Плотность портландцемент: м500, м400, м300, пример расчета кг/м3

09.04.2020

0 Comment

Содержание

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.

м500, м400, м300, пример расчета кг/м3

Дата: 16 ноября 2018

Коментариев: 0

Невозможно найти человека, который бы ни разу в жизни не сталкивался с цементом или бетоном. Любой знает, что он представляет собой изготовленный из минеральных добавок порошок – строительный материал. Смешиваясь с водой, состав приобретает пластичность и является основой цементного раствора, который впоследствии затвердевает.

Этот материал незаменим при строительстве, используется как самостоятельно, так и в составе смесей. А знакомы ли вы с особенностями составления рецептуры, свойствами? Известно ли вам, что насыпная плотность цемента со временем изменяется?

Для составления рецептуры при изготовлении смеси, организации условий хранения, необходимо знать, как влияет на них плотность насыпная, которая со временем изменяется. Это является особенностью данной продукции. Попробуем разобраться.

Каждый человек знает, что такое цемент и в каких целях он используется при строительстве

Структура цемента

Состав не отличается повышенной плотностью, представляет собой смесь мельчайших частиц, между которыми имеются воздушные прослойки. Их доля в общем объеме может занимать до 50%. Этот параметр определяет плотность сухого цемента, которая при транспортировке и выгрузке увеличивается, так как материал уплотняется.

Средние показатели составляют:

для свежего состава – 1100-1200 кг на кубический метр;
для слежавшейся смеси – 1500-1600 кг на кубический метр.

Что является основой портландцементов? Основными ингредиентами смеси являются:

Измельченные глина и известняк, обожженные при температуре порядка 1450 градусов Цельсия.
Гипс, после добавления которого, хлопья цемента приобретают размер от 1 до 100 микрон.
Добавки, придающие цементу определенные свойства, в том числе устойчивость к отрицательным температурам, эластичность, влагопоглощение.

От чего зависит плотность?

Вначале рассмотрим, что представляет собой насыпная плотность цемента. Этот параметр – удельный вес разрыхленного материала, который измеряется в килограммах на 1 м³ и составляет от 1100 до 1600. Прочность будущего цементного состава зависит от этого значения.

Чтобы пескоцементная смесь была приготовлена правильно, нужно знать не только пропорции, но и плотность цемента М400

Рассмотрим, какие моменты определяют плотность цемента М400? Она зависит от следующих факторов:

даты выпуска. Свежеприготовленная продукция более легкая, имеет плотность 1100 кг/м³, а после доставки и складского хранения она уплотняется с увеличением параметра до 1600 кг на метр кубический;
особенностей производственного цикла, определяющих крупность фракции. Размер частиц зависит от степени дробления материала в процессе производства. Для выполнения расчётов рецептуры принимается величина – 1300 кг на метр кубический, соответствующая марке продукции;
типа продукции, связанного с его маркой, влияющей на твердость. Среди множества представленных в торговой сети цементов (глиноземных, гидрофобных, портландцемента, пластифицированных материалов) выбирается необходимый состав, в соответствии с требуемой твердостью.
особенностей складского хранения. Отсутствие вентиляции, повышенная концентрация влаги способствуют увеличению массы.

В зависимости от особенностей состава плотность насыпная может отличаться увеличенным значением и пониженным. Конкретизируем:

Повышенное значение, 1300 кг на метр кубический, характерно для составов, к которым относятся распространенный портландцемент, не содержащий специальных добавок.
Уменьшенная величина удельного веса – 1100-1200 килограмм на м³ свойственна строительным материалам, содержащим присадки для повышения морозоустойчивости, специальные пластификаторы.

Технические характеристики цемента М400

Применение составов с добавками обеспечивает экономию за счет меньшего удельного веса, но снижает прочность.

Как определить плотность цемента М500? Возьмите мерную емкость. Через направляющую воронку всыпьте порцию цемента весом 1 килограмм. Вычтите из массы брутто вес сосуда, значение разделите на внутренний объем тары. Полученная величина, приведенная к объему, равному, 1 м³ – насыпная плотность материала.

Если уплотнить или увлажнить материал, то реальное значение удельного веса составит увеличенную величину порядка 3 тонн на один кубический метр.

Особенности цемента

Наиболее распространенный цементный состав – материал, имеющий марку М400. Он отличается антикоррозионными характеристиками, повышенной прочностью, что позволяет его применять при производстве железобетонных изделий, гражданском строительстве, возведении промышленных объектов.

Технология изготовления, состав, плотность цемента М400 обеспечивают способность выдерживать усилия порядка 400 килограмм на 1 квадратный сантиметр. Состав с маркой М500 выигрывает по характеристикам и применяется, когда необходимо обеспечить увеличенную прочность.

Преимуществами цемента М400 являются:

надежное твердение состава;
возможность применения для строительства фундаментов, штукатурных работ, кладки;
отсутствие растрескивания при соблюдении технологии;
дешевизна, позволяющая достичь экономии финансовых ресурсов.

Итоги

Подводя итоги, отметим, что плотность материала определяет сферу использования, прочностные характеристики объекта строительства и ресурс эксплуатации.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Цемент М500 (портланд, портландцемент м 500)

Цемент М500 – вид гидравлического вяжущего, которое получают благодаря тонкому помолу клинкера (представляющего собой обожженную смесь глины и известняка), с добавлением гипса и различных минеральных веществ. Используется цемент в самых разных сферах ремонтно-строительных работ, внутренних и наружных.

Цемент М 500 может использоваться для приготовления кладочных, штукатурных растворов, бетонов для разнообразных конструкций (фундаменты, стены, стяжка и т.д.), для укладки плитки и массы других задач. Портландцемент марки М500 считается наиболее прочным и качественным, поэтому пользуется немалой популярностью на рынке.

М500 – это марка вяжущего, способного демонстрировать средний показатель прочности на сжатие в районе 500 кг/м3 по прошествии 28 суток с момента приготовления. Смесь может быть без добавок либо с разнообразными веществами, введенными в состав в той или иной пропорции.

Основные преимущества цемента М500 Д0:

Простота в приготовлении – достаточно смешать компоненты в установленных пропорциях и получить раствор нужной марки.
Безопасность и экологичность – отсутствие токсинов делает цемент пригодным для выполнения как наружных, так и внутренних работ.
Умеренный расход – уменьшает расходы на работы.
Химическая инертность – застывший монолит стоек к кислотам, щелочам, солям и т.д.
Прекрасные эксплуатационные характеристики – ПЦ 500 Д0 демонстрирует великолепные показатели прочности, стойкости к разным воздействиям, долговечности.

Единственным минусом смеси можно отметить достаточно высокую стоимость, но она полностью соответствует качеству и свойствам вяжущего.

Применение

Цемент марки М500 используется в самом широком спектре ремонтно-строительных работ. Его характеристики и параметры позволяют гарантировать качество и длительный срок эксплуатации различных конструкций, максимальную прочность и надежность.

Основные сферы применения цемента М500:

Создание монолитных фундаментов, колонн, плит с армированием.
Замес различных растворов – для штукатурки, кладки кирпича и блоков.
Дорожное, железнодорожное строительство, создание мостов.
Создание взлетных полос в условиях аэродромов.
Конструкции с особыми требованиями – в зоне высокого уровня прохождения грунтовых вод, с необходимостью быстрого застывания.
Монтаж линий электропередач.

Материал считается универсальным – все зависит от того, какие пропорции были выбраны для раствора. Пропорция цемента и песка зависит от типа раствора: для суперпрочных конструкций 1:2, классический вариант 1:3, для кладочных растворов 1:4, другие растворы допускают соотношение 1:5. Воду добавляют в количестве, достаточном для достижения раствором комфортной в работе консистенции.

Состав

Характеристики цемента М500 во многом зависят от входящих в состав компонентов и соблюдения технологии приготовления. Для получения портландцемента смешивают гашеную известь и глину, создавая клинкер, к которому добавляют гипс либо сульфат калия, а также разнообразные добавки.

