Плотность цемента насыпная и истинная, факторы влияния, марка
Удельный вес вяжущего обязательно учитывается при расчете его требуемого количества и подборе пропорций строительных растворов. Этот параметр характеризует массу вещества в занимаемом им объеме и меняется при уплотнении, изменении внешних условий и других факторов. Среднее значение для цемента хорошего качества (М400, М500) составляет 1300 кг/м3, именно его учитывают при транспортировке, складировании и замесе, но в ряде случаев необходимо знать точную величину конкретной марки.
Значение показателя, факторы влияния
Удельный вес сыпучих стройматериалов соответствует их насыпной плотности. Этот коэффициент измеряется в кг/м3 и оказывает прямое влияние на качество получаемого раствора: чем она выше, тем меньшей будет доля пустот. Эта величина всегда уступает истинной плотности (веса без воздуха), достигающей у цемента 3000-3200 кг/м3, она является переменной и зависит от ряда факторов:
- Технологии изготовления: размеров и формы зерен, способа обжига клинкера.
- Состава и марки: чем качественнее вяжущее, тем выше его удельный вес. Максимальную плотность имеют бездобавочные портландцементы, у ПЦ М500 она составляет не менее 1300 кг/м3.
- Активности вяжущего, в свою очередь зависящей от даты изготовления продукции. Плотность свежего цемента (или выгруженного из автоцистерны с помощью пневмопродувки) меньше, чем у слежавшегося, за счет отталкивания статистически заряженных частиц (1100-1200 кг/м3 в сравнении с 1500-1600). На практике это не свидетельствует о хорошем качестве, при уплотнении материал начинает комковаться и терять полезные свойства.
- Условий хранения. Лучше всего для этих целей подходят силосные башни, вяжущее практически полностью сохраняет свои полезные свойства при малом изменении плотности. При промокании влага вытесняет воздух из порошка, тем самым увеличивая его удельный вес.
Условно все цементы разделяются на разновидности с пониженной и повышенной плотностью, к первой группе относятся марки с минеральными добавками, удешевляющими стоимость. Завышенное значение показателя не является однозначным признаком качества, составы с противоморозными и упрочняющими примесями уступают чистому ПЦ. Средний удельный вес при марке прочности М500 в свежем состоянии у них не превышает 1200 кг/м3.
Более наглядное представление о материале дает истинная плотность, определяемая в лабораторных условиях. Ее нет смысла учитывать при подборе пропорций, но она напрямую влияет на прочность возводимых конструкций. Ее величина полностью определяется химическим составом и свойствами клинкера. Истинная плотность портландцемента М500 достигает 3200 кг/м2, у смесей с примесями шлаков – 2900-3000, пуццолановых с добавками гипса – не превышает 2900.
Проверить в домашних условиях без соответствующего оборудования (прибора Ле-Шателье) невозможно, ориентиром при покупке являются данные производителя.
Для определения точной насыпной плотности потребуется мерная емкость с хорошо известным объемом. Порошок засыпается в нее равномерно, без встряхивания или уплотнения. Цилиндр взвешивается в пустом и заполненном виде, первое значение отнимается от второго. После этого параметр вычисляется путем деления его массы на объем. В случае с ПЦ М500 такая проверка покажет не более 1200 кг/м3, но после засыпки в мешки материал уплотняется. При необходимости вовлечения дополнительного воздуха (для слежавшихся смесей) вяжущее целесообразно просеять через строительное сито.
Плотность цементных составов разных марок
Контроль этого показателя актуален прежде всего при покупке россыпью, при доставке в мешках достаточно данных производителя.
| Разновидность цемента | Марка прочности | Плотность, кг/м3 | |
| Насыпная | Истинная | ||
| Портландцемент | М400 | 1100-1200 | 3000-3200 |
| М500 | 1300 | ||
| Глиноземистый | ГЦ-40 | 950 | 3000-3100 |
| ГЦ-50 | 1150 | ||
| Шлакопортландцемент | М400 | 1100 | 2900-3000 |
| М500 | 1250 | ||
| Пуццолановый портландцемент (до 40 % активных минеральных добавок) | М300-М400 | 850-1150 | 2700-2900 |
| То же, сульфатостойкий | М400-М00 | 800-1100 | 2650-2800 |
| Напрягающийся (смесь портландцемента, гипса и глиноземистого клинкера) | НЦ-20 | 1300 | 2700-2900 |
stroitel-lab.ru
химическая формула, насыпная, удельная и кг м3 М400
Такая характеристика, как плотность цемента, представляет собой достаточно информативную информацию о данном строительном материале, которая позволяет оценить надежность будущего раствора, а также его прочность.
