Цемент определение марки цемента

Определение марки цемента

Марку цемента на изгиб и сжатие определяют при помощи образцов балок размером 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из 1 части цемента и 3 частей песка (1:3).

Для этого взвешивают 500 г цемента и 1500 г песка, высыпают их в сосуд, перемешивают в течение 1 мин. В сделанную в смеси лунку вливают 200 г воды (В / Ц = 0,4). Еще раз перемешивают смесь в течение 1 минуты. Балки заливают в металлические формы. Срезают излишки раствора ножом, смоченным в воде.

Образцы хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 24 ± 2 часов. После этого балки расформировывают и кладут в ванну с водой, сохраняя их до момента испытаний (28 суток). Объем воды в сосуде для хранения образцов должен быть в четыре раза больше их объема. Температуру воды в сосуде ежедневно контролируют и поддерживают на уровне 20 ± 2°С.

Каждые 14 дней воду надо менять. Образцы испытывают не позднее 10 минут после того, как их вытащили из воды. Прочность на изгиб образцов балок измеряют на машине МП -100.

Определяют результат измерения как среднеарифметическое двух наибольших результатов из трех образцов.

Половинки балок испытывают на сжатие на гидравлическом прессе.

Для передачи нагрузки на половинки образцов используют стальные пластинки размером 40 х 62,5 мм (площадь 25 см 2 ).

При испытании образца на сжатие скорость роста нагрузки должна быть около 5 кН / с.

Прочность на сжатие, МПа, определяется по формуле:

Где р — разрушающая нагрузка, Н;

S — рабочая площадь пластины, мм 2 .

Прочность на сжатие образцов, изготовленных из цементного раствора, вычисляют как среднеарифметическое четырех наибольших результатов из шести испытанных образцов.

Все результаты записывают в лабораторный журнал, а затем сравнивают их с требованиями технических условий для портландцемента.

Это позволяет сделать выводы относительно марки цемента (табл. 1).

Таблица определение марки цемента

Таблица 1 Требования к марке портландцемента

Источник

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

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

264 000 руб.

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

от 204 000 руб.

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

Источник

Определение марки цемента

Марка цемента – это предел прочности при сжатии (кгс/см 2 ) половинок образцов-балочек размерами 4×4×16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора пластичной консистенции (В/Ц ³ 0,40) состава 1:3, выдержанных в течение 28 суток в нормально-влажностных условиях.

Марка цемента зависит от минерального состава клинкера, тонкости его помола и водопотребности.

Для проведения лабораторных испытаний берут 500 г цемента и 1500 г кварцевого песка. Материалы засыпают в чашу со сферическим дном и перемешивают лопаточкой в течение 1 мин. В центре приготовленной смеси лопаточкой делают лунку, куда вливают воду из расчета В/Ц > 0,40. После впитывания воды смесь перемешивают в течение 1 мин и определяют ее консистенцию на встряхивающем столике (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Встряхивающий столик:
1 – кулачок; 2 – диск; 3 – шток; 4 – станина;
5 – форма-конус с центрирующим устройством; 6 – насадка

Конус встряхивающего столика до половины высоты заполняют раствором и уплотняют металлической штыковкой 15 раз. Далее добавляют раствор с некоторым избытком и штыкуют еще 10 раз. Затем снимают воронку с конуса, металлической линейкой срезают излишек раствора и поверхность его разравнивают. Металлический конус вертикально снимают и растворный конус встряхивают на столике 30 раз в течение 30 с. Диаметр расплыва конуса по нижнему основанию измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Если это значение находится в пределах 106. 115 мм, то приготовленный цементно-песчаный раствор имеет нормальную консистенцию. В противном случае опыт повторяют с уменьшенным или увеличенным количеством воды. Водоцементное отношение (В/Ц), соответствующее расплыву конуса 106. 115 мм, принимают для проведения дальнейших опытов.

Из цементно-песчаного раствора нормальной консистенции изготовляют три образца-балочки размерами 4×4×16 см. В форму укладывают раствор высотой примерно 1 см, включают виброплощадку и в течение 2 мин все три гнезда формы равномерно заполняют раствором. Через 3 мин от начала вибрирования отключают виброплощадку, насадку снимают, излишек раствора срезают ножом или металлической линейкой и заглаживают поверхность мастерком. Форму помещают в ванну с гидравлическим затвором, где хранят в течение 24 ч при температуре 20 ± 2 °С. Затем образцы распалубливают и укладывают в воду с температурой 20 ± 2 °С так, чтобы слой воды над ними был не менее 2 см. Воду в ванне заменяют через 14 сут и по достижении возраста 28 сут с момента изготовления образцы из воды вынимают и не позднее чем через 30 мин испытывают на изгиб. Перед испытанием образцы насухо вытирают. Для определения предела прочности на изгиб используют прибор МИИ-100. Образец устанавливают на опорах так, чтобы верхняя (при изготовлении) поверхность находилась при испытании в вертикальном положении. В момент разрушения образца счетчик прибора показывает значение предела прочности при изгибе (R_изг). Из трех результатов испытания вычисляют среднее арифметическое значение R_изг.