В качестве добавок в цемент М500 вводят (от большего к меньшему проценту содержания): кальциевый и кремниевый оксиды, алюминиевый и железный оксиды, магниевый и калиевый.
Глинистые породы, входящие в состав цемента, абсолютно экологичны, стойки к воздействию агрессивной внешней среды, не боятся коррозии. Для улучшения определенных свойств в смесь могут вводиться различные добавки – пластификаторы, присадки и т.д.
Производство
Цемент 500, как и любой другой портландцемент, производится по одному и тому же принципу. Сначала в условиях завода спекают известняк и глину, получая таким образом клинкер. Далее клинкер с гипсом смешивают и одновременно смалывают мелко. Последними в состав могут быть введены различные активные добавки для повышения стойкости ко влаге, прочности, морозостойкости и т.д.
Приготовленные таким образом смеси уже готовы к затворению водой, просты в использовании и гарантируют указанные нормативные параметры по ГОСТу. Цемент без добавок маркируется М500 Д0, с добавками – М500 Д20 (или более, что зависит от объема введенных в состав веществ).
Технические характеристики
Марка цемента М500 демонстрирует высокие эксплуатационные характеристики. Особой популярностью смесь пользуется благодаря своим прочности, надежности и долговечности, а также универсальности.
Основные свойства портландцемента М500:
Начало схватывания – через 45 минут после замеса
Полное затвердевание и набор прочности – в течение 28 суток
Морозостойкость – около 70 циклов замораживания/оттаивания
Нагрузка на изгиб – до 6.3 МПа (63 атмосфер)
Тонкость помола – 92%
Гигроскопическое расширение – максимум 10 миллиметров
Прочность на сжатие – 59.9 МПа (591 атмосфера)
Срок хранения сухой смеси – в заводской упаковке, не нарушенной, около 1 года (несмотря на то, что на пакетах обычно указывают срок годности цемента М500 12 месяцев, уже через 3-6 месяцев он постепенно теряет свои свойства)
Радиоактивность – до 370 БК/кг (1 класс)
Плотность – до 3200 кг/м3
Плотность
Плотность являет собой информативный показатель, который отвечает за качество вяжущего. Именно плотность влияет на надежность и прочность застывшего камня. Чем более высокий показатель насыпной плотности демонстрирует портландцемент (ПЦ) 500, тем ниже будет пористость монолита и тем хуже он будет впитывать воду, разрушаться при морозе, различных нагрузках.
Насыпная плотность цемента М500 может варьироваться в пределах 1100-1600 кг/м3. В расчетах обычно используют показатель 1300 кг/м3. Истинная плотность материала равна 3200 кг/м3.
Добавки
В цемент портланд 500 вводят различные добавки, призванные улучшить те или иные его свойства, выполнять другие задачи.
Основные виды добавок для цемента:
Для регулирования свойств – влияют на прочность, сроки схватывания, пластичность, водопоглощение.
Вещественные – влияют на прохождение процессов гидратации и твердения. Это могут быть активные минеральные добавки либо наполнители.
Технологические – оказывают влияние на процесс помола, что может определенным образом сказываться на характеристиках материала, но вовсе не обязательно.
Объем добавок может быть разным, что отображает маркировка. Д0 – это цемент без добавок, Д5 или Д20, к примеру – это цемент, в составе которого есть 5% и 20% разных веществ соответственно. Все добавки призваны улучшать характеристики вяжущего, в той или иной мере.
Нормы расхода
Портландцемент М500 поставляется мешках по 25 кг, 50кг (более востребованы). И вопрос о том, сколько понадобится вяжущего для приготовления раствора, актуален для всех мастеров. Нормы расхода зависят от того, какой бетон нужно приготовить и для чего. Кладочные и штукатурные смеси производят из цемента и песка в соотношении 1:3, 1:2.
Как правило, для заливки и создания прочных конструкций используют такие компоненты: чистый песок (без глины, ила, мусора, мелкого щебня), щебень морозостойкостью F-65 и прочности минимум М1000, портландцемент М500.
Расход цемента М500 для разных растворов:
Бетон М200 – 250 килограммов
М250 – 300 килограммов
М300 – 350 килограммов
М350 – 400 килограммов
М400 – 450 килограммов
В домашних условиях приготовить бетон прочностью М300 и выше марки практически невозможно, так как тут требуется тщательное перемешивание, добиться которого без использования технологического оборудования чрезвычайно сложно.
Фасовка и упаковка
Цемент производится и поставляется в любых объемах. Стандартная фасовка М500 – в мешках по 25, 50 кг (можно найти М500 40 кг, но реже). После производства цемент распределяют по герметичным башням, где обустроена мощная система вентиляции с пониженным уровнем влажности воздуха. Тут вяжущее может храниться до 14 дней.
Потом портландцемент фасуют в бумажные мешки. Вес мешка брутто составляет не более 51 килограмма. Мешки обязательно выполняются из нескольких слоев полиэтилена, чтобы не позволить влаге проникнуть в порошок. На таре указывается дата фасовки и маркировка с основными обозначениями, дающими информацию про материал.
В условиях производства M500 должен храниться только в заводской таре и не более нескольких месяцев. Если планируется хранить долго, мешки складывают на специальные паллеты, переворачивают каждые 2 месяца.
Условия хранения – нормальный уровень влажности, температура воздуха до +50 градусов. Контактируя с воздухом, цемент впитывает из него влагу, что понижает свойства. Также вяжущее теряет параметры каждые несколько месяцев, поэтому самый качественный раствор можно получить из свежего цемента.
Маркировка
Независимо от того, приобретается ли цемент М500 40 кг, 25 или 50, на мешке должна быть указана вся важная информация про вяжущее. Маркировка прописана в ГОСТе 10178-85. Обозначения в обязательном порядке включают марку и объем добавок (евроцемент М500 Д0 или Д20, к примеру).
Что обозначают буквы в маркировке:
Б – быстротвердеющий цемент
ПЦ (ШПЦ) – портландцемент (либо шлакопортландцемент)
Н – соответствие состава нормативам ГОСТа
ПЛ – пластифицированный цемент с высоким уровнем стойкости к морозу
1 сентября 2004 года приняли еще один ГОСТ под номером 31108-2003, который заменили в декабре 2017 года на ГОСТ номером 31108-2016.
Он предполагает такую классификацию:
ЦЕМ I – портландцемент
ЦЕМ II – ПЦ с миндобавками
ЦЕМ III — шлакопортландцемент
ЦЕМ IV – цемент пуццолановый
ЦЕМ V – композиционный портландцемент
Введение в вяжущее добавок (их тип и объем) регулируется ГОСТом 24640-91.
Отличия М500 с добавками от чистого материала
Цемент марки 500 может предполагать наличие определенных добавок либо поставляться без них. Так, разница между составом Д0 и Д20 в том, что во втором случае 20% смеси – это добавки, определенным образом влияющие на свойства и характеристики цемента, а также застывшего бетона.
Цемент М500 Д0 создают из чистого клинкера и гипса, благодаря чему он быстро схватывается, дает максимальный срок службы, дает возможность заливать железобетонные конструкции с высоким уровнем водостойкости и морозостойкости. Бездобавочный цемент гарантирует длительную службу даже в условиях постоянно повышенной влажности, исключая риск коррозии и деформации.
Благодаря вышеперечисленным преимущества цемент М500 без добавок широко используется в частном и промышленном строительстве, повсеместно в возведении опор ЛЭП, мостов, дорожных, аэродромных покрытий, а также других важных объектов.
Цемент М500 Д20 в составе включает клинкера около 75-80%, что снижает стоимость вяжущего. Схватывается он немного быстрее за счет минеральных добавок. Общие характеристики у цемента с добавками немного понижены, но на прочности это не отражается.
Чаще всего портландцемент с добавками используют для создания ремонтно-строительных растворов. Фасадные штукатурки, наливные полы, прочные кладочные растворы выполняют именно из цемента с добавками, который более комфортен в работе, стоит дешевле, но все возложенные на него функции выполняет великолепно.
Белый цемент М500 часто используют для создания цветного раствора – в таком случае в качестве добавок выступают пигменты.
Приготовление бетонного раствора
Чтобы приготовить бетонный раствор по таблицам, необходимо знать некоторые параметры – вес 1 м3 цемента, удельный вес других компонентов, нужный объем смеси и т.д. Но можно поступить и по-другому – отмерять все компоненты по объему (ведром, к примеру), что намного проще.
Пропорции компонентов и выбор самих наполнителей напрямую зависят от того, какой раствор готовится и для чего. Ниже указаны советы и пропорции для прочного бетона, используемого для заливки различных конструкций.
Советы по приготовлению бетона:
Песок – брать лучше карьерный, обязательно просеять.
Крупный наполнитель – подойдет гранитный щебень или гравий дробленый фракции 5-20 миллиметров. Если заливается фундамент, лучше брать до 40 миллиметров. Легкие бетоны создают из шлака, керамзита, других пористых заполнителей. Тощий бетон замешивают без заполнителей.
Присадки, добавки – в составе могут быть по необходимости. Добавляя их, обязательно учитывают объемный вес цемента и других компонентов – если добавок будет много, свойства могут ухудшиться.
Инструменты для приготовления бетона – большое корыто, ведра, лопата, сито, молоток, кельма.
До того, как разводить цемент М500, нужно тщательно смешать все сухие ингредиенты. Воду добавляют лишь после получения однородной сухой массы, лучше порционно, до достижения смесью нужной консистенции.
Чтобы получить средний по характеристикам бетонный раствор, делают классический замес: часть цемента, 1.9 частей песка и 3.8 частей наполнителя. Воду берут в объеме, равном половине объему цемента (на 10 килограммов сухой смеси уходит около 1.5-2 литров воды). Тут удельный вес цемента М500 и его плотность знать не обязательно – все высчитывается объемом.
Советы
Прежде, чем начинать работу с цементом, необходимо тщательно изучить его свойства, выяснить пропорции, узнать, сколько нужно материала для 1м3 раствора и т.д.
Несколько советов от мастеров:
Цемент покупают в мешках по 25/50 килограммов и как можно ближе к дню его использования. Хранить материал нужно только в заводской таре, не открывая. Если цемент был куплен насыпом, его нужно правильно защитить от атмосферных осадков и использовать как можно быстрее, так как он все равно будет «тянуть» влагу из окружающей среды и терять свойства.
Лучше покупать цемент прямо перед проведением работ и небольшими партиями, докупая необходимый объем. В магазинах Москвы и регионов всегда есть цемент всех видов в большом объеме, поэтому закупать материал впрок нет смысла.
Если планируется большая закупка, лучше приобретать у оптовых поставщиков или производителя, минуя посредников.
Проверять соответствие материала ГОСТам, наличие сертификатов. Также желательно предварительно проверять репутацию производителя, качество оборудования, соблюдение технологии производства цемента.
Все добавки, включенные в состав, обязательно должны быть перечислены.
Цемент М500 – качественный и востребованный на современном рынке строительный материал, который используется в самых разных сферах, поэтому считается универсальным. При выборе цемента нужно обращать внимание на маркировку, а в процессе работы – соблюдать технологию, что даст возможность гарантировать наивысшее качество результата.
Удельный вес цемента: объемное и весовое количество цемента
Для современного строительства актуален вопрос оптимального расходования материалов. Непосредственно в процессе изготовления различных цементных составов нужно учесть множество показателей, в числе которых количество цемента, необходимого для замеса.
Изучив данную статью, вы сможете узнать, как именно нужно закупать цемент в мешках, чтобы добиться максимальной экономии при осуществлении строительных и монтажных работ. Изготавливать цементные растворы станет гораздо проще.
Вычисление объема порошка, входящего в мешок
На самом деле, определить содержание вяжущего вещества в одном мешке сложнее, чем может показаться. Для начала стоит уточнить массу цемента. Зачастую стандартная заводская фасовка для мешка цемента — 50 кг. Также существует мешок на 25 килограммов и 40 килограммов. Однако мешок массой в 50 килограммов может отличаться от аналогичного по ряду смежных параметров:
наличие добавок;
уровень плотности цемента;
как следствие предыдущего пункта, занимаемое пространство в 1 мешке.
Стоит учесть тот факт, что характеристики порошка могут меняться со временем. В частности, плотностное значение наименьшим является по завершению производства (так называемая насыпная плотность) из-за насыщения воздухом. Когда осуществляется транспортировка, происходит увеличение насыпного плотностного параметра. И даже если условия, при которых осуществляется хранение, оптимальны, то в течение года исходное число увеличится примерно на 35%.
Как осуществляется расчет
Удельный плотностной уровень — это масса 1 м3 цемента. Для типового портландцемента средняя цифра составляет 1300 кг/м3. Если использовать её, то содержание в мешке 50-килограммового формата можно вычислить по следующей математической пропорции:
1300 кг/м³ – 100% 50 кг – X% X = 50*100/1300 = 3.85%
Соответственно доля 50 кг мешка цемента от 1 куба — 3,85% или 0,0385 кубометра.
Набор табличных данных
В мешке весом 25 или 50 килограмм значения можно пересчитать, используя эту же простейшую формулу. Мы учли все числовые параметры в ряде таблиц.
Разновидность порошка Удельный вес цемента на кубометр Сколько кубов в упаковке
25 кг 40 кг 50 кг
Портландцемент 1200-1300 0,019 0,031 0,0385
Шлакопортландцемент 1100-1250 0,02 0,032 0,04
Сульфатно-шлаковый 1000-1200 0,023 0,036 0,045
Пуццолановый 850-1150 0,025 0,04 0,05
Сульфатостойкий 800-1100 0,026 0,042 0,053
Желая получить куб бетона, но имея при этом только фасованный порошок, используют замер вёдрами (стандартное на 10 литров).
Марка состава Массовый показатель для 10 л смеси (кг)
М400 M500
М100 78 90
M150 64 73
М200 54 62
M250 43 50
M300 41 47
M400 31 36
M450 29 32
Однако предпочтительно знать, сколько мешков цемента понадобится, чтобы создать кубометр бетонного раствора.
Марочная принадлежность состава, который получится Марочная принадлежность связующего порошка Массовая величина в кубометре замешиваемого состава Количество мешков цемента пятидесятикилограммовых)
M150 M300 260 5,2
M200 M300 290 5,8
M400 250 5
M500 220 5,4
M250 M300 340 6,8
M400 300 6
M500 250 5
M300 M400 350 7
M500 300 6
M400 M400 400 8
M500 330 6,6
Зная вес мешка, а также легко определяя вес цемента в 1 м3 порошка, вы сможете обеспечить меньшее расходование для подконтрольного объекта. Рассчитайте по предложенным формулам объемный вес, а из других статей нашего сайта получите полезные советы. Например, мы расскажем, как сопоставить количество килограмм относительно других компонентов состава, к примеру, с песком или рядом твердых частиц типа щебня. Мы описываем всё, что следует знать для заливки фундамента или проявления лучших свойств в цементном составе.
Сотрудничество с «АльфаЦем»
С группой компанией «АльфаЦем» проще станет не только осведомляться о правильности приготовления составов и том, как их применяют для достижения оптимальной прочности. Мы готовы осуществить доставку сухих порошковых стройматериалов по Москве и Московской области. Вся продукция соответствует ГОСТ и имеет прилагающийся сертификат, выданный согласно техническим стандартам.
Оставьте заявку или позвоните нам напрямую (раздел «Контакты») для обсуждения деталей заказа. Компетентный менеджер составит адекватную смету, учитывающую оптимальное соотношение стройматериалов. Вам не придётся самостоятельно производить определение того, сколько реально весит мешок цемента. Достаточно подобрать его вид, предварительно описав факторы, потенциально влияющие на будущую постройку.
Минимизировав расход, вы значительно сэкономите, т. к. мы предлагаем исключительно конкурентные цены. Стоимость может стать еще ниже за счет скидок и бонусов. Мы будем благодарны каждому клиенту, который составляет положительные отзывы о компании или доносит до нас конструктивную критику. Это помогает значительно улучшить сервисное обслуживание. Ждём вас!
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

