Плотность цемента; как определяется и на что влияет

Плотность цемента – как определяется и на что влияет?

Удельная плотность цемента – это переменная относительна величина, характеризующая сколько килограммов материала помещается в той или иной единице объема. За единицу объема принимается 1 метр кубический или 1000 дециметров кубических.

Практическое значение данной величины – определение расхода цемента при производстве бетона, цементного раствора и изготовлении Железобетонных изделий: тротуарной плитки, плит перекрытия, лестничных маршей, бетонных колец, бетонных лотков и пр.

Определение понятий

Цемент – это сыпучий мелкофракционный материал. Он не является однородной массой. Данное вещество представляет собой насыпь из микроскопических элементов, между которыми находится воздух. Поэтому его плотность не имеет единственного значения. Чтобы определить данную характеристику, используются два термина:

• истинная плотность;
• насыпная плотность.

Удельный вес цемента определяется как отношение массы в кг к объёму в куб. м. Деление этих значений даёт нужный результат. Для получения первого параметра учитывается масса, которая состоит исключительно из крупинок строительного материала без частиц воздуха. Истинная плотность – это показатель, встречающийся в учебной и методической литературе. При определении данного параметра представляют, что вещество монолитно.

Насыпная плотность более важна для строителей. Она указывает на удельный вес с учётом воздуха, который находится между частицами. Порошкообразное веществ в пространстве всегда занимает больше места. Поэтому его истинная плотность будет существенно меньше.

Методика расчета плотности цемента в домашних условиях

В лабораторных условиях, для определения насыпной плотности партии цемента используется специальное устройство – «Прибор Ле-Шателье». Если перед застройщиком стоит задача не использовать усредненную величину (1 300 кг/м3), а узнать точную плотность конкретного цемента, можно использовать следующую методику:

• В мерную емкость объемом 1 л (0,001 м3) без «горки» засыпается тестируемое вещество (цемент);
• Емкость с веществом взвешивается. Вещество высыпается;
• Взвешивается емкость без вещества.

В результате данной манипуляции имеем три цифры: объем емкости (V) в м3, вес емкости с веществом (С1) в кг, вес емкости без вещества (С2)в кг. Подставляя значения в указанных единицах измерения в формулу Удельный вес=(С2-С1)/V, определяем насыпную плотность конкретного цемента.

При этом в качестве емкости лучше всего использовать специальную мерную емкость для сыпучих продуктов, а взвешивания производить на чашечных весах.

Читателям этой статьи наверняка интересно, почему насыпная плотность цемента имеет такой существенный дифференциал. Дело в том, что при помоле клинкера частички цемента приобретают разноименные электрические заряды, которые, как известно из курса физики, стремятся оттолкнуться друг от друга.

В результате этого в свежесмолотом цементе образуется большое количество микропустот заполненных воздухом. Удельный вес такого цемента минимальный. Наглядную демонстрацию и подтверждение данной теории можно увидеть проделав следующий опыт – насыпать в стеклянную банку любое зерно, после чего налить воду. В этом случае зерно – это аналог частичек цемента, а вода, которая заполнила пустоты между зернинами – аналог воздуха.

Далее при транспортировке и хранении, частички цемента от трения друг о друга теряют электрический заряд и уплотняются – насыпная плотность растет до максимального значения.

Как видим удельный вес цемента (плотность) имеет большое практическое значение. Особенно если при приготовлении компонентов бетона или цементного раствора отмеривания количество цемента производится в формате «ведро» или «метр кубический».

В то же время практика возведения неответственных бетонных сооружений и частных домов показывает, что для расчета количества компонентов, можно смело использовать усредненное значение плотности цемента – 1 300 кг/м3.

Факторы плотности

Насыпная плотность — переменная величина, зависящая от многих факторов. Наименее плотной является только что изготовленная цементная смесь. Между ее частицами еще сохраняется статическое электричество, что приводит к отталкиванию фракций друг от друга и образованию многочисленных пустот. Освободившееся в материале пространство заполняется воздухом. Со временем внутренний объем воздуха уменьшается, и строительная смесь становится более плотной.