Разница между данным показателем в разных видах цемента может значительно различаться, что требует от строителей правильного выбора материала и соответствующих расчетов. В первую очередь плотность цемента влияет на составления пропорций приготовления строительных смесей для возведения зданий и сооружений.
Характеристика
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.
Насыпная и удельная
Насыпная плотность – это особая характеристика любых сыпучих материалов, в том числе и сухого цемента. Определяться данный показатель может в различных единицах измерения, но чаще всего строители и материаловеды его представляют в килограммах на метр кубический (кг/м3).
Удельная плотность цемента представляет собой показатель, характеризующий отношения веса материала к занимаемому им объему. Единицы измерения при этом остаются такими же, как и при насыпной плотность – кг/м3.
Альтернативным названием этого показателя является удельный вес вещества. Эта характеристика цемента может отличаться в зависимости от множества факторов, но приблизительные значения для каждого вида материала в нормальном состоянии строители и материаловеды определили.
В целом насыпная и удельная плотность цемента известная для разных групп данного материала:
- глиноземистого класса;
Глиноземистый
- портландцементов;
Портландцемент
- шлакового класса;
Шлакового класса
- пуцолланового класса.
Глиноземистый цемент относится к быстродействующим гидравлическим вяжущих веществам. Смесь для данного материала подбирают специальную, так как она должна быть богатой глиноземом. Кроме этого компонента, в данном цементе присутствует и достаточное количество разных примесей.
Они позволяют увеличить некоторые показатели и эксплуатационные свойства материала. На данный момент существует несколько видов данного цемента: ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60. В первую очередь их отличие состоит в том, что они затвердевают за разное количество времени.
Их насыпная плотность примерно находится в пределах от 950 до 1150 килограмм на кубический метр. Истинная (то есть удельная) плотность данного вида материала в два раза больше: от 3000 до 3100 килограмм на кубический метр.
Портландцемент также относится к гидравлическим вяжущим веществам. Он изготовляется посредством совместного помола нескольких компонентов. К ним относится клинкер, гипс и различные добавки.
Среди химических соединений в данном материале существенно преобладают силикаты кальция, количество которых достигает 80 процентов в зависимости от производителя. Именно этот вид цемента чаще всего применяют на строительстве в разных частях света.
Связанно это с его прекрасными характеристиками и эксплуатационными свойствами. Насыпная плотность данного цемента марок М400 и М500 составляет от 1100 до 1300 кг/м3.
М 500
Что касается удельного показателя, то он несколько больше, нежели глиноземистых материалов: от 3100 до 3200 кг/м3.
Плотность цемента М200 несколько ниже предоставленных данных, так как он обладает меньшим количеством различных добавок и примесей. Соответственно и сфера применения такого материала более ограничена, так как данный показатель влияет на множество свойств и качеств цемента.
М 200
Шлаковые цементы отличаются тем, что их добавки представляют собой активные минеральные вещества в виде доменных гранулированных шлаков. Из-за того, что данные компоненты материала обладают способностью самостоятельно твердеть, вяжущее вещество такого вида получается качественнее, нежели его пуцоллановые аналоги.
Цемент представляет собой сыпучее вещество, которое очень распространено в различных типах строительства и ремонта. Тут узнаете, из чего он состоит.
В настоящее время весьма популярной считается силиконовая штукатурка, которая применяется для отделки фасада зданий. Здесь все о ее различных видах и характеристиках.
Сухая стяжка пола предназначена не только для выравнивания пола, но так же сделать его и крепким. Перейдя по ссылке ознакомитесь с ее характеристиками.
К тому же производство таких цементов – это корректная утилизация продуктов доменных печей, которые используются при выплавке чугуна из руд. Данные виды материала существуют трех марок: М300, М400 и М500. Они обладают индивидуальными характеристиками и особенностями применения.