Плотность цемента кг/м3 истинная и насыпная, определение м300, м400, м500
Показатель удельного веса в случае сыпучих материалов находится путем деления их массы на занимаемый объем и имеет прямую зависимость от степени уплотнения и доли вовлеченного воздуха. Портландцемент и сходные виды вяжущего, получаемые в процессе помола спеченного клинкера, не являются исключением, в разных состояниях это значение у них меняется. Точная величина насыпной плотности зависит от многих факторов: от параметров цементного теста и особенностей помола до условий хранения и текущего качества зерен. Ее учет при подборе и проверке пропорций других компонентов строительных смесей исключает ошибки при замесе и улучшает их свойства.
Понятие плотности и влияние показателя
В сухом виде это вяжущее представляет собой взвесь пылеобразных зерен и воздуха, вовлеченная доля последнего напрямую зависит степени электрической заряженности между отдельными частицами. Этот тип сыпучих стройматериалов нельзя отнести к плотным, после затворения порошок практически полностью распределяется в воде и между частицами наполнителя. Максимальная разреженность наблюдаются у свежепомолотых и продутых составов, минимальная – у спрессованных в ходе транспортировки, вибрации или длительного хранения. Удельный вес имеет обратную зависимость: в разрыхленном состоянии – не более 1300 кг/м3, в слежавшемся – достигает 1600. Худшие показатели наблюдаются у отсыревших марок, начавшихся комковаться.
Разница между истинной плотностью и насыпной довольно велика (для ПЦ 3100 кг/м2 в сравнении с 1200). Значение массы вяжущего без пустот косвенно свидетельствует о прочности и других, связанных с ней характеристик, влияющих на пластичность, вес и удобоукладываемость будущих смесей. Истинная плотность у пуццолановых, шлако- и сульфатосодержащих марок уступает портландцементу (2700-2900 кг/м3 в сравнении с минимальными 3100). Максимальная наблюдается у разновидностей с оксидами бария.
В итоге на величину плотности цемента в сухом виде оказывает влияние:
Состав и итоговая марка прочности вяжущего.
Способ образования клинкера и тонкость его помола.
Активность – минимальная насыпная плотность наблюдается сразу после измельчения в мельницах.
Время контакта с открытым воздухом и способ хранения. Поглощение портландцементом влаги из окружающей среды увеличивает массу 1 куба до 1600-1700 в сравнении с нормативными 1300. Нужные параметры поддерживаются при их помещении в силосы с аэрацией или аналогичные специализированные резервуары, худшие результаты достигаются при длительном хранении цемента в мешках или биг-бегах, уложенных друг на друга.
Наличие или отсутствие дополнительных присадок. Чистый ПЦ укладывается плотнее, чем смеси с добавками шлака или минеральных примесей. Но итоговая пористость искусственного камня при его использовании будет меньшей.
Разновидность Стандартный диапазон или среднее значение плотности, кг/м3
Истинной Насыпной (удельный вес в рыхлом состоянии)
Глиноземистые марки 3050-3100 900-1150
Бездобавочный ПЦ, М300-М500 3100-3500 1100-1600
ШПЦ 2950-3050 1150-1250
Сульфато-шлаковые смеси 2850-2950 1050-1200
Пуццолановый портландцемент (ППЦ) 2750-2950 850-1150
Сульфатостойкие ППЦ 2700-2850 850-1100
Плотность марки цемента м400 (самой распространенной) в свежем виде составляет 1200 кг/м2, в слежавшемся – 1500-1600. При расчете пропорций и количестве материала ориентируются на нормативную величину – 1300, характерную для ПЦ М500. При стандартном соотношении с песком 1:3 плотность смеси на их основе достигает 1700 кг/м3. В случае облегченных разновидностей с добавками перлита или шлаков – 1400.
Производители проверяют характеристику путем взятия пробы из партии и определения ее с помощью прибора Ле-Шателье. При необходимости плотность можно найти в домашних условиях, с использованием простой схемы: мерная емкость с известным объемом без горки или уплотнения засыпается портландцементом и взвешивается в заполненном и пустом состоянии. По возможности используется лабораторная посуда или ее аналоги с ровными закругленными стенками, чем точнее будут весы, тем лучше. После этого остается разделить разницу в массе на объем. Действия повторяют 2-3 раза, при подборе пропорций учитывается усредненное значение полученной насыпной плотности.

