в каком возрасте определяется марка портландцемента
Определение марки портландцемента
Одним из основных свойств портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние, при этом цементный камень приобретает высокую прочность. ПЦ характеризуется маркой. Марку цемента определяют по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40x40x160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно – песчаного раствора состава 1:3 ( по массе) на стандартном Вольском песке при водоцементном отношении В/Ц= 0,4, при этом их консистенция по расплыву конуса после 30 встряхиваний на столике должна характеризоваться диаметром в пределах 106…115 мм.
По величине активности цемента устанавливают марку цемента. Например, если при испытании цемента установлено активность 42 МПа, то его относят к марке 400. Портландцементы разделяют на марки 400, 500, 550 и 600; минимальные значения пределов прочности при сжатии и изгибе, соответствующие определенным маркам, приведены в таблице.
Проведение испытания
1. Для определения консистенции цементного раствора отвесить 1500г песка и 500г цемента, высыпать их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемещать цемент с песком лопаткой в течении 1 мин.
2. В центре сухой смеси сделать лунку, вливать в неё воду в количестве 200г (В/Ц=40), дать воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешать смесь в течение 1 мин.
3. Раствор перенести в предварительно протертой мокрой тканью, чашу мешалки и перемешать в последовательности в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).
4. Форму конус установить в центре диска встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протереть влажной тканью.
5. По окончанию перемешивания заполнить раствором конус на половину высоты и уплотнить 15 раз штыкованиями металлической штыковой.
6. Наполнить конус раствором с небольшим избытком и штыковать10 раз после уплотнения верхнего слоя избыток раствора срезать ножом вровень с краями конуса, затем снять в вертикальном направлении.
7. Раствор встряхнуть на столике 30 раз, после чего штангенциркулем измерить диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направления и взять среднее значение. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличить для получения расплыва конуса 106-108 мм, если расплыв конуса окажется более 115мм, количество воды уменьшают для получения расплыва 113-115мм и сжатии.
8. Перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазать машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазать тонким слоем солидола или другой смазкой.
9. На собранную форму установить насадку и промазать снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.
10. Для уплотнения раствора, форму балочек с насадкой жестко закрепить в центре виброплощадки. Форму по высоте наполнить приблизительно на 1 см. Раствором, включить виброплощадку в течении первых 2мин вибрации все гнёзда формы равномерно небольшими порциями заполнить раствором. По исчерпании 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключить. Форму снять с виброплощадки, срезать ножом смоченным водой излишек раствора, загладить поверхность образцов вровень с краями Формы и маркировать их.
12. По истечении срока хранения образцы вынуть из воды и не позже чем через 30мин можно подвергать испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты насухо.
13. Для определения предела прочности при изгибе образец установить на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение 2-х наибольших результатов испытаний 3-х образцов.
Расчёт предела прочности 
производят по формуле:
14. Полученные после испытания на изгиб 6 половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку поместить между пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилагали к стенкам, находилась на плоскостях пластинок, а углы пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Образец вместе с пластинками центрировать на опорной плите пресса.
Расчёт предела прочности 
производят по формуле:
В зависимости от предела прочности при осевом сжатии и изгибе устанавливают активность и марку цемента.
Таблица 2–Требования к маркам портландцемента и его разновидностей
| Наименование цемента | Марка цемента | Предел прочности, МПа (кгс/см 2 ) | |
| при сжатии | при изгибе | ||
| ПЦ | М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
| М500 | 50(500) | 6,0(60) | |
| М550 | 55(550) | 6,2(62) | |
| М600 | 60(600) | 6,5(65) | |
| БТЦ | М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
| М500 | 50(500) | 6,0(60) | |
| ШПЦ | М300 | 30(300) | 4,5 (45) |
| М400 | 40(400) | 5,5 (55) |
15. Результат испытаний записать в таблицу.
Таблица 3–Вид цемента и его характеристика
| Вид цемента | В/Ц | Расплыв конуса, мм | Разрушающая нагрузка при испытании балочек на изгиб, Н | Предел прочности при изгибе, МПа | Разрушающая нагрузка при испытании половинок балочек на сжатие, Н | Предел прочности при сжатии, МПа | Марка цемента |
Контрольные вопросы:
1. С какой целью определяется нормальная густота цементного теста?
2. Что называется началом схватывания?
3. Почему начало схватывания и конец схватывания нормируются ГОСТом?
4. Что такое активность цемента?
5. Как определить марку цемента?
Литература:
2. Киреева Ю. И., Лазаренко О.В. « Строительные материалы и изделия», Москва, Стройиздат, 1988г.