Читайте материал про технологию производства цемента.
Насыпная плотность цемента М300, М400 и М500 находится в пределах от 1100 до 1250 килограмм на метр кубический. Это показатель, касающийся сульфатно-шлакового материала, несколько ниже: от 1000 до 1200 килограмм на метр кубический.
Удельная плотность шлакопортландцемента – 2900-3000 килограмм на метр кубический, тогда как сульфатно-шлакового вещества – 2800-2900 килограмм на метр кубический.
Пуцоллановые цементы начали производить достаточно давно. Эти материалы являются одними из самых древних вяжущих веществ, так как впервые вещество вулканической породы – пуцоллану, применили еще в Древней Риме. Отличается такой материал повышенными антикоррозийными свойствами.
Удельная плотность пуцолланового цемента в рыхлом состоянии находится в пределах от 800 до 1000 килограмм на кубический метр. Если данный материал уплотнить, то данный показатель немного повыситься – до 1200-1600 килограмм на кубический метр.
Что касается удельного веса пуцолланового вяжущего вещества, то он не превышает показателей от 2700 до 2900 килограмм на метр кубический.
Подробнее о том, как определить плотность цемента смотрите на видео:
Факторы
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
- 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.
- В итоге они могут, как увеличить воздушное пространство, так и занять его, будучи достаточно маленькими.
Химический состав
- 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.
- 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.
- Дата производства. Если цемент был изготовлен сравнительно недавно, в нем остается небольшое количество статического заряда, который существенно может увеличивать воздушное пространство между частицами материала.
- Из этого следует, что, чем дольше времени прошло после даты производства, тем более высокой будет плотность.
Плотность сухого цемента меняется от всех вышеперечисленных факторов, поэтому очень важно на них обращать внимание, производя расчеты, или же осуществляя поиск ответа на то, почему существуют отличия между указанными производителем параметрами материала и реальными данными.
Расчет
Определение насыпной плотности цемента – это достаточно простой процесс, который не требует больших расчет или сложных механизмов измерения данного показателя. Для этого понадобится все три вещи:
- воронка, через которое может проходить материал;
- мерный цилиндр, позволяющий измерить объем цемента;
- весы, предназначенные для выяснения массы исследуемого вещества.
Мерный цилиндр не нужно подбирать больших объемов. Достаточно обычной литровой емкости с мерной линейкой на ее стенках. Использую воронку, в цилиндр следует насыпать определенное количество цемента. После этого необходимо разровнять поверхность материала в емкости и убрать излишки, если таковы имеются.
Массу исследуемого цемента следует взвесить, предварительно перед этим также узнав массу самого мерного цилиндра. При это запрещается утрамбовывать материала или же встряхивать его.
Плотность цемента после получения всех данных исследования можно определить, использую простую формулу:
PH=(M2-M1)/V
В данной формуле M2 подразумевает общий вес мерного цилиндра и цемента, который был в нем насыпан. Вместо М1 следует вставить массу самой емкости. V – это объем насыпанного в цилиндр материала, который соответствует показателю, взятому из мерной линейки. Масса измеряется только в килограммах, объем – в метрах кубических.
Плотность цемента по ГОСТ определяют следующим образом: PH=M/V, где М – это навеска цемента в граммах, а V – объем жидкости, вытесненной цементов в сантиметрах кубических. По своей сути этот метод практически не отличается от вышеописанного, являясь его аналогом.
Таким образом можно определить плотность с точностью до 0,01 грамма на кубический сантиметр. Для более корректного измерения исследование проводят два раза, в результат записывая их среднестатистическое значение.
Знать насыпную плотность цемента необходимо из-за различных причин. К ним относится необходимость осуществления расчетов для компонентов бетона.
Благодаря знаниям характеристик материала, можно определить, какое его количество необходимо добавить в бетономешалку.
Заключение
Плотность цемента значительно влияет на эксплуатационные характеристики материала, поэтому очень важно ее рассчитывать перед строительством. Для этого следует понимать, в чем заключаются различия, как истинных, так и насыпных показателей материала, и каким образом необходимо их определять.