Цемент (портландцемент) М400 (м 400, пц 400)
В современном строительстве сильно востребован портландцемент М400. Его используют как при возведении новых сооружений, так и при реализации отделки готовых построек. Широкие сферы применения обусловлены универсальностью и массой эксплуатационных достоинств.
Сфера применения
Цемент ПЦ400 является популярным строительным материалом, который применяется для отделки и возведения объектов с высокими требованиями к прочности и морозостойкости. Для частных строительных целей эту марку используют редко, что объясняется следующими факторами:
Скорость схватывания тяжелого раствора достаточно высокая.
Сырье стоит дорого и обладает улучшенными эксплуатационными свойствами, которые часто бывают лишними.
В большинстве случаев целесообразно воспользоваться более доступными марками, если они соответствуют условиям применения. Основная сфера эксплуатации М400 — обустройство несущих конструкций, которые сталкиваются с большими нагрузками и выдерживают большое напряжение.
Еще цемент марки М400 задействуется для следующих задач:
Организация несущих элементов и ответственных объектов.
Строительство монолитных построек из железобетона.
Возведение гидротехнических объектов, размещенных в воде с разными характеристиками и составом (соленая, пресная, отработанная).
Создание высокопрочных банковских хранилищ.
Возведение эстакад, виадуков, мостов и путепроводов.
Обустройство бордюров, лестничных пролетов и коммуникационных коллекторов.
Организация важных объектов в горнодобывающей, машиностроительной и других сферах деятельности.
Цемент М400, технические характеристики которого соответствуют высокому классу, востребован для промышленного применения. При реализации домашних строительных работ, включая обустройство бассейнов или оснований под жилище, материал используется редко, что связано с избыточными прочностными свойствами.
Еще портландцемент 400 характеризуется такой особенностью, как быстрота затвердевания. Это может рассматриваться как преимущество, так и как минус. В первом случае бетон быстро получает заводскую прочность и может применяться уже через 8-10 часов с момента заливки, а во втором — выполнить укладку без холодных швов можно только с помощью профессионального оборудования и бригады специалистов.
Если такая возможность отсутствует, материал начнет трескаться и слоиться. Чтобы избавиться от проблемы, в состав исходного сырья добавляют различные добавки, что поднимает стоимость проекта. Поэтому для частных целей цемент ПЦ 400 Д20 не подходит.
Особенности и преимущества
Цементный раствор М 400 считается популярным подвидом цемента, который состоит из следующих компонентов:
Гипс.
Порошковый клинкер.
Ряд дополнительных компонентов.
Для производства качественного материала необходимо тщательно следить за каждым процессом и оценивать состояние всех добавок. В современном портландцементе, кроме базовых ингредиентов, присутствуют следующие добавки:
оксид кальция;
диоксид кремния;
окись алюминия;
оксид железа.
При контакте с водой клинкер создает новые минералы, формирующие цементный камень. Для удобной классификации материала учитывается его назначение и специфика состава.
В продаже доступны следующие подвиды цемента марки 400:
ПЦ — портландцемент.
ГФ — гидрофобный.
СС — сульфатостойкий.
БЦ — белые и цветные смеси.
Шлакопортландцемент (ШПЦ).
Пескоцементная смесь.
Среди ключевых достоинств смеси М400 выделяют такие:
Простота использования и отсутствие сложностей при разведении. Чтобы подготовить хороший раствор, необходимо соблюдать пошаговое руководство.
Дешевизна и доступность. Мешки с цементом М400 продаются в любом строительном гипермаркете и на рынке. Единственная сложность заключается в выборе подходящей фирмы производителя.
Улучшенные эксплуатационные свойства и устойчивость к нагрузкам. Даже если при производстве материала были допущены отклонения, вероятность растрескивания или появления деформаций будет минимальной.
Широкий температурный диапазон, при котором допускается эксплуатация без риска повреждений. Он варьируется от -60 до +300°C. Это позволяет применять марку в самых различных направлениях.
Минимальная усадка при твердении. За счет этого свойства строители могут менять размеры при заливке фундамента или обустройстве другой конструкции. Еще этот показатель исключает проблему появления трещин на поверхности.
Быстрое схватывание и твердение. Интервал, за который цемент затвердевает, занимает 8-10 часов. При этом для набора заводской прочности требуется не больше двух-трех недель. В случае повышения температуры или изменении влажности продолжительность затвердевания сокращается.
Возможность изменения начальных свойств путем введения в состав пластификаторов, антикоррозийных добавок и других веществ.
Но несмотря на все плюсы и отличия, для реализации проектов по возведению многоэтажных домов, мостов и конструкций с повышенными требованиями к прочности лучше воспользоваться более прочной маркой, такой как М500.
Технические характеристики
Цемент М400 Д20 обладает рядом технических характеристик, которые отличают его от других решений. Общие параметры выглядят следующим образом:
Прочность на сжатие после 28-суточной выдержки соответствует 39,2 МПа. 1 см3 такого бетона сможет выдерживать нагрузки до 400 кг.
Плотность цемента М400 определяется размерами клинкера и типом добавок в составе. Удельный вес цемента варьируется от 1000 до 1200 кг/м³ в насыпном виде. Слежавшийся раствор может весить до 1700 кг/м³, а увлаженный — не меньше 3 тонн.
Затвердевание. Процесс схватывания начинается через 2 часа, а набор заводских прочностных свойств (до 98%) происходит через 28 дней.
Устойчивость к пребыванию в агрессивной среде с воздействием сульфатов невысокая. Чтобы улучшить этот показатель, к исходному сырью добавляют цемент ПЦ Д 20 со шлаковыми добавками и другими присадками.
Зернистость помола. Оповещает об удельной поверхности частиц, содержащихся в 1 кг сухого цемента. Средний показатель варьируется от 3000 до 3200 кг/м³. Чем ниже значение, тем прочнее будет материал после затвердевания.
Степень устойчивости к морозам соответствует классу F100. Этот стандарт указывает на количество циклов заморозки и размораживания, которые может выдерживать камень. Точные показатели определяются составом и соотношением компонентов. Наибольшей морозостойкостью обладают алитовые и сульфатостойкие смеси.
Густота. Оповещает о требуемом объеме жидкости для затвердения в пропорции с сухой смесью. Средний показатель варьируется от 22-28%.
Тепловыделение. Указывает на степень выделения тепла в случае гидратации. Если материал будет подвергаться неравномерному остыванию или нагреву, он сможет покрыться трещинами и деформациями.
Температурный диапазон — от -60 до +300°C.
Устойчивость к воздействию влаги. Чтобы сделать материал полностью водонепроницаемым, его обогащают уплотняющими добавками и гидроизоляторами.
Объемный вес цементного материала зависит от условий хранения, перемещения и специфики производства. Наличие в составе добавок влияет на показатели плотности портландцемента.
Средний объемный вес цемента варьируется от 1100 до 1200 кг/м³. Если показатель превышает это значение, материал хранился дольше, чем можно, и сильно уплотнился. Еще к этому может привести потеря герметизации упаковки и чрезмерное увлажнение.
Срок годности цемента при хранении в бумажном мешке составляет полгода. Если хранить цемент в контейнерах из полиэтилена и упаковках ГОСТ — один год. Но начальные характеристики материала сохраняются только при расходовании в течение 2 месяцев с момента отгрузки.
Через время прочностные свойства порошка начинают сокращаться. Средний показатель составляет -100 позиций за 2 месяца. Это значит, что через 60-90 суток материал получит марку М300.
Существует общестроительный стандарт, по которому классифицируются разные марки цемента:
Цемент ПЦ 400 Д0. Отличается отсутствием в составе дополнительных компонентов и основывается только на клинкере. Для цемента М400 Д0 свойственна улучшенная устойчивость к морозам, средняя продолжительность твердения и уязвимость к деформациям в случае усадки. Смесь используют для общих строительных целей.
М400 Д5. В составе этого материала присутствует до 5% добавок, которые повышают устойчивость к влаге и коррозийным процессам. Смесь подходит для обустройства перекрытий и несущих объектов.
Цемент ПЦ 400 Д 20 содержит до 20% добавок, которые позволяют задействовать его в жилых и промышленных объектах. Марка ПЦ400 Д20 востребована не только на территории Российской Федерации, но и в Европейских странах. Ей свойственна морозостойкость и водоотталкивающие свойства.
Повышение концентрации добавок в составе цемента снижает его стоимость. Наибольшей стоимостью обладает марка М400 Д0, а самым доступным считается евроцемент М400 Д20.
В продаже в Москве, Санкт-Петербурге и других городов России и СНГ предлагаются особые марки с отличительными свойствами. Так, есть сульфатостойкая смесь, подходящая для агрессивной среды эксплуатации. На упаковке подобных составов присутствует маркировка СС.
Еще на рынке есть расширяющийся цемент, который позволяет заделывать трещины и отверстия в стенах. С его помощью можно заполнить трещины и восстановить герметичность конструкции. Материал характеризуется устойчивостью к деформации, поэтому он востребован при обустройстве фундаментов и выполнении ремонтных работ с подводными конструкциями.
Характеристики материала зависят от условий и продолжительности хранения после изготовления. Приобрести материал можно в мешках из бумаги, где указаны все его свойства, включая дату производства, номер партии и другие важные характеристики. Вес мешка составляет 50 кг.
Производство
ЦПС представляет собой вяжущее вещество на основе измельченного клинкера с нормированным составом. Существует стандарт ГОСТ 10178-85, по которому выбирается содержание магниевого оксида и пропорции других ингредиентов.
В качестве исходного сырья используются органические минералы, такие как:
Алиит.
Глинозем.
Магнезит.
Гипс.
С помощью технологии обжига из этого сырья создается клинкер. Основное вещество комбинируется с минеральными добавками, которые влияют на конечные свойства рабочей смеси и камня.
Еще в состав могут вводить присадки, повышающие пластичность, устойчивость к морозам и агрессивной среде. Общая их концентрация не должна превышать 5% от массы.
Для промышленных целей создают пластифицированные подвиды цемента, которые характеризуются повышенной текучестью и гарантируют улучшенное уплотнение при обустройстве бетонных конструкций. В составе смеси имеется клинкер и гипс, а также активная добавка. Это может быть концентрат сульфита и спирта, содержанием 0,2% от общего веса цемента м400.
Материал отличается от других разновидностей улучшенной стойкостью к морозам, коррозии и нагрузкам.
Маркировка
Марка М400 является общим обозначением вяжущего вещества. Полное описание указано в ГОСТ 10178-85, где могут упоминаться следующие показатели:
ПЦ — портландцемент на базе алитового клинкера.
400 — маркировка по устойчивости к нагрузкам на сжатие.
Д20 — характеризует содержание минералов в процентах.
Б — степень затвердевания.
ПЛ — наличие и функция добавок. В этом случае смесь является пластифицированной.
ГФ — гидрофобизированная смесь.
Новая маркировка смесей м400
Большинство российских производителей цементных смесей руководствуются вышеописанной маркировкой, но ведущие компании считают ее устарелой и используют новый способ из Европейского союза:
ЦЕМ. Маркировка указывает на полную чистоту портландцемента и отсутствие в его составе добавок.
ЦЕМII. Характеризуется наличием шлаковых добавок. С учетом их концентрации выделяют две разновидности: класса «А» (обладают 6-20% шлака), класса «В» (содержат 20-35% шлакового сырья).
С 2003 года производители цемента практикуют этот европейский стандарт, дополнительно указывая такие параметры, как продолжительность твердения и эксплуатационные свойства.
Обычный портландцемент — состав, свойства, типы и применение
Обычный портландцемент — один из наиболее широко используемых типов цемента. Обсуждаются типы, свойства, состав, производство, использование и преимущества обычного портландцемента.
В 1824 году Джозеф Аспдин дал название портландцементу, так как он имеет сходство по цвету и качеству с портландским камнем, который представляет собой бело-серый известняк на острове Портленд, Дорсет.
Составные части обычного портландцемента
Основное сырье, используемое при производстве обыкновенного портландцемента:
Глинистые или силикаты глинозема в виде глин и сланцев.
Известняк или карбонат кальция в виде известняка, мела и мергеля, представляющий собой смесь глины и карбоната кальция.
Ингредиенты смешивают в пропорции примерно двух частей известковых материалов к одной части глинистых материалов, а затем измельчают и измельчают в шаровых мельницах в сухом состоянии или смешивают во влажном состоянии.
Сухой порошок или влажная суспензия затем обжигается во вращающейся печи при температуре от 1400 ° C до 1500 ° C. Клинкер, полученный из печи, сначала охлаждается, а затем передается в шаровые мельницы, где добавляется гипс, и он измельчить до необходимой степени измельчения в соответствии с классом продукта.
Основные химические составляющие портландцемента следующие:
Известь (CaO) от 60 до 67%
Кремнезем (SiO2) от 17 до 25%
Глинозем (Al2O3) от 3 до 8%
Оксид железа (Fe2O3) от 0,5 до 6%
Магнезия (MgO) от 0,1 до 4%
Трехокись серы (SO3) от 1 до 3%
Сода и / или калий (Na2O + K2O) 0.От 5 до 1,3%
Вышеупомянутые компоненты, образующие сырье, подвергаются химическим реакциям во время горения и плавления и объединяются с образованием следующих соединений, называемых BOGUE COMPOUNDS .
Соединение Сокращенное обозначение
Силикат трикальция (3CaO.SiO2) C3S
Силикат дикальция (2CaO.SiO2) C2S
Алюминат трикальция (3CaO.Al2O3) C3A
Тетракальций алюмоферрит (4CaO.Al2O3.Fe2O3) C4AF
Пропорции вышеуказанных четырех составов различаются в разных портландцементах. Силикат трикальция и силикаты дикальция вносят наибольший вклад в конечную прочность. Первоначальное схватывание портландцемента происходит за счет трехкальциевого алюмината. Силикат трикальция быстро гидратируется и способствует более ранней прочности.
Введение силиката дикальция происходит через 7 дней и может продолжаться до 1 года.Алюминат трикальция быстро гидратируется, выделяет много тепла и вносит лишь небольшой вклад в прочность в течение первых 24 часов. Алюмоферрит тетракальция сравнительно неактивен.
Все четыре соединения выделяют тепло при смешивании с водой, алюминат выделяет максимальное тепло, а дикальцийсиликат — минимум. Из-за этого трикальцийалюминат отвечает за большинство нежелательных свойств бетона.
Цемент
с меньшим содержанием C3A будет иметь более высокий предел прочности, меньшее тепловыделение и меньшее растрескивание.В таблице ниже приведены состав и процентное содержание найденных смесей для портландцемента с нормальным и быстрым твердением, а также низкотемпературного цемента.
Состав и состав портландцемента:
Портлендский цемент Нормальный Быстрое затвердевание Низкотемпературный
(а) Состав: Процент
лайм 63.1 64,5 60
Кремнезем 20,6 20,7 22,5
Глинозем 6,3 5,2 5,2
Оксид железа 3,6 2,9 4,6
(б) Состав: процентное содержание
C3S 40 50 25
C2S 30 21 35
C3A 11 9 6
C3A 12 9 14
Свойства обычного портландцемента
Таблица 2: Свойства цемента OPC
Недвижимость Значения
Удельный вес 3.12
Нормальная согласованность 29%
Время начальной настройки 65 мин
Окончательное время схватывания 275 мин
Тонкость 330 кг / м ²
Прочность 2,5 мм
Насыпная плотность 830-1650 кг / м ³
Производство цемента OPC
В основном есть 5 этапов производства цемента OPC,
1.Дробление и измельчение сырья
На первом этапе производства цемента сырье измельчается и измельчается до мелких частиц подходящего размера. Существует 3 типа процесса производства цемента
.
Сухой процесс
Мокрый процесс
Полумокрый процесс
Процесс дробления и измельчения зависит от типа производственного процесса. Для сухого процесса сырье перед измельчением сушат.
Рис. 1: Технологическая схема производства цемента OPC.
2. Смешивание или смешивание
На этом этапе измельченное сырье (известняк) смешивают или смешивают с глиной в желаемой пропорции (известняк: 75%, глина: 25%) и хорошо перемешивают с помощью сжатого воздуха до получения однородной смеси. В сухом процессе эти смеси хранятся в силосах; резервуары для жидкого навоза используются в мокром процессе. Полученный материал известен как суспензия, содержащая 35-40% воды.
3. Отопление
