Плотность сухого раствора цемента

Плотность цемента

Цементный раствор на постоянной основе используется при проведении строительных работ, ремонта и отделки помещений жилого и технического характера. Материал может использоваться как обособленная смесь и в качестве дополнительного ингредиента. Главным нюансом, который необходимо учитывать при работе с ним, является плотность цемента кг/м3, а точнее, ее изменения, наблюдающиеся с течением времени. Организация корректного варианта хранения продукции предполагает предварительный анализ состава смеси и факторов воздействия на компоненты раствора. Из этой статьи вы узнаете о насыпной плотности цемента, которую необходимо учитывать при самостоятельном изготовлении состава эти детали необходимо учитывать, а при приобретении его у производителя, стоит уточнить эту информацию, найдя данные на упаковке.

Что такое насыпная плотность цемента?

Одним их характерных технических нормативов, по которым классифицируются строительные смеси, в том числе и цемент, является плотность вещества в рыхлом виде. Второе наименование этого показателя называется насыпная плотность цемента. Этот коэффициент показывает вес кубометра цемента в сыпучем состоянии, но является непостоянной величиной. На показатели плотности влияют следующие факторы:

• Дата производства материала;
• Вид цемента;
• Качественные характеристики;
• Метод изготовления;
• Условия хранения

Это значение изменяется при работе с любым видом материала, будь то плотность цемента M400 или продукта другой марки. Показатель не зависит от классификации продукта по марке, так как продукт любого типа имеет склонность к слеживанию и уплотнению с течением времени. При реализации поставщики могут предоставлять продукцию, как определенным объемом, так и на развес, поэтому важно производить определение плотности цемента еще на предприятии. От того, какие параметры имеет этот показатель, может зависеть не только специфика хранения, но и перевозка цемента.

Марка продукции описывает назначение строительной смеси, а также несет в себе информацию о его химических и физических особенностях. Истинная плотность цемента любой марки, изготовленного накануне, будет приблизительно одинаковой.

Цементный раствор не отличается высоким коэффициентом плотности, так как состоит из крупиц, между которыми располагается воздух, способный занимать до пятидесяти процентов всего объема состава.

Насыпная плотность смеси цемента зависит от того, каков срок годности состава и успел ли он слежаться. Этот показатель позволяет оценить смесь в сыпучем состоянии и варьируется от 1 100 до 1 600 кг/м3. Прочность затвердевающей субстанции напрямую зависит от ее плотности. Чтобы оценить показатель, достаточно взять емкость и воронку с фильтром, насыпать порядка килограмма состава и разделить вес на объем. Полученная величина позволяет рассчитать количество добавок, дополняющих смесь.

Истинная плотность сухого цемента не предполагает учета воздуха и представляет собой более высокое значение, достигающее 3 200 кг/м3.

Специалисты классифицируют строительный состав этого типа на смесь с повышенной и пониженной плотностью, относя к первому типу материалы без добавок, вроде портландцемента, а ко второму те, которые содержат пластификаторы и присадки. Второй вид отличается экономичностью расхода и меньшей прочностью, которую демонстрирует, например, шлакопортландцемент.

Как производится определение плотности цемента?

Чтобы оценить показатели насыпной плотности в домашних условиях вам потребуется сосуд, мерная емкость и весы. Отмерьте 1 литр смеси и засыпьте ее через воронку, а затем устраните излишки. Чтобы удельная плотность цемента была определена корректно, нельзя встряхивать емкость и трамбовать содержимое. Коэффициент рассчитывается в соответствии с формулой: РН=()/v, где m1 — это вес самого сосуда, m2 — это общий вес, включая наполнение, а v — объем емкости. Необходимо учитывать, что насыпная плотность свежего материала отличается от аналогичного показателя слежавшегося продукта.

При осуществлении расчетов в производственных целях специалисты используют средние коэффициенты, учитывая плотность песка и щебня в цементе при изготовлении железобетонных растворов. Так при оценке материалов ЖБК, выпускающихся предприятиями, выясняется, что показатели насыпной плотности материала составляют 1300 кг/м3 вне зависимости от марки продукции.

От чего зависит истинная плотность цемента?

Подводя итоги, стоит отметить, что множество факторов влияет на технические характеристики строительного материала. Воздействие большинства из них провоцирует то или иное поведение продукта при его активной эксплуатации. Чтобы материал оказался надежным и безопасным в применении, необходимо предварительно проанализировать его особенности и факторы, которые влияют на них.

Плотность раствора цемента напрямую зависит от времени его производства и более свежий продукт обладает меньшими показателями этой категории, так как в ходе изготовления некоторые частицы обладают статическим зарядом, что провоцирует их отторжение и появление воздушных пустот. С течением времени средняя плотность цемента стабилизируется и достигает приблизительной отметки в 1 100 кг/м3. В ходе перевозки и последующего хранения показатель может увеличиться до 1 600 кг/м3.