Лабораторная работа №8
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Марки цемента — виды и расшифровка
Цемент служит для связывания наполнителей строительных растворов. Он представляет собой порошок тонкого помола, меняющий свои химические и физические свойства при контакте с водой, другими жидкостями. При этом образуется пластичная масса, которой можно придать любую форму, а после ее застывания – твердый камень. Свойства растворов зависят от марки цемента, поэтому нужно знать, что это за параметр, насколько он влияет на технические и эксплуатационные свойства смеси.
Свойства и характеристики цемента
Марки цемента отражают основные характеристики, необходимые для приготовления качественных строительных растворов. Этот материал производится из клинкера, составляющего основную его массу. Они изготавливаются путем обжигания известняка и глины с последующим измельчением в тонкие порошки. Чем меньше фракция вяжущего неорганического компонента, тем быстрее застывает строительный раствор. Для улучшения свойств добавляются минеральные примеси – пириты, бокситы, трепелы. К основным характеристикам материала относят:
Применение различных добавок помогает получать составы с заданными техническими характеристиками:
Что означает марка цемента?
Маркировка цемента позволяет точно охарактеризовать состав материала, его технические свойства. В настоящее время маркировка производится согласно ГОСТ 31108-2003. Указывается полное название материала – портландцемент, сульфатостойкий или другой цемент. Далее обозначается вяжущий компонент:
Указывается основная добавка – это может быть композит (К), шлак (Ш), пуццолан (П), известняк (И), подготовленная зола уноса (З), микрокремнезем (МК). Их применение позволяет достигнуть водостойкости, быстрого схватывания или других нужных свойств.
Непосредственно марка обозначается М с числовым индексом, который показывает предел прочности на сжатие конкретного образца согласно проведенным испытаниям. Например, М200 выдерживает давление 200 кг/см³ или 15 МПа. Результаты измерений заносятся в таблицы, в которых отражается не только марка, но и современная характеристика – класс прочности.
| Класс | Марка | Предельная нагрузка | |
| МПа | кг/см³ | ||
| В7,5 | М100 | 7,5 | 100 |
| В15,0 | М200 | 15,0 | 200 |
| В22,5 | М300 | 22,5 | 300 |
| В32,5 | М400 | 32,5 | 400 |
| В42,5 | М500 | 42,5 | 500 |
| В52,5 | М600 | 52,5 | 600 |
Для получения специальных марок к ним добавляются сырьевые присадки, используются технологии, которые придадут им заданные свойства. К таким материалам относят:
Как определить марку цемента?
Марка цемента определяется на специальном оборудовании в лабораторных условиях, исходя из прочности образца. Для этого берется испытываемый образец, к одной части вяжущего добавляется три части очищенного кварцевого песка для получения опытного раствора.
Смесь тщательно перемешивается с добавлением воды, заливается в 6-10 форм размерами 10х10х10 см. Образцы выдерживаются на протяжении 28 суток, за которые он затвердевает на 98% от расчетной твердости. После этого выбирается образец, укладывается под пресс и измеряется давление, при котором он разрушается.
Измерения осуществляются на шести произвольно выбранных образцах. Из них выбирается 4 образца с самым большим давлением, необходимым для разрушения, рассчитывается среднее значение. По результатам определяется марка и класс прочности цемента, соответственно в МПа и кг/см³.
Применение разных марок
Область применения цемента зависит от его марки и характеристик обуславливающих его свойства. К основным видам относят:
Различные марки портландцемента могут изменять свои свойства за счет добавок, повышающих скорость схватывания, морозостойкость, заливки при повышенной влажности.
Применение цементов зависит от его разновидности, состава и свойств:
Правильный подбор марки цемента позволит получить строительный материал с заданными характеристиками. Сочетание компонентов смеси, в соответствии с которыми произведен продукт, даст возможность изготовить бетон необходимого класса прочности, скорости затвердевания. Дополнительные параметры обеспечивают свойства состава для его применения в особых условиях – высоких и низких температурах, повышенной влажности, вибрации, других негативных воздействиях. Маркировка и другие свойства вяжущего отражаются его упаковке.
Определение марки цемента
Марку цемента на изгиб и сжатие определяют при помощи образцов балок размером 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из 1 части цемента и 3 частей песка (1:3).
Для этого взвешивают 500 г цемента и 1500 г песка, высыпают их в сосуд, перемешивают в течение 1 мин. В сделанную в смеси лунку вливают 200 г воды (В / Ц = 0,4). Еще раз перемешивают смесь в течение 1 минуты. Балки заливают в металлические формы. Срезают излишки раствора ножом, смоченным в воде.
Образцы хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 24 ± 2 часов. После этого балки расформировывают и кладут в ванну с водой, сохраняя их до момента испытаний (28 суток). Объем воды в сосуде для хранения образцов должен быть в четыре раза больше их объема. Температуру воды в сосуде ежедневно контролируют и поддерживают на уровне 20 ± 2°С.
Определяют результат измерения как среднеарифметическое двух наибольших результатов из трех образцов.