Это основной важный этап в производстве цемента OPC, продукт, полученный в результате смешивания, подается в печь с помощью конвейерных лент.
Сначала смесь предварительно нагревают до 550 ° C, при этом вся влага испаряется и глина разбивается на кремнезем, оксид алюминия, оксид железа.
В следующей зоне температура повышается до 1500 градусов Цельсия, где оксиды образуют соответствующие силикат, алюминаты и феррит.
На заключительном этапе продукт охлаждается до 200 ° C, при этом конечный продукт, полученный в печи, известен как цементный клинкер, который имеет форму зеленовато-черных или серых шариков.
4. Шлифовка
На этом этапе цементный клинкер и необходимое количество гипса смешиваются и измельчаются до очень мелких частиц, которые хранятся в силосах, а затем упаковываются в мешки для цемента и распределяются.
Срок годности цемента OPC обычно составляет 3 месяца.
Типы обычного портландцемента
Дифференциация цемента OPC основана на различных кодексах разных стран.
1. AS согласно ASTM 150 (американские стандарты)
Тип I Портландцемент известен как обычный или универсальный цемент.Обычно предполагается, если не указан другой тип.
Тип II обеспечивает умеренную сульфатостойкость и выделяет меньше тепла во время гидратации.
Тип III имеет относительно высокую раннюю прочность. Этот цемент аналогичен типу I, но имеет более мелкий помол.
Тип IV Портландцемент обычно известен своей низкой теплотой гидратации.
Тип V используется там, где важна сульфатостойкость. Этот цемент имеет очень низкий (C ₃ A) состав, что объясняет его высокую сульфатостойкость.
2. Согласно норме EN 197 (европейская норма)
CEM I Состоит из портландцемента и до 5% второстепенных дополнительных компонентов.
CEM II Портландцемент и до 35% других отдельных компонентов
CEM III Портландцемент и выше процентное содержание доменного шлака
CEM IV Портландцемент и до 55% пуццолановых компонентов
CEM V Портландцемент, доменный шлак или летучая зола и пуццолана
3.Согласно CSA A3000-08 (канадские стандарты)
ГУ, ГУЛ > Цемент общего назначения
MS > Цемент со средней сульфатостойкостью
MH, MHL > Умеренно термостойкий цемент
HE, HEL > Высокопрочный цемент
LH, LHL > Низкотемпературный цемент
HS > Высокая сульфатостойкость; обычно развивает силу медленнее, чем другие типы.
Использует обычного портландцемента
Используется для общих строительных целей, где не требуются особые свойства, такие как железобетонные здания, мосты, тротуары, а также в нормальных почвенных условиях.
Используется для большинства бетонных кладок
Преимущества обычного портландцемента
Обладает высокой устойчивостью к растрескиванию и усадке, но имеет меньшую стойкость к химическим воздействиям.
Время первоначальной настройки OPC быстрее, чем у PPC, поэтому его рекомендуется использовать в проектах, в которых реквизиты должны быть удалены раньше.
Период отверждения OPC меньше, чем у PPC, и стоимость отверждения снижается. Следовательно, рекомендуется там, где стоимость отверждения непомерно высока.Недостатки
Недостатки обычного портландцемента
Не может использоваться для массового бетонирования, так как имеет большую теплоту гидратации по сравнению с КПП.
Прочность бетона, изготовленного с использованием OPC, меньше, чем у бетона, изготовленного с использованием PPC.
Он производит сравнительно менее связный бетон, чем PPC, поэтому перекачка бетона становится немного труднее.
OPC имеет более низкую тонкость, следовательно, имеет более высокую проницаемость и, как следствие, более низкую долговечность.
OPC дороже PPC.
.
портландцемент
Портландцемент — наиболее распространенный тип цемента, широко используемый во многих частях мира, так как он является основным ингредиентом бетона, строительного раствора, штукатурки и большинства неспециализированных растворов. Это мелкий порошок, полученный путем измельчения портландцементного клинкера (более 90%), ограниченного количества сульфата кальция, который контролирует время схватывания, и до 5% второстепенных компонентов (в соответствии с различными стандартами). Согласно европейскому стандарту EN197.1, «портландцементный клинкер — это гидравлический материал, который должен состоять не менее чем на две трети по массе силикатов кальция (3CaO.SiO ₂ и 2CaO.SiO ₂), остальная часть состоит из алюминия и железа. фазы клинкера и другие соединения. Отношение CaO к SiO ₂ должно быть не менее 2,0. Содержание магния (MgO) не должно превышать 5,0% по массе «. (Последние два требования уже были изложены в Немецком стандарте, выпущенном в 1909 году). Клинкер из портландцемента получают путем нагревания в печи однородной смеси сырья до температуры спекания, которая составляет около 1450 ° C для современных цементов.Оксид алюминия и оксид железа присутствуют в виде флюса и мало влияют на прочность. Для специальных цементов, таких как низкотемпературные (LH) и сульфатостойкие (SR) типы, необходимо ограничить количество образующегося трикальцийалюмината (3CaO.Al ₂ O ₃). Основным сырьем для производства клинкера обычно является известняк (CaCO ₃). Обычно используется загрязненный известняк, содержащий SiO ₂. Содержание CaCO ₃ в этих известняках может составлять всего 80%.Вторичное сырье (материалы в сырьевой смеси, кроме известняка) зависят от чистоты известняка. Некоторые из используемых вторичных сырьевых материалов: глина, сланец, песок, железная руда, бокситы, летучая зола и шлак. Когда цементная печь топится углем, зола угля выступает в качестве вторичного сырья.
Рекомендуемые дополнительные знания
История
Портленд был разработан из цемента (или, точнее, гидравлической извести), производимого в Великобритании в начале девятнадцатого века, и его название происходит от его сходства с портлендским камнем, типом строительного камня, который добывался на острове Портленд в Дорсет, Англия.Джозеф Аспдин, британский каменщик, в 1824 году получил патент на процесс изготовления цемента, который он назвал портландцементом. Его цемент представлял собой искусственную гидравлическую известь, похожую по свойствам на материал, известный как «римский цемент» (запатентованный в 1796 году Джеймсом Паркером), а его процесс был похож на тот, который был запатентован в 1822 году и использовался с 1811 года Джеймсом Фростом, который назвал свой цемент «британским». Цемент». Название «портландцемент» также записано в справочнике, опубликованном в 1823 году, и связано с Уильямом Локвудом и, возможно, другими.Сын Аспдина Уильям в 1843 году изготовил улучшенную версию этого цемента и первоначально назвал его «Патентный портландцемент», хотя у него не было патента. В 1848 году Уильям Аспдин усовершенствовал свой цемент и в 1853 году переехал в Германию, где занялся производством цемента. ^[1] Многие люди утверждали, что создали первый портландцемент в современном смысле этого слова, но общепризнано, что он был впервые произведен Уильямом Аспдином в Нортфлите, Англия, примерно в 1842–^[2].Правительство Германии выпустило стандарт на портландцемент в 1878 году.
Производство
В производстве портландцемента есть три основных этапа:
Приготовление сырьевой смеси
Производство клинкера
Приготовление цемента
Химический состав цемента очень сложен, поэтому обозначение химика-цемента было изобретено, чтобы упростить формулу обычных оксидов, содержащихся в цементе. Это отражает тот факт, что большинство элементов находятся в наивысшей степени окисления, и химический анализ цемента выражается в массовых процентах этих условных оксидов.
Приготовление Rawmix
Сырье для производства портландцемента представляет собой смесь (в виде мелкодисперсного порошка в «сухом процессе» или в виде суспензии в «мокром процессе») минералов, содержащих оксид кальция, оксид кремния, оксид алюминия, оксид железа и оксид магния. Сырье обычно добывается из местных пород, которые в некоторых местах уже имеют практически желаемый состав, а в других требуется добавление глины и известняка, а также железной руды, бокситов или переработанных материалов.Индивидуальное сырье сначала измельчается, обычно до менее 50 мм. На многих заводах некоторые или все сырые материалы затем грубо смешиваются в «куче предварительной гомогенизации». Затем сырье измельчается на сырьевой мельнице. Бункеры с индивидуальным сырьем расположены над подающей конвейерной лентой. Точно контролируемые пропорции каждого материала доставляются на ленту весовыми дозаторами. Попадая в мельницу, смесь измельчается до rawmix. Тонкость сырой смеси указывается в терминах размера самых крупных частиц и обычно контролируется таким образом, чтобы количество частиц диаметром более 90 мкм составляло менее 5-15% по массе.Важно, чтобы rawmix не содержал крупных частиц, чтобы завершить химические реакции в печи и обеспечить химическую однородность смеси. В случае сухого процесса сырьевая мельница также сушит сырье, обычно путем пропускания горячих выхлопных газов из печи через мельницу, так что сырьевая смесь выходит в виде тонкого порошка. Он подается в систему смешивания конвейерной лентой или порошковым насосом. В случае мокрого процесса к сырью для сырьевой мельницы добавляют воду, и измельченный продукт представляет собой суспензию с содержанием влаги обычно в диапазоне 25-45% по массе.Эта суспензия подается в систему смешивания обычными жидкостными насосами.
Смешивание Rawmix
Rawmix разработан в соответствии с очень строгими химическими требованиями. Обычно содержание отдельных компонентов в сыромиксе должно контролироваться в пределах 0,1% или лучше. Кальций и кремний присутствуют для образования силикатов кальция, придающих прочность. Алюминий и железо используются для производства жидкости («флюса») в зоне обжига печи. Жидкость действует как растворитель для силикатообразующих реакций и позволяет им протекать при экономически низкой температуре.Недостаток алюминия и железа приводит к затруднению горения клинкера, в то время как чрезмерное количество приводит к низкой прочности из-за разбавления силикатов алюминатами и ферритами. Очень небольшие изменения содержания кальция приводят к большим изменениям в соотношении алита и белита в клинкере, а также к соответствующим изменениям характеристик роста прочности цемента. Поэтому относительные количества каждого оксида поддерживаются постоянными, чтобы поддерживать постоянные условия в печи и поддерживать постоянные свойства продукта.На практике rawmix контролируется частым химическим анализом (ежечасно с помощью рентгенофлуоресцентного анализа или каждые 3 минуты с помощью быстрого гамма-нейтронного активационного анализа). Данные анализа используются для автоматической корректировки скорости подачи сырья. Оставшиеся химические вариации сводятся к минимуму путем пропускания сырьевой смеси через систему смешивания, которая гомогенизирует дневную поставку сырой смеси (15 000 тонн в случае большой печи).
Образование клинкера
Основная статья: Цементная печь
Сырьевая смесь нагревается в цементной печи, медленно вращающемся наклонном цилиндре, при этом температура увеличивается по длине цилиндра до максимальной температуры 1400-1450 ° C.С повышением температуры происходит сложная последовательность химических реакций (см. Цементную печь). Пиковая температура регулируется таким образом, чтобы продукт содержал спеченные, но не расплавленные комки. Спекание заключается в плавлении 25-30% массы материала. Получающаяся в результате жидкость стягивает оставшиеся твердые частицы вместе за счет поверхностного натяжения и действует как растворитель для окончательной химической реакции, в которой образуется алит. Слишком низкая температура вызывает недостаточное спекание и неполную реакцию, но слишком высокая температура приводит к расплавленной массе или стеклу, разрушению футеровки печи и потере топлива.Когда все идет по плану, получается клинкер. После охлаждения отправляется на хранение. Обычно прилагаются определенные усилия для смешивания клинкера, потому что, хотя химический состав сырой смеси, возможно, строго контролировался, процесс обжига потенциально вводит новые источники химической изменчивости. Перед использованием клинкер можно хранить несколько лет. Продолжительное воздействие воды снижает реакционную способность цемента, полученного из выветрившегося клинкера.
Энтальпия образования клинкера из карбоната кальция и глинистых минералов составляет ~ 1700 кДж / кг.Однако из-за потерь тепла во время производства фактические значения могут быть намного выше. Высокие потребности в энергии и выбросы значительного количества диоксида углерода делают производство цемента проблемой глобального потепления. См. «Воздействие на окружающую среду» ниже.
Помол цемента
Основная статья: Цементная мельница
Для достижения желаемых качеств схватывания готового продукта в клинкер добавляется некоторое количество (2-8%, но обычно 5%) сульфата кальция (обычно гипса или ангидрита), и смесь тонко измельчается для получения готового продукта. цементный порошок.Это достигается в цементной мельнице. Процесс измельчения контролируется для получения порошка с широким диапазоном размеров частиц, в котором обычно 15% по массе составляют частицы диаметром менее 5 мкм, а 5% — частицы диаметром более 45 мкм. Обычно используемой мерой тонкости является «удельная поверхность», которая представляет собой общую площадь поверхности частицы единицы массы цемента. Скорость начальной реакции (до 24 часов) цемента при добавлении воды прямо пропорциональна удельной поверхности. Типичные значения составляют 320–380 м².кг ^-1 для цементов общего назначения и 450-650 м².кг ^-1 для «быстротвердеющих» цементов. Цемент транспортируется ленточным или порошковым насосом в бункер для хранения. Цементные заводы обычно имеют достаточно места в силосах для производства в течение 1-20 недель, в зависимости от местных циклов спроса. Цемент доставляется конечным потребителям в мешках или в виде порошка, выдуваемого из машины под давлением в бункер заказчика. В развитые страны 80% и более цемента поставляется наливом, и многие цементные заводы не имеют оборудования для упаковки в мешки.В развивающихся странах обычным способом доставки являются сумки.
Типичные составляющие портландского клинкера и портландцемента. Обозначение стиля цементной промышленности курсивом:
Клинкер Массовая% Цемент Массовая%
Силикат трикальция (CaO) ₃ .SiO ₂, C ₃ S 45-75% Оксид кальция, CaO, C 61-67%
Силикат дикальция (CaO) ₂.SiO ₂, C ₂ S 7-32% Оксид кремния, SiO ₂, S 19-23%
Алюминат трикальция (CaO) ₃ .Al ₂ O ₃, C ₃ A 0-13% Оксид алюминия, Al ₂ O ₃, А 2,5-6%
Тетракальцийалюмоферрит (CaO) ₄ .Al ₂ O ₃.Fe ₂ O ₃, C ₄ AF 0-18% Оксид железа, Fe ₂ O ₃, F 0-6%
Гипс CaSO ₄ 2-10% Сульфат
Использовать
Чаще всего портландцемент используется в производстве бетона. Бетон — это композитный материал, состоящий из заполнителя (гравия и песка), цемента и воды.В качестве строительного материала бетон можно заливать практически любой желаемой формы, а после затвердевания он может стать конструктивным (несущим) элементом. Пользователи могут участвовать в заводском производстве сборных элементов, таких как панели, балки, дорожная мебель, или могут производить монолитный бетон , такой как строительные надстройки, дороги, плотины. Они могут поставляться с бетоном, смешанным на месте, или могут поставляться с «товарным» бетоном, изготовленным на постоянных участках смешивания. Портландцемент также используется в растворах (только с песком и водой) для штукатурок и стяжек, а также в растворах (цементно-водные смеси, выдавливаемые в зазоры для укрепления фундаментов, дорожных покрытий и т. Д.).
Отверждение и закалка
Когда вода смешивается с портландцементом, продукт схватывается за несколько часов и затвердевает в течение нескольких недель. Эти процессы могут широко варьироваться в зависимости от используемой смеси и условий отверждения продукта, но типичный бетон схватывается (т.е. становится твердым) примерно за 6 часов и развивает прочность на сжатие 8 ~ МПа за 24 часа. Прочность повышается до 15 МПа через 3 дня, 23 МПа через одну неделю, 35 МПа через 4 недели и 41 МПа через три месяца.В принципе, прочность продолжает медленно расти, пока есть вода для продолжительной гидратации, но обычно бетон высыхает через несколько недель, и это останавливает рост прочности.
Застывание и затвердевание портландцемента вызывается образованием водосодержащих соединений, образующихся в результате реакций между компонентами цемента и водой. Обычно цемент вступает в реакцию с пластичной смесью только при соотношении вода / цемент от 0,25 до 0,75. Реакция и продукты реакции называются гидратационной и гидратной или гидратной фазами соответственно.В результате реакций (которые начинаются немедленно) можно наблюдать жесткость, которая вначале очень небольшая, но со временем увеличивается. Момент времени, когда он достигает определенного уровня, называется началом настройки. Последующее последующее уплотнение называется схватыванием, после чего наступает фаза твердения.