Технология производства играет не последнюю роль в том, какое значение имеет плотность цемента M300 и любой другой марки, так как от степени измельчения крупиц зависит и объем появляющихся пустот.

Класс и вид товара также диктует свои правила. Выбирая из широчайшего спектра необходимый материал, ориентируясь на наличие добавок, стоит помнить о том, что плотность цемента M100 и других марок свидетельствует о склонности к затвердению, хотя ее необходимо учитывать в соотношении с другими факторами.

Кроме того, на любых технических показателях сказываются и условия хранения. В случае с цементом это обстоятельство не менее важно, чем при работе с другими сыпучими смесями. Считается, что плотность сухого цемента кг/м3 равна цифре 1 300, но при хранении продукта в пространстве, где наблюдается высокая влажность, влага будет вытеснять воздушные молекулы и увеличивать вес состава.

Все описанные выше нюансы необходимо учитывать при работе с цементом, используя его в качестве строительного материала для возведения объектов, их ремонта и отделки.

Насыпная плотность цемента (кг м3): таблица показателей, определение истинной плотности

При возведении зданий и сооружений используются цементные смеси, обеспечивающие высокий уровень надежности всех конструкций. Показатель, который необходимо знать для определения требуемого количества цемента, — его плотность.

Характеристика цемента, его химическая формула

Цемент — вещество с многокомпонентной формулой, которое изготавливается искусственным путем из минерального сырья. Относится к материалам неорганического происхождения и обладает вяжущими свойствами.

Используется в строительстве для приготовления цементных растворов разного состава. При смешивании сухого цемента с жидкостью образуется пластичная масса темно-серого цвета, способная равномерно заполнить форму нужной конфигурации. Раствор постепенно затвердевает и приобретает камнеподобный вид.

Формула этого материала зависит от его типа. Так, в портландцементах преобладает оксид кальция (до 67%), присутствуют также диоксид кремния (до 22%), оксид алюминия (до 5%), оксид магния (не более 5%), оксид серы (от 1,5 до З,5%), а сульфатостойкость материала достигается путем снижения содержания алюминатов кальция.

В состав пуццолановых веществ, кроме CaO и минеральных добавок, входит гипс (двуводный сульфат кальция). Основой глиноземистых цементных смесей являются низко-основные алюминаты кальция, а оксид кальция и диоксид алюминия присутствуют в сопоставимых количествах (50-55% и 45-50%). Шлаковые цементы изготавливаются из мелкогранулированного доменного шлака с добавлением известняка или без него.

• насыпная плотность;
• удельная (истинная) плотность;
• время схватывания и затвердевания;
• показатели прочности;
• влаго- и морозоустойчивость;
• тонкость помола;
• стойкость к коррозии.

Все показатели могут в некоторой степени изменяться в зависимости от внешних условий. 2 первых из них являются определяющими при расчете количества материала, необходимого для возведения какого-либо объекта.

Насыпная и удельная

Любое сыпучее вещество, к которым относится и цемент, состоит из твердых частиц, разделенных между собой воздушными пустотами. Объем воздуха, окружающего каждую частицу, изменяется под влиянием внешних условий, поэтому и масса у одного и того же количества цемента может быть разной.

Для каждого сыпучего материала существуют 2 физических параметра, которые определяются как соотношение его веса к занимаемому им объему. Они называются насыпной и удельной (истинной) плотностью вещества. При определении первого параметра учитывается объем воздуха, скопившегося между частицами материала.

Его используют для строительных расчетов требуемого количества цемента, находящегося в разрыхленном состоянии. Значения насыпной плотности цемента в кг/м3 (килограммах на метр кубический) для наиболее распространенных марок приведены в таблице:

Удельная плотность является величиной постоянной. При ее вычислении предполагается, что частицы вещества прилегают друг к другу настолько плотно, что между ними не остается воздушной прослойки. Величина истинной плотности цемента всегда выше насыпной и может достигать 3200 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.

Расчет и определение

Удельная плотность сухого цемента в промышленных условиях определяется прибором Ле-Шателье. Но для оценки прочности будущего бетона или другого раствора нужно знать значение насыпной плотности, т.к. от него зависит, насколько пористой получится конструкция. В строительных расчетах чаще всего применяются усредненные показатели. Для свежего материала используют значения 1200-1300 кг/м³, слежавшегося — 1500-1600 кг/м³.

Но иногда для замешивания прочного раствора необходимо знать точное значение этого параметра. Сделать правильный расчет насыпной плотности можно и самостоятельно.

• мерная емкость объемом 1 л;
• воронка;
• весы.

Массу заполненного сосуда обозначают как M2. Искомую величину определяют по формуле: P = (M1 — M2)/V. Значение массы при подсчетах должно быть выражено в килограммах, объема — кубических метрах.