Половинки балок испытывают на сжатие на гидравлическом прессе.
Для передачи нагрузки на половинки образцов используют стальные пластинки размером 40 х 62,5 мм (площадь 25 см 2 ).
При испытании образца на сжатие скорость роста нагрузки должна быть около 5 кН / с.
Прочность на сжатие, МПа, определяется по формуле:
Где р — разрушающая нагрузка, Н;
Прочность на сжатие образцов, изготовленных из цементного раствора, вычисляют как среднеарифметическое четырех наибольших результатов из шести испытанных образцов.
Все результаты записывают в лабораторный журнал, а затем сравнивают их с требованиями технических условий для портландцемента.
Это позволяет сделать выводы относительно марки цемента (табл. 1).
Таблица определение марки цемента
Таблица 1 Требования к марке портландцемента
Марки цемента — маркировка по старому и новому госстандарту (ГОСТу)
Уже более пятнадцати лет действует стандарт, который более полно описывает состав и характеристики цемента. Согласно новому стандарту марки цемента обозначаются римскими цифрами, а также указывается количество и тип добавок, класс по прочности на сжатие и скорость твердения. В общем, в новой маркировке содержится полная информация для осознанного выбора вяжущего.
Марки цемента по ГОСТу 31108
Новый стандарт был разработан в 2003 году для согласования действующей маркировки с той, которая принята в странах ЕС. На данный момент работоспособна последняя версия от 2016 года. Как обычно, действие предыдущего стандарта не отменено — оба работают параллельно.
Маркировка тоже может быть смешанной
Название и вещественный состав
По-новому марки цемента определяются их вещественным составом. В маркировке присутствуют три буквы кириллицы — ЦЕМ и латинские цифры за ними. Латинскими цифрами и зашифрован состав:
Цемент от ЦЕМ II до ЦЕМ V могут иметь подтипы в зависимости от добавок. Они обозначаются латинскими буквами A, B и C. После обозначения группы ставят косую черту, а за ней букву, обозначающую тип добавки, затем через тире букву, которой кодируют саму добавку. Например, ЦЕМ Н/А-И. Если добавок несколько, их обозначение указывается через тире, а вся группа берется в скобки: например: ЦЕМ IV/A (П-З-Мк).
Добавки в составе
Добавки и обозначение марок бетона с ними есть в таблице. Как видим, ЦЕМ I делают только из измельченного клинкера с небольшим количеством (не более 5%) технологических веществ. Больше всего модификаций и разновидностей у второй группы портландцемента.
Марки портландцемента в зависимости от добавок в составе
Шлакопортландцемент и более низкие марки цемента тоже имеют добавки, но вариаций значительно меньше. Все добавки и присадки в маркировке отображаются заглавными буквами:
Чистый портландцемент — ЦЕМ I, всегда идет без дополнительных компонентов, так как он, по определению, иметь их не может. Рассмотрим несколько примеров маркировки других марок цемента. Если видим ЦЕМ II/В-Ш. Это значит, что перед нами портландцемент второго типа, то есть, с добавками. Об этом говорят буквы, которые стоят после косой черты. Буква «B» говорит, что количество добавок более 21%, а буква «Ш» — использован шлак. Надпись ЦЕМ III/C обозначает шлакопортландцемент с добавкой обожженного сланца. В общем, наверное, понятен способ расшифровки маркировки.
Класс по прочности на сжатие
В новом стандарте за составом должна указываться прочность на сжатие, которую в состоянии дать эта марка цемента. По ГОСТу существуют только три значения:
Прочность проверяется на 2, 7 и 28 сутки. Практически все цементы проверяют через 7 дней после затворения, а ЦЕМ III (шлакопортландцемент) проверяют через 2 суток. По скорости твердения марка цемента может быть:
Вся эта информация отображается в маркировке. Например: ЦЕМ III/В-Ш 32,5М. Обозначает шлакопортландцемент с добавками типа В — гранулированным шлаком, прочностью на сжатие 32,5 М, медленнотвердеющий.
Что означает марка цемента по старому ГОСТу
В старом стандарте больше видов цемента. Все они приведены в таблице. Самые ходовые две марки — ШПЦ и ПЦ. Соответственно шлаковый портландцемент и обычный. Маркировка проста — после аббревиатуры стоит трехзначное число. Это марка, которая обозначает прочность на сжатие в килограммах на сантиметр квадратный (кг/см²). Например, ПЦ 400, ШПЦ 300, ПЦ 500. Намного реже встречаются и используются ПЦ 550, 600 и 700. Их применяют для особых условий строительства.
Пример маркировки цемента по старому стандарту
В маркировке портландцемента за маркой стоит буква «Д», которая расшифровывается как «добавки» и дальше цифра от 0 до 20. Цифра указывает процент добавок, соответственно Д0 — это нет добавок, Д20 — 20%. В качестве добавки обычно применяют гранулированный доменный шлак. Например, ПЦ 400 Д15. Говорит о том, что в цементе 15% шлаковых добавок.