После испытания образцов-балочек на изгиб получается шесть половинок-балочек, которые подвергают испытанию на сжатие на гидравлическом прессе. В целях получения фиксированной площади поперечного сечения половинки образца помещают между двумя стандартными металлическими пластинками. При этом верхняя поверхность образца должна находиться в вертикальном положении.

Предел прочности при сжатии образцов вычисляют по формуле

где R_сж – активность цемента, МПа (кгс/см 2 ); Р – разрушающая сила, Н (кгс); S_пл – площадь металлической пластины 2500 мм 2 (25 см 2 ).

Из шести показателей прочности вычисляют среднеарифметическое R_сж По значениям R_изг и R_сж назначают марку цемента согласно ГОСТ 10178–85 (табл. 2.11).

Назначение марки портландцемента в зависимости от значений прочностных характеристик

Результаты проведенных опытов представляют в виде таблицы (форма табл. 2.12).

Форма таблицы 2.12

Результаты определения марки цемента

Для ориентировочного расчета прочности цемента в возрасте
28 сут можно использовать результаты испытаний образцов-балочек более раннего срока твердения. При этом используют приближенную эмпирическую формулу:

где R₂₈ – прочность цемента в возрасте 28 сут, МПа; R_n – то же в возрасте n сут, МПа; n – число суток твердения цемента (n ³ 7).

Источник

Марки цемента

Строительные материалы

Автор Захарычев Сергей На чтение 7 мин Просмотров 678 Опубликовано 17/07/2021

Цемент – связующее вещество для наполнителей растворов, предназначенных для строительных работ. Это серый порошок тончайшего помола, способный менять свои физические свойства под воздействием воды и других жидкостей. В результате образуется однородная мягкая масса, легко принимающая любую форму. После застывания масса превращается в очень прочный и твердый камень. Свойства готовых строительных растворов напрямую зависят от марки используемого цемента. Поэтому важно знать, что означает та или иная марка цемента, и как она способна влиять на свойства раствора.

Характеристики цемента

Цемент маркируют с целью отображения его характеристик, которые нужны для приготовления строительных растворов необходимого качества. Цемент делают из клинкера, который составляет большую часть его массы. Клинкер изготавливают, обрабатывая высокой температурой известняк и глину. После обжига их измельчают в мельчайший порошок. Чем тоньше помол, тем быстрее застывает цементный раствор. Чтобы улучшить свойства цемента, в него добавляют разного рода минеральные добавки. Это могут быть пириты, бокситы или трепелы.

Главные характеристики цемента следующие:

Высокая прочность – способность образца выдерживать мощные механические нагрузки. Образец включает в себя 25% цемента и 75% кварцевого песка. Раствор заливают в форму 10х10х10 см, после чего ему застыть. После этого образец разрушают, чтобы определить максимальное давление, которое тот может выдержать. Марку цемента определяют по прочности образца. Главные характеристики любой марки цемента следующие:

• Время полного застывания – очень важный параметр, который влияет на скорость и качество работ, особенно при отрицательных температурах. Чтобы ускорить процесс схватывания, в раствор могут добавлять гипс и другие специальные присадки.
• Устойчивость к отрицательным температурам. Для повышения этого показателя в раствор могут добавлять древесный пек а также абиетат натрия.

С помощью специальных добавок можно получать растворы с нужными характеристиками:

• Быстро застывающий раствор.
• Раствор, стойкий к сульфатам – используется при строительстве плотин, гидроэлектростанций, и прочих гидротехнических сооружений.
• Водонепроницаемый раствор.
• Состав с пластификаторами, морозостойкий.
• Раствор для облицовки и штукатурки.

Что означает определенная марка цемента

С помощью марки можно точно отразить состав и свойства цемента. Сегодня для определения маркировки разработан ГОСТ 31108-2003. При этом указывается полное название материала, например – портландцемент, сульфатостойкий цемент, и т.д. После этого указывают свойства вяжущего компонента:

• ЦЕМ I – простой портландцемент.
• ЦЕМ II – портландцемент содержит до 35% присадок.
• ЦЕМ III – портландцемент содержит до 95% шлака.
• ЦЕМ IV – пуццолановый цемент до 55%.
• ЦЕМ V – специальная композитная смесь.