Для получения наиболее корректных данных измерения и вычисления проводят дважды, а окончательный результат выводят как среднеарифметическую величину. Использование этого способа расчета насыпной плотности дает результат с погрешностью до 0,01 кг/м³, что позволяет достичь требуемой прочности возводимой конструкции и избежать существенных ошибок при строительстве.

Заключение

Определение насыпной плотности цемента в некоторых случаях является необходимостью, потому что от него зависят эксплуатационные характеристики цементного раствора. Чтобы сделать это правильно, следует понимать разницу между удельной и насыпной плотностью материала.

Плотность цемента: насыпная и истинная

Плотность цемента – это отношение его массы к объёму. Знакомая со школы формула поможет вам точно рассчитать стройматериалы, приготовить качественную бетонную смесь и не быть обманутыми недобросовестными производителями. Узнайте, как эта величина связана с прочностью бетона, и что на неё влияет.

Как изменяется плотность цемента во внешней среде

Прежде всего, нужно понимать, о плотности чего мы говорим: сухого цемента в мешках или затвердевшего раствора. Последнее называется истинной плотностью цемента. Если она получится низкая, кирпичная стена на растворе из него будет непрочной, штукатурка тоже может обвалиться, а бетон с таким связующим окажется ниже заявленной марки.

На практике строителей чаще интересует насыпная плотность. Она, в первую очередь, зависит от того, как мелко помолот цементный порошок на заводе. Чем мельче, тем он плотнее, потому что большую часть массы составляют частички цемента, а не воздух между ними. Естественно, тот же объём смеси будет весить больше. На насыпной плотности строятся расчёты: сколько цемента брать, в каких пропорциях смешивать его с другими компонентами. А от этих цифр во многом и зависит истинная плотность.

Впрочем, можно взять хорошее, плотное сырье, сделать качественный раствор, но нарушить технологию заливки или создать плохие условия для твердения – и тогда в готовом бетоне будет много пор и трещин. Истинная плотность в этом случае окажется меньше, чем вы рассчитывали. Но, раз набрав прочность, цемент как твердое тело будет иметь более или менее одинаковую плотность. У сыпучего вещества эта величина непостоянна. Она меняется со временем даже у цемента одного и того же состава, той же марки и сделанного по одной и той же технологии.

1. У только что смолотого цемента насыпная плотность меньше, потому что одинаковый заряд заставляет частицы отталкиваться друг от друга. Этот заряд на них возникает от трения об оборудование и о другие частицы. Но при долгом хранении они «разряжаются», расстояние между ними уменьшается, и плотность смеси растет. Гидрофобные добавки, кстати, тоже могут влиять на статическое электрическое поле внутри.
2. Она увеличивается при перевозках. От вибрации частицы укладываются максимально компактно, заполняя собой свободное пространство.
3. Плотность сухого цемента меньше. При высокой влажности он, как и любой пористый материал, впитывает воду и становится тяжелее. Только его нельзя просушить – как, например, мокрый песок. Вода необратимо меняет структуру цемента: в нём образуется цементный камень. Так что в этом случае высокая плотность не показатель качества, она говорит о том, что условия хранения были нарушены. Цемент с комками непригоден для замешивания растворов.

Упаковки с цементной смесью всегда хранят в сухом месте, на поддонах. На заводах, чтобы она не слёживалась, в силосах делают аэрацию – продувание воздухом. Поэтому лучше смотреть на дату расфасовки и не покупать цемент, долго пролежавший на складе. Также не покупайте его задолго до того, как будете использовать.

Рекомендуемый срок хранения (даже в нераспечатанной упаковке и в правильных условиях) 2-3 месяца.

Сколько весит цемент

Удельный вес – это отношение веса цемента к его объему. Это значит, как в том анекдоте, что столько весит один килограмм. Строго говоря, это не то же самое, что плотность, просто в условиях земного притяжения эти величины численно совпадают. Так что на практике их обычно используют, говоря об одном и том же.

По удельному весу (плотности) бетонные смеси делят на:

• особо тяжёлые (больше 2500 кг/м³);
• тяжёлые (2200—2500 кг/м³);
• облегченные (1800—2200 кг/м³);
• легкие (плотность 500—1800 кг/м³);
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

Тяжёлые бетоны сохнут дольше, но зато они долговечнее за счёт более высокой прочности, влаго- и морозостойкости. Для этого в них добавляют крупные наполнители с большей плотностью твердого вещества (гранитный щебень) и цемент с большим удельным весом.

Значение плотности для разных типов цемента

Приведём стандарты, по которым вы сами сможете перевести единицы массы в единицы объёма и наоборот, а также проверить качество цемента. Во-первых, удельный вес неодинаков для разных марок. Насыпная плотность цемента М500 – 1300 кг/м3, М400 – 1200 кг/м3. А самый большой удельный вес у тех, что с длительным сроком схватывания – 1500 кг/м3.