Обозначение состава цемента по старому ГОСТу
В ШПЦ шлака по определению больше. По ГОСТу в нем содержится от 21% до 85% этого вещества и поэтому ШПЦ больше 300 кг/см² выдержать не может. Это самая дешевая марка цемента из существующих, которую применяют для изготовления низкомарочного бетона — М100, 150 или 200. И то, если посмотреть на рекомендации, для приготовления раствора марки М200 рекомендован цемент М400, а допустимые марки — М300 и М500. Тем не менее, шлакопортландцемент используют в быту — для стяжки, если не требуется высокая ее прочность, для заливки бетонной подготовки при устройстве пола по грунту.
В частном хозяйстве наиболее ходовая марка цемента — ПЦ 400. Она оптимальна по прочности. Из этого цемента можно сделать раствор от М200 до М350. Именно эти марки находят наиболее широкое применение. Более высокие применяют для многоэтажного и специального строительства.
Соответствие старой и новой маркировки цемента
Точного соответствия быть не может, так как новый стандарт дает более полную расшифровку состава. Сопоставить можно только по прочности и общему числу добавок.
Если сравнивать по количеству добавок, то видим следующую картину.
С соответствием типов бетона по старой и новой маркировке разобрались. Во всяком случае, с наиболее популярными марками. А соответствия старых марок и новых по прочности такие:
Теперь можно привести точное соответствие старых и новых марок цемента на примерах:
Не так и сложно. В новых марках указан более точный состав и количество добавок, которые влияют на характеристики. Может быть также указана скорость твердения. В общем, если знать расшифровку, удобнее подбирать нужную марку.
4.13. Определение марки портландцемента.
Марку цемента устанавливают по показателям предела прочности при изгибе и сжатии образцов балочек размером 40х40х160мм, изготовленных из пластичного цементного раствора состава 1:3 по массе (цемент: нормальный вольский песок) через 28 суток твердения.
Методика определения марки цемента состоит в следующем.
Сначала определяют консистенцию цементного раствора. Для этого отвешивают 1500г песка и 500г цемента, высыпают их в сферическуую чашу, смоченную водой, и перемешивают цемент с песком лопаткой в течение 1 минуты. Затем в центре сухой смеси делают лунку и вливают в нее 200г воды (В/Ц=0,4). После того, как вода впитается, еще раз перемешивают смесь в течениие1 минуты. Затем раствор переносят в механический смеситель, где его перемешивают в течение 2,5 минут. По окончании перемешивания определяют консистенцию цементного раствора. Для этого используют встряхивающий столик и металлическую форму-конус (рис.4.10).
Рис.4.10 Встряхивающий столик и форма-конус:
Консистенцию раствора считают нормальной, если расплыв конуса оказался равным 106-115мм. При меньшем расплыве раствор приготавливают заново, несколько увеличив количество воды затворения. Результаты заносят в таблицу.
Масса песка (вольского), г
Продолжительность перемешивания цемента с песком, мин
Продолжительность перемешивания раствора вручную, мин
Продолжительность перемешивания раствора в мешалке
Количество штыкований нижнего слоя раствора
Количество штыкований верхнего слоя раствора
Количество встряхиваний на столике
Рис. 4.11 Схема испытания образцов-балочек на изгиб и сжатие.
Готовые образцы в формах хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 242 часа. Затем их осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой, где хранят до момента испытаний. Образцы в воде не должны соприкасаться между собой. Необходимо, чтобы объем воды в сосуде для хранения образцов был в четыре раза больше объема образцов. Температуру воды в ванне постоянно поддерживают 202 о С. Для определения марки цемента образцы-балочки через 28 суток с момента их изготовления испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок – на сжатие (рис. 4.11).
Испытание на изгиб производят на машине МИИ-100 (рис 4.5). Машина снабжена счетчиком, который автоматически, в зависимости от положения груза, показывает напряжение в балочке в данный момент испытания. В момент разрушения на счетчике остается показание предела прочности при изгибе. Предел прочности образцов цементного раствора при изгибе вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытания трех образцов-балочек.
Испытание на сжатие половинок балочек производят на гидравлическом прессе. Для передачи нагрузки на половинки балочек применяют плоские стальные шлифованные пластинки размером 40х62,5 мм (площадь 25 см 2 ). Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпадали с рабочими поверхностями пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца. При испытании образца на сжатие скорость увеличения нагрузки должна быть около 5 кН/с.
Предел прочности при сжатии Rсж, МПа, каждого образца вычисляют по формуле
где P – разрушающая нагрузка, кН;
Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из испытываемого цементного раствора, вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов шести испытанных образцов. Результаты заносят в таблицу: