Характеристики и свойства цемента

Характеристики и свойства цемента

Цемент – вяжущее вещество, в состав которого входят неорганические соединения. При взаимодействии с водой порошок вступает в химические реакции, в результате которых образуется твердый элемент, имеющий заранее заданную форму. После набора прочности элемент, изготовленный из цемента, заполнителей, воды и дополнительных добавок, служит длительный период с сохранением первоначальных характеристик. Плотность цемента в рыхлонасыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/м3, в уплотненном – 1400-2000 кг/м3. При объемной дозировке вяжущего при приготовлении строительных смесей и растворов его плотность принимают равной 1300 кг/м3.

От чего зависит вес цемента?

Удельный вес строительного материала по СНиП II-3-79 — это физическая величина, показывающая отношение веса материала к объему, которое он занимает. Сухой цемент занимает значительно меньше места, чем цементный раствор, поэтому из одного килограмма цементного вяжущего получится несколько кг цементно-песчаной смеси.

Удельный вес цемента зависит от многих факторов:

• марки и состава;
• степени помола компонентов;
• способа производства;
• длительности хранения.

Вес свежего цементного порошка (при условии соблюдения температурного и влажностного режима хранения) составляет 1200 кг/м3. Это минимальный показатель, обусловленный тем, что частицы свежепомолотого материала имеют положительный и отрицательные электрические заряды. За счет разности зарядов частицы отталкиваются друг от друга, плотность порошка уменьшается, а значит, снижаются весовые показатели.

В дальнейшем цементный порошок фасуется, транспортируется, хранится. Электрические заряды исчезают, уходит вовлеченный при производстве воздух и плотность материала повышается. Строители говорят: цемент слёживается. В среднем вес одного кубометра вяжущего через полгода после выпуска при правильном хранении составляет 1550 кг.

При нарушении условий хранения материал может впитывать влагу, что приводит к повышению плотности и соответственно веса. Чем мельче помол порошка, тем больше воды он впитывает и тем больше его масса. Учитывая, что мелкий помол имеют высокие марки цемента, то чем выше марка, тем требовательнее материал к условиям хранения. В зависимости от марки один кубический метр (м3) цемента может давать разницу при взвешивании до 400 кг/м3. Именно поэтому при приготовлении раствора учитывается не только вес, но и марка. Например, для марки М200 соотношение цемент/песок будет 1 к 3, а при использовании марки М400 — 1 к 2,2.

При грубых расчетах строители используют средний показатель — 1300 кг/м3. Исходя из этого, можно рассчитать, что стандартный мешок на 50 кг содержит примерно 0.04 м3 сухого вяжущего. Параметр имеет решающее значение при заказе транспорта для доставки стройматериалов, т. к. вместимость машины или объем багажника всегда считается в м3 или литрах.

Пропорции цементных растворов

Вес мешка с цементом указан на таре, а вот о плотности производители умалчивают. При этом плотность порошка может изменяться даже в пределах одной марки до 50% в зависимости от условий и продолжительности хранения. Для приготовления цементно-песчаного раствора или бетонной смеси нужно научиться одну величину переводить в другую.

Для замешивания бетона на основе портландцемента М500 пропорция компонентов по ГОСТ 27006-2019 будет такой:

• 1 часть вяжущего;
• 2 части мелкого наполнителя;
• 4 части крупного заполнителя.

Из рецептурного соотношения легко определить объем каждого компонента. Для этого нужно общий объем раствора разделить на количество частей. Например, если нужен 1 м3 смеси, то одна часть — это 1/7 = 0,142 м3. То есть 1 часть любого из компонентов равна этому показателю. Учитывая, что плотность цемента 1300 кг/м3 рецептура в привычных килограммах будет выглядеть следующим образом:

• 184 кг вяжущего или 3,68 мешка по 50 кг;
• 213 кг мелкого наполнителя;
• 197 кг крупного заполнителя (гравия).

Если используется другой крупный заполнитель, то ;вес последнего компонента будет отличаться: гранит — 192 кг, известняк — 183 кг, бут — 213 кг, базальт — 241 кг.

Для расчета количества мешков цемента нужно полученный вес разделить на количество килограммов в мешке. Например, для замешивания 1 кубометра бетона потребуется 4 мешка по 50 кг или 8 мешков по 25 кг.

Где взять рецепты бетонных смесей и ЦПС для составления пропорции компонентов и расчета? Рецептура для каждого типа раствора рассчитывается индивидуально, но обязательно с учетом ГОСТ 27006-2019. Рецепт должен быть таким, чтобы обеспечить приготовление раствора с заданными техническими характеристиками.

