Прочность цемента: Определение марки цемента и его прочности

Определение марки цемента и его прочности

Способность цемента затвердевать при затворении водой, превращаясь в камень — это одно из главных свойств цемента. Цемент делят на 5 марок: 300, 400,500,600 и 700, которые обозначаются по пределу прочности на сжатие через 28 суток.

Марка цемента — условная величина, которая означает, что прочность при сжатии будет не ниже обозначенной марки (200, 300, 400, 500, 600).

Существуют цементы с различной прочностью, которая достигается в зависимости от различного количества клинкерных минералов и их характеристик, тонкости помола. Часто из одного и того же клинкера получают цементы различных классов прочности только из-за того, что их по-разному измельчают.

Известны результаты длительных испытаний, которые свидетельствуют о том, что шлакопортландцемент низкого класса прочности после трех лет имел существенно более высокую прочность, чем портландцемент высокого класса прочности.

Прочность при сжатии определяется образцами-призмами размерами 40 мм × 40 мм × 160 мм.

Согласно данному методу цементный раствор получают механическим смешением и уплотняют в форме с помощью встряхивающего стола. Могут применяться другие устройства и методы уплотнения, если они задокументированы и обеспечивают показатели прочности цемента, которые существенно не отличаются от полученных при применении рекомендованного встряхивающего стола.

Образцы выдерживают в форме в климатической камере или шкафу в течение 24 часов, а после расформирования хранят в воде до момента определения прочности. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и разламывают на две половины под действием изгибающего нагрузки, причем при необходимости может быть определена прочность при изгибе. Разламывания образцов можно выполнять другим способом, который не вызывает у половин дополнительных напряжений. Каждую половину образца испытывают на прочность при сжатии.

Испытания проводят на половинках образцов-призм или с применением соответствующих средств, которые не вызывают в призме дополнительных напряжений. Испытания половинок образцов-призм выполняют, прикладывая нагрузку к их боковым поверхностям с помощью машины для определения прочности. Половинки образцов-призм располагают на нажимных пластинах машины для испытания так, чтобы они выступали по сторонам пластин в пределах ± 0,5 мм, а в продольном направлении так, чтобы поверхность конца призмы примерно на 10 мм выступала над пластинами или вспомогательными пластинами. Нагрузки в течение всего времени испытания до момента разрушения образца должно равномерно повышаться со скоростью (2400 ± 200) Н/с.

испытание на прочность, ГОСТ, таблица значений

Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

СодержаниеСвернуть

• Предел прочности цемента
• ГОСТ прочности цемента
• Испытание цемента на прочность
• Ход испытаний
• Что добавить в цемент для прочности
• Заключение

Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

Предел прочности цемента

Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

Классификация цементов по группам прочности

Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

• механические нагрузки;
• воздействие влаги;
• температурные колебания.

Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

ГОСТ прочности цемента

С 1 сентября 2004 года в Российской Федерации маркировка общестроительных цементов осуществляется согласно ГОСТу 31108-2003. Но в старых документах и многих статьях, размещенных в интернете, часто используется устаревшая классификация по ГОСТу 10178-85.

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см³. Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

Испытание цемента на прочность

От чего зависит прочность цемента? Данный материал представляет собой многокомпонентное вещество, и на прочность цементного камня после отвердения влияет:

• состав цемента;
• микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
• наличие добавок и их свойства.

К примеру, прочность белого цемента, который ценится за эстетичность и часто используется в декоративных целях (изготовление скульптур, декоративного кирпича, тротуарной плитки и т.д.) зависит от производителя. Датский завод Aalborg White производит материал прочностью 68-78 МПа, а российские заводы компании Holcim поставляют на рынок белый цемент прочностью 51-57 МПа.

Ход испытаний

Цемент набирает прочность в течение 28 суток после приготовления цементно-песчаного раствора. Для проведения испытаний материала изготавливают балочки стандартного формата 40х40х160 мм, при этом раствор готовят из расчета 1 часть цемента на 3 части однофракционного песка. Для определения прочности цемента разных классов испытания также проводятся через 2 или 7 суток твердения.

Примечание: Н – нормированный, Б – быстротвердеющий.

Производители цемента обязаны указывать в паспорте продукции максимальную прочность цемента (результат испытаний после 28 суток твердения) и активность цемента, прошедшего процедуру пропаривания.

Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

• в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
• плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
• выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
• оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

Остывшие сухие образцы подвергают испытаниям на гидравлическом прессе – проверяют на изгиб. Получившиеся в ходе проверки половинки балочек проверяют на сжатие. Средний результат сравнивается с актуальным  ГОСТом и вносится в паспорт цемента.