Жесткость, схватывание и твердение вызываются образованием микроструктуры продуктов гидратации различной жесткости, заполняющих заполненные водой промежутки между твердыми частицами цементного теста, раствора или бетона.Поведение во времени затвердевания, схватывания и затвердевания, следовательно, в очень большой степени зависит от размера промежуточных пространств, т.е. е. по соотношению вода / цемент. Продукты гидратации, в первую очередь влияющие на прочность, представляют собой гидраты силиката кальция («фазы C-S-H»). Другими продуктами гидратации являются гидроксид кальция, сульфатные гидраты (фазы AFm и AFt) и родственные соединения, гидрогранат и гидрат геленита. Силикаты или силикаты кальция составляют более 70% по массе цементов на силикатной основе.Поэтому гидратация этих соединений и свойства получаемых гидратов силиката кальция особенно важны. Гидраты силиката кальция содержат меньше CaO, чем силикаты кальция в цементном клинкере, поэтому гидроксид кальция образуется во время гидратации портландцемента. Он доступен для реакции с дополнительными вяжущими материалами, такими как измельченный гранулированный доменный шлак и пуццоланы. Упрощенная реакция алита с водой может быть выражена как:
2Ca ₃ OSiO ₄ + 6H ₂ O → 3CaO.2SiO ₂ .3H ₂ O + 3Ca (OH) ₂
Это относительно быстрая реакция, вызывающая схватывание и увеличение прочности в первые несколько недель. Реакция белита:
2Ca ₂ SiO ₄ + 4H ₂ O → 3CaO.2SiO ₂ .3H ₂ O + Ca (OH) ₂
Эта реакция является относительно медленной и в основном отвечает за рост силы через неделю. Гидратация алюмината трикальция контролируется добавлением сульфата кальция, который сразу же переходит в раствор при добавлении воды.Во-первых, быстро образуется эттрингит, вызывая замедление гидратации (см. Трехкальциевый алюминат):
Ca ₃ (AlO ₃) ₂ + 3CaSO ₄ + 32H ₂ O → Ca ₆ (AlO ₃) ₂ (SO ₄) _{3 ₃ 32H ₂ O}
Эттрингит впоследствии медленно реагирует с дополнительным трикальциевым алюминатом с образованием «моносульфата» — «фазы AFm»:
Ca ₆ (AlO ₃) ₂ (SO ₄) ₃.32H ₂ O + Ca ₃ (AlO ₃) ₂ + 4H ₂ O → 3Ca ₄ (AlO ₃) ₂ (SO ₄) .12H ₂ О
Реакция проходит через 1-2 дня. Алюмоферрит кальция медленно реагирует из-за осаждения гидратированного оксида железа:
2Ca ₂ AlFeO ₅ + CaSO ₄ + 16H ₂ O → Ca ₄ (AlO ₃) ₂ (SO ₄).12H ₂ O + Ca (OH) ₂ + 2Fe (OH) ₃
Значение pH порового раствора достигает сравнительно высоких значений и имеет значение для большинства реакций гидратации.
Вскоре после того, как портландцемент смешан с водой, начинается кратковременная и интенсивная гидратация (прединдукционный период). Сульфаты кальция полностью растворяются, а сульфаты щелочных металлов — почти полностью. Короткие гексагональные игольчатые кристаллы эттрингита образуются на поверхности частиц клинкера в результате реакции между ионами кальция и сульфата с трехкальциевым алюминатом.Кроме того, происходящие из трехкальциевого силиката, можно наблюдать первые гидраты силиката кальция (C-S-H) в коллоидной форме. Вызванный образованием тонкого слоя продуктов гидратации на поверхности клинкера, этот первый период гидратации прекращается и начинается период индукции, в течение которого почти не происходит реакции. Первые продукты гидратации слишком малы, чтобы перекрыть зазор между частицами клинкера, и не образуют консолидированной микроструктуры. Следовательно, подвижность частиц цемента по отношению друг к другу изменяется незначительно, т.е.е. консистенция цементного теста становится лишь немного гуще. Отверждение начинается примерно через один-три часа, когда первые гидраты силиката кальция образуются на поверхности клинкерных частиц, которые вначале очень мелкозернистые. По окончании индукционного периода происходит дальнейшая интенсивная гидратация клинкерных фаз. Этот третий период (ускоренный) начинается примерно через четыре часа и заканчивается через 12–24 часа. В этот период формируется основная микроструктура, состоящая из игл C-S-H и листьев C-S-H, пластинчатого гидроксида кальция и кристаллов эттрингита, растущих в продольной форме.Из-за растущих кристаллов промежуток между частицами цемента все больше перекрывается. При дальнейшей гидратации твердение постепенно увеличивается, но с уменьшающейся скоростью. Увеличивается плотность микроструктуры и поры заполняются: заполнение пор вызывает увеличение прочности.
Виды портландцемента
Общие
Существуют разные стандарты классификации портландцемента. Двумя основными стандартами являются ASTM C150, используемый в основном в США, и европейский EN-197.Типы цемента EN 197 CEM I, II, III, IV и V не соответствуют одноименным типам цемента в ASTM C 150.
ASTM C150
Существует пять типов портландцементов с вариациями первых трех согласно ASTM C150.
Тип I Портландцемент известен как цемент общего или общего назначения. Обычно предполагается, если не указан другой тип. Он обычно используется для общего строительства, особенно при изготовлении сборного железобетона и предварительно напряженного железобетона, который не должен контактировать с почвой или грунтовыми водами.Типичные составные композиции этого типа:
55% (C ₃ S), 19% (C ₂ S), 10% (C ₃ A), 7% (C ₄ AF), 2,8% MgO, 2,9% (SO ₃), 1,0% потерь при прокаливании и 1,0% свободного CaO.
Ограничение по составу состоит в том, что (C ₃ A) не должно превышать пятнадцати процентов.
Тип II предназначен для обеспечения умеренной сульфатостойкости с умеренной теплотой гидратации или без нее. Этот тип цемента стоит примерно столько же, как и тип I.Его типичный составной состав:
51% (C ₃ S), 24% (C ₂ S), 6% (C ₃ A), 11% (C ₄ AF), 2,9% MgO, 2,5% (SO ₃), 0,8% потерь при прокаливании и 1,0% свободного CaO.
Ограничение по составу состоит в том, что (C ₃ A) не должно превышать восьми процентов, что снижает его уязвимость для сульфатов. Этот тип предназначен для общего строительства, которое подвержено умеренному воздействию сульфатов, и предназначен для использования, когда бетон находится в контакте с почвой и грунтовыми водами, особенно на западе США из-за высокого содержания серы в почве.Из-за схожей цены с типом I, тип II широко используется в качестве цемента общего назначения, и большая часть портландцемента, продаваемого в Северной Америке, соответствует этой спецификации.
Примечание: Цемент, отвечающий (среди прочего) спецификациям для типов I и II, стал широко доступен на мировом рынке.
Тип III имеет относительно высокую раннюю прочность. Его типичный составной состав:
57% (C ₃ S), 19% (C ₂ S), 10% (C ₃ A), 7% (C ₄ AF), 3.0% MgO, 3,1% (SO ₃), 0,9% потерь при прокаливании и 1,3% свободного CaO.
Этот цемент аналогичен цементу типа I, но имеет более мелкий помол. Некоторые производители делают отдельный клинкер с более высоким содержанием C ₃ S и / или C ₃ A, но это встречается все реже, и обычно используется клинкер общего назначения, измельченный до удельной поверхности, как правило, на 50-80% выше. Уровень гипса также может быть немного увеличен. Это дает бетону с использованием этого типа цемента трехдневную прочность на сжатие, равную семидневной прочности на сжатие типов I и II.Его семидневная прочность на сжатие почти равна 28-дневной прочности на сжатие типов I и II. Единственным недостатком является то, что шестимесячная сила у типа III такая же или немного меньше, чем у типов I и II. Поэтому немного приносится в жертву долговременная сила. Обычно он используется для производства сборного железобетона, где высокая суточная прочность позволяет быстро менять формы. Также может использоваться при аварийном строительстве и ремонте, а также при строительстве машинных баз и воротных сооружений.
Портландцемент типа IV обычно известен своей низкой теплотой гидратации. Его типичный составной состав:
28% (C ₃ S), 49% (C ₂ S), 4% (C ₃ A), 12% (C ₄ AF), 1,8% MgO, 1,9% (SO ₃), 0,9% потерь при прокаливании и 0,8% свободного CaO.
Процентные доли (C ₂ S) и (C ₄ AF) относительно высоки, а (C ₃ S) и (C ₃ A) относительно низки. Ограничением для этого типа является то, что максимальный процент (C ₃ A) равен семи, а максимальный процент (C ₃ S) — тридцать пять.Это приводит к более медленному развитию тепла, выделяемого реакцией гидратации. Однако, как следствие, прочность бетона растет медленно. Через год-два прочность выше, чем у других типов после полного отверждения. Этот цемент используется для очень больших бетонных конструкций, таких как плотины, которые имеют низкое соотношение поверхности к объему. Этот тип цемента, как правило, не имеется у производителей, но некоторые могут рассмотреть возможность крупного специального заказа. Этот тип цемента не производился в течение многих лет, потому что портланд-пуццолановые цементы и добавка измельченного гранулированного доменного шлака являются более дешевой и надежной альтернативой.
Тип V используется там, где важна сульфатостойкость. Его типичный составной состав:
38% (C ₃ S), 43% (C ₂ S), 4% (C ₃ A), 9% (C ₄ AF), 1,9% MgO, 1,8% (SO ₃), 0,9% потерь при прокаливании и 0,8% свободного CaO.
Этот цемент имеет очень низкий (C ₃ A) состав, что объясняет его высокую сульфатостойкость. Максимально допустимое содержание (C ₃ A) составляет пять процентов для портландцемента типа V.Другое ограничение состоит в том, что состав (C ₄ AF) + 2 (C ₃ A) не может превышать двадцати процентов. Этот тип используется в бетоне, который должен подвергаться воздействию щелочной почвы и сульфатов грунтовых вод, которые вступают в реакцию с (C ₃ A), вызывая разрушительное расширение. Он недоступен во многих местах, хотя широко используется в западной части США и Канаде. Как и в случае с типом IV, портландцемент типа V в основном был вытеснен использованием обычного цемента с добавлением измельченного гранулированного доменного шлака или третичных цементов с добавками, содержащих шлак и летучую золу.
Типы Ia, IIa и IIIa имеют тот же состав, что и типы I, II и III. Единственное отличие состоит в том, что в смеси Ia, IIa и IIIa воздухововлекающий агент измельчается. Воздухововлечение должно соответствовать минимальным и максимальным дополнительным характеристикам, указанным в руководстве ASTM. Эти типы доступны только в восточной части США и Канаде, но их можно найти лишь в ограниченном количестве. Они плохо справляются с воздухововлекающими добавками, что повышает устойчивость к замерзанию при низких температурах.
EN 197
EN 197-1 определяет 5 классов обычного цемента, которые включают портландцемент в качестве основного компонента. Эти классы отличаются от классов ASTM.
I Портландцемент Состоит из портландцемента и до 5% второстепенных дополнительных компонентов
II Портланд-композитный цемент Портландцемент и до 35% других отдельных компонентов
III Доменный цемент Портландцемент и выше процентное содержание доменного шлака
IV Пуццолановый цемент Портландцемент и до 55% пуццолановых компонентов
V Цемент композитный Портландцемент, доменный шлак и пуццолан или летучая зола
Допустимые компоненты портланд-композитных цементов: доменный шлак, микрокремнезем, природные и промышленные пуццоланы, кремнистая и известковая летучая зола, обожженный сланец и известняк.
Белый портландцемент
Основная статья: Белый портландцемент
Белый портландцемент физически отличается от серой формы только своим цветом и, как таковой, может попадать во многие из вышеперечисленных категорий (например, ASTM типа I, II и / или III). Однако его производство значительно отличается от производства серого продукта и рассматривается отдельно.
Безопасность и воздействие на окружающую среду
Безопасность
Когда цемент смешивается с водой, образуется сильно щелочной раствор (pH ~ 13) за счет растворения гидроксидов кальция, натрия и калия.Для защиты следует использовать перчатки, защитные очки и фильтрующую маску. После контакта следует вымыть руки. Цемент может вызвать серьезные ожоги при продолжительном контакте или при несвоевременной промывке кожи. Как только цемент гидратируется, к затвердевшей массе можно безопасно прикасаться без перчаток.
В Скандинавии, Франции и Великобритании уровень хрома (VI), который считается токсичным и главным раздражителем кожи, не может превышать 2 ppm (частей на миллион).
Воздействие на окружающую среду
Производство портландцемента может оказывать воздействие на окружающую среду на всех этапах производственного процесса.К ним относятся выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в виде пыли, газов, шума и вибрации при работе оборудования и во время взрывных работ в карьерах, потребление большого количества топлива во время производства, выброс CO ₂ из сырья во время производства и повреждение в сельскую местность из карьеров. Широко используется оборудование для снижения выбросов пыли при разработке карьеров и производстве цемента, а оборудование для улавливания и отделения выхлопных газов находит все более широкое применение. Защита окружающей среды также включает повторную интеграцию карьеров в сельскую местность после того, как они были закрыты, путем их возвращения в природу или рекультивации.
Эпидемиологические заметки и отчеты Воздействие диоксида серы на заводах портландцемента , из Центров по контролю заболеваний, заявляет: «Рабочие на предприятиях портландцемента, особенно тех, которые сжигают топливо, содержащее серу, должны знать об острых и хронических последствиях воздействия SO _{. 2} [диоксид серы], а также следует периодически измерять пиковые и полносменные концентрации SO ₂ ». ^[4] «Департамент качества окружающей среды Аризоны был проинформирован на этой неделе, что компания Arizona Portland Cement Co.провалил второй раунд испытаний на выбросы опасных загрязнителей воздуха на заводе компании в Риллито около Тусона. Последний раунд испытаний, проведенных компанией в январе 2003 г., призван обеспечить соответствие объекта федеральным стандартам, регулирующим выбросы диоксинов и фуранов, которые являются побочными продуктами производственного процесса ». ^[5] Cement Reviews ‘ На веб-странице «Экологические новости» подробно описываются дела об экологических проблемах при производстве цемента.^[6]
Независимые исследовательские усилия AEA Technology по выявлению критических проблем для цементной промышленности на сегодняшний день пришли к выводу, что наиболее важными проблемами окружающей среды, здоровья и безопасности, с которыми сталкивается цементная промышленность, являются выбросы в атмосферу (включая выбросы парниковых газов, диоксин, NO _x, SO ₂ и твердые частицы), несчастные случаи и воздействие пыли на рабочих. ^[7]
CO ₂, связанный с производством портландцемента, подразделяется на 3 категории:
(1) CO ₂, полученный в результате декарбонизации известняка,
(2) CO ₂ от сжигания топлива в печи,
(3) CO ₂ произведено автомобилями на цементных заводах и в распределительных сетях.
Источник 1 довольно постоянен: минимум около 0,47 кг CO ₂ на кг цемента, максимум 0,54, типичное значение около 0,50 во всем мире. Источник 2 зависит от эффективности установки: эффективная установка прекальцинации 0,24 кг CO ₂ на кг цемента, низкоэффективный мокрый процесс до 0,65, типичная современная практика (например, Великобритания) составляет в среднем около 0,30. Источник 3 практически не имеет значения 0,002-0,005. Таким образом, типичное общее количество CO ₂ составляет около 0,80 кг CO ₂ на кг готового цемента.При этом не учитывается CO ₂, связанный с потреблением электроэнергии, поскольку он зависит от типа и эффективности местной генерации. Типичное потребление электроэнергии составляет порядка 90-150 кВтч на тонну цемента, что эквивалентно 0,09-0,15 кг CO ₂ на кг готового цемента, если электроэнергия вырабатывается из угля.
В целом, с ядерной или гидроэнергетикой и эффективным производством, выработка CO ₂ может составлять всего 0,7 кг на кг цемента, но может быть в два раза больше.Направление инноваций на будущее заключается в сокращении источников 1 и 2 за счет изменения химического состава цемента, использования отходов и внедрения более эффективных процессов. Хотя производство цемента явно является очень большим источником выбросов CO ₂, бетон (из которого цемент составляет около 15%) в этом отношении весьма выгодно отличается от других строительных систем. См. Также выбросы цементной печи .
Цементные заводы как альтернатива традиционному удалению или переработке отходов
