (специализированном резервуаре для складирования перемолотого материала);
• время, прошедшее после измельчения (с течением времени параметр возрастает);
• условия хранения (размещение в силосе увеличивает показатель не так интенсивно, как хранение в мешках и подобной упаковке).

Показатели цемента разных видов

Для удобства возможные значения показателя для различных марок сведены в таблицу:

При проведении вычислений на практике часто используются усредненные данные. На предприятиях по производству железобетонных изделий в нормативные вычисления закладывается отношение массы к объему, равное 1300 кг/м3. Этот расчет используют и частные застройщики. Эта цифра реальна для стройматериала свежего помола средней рыхлости, расфасованного в бумажные мешки.

Методика расчета

На предприятиях при необходимости расчета удельного веса цемента применяют лабораторные методы, используя специализированный прибор «Ле-Шателье». Для домашней застройки эту цифру можно рассчитать самостоятельно по несложной методике:

• Выбрать мерную емкость вместимостью 1 л, определить ее массу.
• Заполнить сосуд тестируемым порошком.
• Определить вес заполненной емкости.
• Вычесть из него вес пустой тары, чтобы получить вес вещества.
• Разделить массу порошка на его объем (1л=0.001 м3). Полученные данные — нужный показатель.

Величина плотности цемента необходима при определении количественного и качественного состава строительных смесей. Она дает возможность рационального выбора наполнителя с оптимальным размером зерен. Это могут быть разные типы песка: намывной, карьерный, речной и др. с песчинками разного размера. Так, для получения качественного пескобетона плотной структуры сначала примешивается крупнозернистый песок, заполняющий основные пустоты, а затем средне- и мелкозернистый.

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

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.

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.

Минимальная и максимальная толщина стяжки

СП 29.13330.2011 дает четкие указания по минимальной толщине слоя стяжки для обеспечения необходимого уклона пола: при укладке по плитам перекрытия не менее 20 мм, при укладке на слой гидроизоляции, по тепло- и звукоизоляционному слою — не менее 40 мм. При укрытии трубопроводов (в т. ч. в системе теплого пола) толщина стяжки должна быть больше диаметра трубопроводов минимум на 45 мм. Меньшая толщина слоя может привести к растрескиванию и разрушению стяжки.

Рекомендуемая специалистами минимальная толщина слоя стяжки составляет 30 мм. Оптимальное значение стяжки составляет 40-50 мм, увеличение толщины влечет перерасход материала, ограничивается допустимой несущей способностью основания даже в случае использования легких стяжек, требует дополнительного усиления слоя армированием.

Как приготовить ЦПС?

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

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

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

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

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

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

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

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

Расход

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

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

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

Для стяжки

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

Для кладки

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

Для штукатурки

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

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

Как рассчитать количество строительных смесей для обеспечения прочности бетонного состава

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

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

Нюансы выполнения расчетов по определению количества цементных смесей

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

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

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

На точность выполняемых расчетов влияет ряд факторов:

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

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

Состав и маркировка

Цемент марки М 500Материал 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.

На какое количество бетона рассчитан вес мешка с цементом

Несмотря на то, что объем в мешке цемента изменяется в зависимости от марки портландцемента, условий хранения, даты изготовления и других параметров, вес мешка цемента остается постоянным. Осуществляя приготовление цементного раствора, пропорции ингредиентов необходимо знать, также, как и при выполнении замеса бетона.

Объем бетона определяют руководствуясь стандартной рецептурой

При выполнении расчетов следует учитывать ряд нюансов:

• маркировку приготавливаемого бетонного раствора;
• марку используемого портландцементного порошка;
• количество цемента, упакованного в тару.

Например, для приготовления бетона М200 из одного мешка цемента марки М400 массовые соотношения цемента, песка и щебня составляют 1:2,8:4,8. Приведенная пропорция позволяет определить, что из мешка цемента получится не менее 270 л бетона. Таблицы с пропорциями для разных марок материала, облегчающие расчет, несложно найти на специализированных сайтах. На точность результатов влияет объем добавляемой воды и плотность исходного сырья. Выполнить расчет цемента на куб бетона калькулятор позволит с более высокой точностью.

Сколько цемента в мешке и какое количество бетона из него можно сделать

Объем, который занимает в мешке цемент, ГОСТ не оговаривает. Однако нормативный документ четко регламентирует массу материала. Цемент фасуется в стандартные мешки по 25, 40 и 50 кг в каждом.

В стандартные мешки фасуется цемент

Если необходимо рассчитать, сколько кубов цемента в мешке 50 кг или таре другого объема, следует действовать по приведенному алгоритму:

1. Прочесть на упаковке массу и марку материала, например, цемент 50 кг марки М400.
2. Взять из справочных источников удельный вес для данной марки цемента, например, 1500 кг/м3.
3. Разделить вес материала в упаковочной таре на плотность.

