5. Определение марки цемента

5. Определение марки цемента.

Марка цемента определяется по его пределу прочности. Прочность затвердевшего цементного камня характеризуется пределом прочности при сжатии. Образец укладывают на стол гидравлического пресса и доводят до разрушения, фиксируя разрушающую нагрузку и площадь поперечного сечения образца.

Предел прочности при сжатии определяют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения образца:

. (6.1)

По величине прочности на сжатие по табл. 2 определяется марка цемента.

Существует 6 марок цемента: 200, 300, 400, 500, 550, 600. Марка 500, например, имеет предел прочности на сжатие 500 кг/см 2 или 49,0 МПа.

Ход выполнения работы

1) Установить образец на стол гидравлического пресса, включить пресс. Разрушить образец. Записать усилие разрушения образца по прибору в Н.

Р= . Н

2) Вычислить площадь сечения образца, см 2 .

S= . см 2

3) Вычислить предел прочности образца на сжатие (МПа) по формуле:

σ _сж = . Н/см 2

(т.к. 1МПа=100 Н/см 2 )

σ_сж = . МПа

,

где σ _сж — предел прочности на сжатие в МПа

Р – усилие разрушение образца в кН;

S – площадь поперечного сечения образца в см 2 ;

4) Определить марку цемента в зависимости от предела прочности образца на сжатие согласно требованиям ГОСТ 125-7 по таблице 2.

Заполнить строки 7 и 8 итоговой таблицы 6.6.

Марка цемента

Таблица 6.3 — Марки цемента в зависимости от предела прочности на сжатие

Марка

цемента

Предел

прочности МПа

Марка

цемента

Предел

прочности МПа

Марка

цемента

Предел

прочности МПа

6. Разновидности и обозначение цементов

Условное обозначение цемента должно состоять из: наименования вида цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования — соответственно ПЦ и ШПЦ; см. ниже П.1; марки цемента — см. ниже П.2; обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по П.3: Д0, Д5, Д20; обозначения быстротвердеющего цемента — Б;обозначения пластификации или гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ; обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н; обозначения ГОСТа.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20 %, быстротвердеющего, пластифицированного: портландцемент 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85 или ПЦ 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85.

По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы: портландцемент (без минеральных добавок); портландцемент с добавками (менее 20 %); шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки: портландцемент — 400, 500, 550 и 600; шлакопортландцемент — 300, 400 и 500; портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500; шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в следующей таблице.

Что означает марка цемента?

Сфера использования цемента весьма разнообразна: от замеса пористых растворов для штукатурки и до бетонирования конструкций, на которые оказывается серьезное механическое воздействие. Важным нюансом технологии в данном случае выступает определение марки цемента, которая обладает необходимыми параметрами и свойствами. Если провести неправильные расчеты, в обозримом будущем можно столкнуться с некими сложностями, связанными со снижением эксплуатационных свойств конструкции.

Маркировка цемента и способ ее определения

На упаковках с цементной смесью встречается различная буквенная и цифровая аббревиатура, которая содержит в себе сведения о составе и ключевых показателях строительного материала. Маркировка проставляется в соответствии с требованиями ГОСТ.

До 2003 года действовало правило, по которому маркировка должна была включать в себя данные следующего характера:

• первой проставлялась аббревиатура, отвечающая за тип цементной смеси. К примеру, для портландцемента ставилась маркировка ПЦ, для шлакопортландцемента – ШРЦ, и т.д.;
• после буквенной маркировки шла комбинация из трех цифр, отвечающая за обозначение прочности материала, то есть фактической нагрузки, которую может выдержать данная смесь;
• далее шло обозначение элемента, демонстрировавшего наличие минеральных добавок в составе цементной смеси.

С 2003 года начал действовать новый ГОСТ 31108, согласно которому расшифровка цемента несколько изменилась. Теперь сначала обозначается состав стройматериала (I — в смеси нет никаких добавок, II – в наличии имеются некоторые примеси). Причем последняя группа в свою очередь делится на две категории: А – в составе имеется около 6-20% примесей, В – от 21 до 35%.