Из-за высоких температур внутри цементных обжиговых печей в сочетании с окислительной (богатой кислородом) атмосферой и длительным временем пребывания цементные печи используются в качестве варианта обработки различных типов потоков отходов.Потоки отходов часто содержат горючие материалы, которые позволяют заменить часть ископаемого топлива, обычно используемого в процессе.
Отходы, используемые в цементных печах в качестве добавки к топливу: [1]
Шины легковые и грузовые; стальные ленты легко переносятся в печах
Отработанные растворители и смазочные материалы.
Опасные отходы; цементные печи полностью уничтожают опасные органические соединения
Костная мука; отходы бойни из-за опасений по поводу заражения губчатой энцефалопатией крупного рогатого скота
Отходы пластмасс
Осадок сточных вод
Рисовая скорлупа
Отходы сахарного тростника
Производство портландцемента также может удалять промышленные побочные продукты из потока отходов, эффективно улавливая некоторые экологически вредные отходы. «В целом, возможно, 50% всех промышленных побочных продуктов имеют потенциал в качестве сырья для производства портландцемента». Косматка, С.Х .; Панарезе, W.C. (1988). Проектирование и контроль бетонных смесей . Скоки, Иллинойс, США: Портлендская цементная ассоциация, стр. 15. ISBN 0-89312-087-1 .
.
видов портландцемента различных типов
Портландцемент
является отличным строительным материалом, обычно используемым из-за его превосходных связывающих свойств, придающих прочность конструкционным элементам. Портландцемент чаще всего используется для производства бетона. Он также используется в качестве основного ингредиента в строительном растворе, штукатурке и растворах специального назначения.
Рис. 1. Использование различных типов портландцемента.
Использует различных видов портландцемента
1.Согласно ASTM 150 (американские стандарты)
A. Использование портландцемента типа I
Используется как портландцемент общего или обычного назначения в строительных работах.
Обычно используется для общего строительства, особенно при изготовлении сборного железобетона, а также сборного железобетона с предварительным напряжением, который не должен контактировать с почвой или грунтовыми водами.
Цемент типа 1 — это цемент общего назначения для любых строительных работ, если для строительных работ не указан другой цемент.
B. Использование портландцемента типа II
№
Применяется для строительства конструкций, в которых вода или почва содержат меньше сульфатов.
Этот тип цемента используется там, где во время гидратации требуется меньше тепла.
C. Использование портландцемента типа III
Этот тип цемента используется там, где требуется высокая прочность на очень раннем этапе.
Этот тип цемента обеспечивает хорошую трехдневную прочность на сжатие, равную семидневной прочности на сжатие цементов типов I и II.
Обычно используется для производства сборного железобетона, где высокая однодневная прочность позволяет быстро оборачивать формы.
Может применяться также при аварийном строительстве и ремонте, а также при строительстве машинных баз и ворот.
D. Использование портландцемента типа IV
Этот тип цемента используется там, где количество и скорость тепловыделения должны быть минимальными.
Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.
E. Использование портландцемента типа V
Этот тип используется в бетоне, который подвергается воздействию щелочных почв и сульфатов грунтовых вод.
Используется в качестве сульфатостойкого портландцемента в строительных работах.
2. Как согласно норме EN 197 (европейская норма)
A. Использование портландцемента CEM I
Этот вид цемента используется в качестве цемента высшего сорта. , означает, что он полезен для изготовления высококачественного бетона для строительных работ.
Он используется для получения смешанного цемента путем смешивания CEM1 с другими минеральными добавками или добавками, такими как летучая зола, шлак, микрокремнезем и известняк.
Используется для уменьшения потребности в воде, так что водоцементное соотношение может быть уменьшено.
B. Использование портландцемента CEM II
Используется для снижения водопотребления, поэтому водоцементное соотношение может быть уменьшено.
Используется для улучшения обрабатываемости при том же содержании воды.
Этот смешанный цемент имеет лучший гранулометрический состав (гранулометрический состав) по сравнению с CEM I, поэтому проницаемость бетона меньше, что приводит к улучшенной плотности.
Летучая зола, шлак и дым двуокиси кремния обладают гидравлическими свойствами, вызывая рост вторичных кристаллов, что делает бетон более плотным и долговечным.
C. Использование портландцемента CEM III
Этот тип цемента подходит для морской, сельскохозяйственной и химически агрессивной окружающей среды, а также используется для глубоких фундаментов, таких как ветряные электростанции.
Более белый цвет и более гладкая поверхность, достигаемые с помощью CEM III, делают его предпочтительным цементом для архитектурного бетона.
Применяется для небольших сборных железобетонных изделий, а также для строительства блоков и конструкций.
D. Использование портландцемента CEM IV
Применяется для производства бетона низкого и среднего класса.
Применяется для производства строительных растворов и различных видов бетонных изделий.
Развивает стабильную прочность конструкции.
Обладает хорошими физико-механическими характеристиками.
E. Использование портландцемента CEM V
Этот вид цемента широко используется при производстве конструкционного и товарного бетона.
Использование цемента CEM V для конструкционного бетона строго ограничено нормативными ограничениями в европейских странах.
3. В соответствии с CSA A3000-08 (канадские стандарты)
A. Использование портландцемента общего назначения (GU)
Используется как портландцемент общего или обычного назначения в строительных работах.
Эти типы цемента обычно используются в любых строительных работах, если для строительных работ не указан другой цемент.
B. Использует портландцемент со средней сульфатостойкостью (MS)
Используется для строительства, где вода или почва содержат меньше сульфатов.
Используется как цемент со средней сульфатостойкостью.
C. Использование умеренного he на портландцементе (MH)
Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.
D. Использует портландцемент высокой ранней прочности (HE)
Этот вид цемента используется там, где требуется получить высокую прочность за очень короткий период времени.
E. Использует низкотемпературный портландцемент (LH)
Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.
Аналогичен цементу типа HE, HEL.
F. Использует высокосульфатостойкий портландцемент (HS)
Этот тип цемента обычно развивает прочность медленнее, чем другие типы цемента.
Эти виды цемента используются как высокосульфатостойкие.
4. Согласно индийским стандартам
A. Использование портландцемента 33 сорта
Этот вид цемента обычно используется в растворах для штукатурки и кирпичной кладки.
Применяется для нормальных марок бетона до М-20, штукатурных работ, настилов полов, затирки швов в кабельных каналах на заводах ЦОП и т. Д.
B. Использование портландцемента 43 марки
Портландцемент 43 марки обычно используется в железобетонных конструкциях, которые также называют R.C.C.
Марка 43 также используется в железобетонных изделиях, которые также называют товарным бетоном, а также в сборных конструкционных бетонах для строительных целей.
Применяются для изготовления бетона марки от М20 до М30.
C. Использование портландцемента 53 марки
Для бетона выше М-30, предварительно напряженных бетонных работ, мостов, дорог, многоэтажных зданий и т. Д.
Для бетонирования в холодную погоду.
Цемент 53 марки в основном используется в Р.Мосты C.C., строительство сборных домов, строительство заводов, строительство зданий и т. Д. (Здания, требующие прочности) и строительство бетонных шпал (для железных дорог).
Подробнее:
1. Марки обычного портландцемента на основе кодов IS
2. Обычный портландцемент — компоненты, свойства, типы и использование
.
Влияние поправки на гранулометрический состав цемента на развитие прочности бетона
На крупных строительных объектах, таких как атомные электростанции и газохранилища, используются собственные периодические установки для надлежащей поставки большого количества цемента ASTM типа I. Серийные заводы испытывают трудности с удовлетворением разнообразных требований потребителей, таких как раннее повышение прочности бетона в условиях ограниченного производства цемента. Чтобы удовлетворить потребности, в этом исследовании были собраны частицы цемента нескольких размеров из разных фильтров на цементном заводе и проведена корректировка гранулометрического состава цемента для улучшения свойств бетона на основе цемента ASTM типа I.В этой статье показаны химические свойства и физические испытания, такие как время схватывания и испытания на сжатие, с учетом эффектов распределения частиц цемента. Кроме того, классификация, основанная на гранулометрическом составе цемента, была определена как FMC (модуль крупности цемента). По мере увеличения FMC прочность на сжатие в раннем возрасте была относительно низкой, но в более позднем возрасте разница стала меньше. Результаты испытаний показывают влияние скорректированной пропорции смеси с учетом гранулометрического состава цемента на повышение прочности бетона.Следовательно, можно увидеть, что цемент или бетон по индивидуальному заказу могут быть изготовлены в соответствии с различными требованиями потребителей путем внедрения такого метода, который пропускает и собирает мелкозернистый или крупный цемент в процессе измельчения цемента, а затем повторно смешивает их с OPC ASTM Цемент I типа в зависимости от FMC.
1. Введение
Известно, что качество и тип цемента являются важными факторами, определяющими развитие прочности бетона, на которое в особенности влияют тонкость и минеральный состав цемента.Мелкость цемента также влияет на его реакционную способность с водой. Как правило, чем мельче цемент, тем быстрее он реагирует [1, 2]. Однако стоимость измельчения и тепло, выделяющееся при гидратации, накладывают некоторые ограничения на тонкость помола.
В исследовании сообщается, что скорость реактивности и развитие прочности можно повысить за счет более тонкого помола цемента. Принято считать, что частицы цемента размером более 45 × 10 ^–6 м трудно гидратировать, а частицы размером более 75 × 10 ^–6 м никогда не могут гидратироваться полностью.Однако оценка относительных скоростей реактивности для аналогичного состава цемента не может быть сделана без знания полного гранулометрического состава с помощью методов седиментации [3–5].
Бетон с ранним развитием прочности, обусловленным повышенным содержанием цементных частиц крупности, используется для строительных площадок, что зависит от продолжительности и стоимости завершения строительства. Иногда заказчики требуют заблаговременной прочности бетона более 5 МПа за четырнадцать часов, даже если на цементном заводе имеется единственная производственная линия обычного цемента или если ограниченное количество периодических заводов для обычного цемента на строительных площадках эксплуатируется в течение массивные строительные объекты.Чтобы удовлетворить эти потребности, могут быть предусмотрены различные подходы, такие как использование различных типов цемента и изменение распределения размеров частиц цемента, что увеличивает его стоимость. С точки зрения экономии, цемент, полученный путем корректировки гранулометрического состава путем отдельного сбора тонкого цемента в обычном процессе помола цемента на обычной производственной линии без дополнительного процесса измельчения, может быть приравнен к цементу ASTM типа III в сроки раннего развития силы.
Han et al. [6] сообщили, как процесс измельчения на цементном заводе и тонкость цемента влияет на раствор, исключая влияние заполнителей. Согласно процессу общей производственной линии цемента типа I, который называется обычным цементом, в Южной Корее, когда клинкер и другие минеральные добавки предоставляются и измельчаются в шаровой мельнице, измельченный материал переносится в циклон. разделитель. На этом этапе недостаточно измельченные частицы будут возвращаться и проходить процесс повторного измельчения в цементной шаровой мельнице, так что мелкие частицы отправляются в цементные силосы и превращаются в цементные смеси.В процессе классификации воздуха чрезмерно измельченные частицы втекают и собираются в рукавном фильтре сепаратора вместе с выпущенным воздухом, а затем смешиваются с правильно измельченными частицами вместе с мелкими частицами, которые были собраны в основном рукавном фильтре, и, наконец, вставляется в силос через ковшовый элеватор для производства обычных цементных изделий типа I. Кроме того, в ходе исследования было проведено несколько испытаний для оценки свойств цементного раствора, содержащего более мелкие частицы цемента, собранные из рукавного фильтра, и более крупные частицы цемента, собранные из трубной мельницы, чем цемент типа I.Сообщалось, что было исследовано влияние крупности цементных частиц на рост прочности бетона. Был сделан вывод, что раствор, включающий в себя частицы цемента разной крупности, ведет себя близко к свойствам бетона ASTM Type III.
Влияние крупности цемента на раствор также исследовали Hu et al. [7]. Сообщалось, что тонкость цемента и соотношение воды и цемента (W / C) влияют на теплоту гидратации и время схватывания. Было обнаружено, что начальное и конечное время схватывания более крупного цемента было более поздним по сравнению с более мелким цементом.Был сделан вывод, что уменьшенная площадь поверхности более крупного цемента замедляет скорость гидратации.
Sajedi и Razak [8] сообщили, что площадь поверхности цементных частиц была связана с развитием прочности и гидратации. Авторы показали, что скорость гидратации зависит от крупности цементных частиц, и высокая дисперсность необходима для быстрого развития прочности.
Обзор литературных источников указывает на то, что тонкость цемента была изучена в связи с быстрым ростом прочности бетона.Также указано, что соответствующее распределение мелких частиц цемента может способствовать снижению теплоты гидратации. Но исследования ограничивались изучением только строительного раствора без учета воздействия агрегатов. Считается, что ограниченные результаты могут быть связаны с небольшим количеством тонкого цемента, собранного с заводского оборудования. Эта статья была посвящена исследованию свойств свежего и затвердевшего бетона на основе различного содержания очень мелких частиц с добавлением крупных заполнителей для применения смешанного бетона в реальном строительстве с точки зрения повышения прочности.Пропорция смеси в предыдущих исследованиях была вновь необходима, учитывая влияние крупных заполнителей в этом исследовании.
Эта статья направлена на анализ влияния различных классификаций гранулометрического состава цемента на повторное перемешивание, чтобы обеспечить производство цемента по индивидуальному заказу для потребителей на ограниченных предприятиях по производству цемента типа I. Таким образом, основные цели данного исследования заключаются в изучении свойств свежего бетона, включая цемент более мелкого помола, чем цемент типа I, в исследовании текучести и повышения прочности бетона с учетом различных классификаций гранулометрического состава цемента, а также в разработке соотношение прочности на сжатие с использованием различных классификаций гранулометрического состава цемента и возраста бетона.
2. Экспериментальный план и подход
2.1. Материал
Химический состав материала, использованного в этом исследовании, показан в таблице 1. Таблица 1 показывает, что потери при воспламенении (LOI) тонкого цемента (FC) высоки по сравнению с цементом ASTM типа I (OPC) и крупным цементом (CC). ). В данном исследовании использовался цемент плотностью 3,15 г / см ³, а тонкость помола по Блейну для FC, OPC и CC приведена в таблице 2. Речной песок и измельченный песок были смешаны в пропорции 50:50 для мелкие агрегаты, тогда как крупные агрегаты представляли собой смесь агрегатов от 5 до 10 мм и от 10 до 25 мм в пропорции 35:65.Другие физические свойства заполнителей показаны в таблице 3. Свойства добавок показаны в таблице 4.
63,23 2,17
Название Химический элемент (%) LSF SM IM
LOI SiO ₂ Al ₂ O ₃ Fe ₂ O ₃ CaO MgO SO ₃ K ₂ О
FC 0.54 21,24 5,01 3,68 62,91 2,00 3,17 1,31 89,55 2,44 1,36
FO1 0,50 21,40 5,01 2,01 2,84 1,22 89,78 2,46 1,37
FO2 0,45 21,56 5.02 3,67 63,55 2,01 2,50 1,12 90,00 2,48 1,37
FO3 0,40 21,72 5,02 3,67 63,81 1,02 90,22 2,50 1,37
OPC 0,35 21,88 5,02 3,66 64.18 2,01 1,83 0,92 90,44
.