Для этого необходимо действовать в следующем порядке:

1. Найти в справочных таблицах весовые соотношения цемента, песка и щебня для приготовления бетона определенной марки.
2. Рассчитать объем каждого компонента, разделив вес материала, согласно рецептуре, на плотность.
3. Просуммировать объемы ингредиентов с добавлением к результату вычислений объема добавляемой воды.

Объем бетонной смеси изменяется для разных видов бетона. Рассмотрим бетон на основе цемента марки М400. Его объем увеличивается от 0,092 м3 для бетона марки М400 до 0,231 м3 для раствора марки М100.

Таблица соотношения цемента, песка и щебня

Главные свойства

Цементом считается вяжущий строительный материал, в состав которого входит глина, известняк, мергель, гипс и другие минеральные добавки. В чистом виде цемент используется редко — раствор разбавляют песком и водой.

Главными свойствами, на которые следует обратить внимание при покупке, считаются:

1. Скорость застывания раствора отвечает за прочность и равномерность поверхностного слоя. Взаимосвязанным параметром считается тонкость помола сухого состава.
2. Прочность отвечает за нагрузку, которую способен выдержать готовый материал. По механическим показателям цемент делится на 4 марки: 400, 500, 550, 600.
3. Время и объем теплоотдачи во время затвердения смеси регулируется минеральными добавками. Характеристика отвечает за равномерность покрытия и отсутствие трещин.
4. Фракция помола играет важную роль в плотности будущего материала. Чем мельче крупинки, тем прочнее получится заливка.
5. Морозоустойчивость смеси определяет, где целесообразно применять материал, — внутри помещений или снаружи.

Удельный вес: характеристика показателя

Показатель удельного веса дает возможность определить массу 1 куба цемента.

Параметр зависит от ряда факторов:

1. От марки сухого состава пропорционально зависит масса и плотность.
2. Способ изготовления смеси. Крупная фракция сохраняет некоторые пустоты между компонентами материала, которые уменьшают соотношение массы на 1 м³.
3. Дата производства. В процессе изготовления материала между его частицами возникает энергия трения, которая увеличивает объемный вес цемента. Со временем энергия ослабевает, и показатели меняются.
4. Наличие минеральных добавок увеличивает или, наоборот, уменьшает значение параметра.
5. Условий хранения. Повышенная влажность воздуха в помещении, где хранится сухой состав, способствует возрастанию плотности, что соответственно увеличивает его массу.

В специализированной литературе встречается другое название параметра — удельная плотность вещества.

Удельный вес различных марок

Люди, которые применяют строительный материал в частных целях, задаются вопросом, сколько весит куб цемента М400. Это связано с тем, что от марки цементной смеси напрямую зависит плотность строительного материала, назначение и механические характеристики.

Эталоном качества принято считать марки 400 и 500. Их используют для строительства крупных объектов, зданий, межэтажных перекрытий и заливки площадок. Поэтому строитель должен знать, сколько кг цемента нужно для каждого этапа работ.

Приблизительное соотношение выглядит следующим образом:

• удельный вес цемента М400 в уплотненном виде получается 1400-1600 кг на 1 куб;
• масса смеси в 1 м³ марки М500 составляет 1500-1700 кг или, если перевести в тонны, 1,5-1,7 т.

При возведении крупных объектов строители чаще используют понятие «насыпная плотность». На удельную массу влияет степень утрамбованности материала, поэтому при расчете веса 1 м³ цемента М400 в мешках может превышать 3 т.

Нужно помнить, что показатель удельной массы для одной марки у разных производителей может отличаться. Поэтому не рекомендуется использовать материалы нескольких брендов на одном объекте.

Разновидности

В зависимости от состава различают следующие виды смеси:

• известковый;
• сульфатостойкий (отличается повышенной морозостойкостью);
• мергелистый;
• глинистый (обладает высокой водонепроницаемостью);
• гидравлический;
• тампонажный;
• напрягающий.

Получают различные сорта раствора путем увеличения процентного соотношения минеральных добавок и компонентов, которые способны повлиять на характеристики материала.

Например, сульфатостойкий вид обладает высокой устойчивостью к низким температурам, благодаря чему применяется для строительства нежилых объектов и наружных работ. Но высыхает такой раствор дольше остальных. Тампонажный вид используют для бетонирования нефтяных скважин, а в муниципальном строительстве материал применяется крайне редко.

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:

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.
На данный фактор важно обращать внимание, так как марка цемента – это практически первое, на что обращает человек внимание, осуществляя покупку данного товара.

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.
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.