Этот параметр зависит от марки материала. Чем выше его качество, тем более мелкие фракции составляют материал и тем меньше воздуха в нем присутствует. Например, плотность у цемента М400 существенно выше, чем у М100. На показатель также оказывают влияние условия хранения и транспортировки материала. Свежая продукция в мешках обладает рыхлой структурой, но имеет свойство постепенно слеживаться.

Играет роль и технология изготовления строительного сырья. На плотность влияет химический состав и качество помола (однородность и размер составляющих его фракций), способ сушки шлама на силосах. Наиболее плотным будет стройматериал мелкого помола. Самые низкие показатели плотности у пуццолановых смесей. Они составляют 900-1100 кг/м³.

Пониженной плотностью обладают цементы с пластификаторами и разными добавками, повышающими морозоустойчивость и улучшающими другие характеристики. Наиболее плотными являются материалы, не содержащие присадок, такие как портландцемент.

Определение удельной поверхности[править | править код]

Удельную поверхность чаще всего определяют по количеству адсорбированного материалом инертного газа и по воздухопроницаемости слоя порошка или пористого материала. Адсорбционные методы позволяют получать наиболее достоверные данные.

Для определения удельной поверхности и распределения пор по радиусам пористых тел по теории БЭТ методом сорбции азота при температуре жидкого азота итальянская фирма Карло Эрба выпускала прибор «Сорптоматик» (время измерения — приблизительно один образец в сутки).

Что означает понятие железнение бетона

Железнение цементных покрытий – это процесс нанесения на существующую поверхность бетонной стяжки, защитного слоя толщиной до 5 мм, состоящего из цемента с добавками или профессионального состава.

После нанесения состав затирают. В качестве добавок для цемента могут использоваться, кварцевый песок, жидкое стекло, гашеная известь, стальные опилки, натуральный камень, канцелярский клей, базальт и многие другие элементы.

Выбор добавки зависит от конечных свойств железненого покрытия. Железнение стяжки позволяет:

• Нивелировать поверхность, как по горизонтали, так и по вертикали.
• Увеличить коэффициент истирания
• Повысить устойчивость к негативным факторам, а так же к динамическим нагрузкам.
• Создать гидроизоляцию пола, поверхности.
• Увеличение срока службы изделия

Важно точно соблюдать технологию железнения поверхности, согласно инструкции к материалу и требованиям производителя.

Способы железнения поверхности

Всего существует три метода железнения:

1. Сухой метод
2. Мокрый метод
3. Коллоидный метод

Железнение бетонной поверхности можно произвести своими руками, главное не торопиться, соблюдать все инструкции и быть терпеливым.

1. Сухое железнение. Основным компонентом смеси для железнения является цемент. Этот способ применим только к горизонтальным покрытиям, так как на вертикальной поверхности получается не равномерный слой. Достоинства – быстрота схватывания и высыхания, уже через 24 часа можно использовать поверхность. А так же практически не требуется зачистка поверхности. Самый дешевый метод.

Рассмотрим основные этапы цементного железнения, и за одно ответим на главный вопрос, как сделать железнение?

Сперва, подготовим сухую смесь для железнения бетона, можно использовать чистый цемент, или еще применять добавки в зависимости от свойств поверхности. О добавках было сказано выше.

При монтаже своими руками обычно применяют цемент + песок в соотношении 1:1, для усиления поверхности применяют жидкое стекло, а для уменьшения скорости схватывания гашеную известь (по пожеланиям).

Все компоненты тщательно перемешать для получения однородного состава, для этого лучше использовать механические средства.

Бетонное основание должно быть свежее, но без обильной влаги, требуется подождать 3-5 часов, стяжка должна отстояться, для того что бы прошла реакция.

Полу влажную поверхность стяжки покрывается слоем 2-3 мм. сухой смеси. Состав просеивается через сито, для однородности. Примерный расход смеси 5 -6 кг. на 1 кв. м.

Оставляем, для того чтобы смесь впитала влагу из стяжки. При обработке больших площадей рекомендуют использовать вспомогательную широкую поверхность для уменьшения нагрузки на свежий бетон.