Основные виды растворов готовят по такой рецептуре с соотношением цемент/песок/щебень:

1. Бетон М100 — 1/4,5/7 на портландцементе М400 или 1/5.8/8 на портландцементе М500.
2. Бетон М250 — 1/2/4 на портландцементе М400 или 1/2,5/4,5 на портландцементе М500. — 1/2,3/7 на портландцементе М400 или 1/1,5/3,2 на портландцементе М500.

Эту рецептуру можно использовать для производства товарного бетона, применяемого при строительстве домов, заливки фундаментов и чаш бассейнов, тротуарных дорожек, изготовления бордюрного камня, буронабивных свай.

Сколько весит 1 куб готового раствора?

Вес одного кубометра готового строительного раствора имеет значение при его транспортировке или подачи на высоту, когда подбирается грузоподъемность автомобиля или производительность бетононасоса. Вес жидкого бетона и цементно-песчаного раствора зависит от плотности компонентов, входящих в его состав и пропорции, в которой они использовались. При использовании тяжелых крупных заполнителей, таких как гранит, базальт, магнетит вес 1 м3 бетонной смеси может в 2-3 раз отличаться от массы раствора, замешанного на гравии.

Средний вес 1 кубического метра бетонной смеси по ГОСТ 7473-2010, замешанного на гранитном заполнителе, в зависимости от марки и класса прочности будет следующим:

• М100 (В7.5) — 2494 кг;
• М200 (В15) — 2432 кг;
• М250 (В20) — 2348 кг;
• М300 (В22,5) — 2389 кг;
• М350 (В25) — 2502 кг;
• М400 (В30) — 2376 кг; — 2980 кг.

Вес 1 м3 бетонного раствора, замешанного на других заполнителях по СНиП II-3-79:

• железобетон — 2500 кг;
• туфобетон — 1200. 1400 кг;
• пемзобетон — 800. 1600 кг;
• на вулканическом шлаке — 800. 1600 кг;
• керамзитопенобетон — 500. 1800 кг;
• шунгизитобетон — 100. 1400 кг;
• перлитобетон — 600. 1200 кг;
• термозитобетон — 1000. 1800 кг;
• на доменных гранулированных шлаках — 1200 кг;
• вермикулитобетон — 800. 1000 кг;
• газо-, пенобетон, пеносиликат — 300. 1100 кг.

Вес 1 куба строительных растворов по СНиП II-3-79 составляет:

• цементно-песчаный (ЦПС) — 1800 кг;
• цементно-песчано-известковый — 1700 кг;
• известково-песчаный — 1600 кг;
• цементно-шлаковый — 1400 кг;
• гипсовый — 1000 кг.

Расчет цемента для транспортировки

При транспортировке мешков цемента или насыпного порошка важно знать, сколько материала поместиться в той или иной машине. Например, для перевозки 10 м3 цемента потребуется два КАМАЗа грузоподъемностью 7 тонн или один 15-тонник.

Не менее важное значение имеет транспортировка материалов непосредственно на стройплощадке. При отсутствии бетононасоса материалы для замешивания раствора подаются, как правило, ведрами. Один кубический метр сухого цемента — это 84 10-литровых ведра или 50 20-литровые бадьи.

Для расчета того, сколько мешков можно привести в багажнике легкового автомобиля, нужно знать объем 1 мешка и вместимость багажника. Удельная плотность сухого цементного порошка — это вес 1 м3 материала. Средний показатель плотности составляет 1300 кг/м3. Для определения объема цемента в 50-киллограмовом мешке нужно решить пропорцию:

50 кг — Х%, отсюда Х = 3,85%. Именно такой процент от 1 кубометра содержится в мешке. Берем полученный процент от кубометра и получаем величину в привычных кубометрах — 0,0385 м3 или 38,5 литров. Зная объем багажника машины, можно рассчитать, сколько мешков туда теоретически можно загрузить. Именно теоретически, т. к. в реальных условиях нужно учитывать грузоподъемность автомобиля и способ укладки мешков с цементом.