Разновидность порошка	Удельный вес цемента на кубометр	Сколько кубов в упаковке
Разновидность порошка	Удельный вес цемента на кубометр	25 кг	40 кг	50 кг
Портландцемент	1200-1300	0,019	0,031	0,0385
Шлакопортландцемент	1100-1250	0,02	0,032	0,04
Сульфатно-шлаковый	1000-1200	0,023	0,036	0,045
Пуццолановый	850-1150	0,025	0,04	0,05
Сульфатостойкий	800-1100	0,026	0,042	0,053

Марка состава	Массовый показатель для 10 л смеси (кг)
Марка состава	М400	M500
М100	78	90
M150	64	73
М200	54	62
M250	43	50
M300	41	47
M400	31	36
M450	29	32

Марочная принадлежность состава, который получится	Марочная принадлежность связующего порошка	Массовая величина в кубометре замешиваемого состава	Количество мешков цемента пятидесятикилограммовых)
M150	M300	260	5,2
M200	M300	290	5,8
	M400	250	5
	M500	220	5,4
M250	M300	340	6,8
	M400	300	6
	M500	250	5
M300	M400	350	7
M300	M500	300	6
M400	M400	400	8
M400	M500	330	6,6

Разновидность	Стандартный диапазон или среднее значение плотности, кг/м3
Разновидность	Истинной	Насыпной (удельный вес в рыхлом состоянии)
Глиноземистые марки	3050-3100	900-1150
Бездобавочный ПЦ, М300-М500	3100-3500	1100-1600
ШПЦ	2950-3050	1150-1250
Сульфато-шлаковые смеси	2850-2950	1050-1200
Пуццолановый портландцемент (ППЦ)	2750-2950	850-1150
Сульфатостойкие ППЦ	2700-2850	850-1100

Известь (CaO)	от 60 до 67%
Кремнезем (SiO2)	от 17 до 25%
Глинозем (Al2O3)	от 3 до 8%
Оксид железа (Fe2O3)	от 0,5 до 6%
Магнезия (MgO)	от 0,1 до 4%
Трехокись серы (SO3)	от 1 до 3%
Сода и / или калий (Na2O + K2O)	0.От 5 до 1,3%

Соединение	Сокращенное обозначение
Силикат трикальция (3CaO.SiO2)	C3S
Силикат дикальция (2CaO.SiO2)	C2S
Алюминат трикальция (3CaO.Al2O3)	C3A
Тетракальций алюмоферрит (4CaO.Al2O3.Fe2O3)	C4AF

Портлендский цемент	Нормальный	Быстрое затвердевание	Низкотемпературный
(а) Состав: Процент
лайм	63.1	64,5	60
Кремнезем	20,6	20,7	22,5
Глинозем	6,3	5,2	5,2
Оксид железа	3,6	2,9	4,6
(б) Состав: процентное содержание
C3S	40	50	25
C2S	30	21	35
C3A	11	9	6
C3A	12	9	14

Недвижимость	Значения
Удельный вес	3.12
Нормальная согласованность	29%
Время начальной настройки	65 мин
Окончательное время схватывания	275 мин
Тонкость	330 кг / м ²
Прочность	2,5 мм
Насыпная плотность	830-1650 кг / м ³