В таком случае, если все будет сделано максимально корректно, сооружение или здание будет построено правильно на долгие десятилетия или столетия.
strmaterials.com
м500, м400, м300, пример расчета кг/м3
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
РН=(М2-М1)/V.
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.
stroitel-list.ru
Насыпная плотность песка, угля, цемента – простые способы расчета и определения
Насыпная плотность материала определяется отношением массы материала к занимаемому им объему. Для угля, песка и цемента она выражается в кг/куб. м. Под насыпной плотностью подразумевается объем материала, который он занимает в неуплотненном состоянии. Черпнули ковшом экскаватора, насыпали – вот она, «насыпная» плотность.
Песок
Песок далеко не всегда бывает чистым, очень часто он бывает не промытым или промытым плохо, здесь остается только уповать на совесть поставщика, ну и не забывать самому контролировать качества песка хотя бы визуально: сколько мусора в песке и не видны ли не размытые комья глины. Ниже приведена насыпная плотность для чистого сухого песка.
Если песок влажный, то вес 1 куб. м этого материала можно смело увеличивать на 10-12%.
Насыпная плотность для чистого сухого песка:
- Песок карьерный: 1500 кг.
- Речной песок: 1600 кг.
- Песок кварцевый: 1700 кг.
Приблизительно проверить насыпную плотность песка можно следующим образом. Взвесьте пустое ведро, затем наполните ведро, песком насыпая его с некоторой высоты, песок в ведре не уплотняйте. Взвесьте ведро, затем разделите 1000 на литраж ведра и умножьте полученное число на вес песка без учета веса ведра.
Например, ведро 12 литров, пустое оно весит 1 кг, наполненное песком 19 кг. Делим 1000:12=83,33 (количество таких ведер в 1 куб. м по объему). 19-1=18 (вес песка в ведре). 18 х 83,33= 1499,9 кг данного песка занимает объем 1 куб. м.
Цемент
Насыпная плотность цемента разных марок (М200, М300, М400, М500) будет приблизительно одинаковая, при слеживании насыпная плотность значительно увеличивается, и происходит это довольно быстро. Для удобства взаиморасчетов принято считать, что 1 куб. м качественного цемента весит 1300 кг.
Хотя это не совсем так: свежопроизведенный цемент марки М500 имеет насыпную плотность 1100 кг/ куб. м, а слежавшийся (но вполне еще годный к употреблению) 1600 кг/куб. м.
Проверить насыпную плотность цемента можно по аналогии с песком.
Уголь
С углем все намного сложнее, так как насыпная плотность очень сильно зависит от размера фракций, а с углем это тяжко: размер от больших глыб до угольной пыли, также различные марки угля тоже весят по-разному. Вес угля одной и той же марки и одного класса размеров, но из разных угольных бассейнов, также может существенно различаться.
В Российской Федерации применяется следующая классификация угля. Поскольку здесь мы рассматриваем насыпную плотность, то температуру горения и прочие полезных характеристики я приводить не буду, приведу только название марок и классификацию по размеру кусков.
Марки угля:
Бурый (Б), Длиннопламенный (Д), Газовый (Г), Жирный (Ж), Газовый жирный (ГЖ), Коксовый (К), Коксовый жирный (КЖ), Коксовый второй (К2), Слабоспекающийся (СС), Тощий (Т), Отощенно-спекающийся (ОС), Антрацит (А).
Классификация по размеру кусков:
- Более 100 мм – П (плита),
- 50-100 мм – К (крупный),
- 25-50 мм – О (орех),
- 13-25 мм – М (мелкий),
- 6-13 мм – С (семечка),
- 0-6 мм – Ш (штыб).
Без классов: Р (рядовой), 0-300 мм – карьерный, 0-200 мм – шахтный.
Название угля записывается так: на первом месте марка, на втором размер.
Чаще всего попадаются смешанные по крупности классы, например ДКОМ (длиннопламенный, крупный + орех + мелкий, т. е. от 13 до 100 мм).