Фасовка цемента

Производители фасуют цемент в мешки по 5, 10, 25 и 50 кг, давая покупателю возможность выбрать наиболее удобный и экономичный вариант. Если при расчете пропорции получилось, что для строительно-монтажных работ нужно 5,2 мешка цемента по 50 кг, то целесообразно купить 5 мешков по 50 и один 10 кг. При расчетах не нужно забывать о технологических потерях и к любому полученному результату прибавлять 5-7%.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора. Бетон — это застывший искусственный камень, состоящий из цемента, воды и наполнителей. В качестве наполнителей обычно используется гравий, песок, отсев, шлак, керамзит и другие материалы. До момента застывания бетон представляет собой подвижную бетонную смесь.

Цемент применяется не только в строительных и ремонтных работах. Если требуется что-то сделать основательным и крепким, без цемента не обойтись.

Свойства затвердевших растворов.

Свойства затвердевших растворов.

Затвердевший раствор должен удовлетворять требованиям по прочности, плотности, а так же должны обладать водонепроницаемостью и определенной морозостойкостью, все это нужно для того, чтобы гарантировать работу раствора в течении всего периода эксплуатации конструкции.

Плотность.

Плотность затвердевшего раствора во многом зависит от заполнителя, в частности от его вида и марки по плотности. Самый распространенный вид растворов это обычный цементно-песчаный раствор, чья плотность составляет от 2600 до 2700 кг/куб.м .

По плотности строительные растворы делят на легкие и тяжелые. К легким растворам относятся те, чья средняя плотность не превышает 1500 кг/куб.м ., такие растворы изготавливают на пористых заполнителях с плотностью до 1200 кг/куб.м . Растворы с плотностью от 1500 кг/куб.м и более относятся к тяжелым и для их приготовления используются плотные заполнители.

Водонепроницаемость.

Высокая водонепроницаемость раствора важна при заштукатуривании наружных стен зданий, а так же для изготовления специальных гидроизоляционных растворов и штукатурок. Но при этом необходимо помнить, что любой затвердевший раствор содержит поры, и поэтому абсолютных водонепроницаемых растворов нет.

Для повышения водонепроницаемости раствора в него добавляют жидкое стекло, нитрат кальция или битумную эмульсию.

Классификация составов

В зависимости от количества вяжущего растворы подразделяют на:

1. Жирные. Содержат много цемента, дают сильную усадку и легко растрескиваются.
2. Тощие. Содержат много заполнителя и мало цемента, не дают усадки и не растрескиваются.
3. Нормальные. Имеют оптимальное соотношение вяжущего и заполнителя.

По плотности делятся на:

• тяжелые, плотностью от 1500 кг/м³ и более;
• легкие, плотностью до 1500 кг/м³.

Средняя плотность штукатурки в за­твердевшем состоянии составляет 1600-1800 кг/м 3 .

Для отделки стен своими руками внутри помещений самыми распространенными растворами являются цементно-известковые. Они изготавливаются с добавлением известкового теста, обладают высокой прочностью и хорошей адгезией.

Приготовление раствора

• сухая смесь из 1 части цемента и 3-5 частей песка тщательно перемешивается;
• известковое тесто разводится в воде до жидкого состояния;
• сухая смесь замешивается до нужной густоты известковым молоком.

Перед началом ремонта следует произвести расчет материалов для штукатурки. Для этого вам необходимо знать площадь поверхности и толщину слоя.

Если у вас ровные стены, толщина слоя будет одинаковой на разных участках. В этом случае вычислить расход несложно.

Толщина слоя: 2 см или 0,02 м.

Площадь поверхности: 50 м².

Расход на 1 м²: 1х1х 0,02=0,02 м³, а так как в 1 м³ -1000 литров, то 1000х0,02=20 литров.

Расход на 50 м²: 50х20=1000 литров или 1 м³.

Если вы используете цементно-песчаную массу в соотношении 1:3.

Цемента на 1 м² — 0,005 м³, соответственно на 50 м² — 0,25 м³.

Песка на 1 м² — 0,015 м³, соответственно на 50 м² — 0,75 м³.

Если вы используете цементно-известковый раствор в соотношении 1:1:6 (цемент, известь, песок).

Количество цемента на 1 м² составит 0,0025 м³, соответственно на 50 м² — 0,125 м³.

Количество известкового теста на 1 м² -0,0025 м³, соответственно на 50 м² — 0,125 м³.

Количество песка на 1 м² — 0,015 м³, соответственно на 50 м² — 0,75 м³.

На фото нанесение массы на стену

Советы мастеров

Рассчитывая расход материалов, следует учитывать следующие факторы.

1. Кривизну стен.

Если стены имеют отклонения от вертикали, вычислить расход несколько сложнее. Для этого нужно определить минимальную и максимальную толщину планируемого слоя.