В названии также указывают основную добавку:

• Композит (К).
• Шлак (Ш).
• Пуццолан (П).
• Известняк (И).
• Зола уноса (З).
• Микрокремнезем (МК).

С помощью этих присадок можно получить водостойкий, быстросхватывающийся раствор, или состав с любыми другими необходимыми свойствами.

Марка цемента обозначается буквой М и числовым значением, которое обозначает максимальный предел прочности образца по результатам проведенных испытаний. Так, цемент марки М200 может выдержать нагрузку в 200 кг/см³ – 15 МПа.

Все результаты проведенных измерений прочности записываются в специальных таблицах. В них отображается не только марка цемента, но и его класс прочности.

Для того чтобы получить специальные марки цемента, используются сырьевые добавки и современные технологии. К таким добавкам относятся:

Глиноземые цементы. Их получают, обжигая при температуре 1600 °С алюминатный шлак, бокситы или известняк. Поле обжига эти составы подвергают мелкому помолу, после чего они активно реагируют на контакт с водой, и кристаллизируются на 90% менее чем за сутки. По истечению еще двух суток раствор набирает прочности марки бетона М400-М600. В процессе кристаллизации выделяется много тепла, поэтому такой раствор можно использовать при отрицательной температуре.

С помощью добавки гипса и гидроалюмината кальция в цемент получают безусадочные и напрягающие материалы. Такой раствор может твердеть в воде, не изменяет свой объем, или наоборот – расширяется при остывании.

Шлакощелочный цемент с доменным гранулированным шлаком тонкого помола. Такая добавка делает раствор морозостойким и хорошо противостоящим агрессивным средам. Используется для строительства гидротехнических сооружений.

Как определяется марка цемента

Марку цемента можно определить только в лаборатории с использованием специального оборудования на основании прочностных показателей образца. Сам образец формируется из цемента и кварцевого песка определенных пропорциях. Смесь очень хорошо перемешивается, после чего заливается в несколько форм размером 10х10х10 см.

Образцам дают полностью застыть на протяжении 28 суток. За это время бетон набирает 98% твердости. После этого берется образец, его укладывают под пресс, и разрушают. При этом измеряется максимальное давление, которое он может выдержать. Исследование проводится на 6 образцах, после чего вычисляется среднее значение. По результатам исследования определяют марку и класс цемента.

Сфера применения разных марок цемента

Как и где будет использоваться цемент, зависит от его марки и класса прочности получаемого из нее раствора. Основные марки цемента и область их использования:

• М300 – Самая дешевая, используется в частном одноэтажном строительстве.
• М400 – может быть использован для изготовления ж/б конструкций, приготовления бетонных и штукатурных растворов, кирпичной кладки, и т.д.
• М500 – подходит для изготовления мостовых опор, также применяется при строительстве разного рода коммуникаций и ремонтных работ.
• М600 – Используется для изготовления высококачественных конструкций, к которым предъявляются повышенные требования в плане морозостойкости и прочности.
• М700 используется для приготовления бетонов с высочайшим классом прочности – В35, которые используются для заливки конструкций, подвергающихся высокому механическому напряжению.

Свойства любой марки цемента можно менять за счет специальных добавок. Использование разных марок цемента зависит от его характеристик и свойств:

• Обычный портландцемент – используется для заливки бетонных конструкций.
• Шлакопортландцемент – изготовление разного рода монолитов, в том числе под водой и под землей.
• Пуццолановые цементы – используются для заливки сборных конструкций, а также подземных и подводных монолитных конструкций.
• Глиноземные цементы – из них делают водонепроницаемые, расширяющиеся и безусадочные бетоны.
• Цветные и белый цементы – используются в декоративных целях, для внутренних и внешних отделочных работ.

Если для того или иного вида работ марка цемента подобрана правильно, это позволит получить конструкцию с необходимыми техническими характеристиками. Правильное сочетание компонентов раствора, из которого сделан тот или иной продукт, позволяет приготовить бетонную смесь нужного класса по скорости кристаллизации и прочностным характеристикам.

Мнение эксперта
Захарычев Сергей
Автор статьи: главный редактор проекта, эксперт в области архитектуры и строительства.
Задать вопрос

Применение специальных добавок обеспечивает получение необходимых свойств раствора, таких, как: затвердевание при отрицательной температуре, высокой влажности, механических нагрузках вибрации, и прочих негативных факторах. Марка цемента и прочие его характеристики всегда указываются на упаковке.

Расшифровка обозначений цемента

Современные составы бетона – о правилах выбора читайте здесь.

В видео ниже говорится о маркировке цемента и сравнивается старый и новый ГОСТ:

Источник