Данные, которые я приведу, довольно усредненные – так, чтобы иметь понятие, в общем, так как на данный момент уголь продают в большинстве случаев на вес, а не объем.
| Марка угля | Удельный вес 1 куб. м (Вес 1 куб. м материала, если предположить, что это монолитный кусок объемом 1 куб. м) | Насыпной вес некоторых ходовых видов (по крупности) угля |
| Бурый (Б) | 1250-1500 кг/куб. м | БКО 680-720 кг/куб. м |
| Длиннопламенный (Д) | 1280-1350 кг/куб. м | ДПК около 800 кг/куб. м, ДКОМ около 700 кг/куб. м |
| Жирный (Ж) | 1250-1300 кг/куб. м | ГЖО около 800 кг/куб. м |
| Газовый (Г) | 1280-1330 кг/куб. м | ГЖО около 800 кг/куб. м |
| Тощие (Т) | 1310-1390 кг/куб. м | ТР 1250-1300 кг/куб. м |
| Антрацит (А) | 1000-1150 кг/куб. м | АС около 800 кг/куб. м |
Проверить насыпную плотность, которую узнали от продавца, можно также по аналогии с песком, но тару лучше взять побольше, чтобы уменьшить погрешность. Погрешность результатов будет заметно больше, чем у сыпучих материалов. Для определения плотности угля существует целый ГОСТ(54246-2010), но он используется для промышленных объемов угля.
remontiks.com
Как определить плотность цемента: истинная и насыпная
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
-
Активные факторы воздействия
-
Самостоятельное определение
-
Влияние состава на значение
-
Интересные нюансы
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.
Глинозем
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.
Пуццолановый цемент
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.
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
nagdak.ru
что это такое и от чего она зависит, пример расчета
Для любого сыпучего материала, используемого в строительстве, важно точное определение насыпной плотности. От этого показателя зависит расход и правильность приготовления растворов, для которых, собственно, он и закупается.
Плотность песка – это его количество, помещающееся в определенном объеме (кубометре). И в первую очередь оно зависит от фракционного состава. Песок средней крупности укладывается в куб более компактно, чем зерна большого размера, поэтому его масса будет выше. Мелкие и пылевидные фракции в том же объеме окажутся еще тяжелее.
Общая масса зерен, помещенных в условный кубический метр, принимается как средняя плотность и используется для расчетов. При усадке или искусственной трамбовке этот показатель увеличивается на 100-150 кг/м3. От этой характеристики стройматериала во многом зависит качество и экономичность изготавливаемых смесей, прочность конструкций и покрытий. Например, речной песок, благодаря незначительной пористости, позволяет уменьшить расход вяжущего в растворе.
При этом такой же высокий объемный вес материала, добываемого открытым способом, напротив, свидетельствует о том, что карьерный песок сильно загрязнен глинистыми частицами. Использовать заполнитель низкого качества в растворах нельзя, так как посторонние включения снижают прочность готовых конструкций. Различные примеси могут сделать строительный материал тяжелее или легче, поэтому по средней плотности можно судить о качестве минеральной массы и возможности ее применения. Но определять этот показатель нужно с учетом прочих параметров: крупности, происхождения, уровня влажности.
Что влияет на плотность?
Насыпная плотность в чистом виде зависит только от крупности зерен и их спрессованности. Но поскольку обогащенную массу используют редко, приходится учитывать еще и посторонние примеси.
Насыпная плотность строительного песка в кубометре увеличивается за счет:
- глинистых включений;
- остатков грунта;
- крупных обломков пород.
Интересный эффект дает вода, попавшая в сухой песок. Пока его влажность не достигнет естественного уровня, насыпной вес увеличивается за счет вытеснения воздуха. Но стоит «перешагнуть» этот рубеж, как начинает расти объем, а плотность снижается. Кстати, мелкий материал переходит эту грань быстрее, поскольку изначально обладает меньшей пористостью.
Минералогический состав тоже играет свою роль, но здесь все зависит от месторождения и способа добычи. Неоднородный карьерный имеет плотность 1400 кг/м3, а куб очищенного кварцевого весит 1550 кг, так как его зерна немного тяжелее.
Речной и вовсе стоит особняком. Он еще в природных условиях очищается от глинистых примесей и практически не содержит пылевых частиц. Кроме того, все его зерна округлой формы и потому размещаются в условном кубе с минимальными зазорами. В результате высушенный речной песок имеет относительно высокий насыпной вес – 1650 кг/м3.