Минимальная толщина – 10 мм.

Максимальная толщина – 30 мм.

Вычисляем среднее значение: (10+30):2=15 мм.

Вычисляем расход описанным выше способом при толщине слоя в 15 мм.

2. Параллельность стен и правильность углов (90º).

Проще всего вычислить расход штукатурки на 1м² с учетом этих факторов, если проводить оштукатуривание поверхности по маякам. Выставив маяки согласно техническому заданию, необходимо измерить максимальное расстояние от маяков до рабочей поверхности, а также к вычислить среднее значение слоя.

Цементно-песчанный раствор для стяжки полов

Плотность цементной стяжки. Масса растворов и инертных в м³ для материалов применяемые нами в устройстве полов, значения в сухом состоянии. Стандартный раствор для стяжки, облегченный с применением перлита, гранул полистирола и тяжелый наполнитель гранитный отсев.

Цементно-песчанный раствор для стяжки пола

Стандартные раствор. Плотность полусухой цементной стяжки в стандартом приготовлении раствора варьируется в диапазоне 1900-2000 кг/м³ Данный вид раствора является стандартным который мы приготавливаем и применяем в устройстве стяжки по полусухой технологии. Такой раствор состоит из инертных материалов: Песок с удельным весом 1550-1650 кг/м³ в зависимости от фракции песка и крупности заполнителя. Цемент – связующее, плотность (среднее значение) 1500 кг/м³ с расходом 375-400 кг. ¼ к песку. Фиброволокно – армирующая добавка – 900 гр. на м³ раствора. Вес стяжки толщиной 1 см. при такой плотности раствора составляет 20-21 кг. на м² Результат испытания, на данном примере плотность раствора составляет 2066 кг/м³ Посмотреть (откроется в новом окне)

Плотность цементной стяжки – 1900 кг на кубический метр

Плотность цементной стяжки с тяжелым наполнителем, гранитный отсев

Тяжелый раствор. Плотность тяжелого раствора с наполнителем гравий мелкой фракции до 16 мм. Данный вид тяжелого цементного раствора, который используем в полусухой технологии, по составу инертных идентичен основному составу раствора, за исключением тяжелого наполнителя из гравия, чаще всего применяем гранитный отсев фракции 5-10 мм. Плотность гранитного отсева варьируется от 2100 до 2400 кг/м³ Из такого раствора мы выполняем полусухую стяжку для помещений с где предполагаются большие нагрузки при эксплуатации пола и высокая прочность, пример гараж-парковка. Раствор с введением наполнителя гранитная крошка имеет плотность 2300-2400 кг/м³ Весовая доля гранитного отсева в 1м³ раствора составляет от 300-400 кг. Вес бетонной стяжки с тяжелым наполнителем толщиной 1 см. составляет 23-24 кг. на м²

Легкие типы растворов, перлит, полистирол гранулы.

Облегченный раствор. Раствор для стяжки с легким наполнителем политерма, полистирол гранулы – легкий вид раствора полистиролбетон. Данный вид наполнителя мы применяем в 2 вариантах, как отдельный наполнитель в цементный раствор для облегчения удельного веса раствора, во втором варианте как основной наполнитель со связующим цемент.

1 Вариант конструкционный. Легкий раствор для стяжки с наполнителем приготавливается плотностью не менее 600-700 кг/м³ Данный вид облегченного раствора в большинстве случаев используется на кровлях по бетонным перекрытиям без потери несущей способности под наплавляемую рулонную гидроизоляцию.

2 Вариант теплоизоляционный. Облегченный раствор полистиролбетона мы применяем в качестве альтернативы керамзиту, как легкую основу перед устройством полусухой стандартной стяжки в случаях когда пол нужно поднять на высоту более 100 мм в том числе на проблемных основаниях с малой несущей способностью. Также данный вид раствора имеет хорошие характеристики теплоизоляции при плотности раствора марки D150-D400 и используется нами в качестве утеплителя. Подробнее о полистироле, более широкие места назначения на следующих страницах “облегченные конструкции полов” “характеристики материала”

В качестве альтернативы для облегченного наполнителя может служить перлит, данный материал мы применяем как подстилающая подоснова под полы при устройстве стяжки, а также как наполнитель в цементный раствор. Пример применения перлита смотрите в публикации по выполненной нами работы по устройству полов на объекте строительства дома культуры в ДК Марфино стяжка пола с перлитом