Кроме того, часто встречаются некоторые буквенные обозначения:

• Б – смесь, которой для затвердения требуется немного времени;
• СС – смесь с повышенным содержанием сульфатов, что повышает гидроизоляцию конструкции;
• ВРЦ – цемент со свойством расширяться, и кроме того, обладающий водонепроницаемостью;
• ПЛ – в составе имеются пластифицирующие вещества, повышающие морозостойкость бетонированных конструкций;
• БЦ – белый цемент, используемый для декоративной облицовки;
• Н – обычный состав с добавлением клинкера, который гарантирует приемлемую прочность.

Востребованные марки цемента

В зависимости от маркировки бетонных смесей, различают основные марки цемента, которые чрезвычайно востребованные. Среди них следует выделить:

• М500 Д0, используемый для изготовления конструкций для промышленного строительства. Цифра 500 в данном случае обозначает максимальную нагрузку, которую способна выдержать затвердевшая смесь. Кроме того, данный тип смеси также обладает довольно высокими показателями морозостойкости, долговечности и устойчивости к воздействию воды;
• М500 Д20, используемый на разных сферах, начиная от промышленных работ, и заканчивая жилищным строительством. Смесь данного типа используется при изготовлении сборных конструкций и при укладке плит и перекрытий;
• М400 Д0, обладающий повышенной терморегуляцией. Бетонная смесь данного типа отлично подойдет для изготовления различных конструкций, которые впоследствии будут применяться при сложных климатических условиях.

В интернет-магазине «Стройте с нами — Косулино» вашему вниманию представлен огромный ассортимент популярных марок цемента по оптимально низким расценкам. При необходимости, вы всегда можете рассчитывать на профессиональную консультативную помощь от наших менеджеров, связаться с которыми можно в телефонном режиме или посредством электронной почты.

Марки или классы бетона: в чем отличие

Один из самых часто применяемых материалов в строительных работах — бетон.

Причин такой популярности немало: это доступный материал, высокопрочный и долговечный в эксплуатации, которому можно придавать задуманную форму.

Но бетон бывает разный.

Виды бетона могут различаться по прочности, водонепроницаемости, устойчивости к морозу и другим характеристикам. В зависимости от свойств, тот или иной вид бетона может подходить для производства определенных изделий. Чтобы ориентироваться в разновидностях бетона и иметь возможность выбрать тот, что соответствует целям, были разработаны системы классификации бетона.

Неправильный выбор бетона может привести к катастрофическим последствиям: преждевременному разрушению конструкций, появлению трещин, намоканию, заражению грибками и плесенью, поэтому нужно ответственно и серьезно подходить к подбору строительных материалов.

Поскольку основное качество бетона — его прочность, основная классификация бетонов — классификация по прочности на сжатие.

От чего зависит прочность?

Бетон изготавливают путем смешивания цемента с водой. В состав добавляются крупные и мелкие заполнители: щебень, гравий, песок.

Портландцемент — вяжущее вещество водного твердения. Смешанный с водой, он не просто высыхает; в растворе протекают реакции гидратации, в результате которых образуются новые кристаллические соединения.

Поэтому главный компонент бетона, от которого зависит его прочность, — цемент.

Прочностные характеристики бетона зависят, прежде всего, от марки цемента, а также от процентного соотношения его в растворе.

Кроме того, на этот показатель влияют:

1. качественные характеристики заполнителей (чистота, фракция);
2. водоцементное соотношение в растворе;
3. тщательность смешивания;
4. качество укладки бетонной смеси, наличие соответствующей обработки и уплотнения;
5. условия окружающей среды (температура, влажность) и правильный уход за уложенным бетоном.

Важно!

Оптимальными для набора прочности бетона являются температура воздуха +18—20° С и высокая влажность. Если условия отличаются от нормы, применяются специальные меры, призванные создать оптимальные условия отвердевания. Расчетная прочность достигается через 28 суток твердения.

Классы или марки бетона: в чем разница?

В классификации, распространенной в СССР, бетоны подразделялись по прочности на сжатие на марки так же, как цементы.