Как смесь набрала влагу, производят механическую затирку до абсолютно гладкой поверхности, используя для этого кельму или любой плоский инструмент.

Поверхность полностью высохнет через 5-7 дней, но если требуется, то ходить уже можно через 24 часа. Во время высыхания рекомендуется увлажнять поверхность из распылителя или накрыть клеенкой. После абсолютного высыхания шлифуется с помощью абразивного инструмента.

1. Мокрое железнение. Этот способ применяется как для вертикальных поверхностей, так и для горизонтальных. Отличительная черта, заключается в том, что он может применяться и для старых бетонных покрытий (например, ремонт пола). Только сначала требуется убрать грязь и пыль с поверхности, для лучшего сцепления двух поверхностей потребуется грунтование старого покрытия. Да и на свежий бетон нельзя наносить, требуется выждать 2-3 недели. Минус данного метода, длительный и более дорогой, чем сухой способ железнения.

Подготавливаем раствор для железнования бетона, он так же состоит из цемента и песка, с добавлением различных добавок. Раствор готовится в бетономешалке, в песчано-цементную смесь добавляют воду и специальные добавки. Добиваемся однородного состава.

Полученный раствор для железнения, распределяют по подготовленной поверхности с помощью правила. Толщина слоя не должна превышать 5 мм.

По применению напоминает принцип любого выравнивателя пола. После полного процесса заливки, раствор будет сохнуть 3-5 дней. Так же следует периодически увлажнять слой. После полного высыхания шлифуем и полируем механическими способами.

1. Коллоидный метод. Основа на применении специализированных составов. Данные составы глубоко проникают в структуру бетонного пола примерно на 2-3 мм, а с применением грунтовки 4-6 мм. Делают поверхность лакированной, влагостойкой и значительно прочнее. Минусы – высокая цена, при использовании поврежденных и неровных полов, может потребоваться 2-3 слоя.

Подразделяется на два вида:

• Применение коллоидных растворов.
• Применение сухих полимерных составов.

В первом методе применяются коллоиды, в состав которых входит жидкое стекло. Так же могут применяться силеры – это жидкие композиты, из полимерных органических составляющих.

Подготавливаем плоскость, очищаем, грунтуем. После этого наносим готовый коллоидный раствор на поверхность, раствор впитывается в бетон и создает износостойкую и прочную поверхность.

Железнение жидким стеклом имеет ряд преимуществ, поверхность получает полную защиту от воды, защитная пленка имеет показатель прочности около 580 кг/см2. не чувствительна к перепадам температуры.

Во втором методе применяются полимерные порошки, на основе полиуретана. Технология железнения схожа с методом сухого железнения.

Есть одно преимущество полимерными смесями можно работать при отрицательных температурах до – 25C. Так же есть и недостатки, первое и главное цена, а второе если на бетоне будет слишком много влаги, то возможно образование не ровного слоя и появление дефектов поверхности.

Надо знать, что при железнении бетона цементом своими руками надо применять кельму – это полированная стальная лопатка, с ручкой. Вы потратите больше времени, но качественнее обработаете поверхность. И соответственно получите поверхность с заданными свойствами.

Так же перед началом работы рекомендуем просмотреть видео про железнение бетона. И помните, что покрытия после железнения становятся прочнее, и вам потребуется применение алмазных сверл, для сверления отверстий. И применение болгарки и штробореза для укладки кабеля.

Расценки на материал и работу по железнению

Цена складывается из многих факторов: от стоимости, расхода, производителя, работы мастера.

Готовые цементные смеси такие как Геркулес, Кварцевый топинг – стоят в среднем 30-40 руб. за кг. (расход на 1 кв. м. – 5-6 кг. при толщине слоя 2-3 мм.).

Пропитки жидкие, такие как Аквастоун, Протестил, Литурин – стоят в среднем 400-500 руб. за 1 литр (расход примерно 4-5 кв.м. на 1 литр пропитки).

Работа мастера примерно стоит 400 – 800 руб. за 1 кв. м., цена зависит от состояния поверхности и от площади. Большие площади правильно железнить при помощи затирочных машинок, что сэкономит вам время, и сделает поверхность идеально ровной.