Расчет
Если сыпучий материал уже доставлен на участок, его насыпной вес в пересчете на кубический метр можно определить на месте. Для этого понадобится только подходящая емкость и весы. Удобнее будет пользоваться ведром, а взвешивать обыкновенным безменом, рассчитанным на 20-25 кг.
Определение плотности:
1. Взвесить пустое ведро и записать результат (допустим, 1500 г) – он понадобится для дальнейших расчетов.
2. Для чистоты эксперимента насыпать материал в ведро с небольшой высоты, а горку аккуратно снять совком.
3. Еще раз взвесить уже полную емкость и из полученного результата вычесть тару. Например, взвешивание показало 17 кг, значит, насыпная масса в состоянии естественной влажности равна:
4. Разделить полученный вес на объем ведра и перевести в килограммы на куб:
- 15,5 кг / 10 л = 1550 кг/м3.
Точно так же можно определить плотность природного песка, используя прямоугольный ящик. Его нужно взвесить и измерить внутренний объем, переведя результат в кубометры.
Для уменьшения погрешности измерения и взвешивания всю процедуру можно повторить 2-3 раза, набирая мелкий песок из разных точек. Результаты расчетов усреднить, выведя общий показатель.
stroitel-list.ru
Насыпная и истинная плотность цемента
Цемент является основным компонентом сухих смесей строительного назначения, которые используются при возведении зданий, сооружений, укладке дорог, выполнении железобетонных конструкций или штукатурно-отделочных работ. В строительной практике плотность цемента (как отношение массы к объему) разделяется на насыпную и истинную. Эти две характеристики отличаются тем, что насыпная плотность измеряется, когда материал находится в рыхлом состоянии. Она составляет 1100 – 1600 кг/куб. метр (1600 кг/куб.метр для уплотненного состояния).
Насыпная плотность цемента измеряется на специальном приборе, состоящем из воронки и мерного цилиндра. Цементная смесь определенной массы (2 килограмма) засыпается в воронку, которая задерживает крупные включения. После этого она попадает в цилиндр, обравнивается, а потом совместно с цилиндром взвешивается. Из общего полученного веса вычитается вес цилиндра. Далее масса делится на объем и получается искомая величина. Значение насыпной плотности используется при загрузке в бетоносмеситель компонентов для приготовления бетона.
Истинная плотность цемента отличается от насыпной тем, что из цемента исключаются все воздушные компоненты. Это приводит к увеличению плотности до 3000 – 3200 кг/куб. метр. В строительстве для расчетов применяется средняя величина около 1300 кг/куб. метр. Предполагается, что цемент, плотность которого варьируется в таких широких пределах, тем лучше по качеству в строительной смеси, чем ближе значение плотности к усредненной.
Плотность цемента зависит от степени измельчения компонентов, поверхности зерен в материале, а также от того, как просушивалась смесь в силосах. Также среди факторов можно отметить условия хранения – температурный режим, уровень влажности и другие характеристики. Плотность такого материала как цемент в дальнейшем определяет такие параметры, как прочность и устойчивость к проникновению воды (гидрофобность).
Плотность цемента М400 зависит от разновидности этого вида материала. Например, М400-Д0 не имеет добавок (Д=0), поэтому марка применяется на подземных и подводных работах, имеет высокую водостойкость, плотность и прочность. Цемент М400-Д20 имеет около 20% добавок, которые снижают его плотность. Поэтому этот цемент применяют для плит перекрытия, дорожных работ, сооружения отмосток, дорожных и тротуарных плит. А вот марка М400-Д20-Б похожа на М400-Д0 по своей прочности, однако очень быстро затвердевает, что позволяет ее использовать для производства железобетонных конструкций.
Цифра 400 в маркировке М400 означает, сколько килограммов цемент выдерживает в затвердевшем состоянии на квадратный сантиметр. В нашем случае – это 400 кг. Чем выше цифра, тем более высокую нагрузку он может принять на себя. Цемент предлагается заказчикам в мешках или навалом. В мешках строительный материал поставляется для отделочных операций, а навалом – на бетонные заводы для промышленного использования. Однако есть мешки очень большой емкости, которые могут вместить до одной тонны. Их также применяют для работы со строительными материалами в больших объемах.
fb.ru