Для измерения прочности использовались образцы бетона кубической формы с размером ребра 150 мм. Они должны были затвердеть в тех же условиях, в которых планируется набор прочности основного изделия, после чего на 3-й, 7-й, 14-й дни проводились предварительные испытания давлением, а на 28-й день — определение марки бетона. Таким способом измерялась реальная марка бетона. Она обозначалась буквой «М» и числовым показателем, соответствующим среднему выдерживаемому давлению, измеряемому в кг/см2.

Позже Россия перешла на европейские стандарты, и бетон стал подразделяться на классы, которые маркируются буквой «В» и числовым показателем, обозначающим предельную прочность на сжатие в МПа.

Для определения класса прочности бетона изготавливаются кубические образцы с размером ребра 150 мм. После твердения в течение 28 суток с соблюдением требований ГОСТ 10180-90 образцы подвергают испытанию давлением и измеряют предельное сжатие в МПа, которое выдерживает образец без разрушения.

Таким образом, класс бетона можно считать более точной характеристикой, но на сегодняшний день многие строители все еще пользуются привычными марками.

Таблица соответствия классов и марок бетона

Другие методы испытания

Для проведения испытаний используются кубические и цилиндрические образцы или призмы, отлитые из бетона.

В испытательных машинах проводятся следующие виды испытаний:

1. прочности на растяжение при изгибе;
2. на растяжение при раскалывании;
3. на осевое растяжение (в разрывной машине).

Измеряются и другие характеристики готового бетона.

Удобоукладываемость

Вернемся к водоцементному соотношению цементных растворов.

Чтобы обеспечить реакции гидратации, достаточно в/ц, равного 0,3. Но бетон с водоцементным соотношением ниже 0,45—0,55 неудобен в работе, поскольку очень тяжелый, густой, не растекается и требует значительных усилий по уплотнению в опалубке.

Таблица марок бетона по удобоукладываемости

Из-за того, что густой раствор сложно уплотнить, в готовых изделиях могут оставаться полости, что отрицательно влияет на прочность изделия.

Существуют два возможных выхода из ситуации:

1. разбавить смесь водой;
2. добавить пластификатор.

Изменение водоцементного соотношения в сторону увеличения количества воды увеличивает удобоукладываемость смеси, но при этом страдает прочность готовых изделий. Эта закономерность отражена в таблице.

Таблица зависимости класса бетона от количества воды в растворе

Применение пластификаторов позволяет повысить пластичность и получить самоуплотняющиеся растворы без потери прочности. Благодаря тому, что смесь становится более подвижной, она хорошо растекается, заполняя опалубку даже сложной конфигурации и уплотняется. В смеси, содержащей в своем составе пластификатор, уменьшается количество и диаметр пор, что благоприятно сказывается на всех свойствах готового изделия.

Современные пластификаторы не только повышают пластичность смеси на 1—4 пункта, но и увеличивают прочность, водостойкость, морозоустойчивость готовых изделий; продлевают срок «жизни» раствора, предотвращают его расслаивание; позволяют экономить воду и цемент.

Подвижность бетона обозначается буквой «П» с числовым показателем от 1 до 5:

1. П1 — малоподвижные смеси. Применяются для монолитных конструкций. Уплотнение смеси обязательно.
2. П2 и П3 — универсальные смеси, подходящие для большинства конструкций. Требуется уплотнение.
3. П4 подходит для армированных конструкций, может применяться без уплотнения.
4. П5 — литьевые или текучие смеси, подходящие для густоармированных конструкций.

Применение пластификатора позволяет повысить удобоукладываемость смеси без увеличения количества воды.

Для испытания подвижности бетона используют испытание с конусом Абрамса (испытание бетона на осадку).

В металлический конус тремя слоями укладывается бетонный раствор, и каждый слой уплотняется штыкованием. В течение 3 минут конус снимают и тут же измеряют высоту бетонного конуса; затем сравнивают его с высотой конуса Абрамса. Марка бетонной смеси по подвижности определяется по осадке конуса.

Морозостойкость бетона

В условиях сурового климата и даже просто в климатических зонах, для которых характерны смена времен года и выраженная холодная зима, большое значение имеет устойчивость сооружений к низким температурам. В этих случаях в строительстве применяются бетоны с повышенными характеристиками устойчивости к воздействию отрицательных температур.