Чтобы проверить, как цемент будет вести себя в бетоне, готовят образцы кубической формы (100х100х100 мм), при этом в раствор дополнительно вводятся химические добавки и щебень, и также испытывают при помощи гидропресса.

Что добавить в цемент для прочности

Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона  в раствор вводят определенные присадки.

Виды добавок:

• Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции.
• Добавки, ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
• Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
• Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

Заключение

Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

Классы прочности цемента и что они означают

В статье прошлого месяца «Цемент против бетона» мы рассмотрели различия между ними и их назначение. В этом месяце мы решили, что прохождение классов прочности цемента и испытаний бетона станет отличным продолжением.

Почему важно знать классы прочности цемента

Цемент производится в рамках довольно сложного процесса с использованием различных ингредиентов, поэтому испытания необходимы для обеспечения соблюдения спецификаций и правил. Поскольку цемент играет жизненно важную роль в смеси бетона и раствора, он должен быть надежного качества. Бетон является одним из основных материалов во многих строительных проектах. Это материал, о котором нам нужно много знать. При возведении здания вы хотите убедиться, что оно выдержит ожидаемую нагрузку и простоит долгое время.

Тестирование бетона несложно, но включает ряд различных тестов для определения рабочих параметров цемента.

Испытание на прочность при сжатии

Вот где блестит бетон. Бетон и раствор могут выдерживать высокие сжимающие нагрузки отчасти благодаря цементу, используемому в смеси. Характеристики бетона при сжимающих нагрузках зависят от используемого цемента.

Для испытания прочности бетона на сжатие используется компрессионная машина. В машину помещают затвердевшие кубики цементно-песчаного раствора. Прочность кубиков на сжатие определяется максимальным напряжением, приложенным к кубу, которое вызывает его разрушение.

Испытание на прочность на растяжение

Если вы читали одну из наших предыдущих статей «Обзор арматуры», вы знаете, что бетон имеет низкую прочность на растяжение. Вот почему арматурная сталь используется в бетонных конструкциях, но, тем не менее, важно знать, как бетон ведет себя при растягивающих нагрузках. Это помогает понять сцепление между частицами.

Наиболее распространенное испытание, используемое при испытаниях на прочность на растяжение, проводится приложением одноосного растяжения. Брикеты из цементно-песчаного раствора помещаются в машину, которая прикладывает нагрузку на растяжение. Затем рассчитывают предел прочности при растяжении путем измерения нагрузки, необходимой для разделения нагрузки пополам в точке разрушения.

Это всего лишь две основные контрольные точки для бетона или раствора. Тонкость, прочность, текучесть и консистенция — все это часть разнообразных испытаний, необходимых для полного понимания характеристик материала. Ошибки в этих аспектах строительных материалов и процессов могут привести к серьезным бюджетным потерям и поставить под угрозу жизнь людей, строящих здание или тех, кто будет его использовать впоследствии.

Классы прочности цемента

Прочность цемента определяется различными испытаниями, проводимыми на растворе и бетонных кубиках с определенными интервалами в 2 дня, 7 дней и 28 дней твердения. Существует три основных класса прочности цемента: 32,5, 42,5 и 52,5, за которыми следует R или N. R относится к быстрому или раннему набору прочности, а N — к нормальному или стандартному набору прочности. В то время как 32,5 — это низкая крепость, 42,5 — средняя крепость, а 52,5 — самая высокая крепость.

При выборе цемента для вашего проекта следует иметь в виду, что прочность на сжатие, достигаемая 42,5N и 42,5R, после полного отверждения будет одинаковой. Однако 42,5R будет достигать более высокой начальной прочности на сжатие. Как и для всех классов.

Класс 32.5 обычно используется там, где не требуется высокая начальная прочность, при средних температурах окружающей среды (10 – 15°C) и в конструкциях стандартной толщины (
Класс 42.5 чаще всего используется в конструкциях, в которых требуется, чтобы прочность бетона на сжатие через 28 дней превышала 30 Н/мм², а также подходит для использования при более низких температурах.
Класс 52.5 используется для конструкций, где требуется более высокая начальная прочность на сжатие. например для быстрой зачистки сборных элементов.

Как всегда, я надеюсь, вам понравилась статья этого месяца, и не забудьте подписаться на нас в LinkedIn и Facebook, чтобы не пропустить новые статьи.

Портландцемент | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Videos
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.