Морозостойкостью бетона называют его способность выдерживать повторяющееся замерзание и оттаивание.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10060.0-95, изготавливаются базовые образцы для подвергания замораживанию. Они должны соответствовать образцам для испытания на прочность.

После достижения проектного возраста образцы подвергают замораживанию при –130°С и оттаиванию при +180° С, затем измеряют прочность.

Если образец не потерял прочности при определенном количестве циклов замораживания и оттаивания, значит, он соответствует марке по морозостойкости.

Марку по морозоустойчивости принято обозначать буквой «F» и числом, которое показывает количество циклов замораживания и оттаивания:

1. до F50 — низкий класс морозостойкости;
2. F50—F150 — нормальный класс морозостойкости, применяется на всей территории России, срок эксплуатации конструкций до 100 лет;
3. F150—F300 — класс повышенной морозостойкости, применяется в условиях сурового климата;
4. F300—F500 — класс высокой морозостойкости, применяется в условиях повышенной влажности и промерзания грунта;
5. F500—F1000 — крайне высокая морозостойкость.

Важно!

Морозостойкость бетона напрямую зависит от плотности, отсутствия трещин и крупных пор, а также от его водостойкости, поэтому добавление пластификаторов в раствор существенно повышает этот показатель.

Водонепроницаемость бетона

Водонепроницаемостью называется свойство бетона не пропускать воду под давлением.

Почему бетон пропускает воду?

Несмотря на то что внешне бетон выглядит однородным, его структура имеет капилляры и поры, в которые проникают воздух и вода. Чем плотнее бетон, чем меньше его поры, тем он более водостойкий. Таким образом, прочность, водонепроницаемость и морозоустойчивость бетона прямо пропорциональны друг другу.

Таблица свойств бетона

Водонепроницаемость имеет значение при эксплуатации конструкций в условиях повышенной влажности; также от нее зависит морозостойкость бетона.

В соответствии с ГОСТ 12730.5-84, водонепроницаемость определяется следующими методами:

1. по «мокрому пятну» (измеряется давление, при котором в образец проникает вода);
2. по коэффициенту фильтрации;
3. по воздухопроницаемости (ускоренный метод).

На практике чаще применяют ускоренные методы.

Важно!

Водонепроницаемость бетона увеличивается с возрастом.

Водонепроницаемость бетона обозначается буквой W и числовым показателем от 2 до 20.

Для повышения водонепроницаемости бетона практикуются следующие мероприятия:

1. применение глиноземистого цемента, который позволяет получать более плотный бетон;
2. добавление сульфатов железа или алюминия в смесь;
3. использование пластификаторов с одновременным снижением водоцементного соотношения;
4. введение в бетонную смесь гидроизоляционных добавок.

Сфера применения бетона в зависимости от класса:

1. В7,5 — легкие бетоны, находят применение в основном при подготовительных работах;
2. В12,5 применяется для стяжек, бетонирования дорожек, заливки фундаментов небольших сооружений;
3. В15 — широко распространенный класс бетона, используется для строительства зданий не выше 2 этажей;
4. В20 — для лестниц, ленточных фундаментов, ненагруженных перекрытий;
5. В22,5 — материал с высокой водонепроницаемостью и морозостойкостью, используется для дорожек, фундаментов зданий, лестничных площадок, монолитных стен;
6. В25 используется для изготовления железобетонных изделий, фундаментов, монолитных стен, бассейнов;
7. В30 применяется для изготовления мостовых конструкций и гидротехнических сооружений;
8. В35 находит применение при изготовлении дамб, гидротехнических конструкций;
9. В40 применяется для изготовления конструкций со специальными требованиями (мосты, хранилища, метро, плотины).

Видео: Классы и марки бетона. В чем разница?

Прочность, водоустойчивость и морозостойкость бетона прямо пропорциональны друг другу и зависят, в числе прочего, от его пластичности и подвижности. Но подвижность бетона, если она достигается путем повышения водоцементного соотношения, снижает его прочность. Лучшее решение для достижения оптимальных характеристик бетона — использование специальных добавок для бетона.

Определение марки (активности) цемента

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

• 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
• 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

• нижний слой – 15 раз,
• верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

• Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
• Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
• Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Популярные товары

БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по.

Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12.