У цементов разного состава он тоже отличается. Приведём таблицу (в кг/м3):

Иногда удельный вес цемента даётся в г/см3. Чтобы перевести в кг/м3, нужно умножить его на 1000.

Большие объёмы измеряются в тоннах (т/м3). Разделите число на 1000, и, опять же, получите кг/м3.

Как рассчитать вес цемента для приготовления строительных смесей

Предположим, вам нужно приготовить бетонный раствор определенного класса. Смотрим марку цемента и выбираем пропорции по таблице:

Неважно, будете вы отмерять компоненты в единицах массы или объёма, главное, чтобы единицы были одни и те же. Из определения у нас есть формула: плотность = масса/объём. Соответственно,

• если нам нужно узнать объём, делим массу на плотность;
• если необходима масса, перемножаем плотность и объём.

Допустим, вам нужен 1 куб бетона B15 (1 м3 = 1 000 л). В наличии цемент 32,5.

Класс прочности 32,5 соответствует марке М400, а 42,5 – M500.

Вы будете отмерять составляющие 10-литровыми вёдрами, чтобы было удобнее. По пропорции получается: 10X +25X+42X=1000 (л)
X – пропорциональная нужному объёму бетона единица объёма. Умножим это на 10 и получим общий объём цемента (потом рассчитаем аналогично объем песка как 25Х и щебня как 42X).

Всего объёмных частей в смеси: 10+25+42=77
X=1000/77=13
Отмеряем 10 раз по 13 литров. (Здесь получается удобно, можно сделать наоборот, ровно 13 вёдер, но главное не запутаться с щебнем и песком.) Итак, мы потратим 10х13=130л цемента.

Но цемент продаётся мешками с указанием массы (25, 50 кг). Как узнать, сколько мешков нам понадобится для строительных работ?

Среднюю плотность для марки М400 (1200 кг/м3) мы умножаем на получившийся объём. Только не забывайте переводить в одинаковые единицы: 130 л = 0,13 м3

0,13 х 1200 =156 кг
156 / 50 = 3,12
Получилось чуть больше трёх мешков по 50 кг.

Можно поступить наоборот, узнав, сколько литров в одном мешке: 50 кг / 1200 кг/м3 = 0,042 м3 = 42 л
130/42=3,09 – снова получается, что нужно где-то три мешка.

Кроме того, можете взять для расчётов не среднюю плотность цемента, а измерить её точно.

1. Взвесить пустое ведро.
2. Взвесить ведро с цементом.
3. Отнять из второго числа первое.
4. Результат разделить на объём. (Здесь: 10 л = 0,01 м3. Но это необязательно, подойдет тара любого объёма)

Для такого способа не нужно иметь под рукой таблицы, где указано, какому классу или марке какой удельный вес соответствует. Скажем, если вы на участке без интернета. Однако с таблицами можно проверить, хорошего ли качества цемент. Если плотность сильно ниже той, что должна быть у этого класса – это повод задуматься.

Главное, не встряхивать его в ведре и не досыпать сверху ещё, это завышает плотность.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Плотность — цементный раствор

Плотность цементного раствора почти всегда выше плотности промывочной жидкости в скважине, поэтому по мере того, как колонна заполняется цементным раствором, разность давлений столбов жидкости в ней и кольцевом пространстве возрастает, а давление в цементировочных насосах и цементировочной головке уменьшается. С того момента, как цементный раствор начнет выходить в кольцевое пространство, давление в насосах и цементировочной головке вновь возрастает. [1]

Плотность цементного раствора в промысловых условиях чаще всего определяют с помощью ареометров А1Ч и АГ-2 в каждой точке затворения независимо от наличия станции контроля цементирования ( СКЦ), которая обеспечивает автоматическую регистрацию и запись средней плотности закачиваемого в скважину раствора. [2]

Плотность цементного раствора является одной из важнейших его характеристик. От плотности зависят, в частности, вес столба раствора, определяющий гидростатическое давление в стволе скважины, условия вытеснения промывочной жидкости и давление в насосах в конце цементирования. По плотности контролируется водо-цементное отношение раствора, приготовляемого в ходе цементирования. Плотность цементного раствора может быть определена различными методами. В буровой практике плотность определяется специальными ареометрами АГ-1 или АГ-2, позволяющими в полевых условиях быстро и достаточно точно производить определение. [4]

Плотность цементного раствора рассчитывают такой, чтобы давление было больше пластового, но меньше давления гидроразрыва как во время цементирования, так и сразу же после него. [5]

Плотность цементного раствора в промысловых условиях чаще всего определяют с помощью ареометров АГ-l или АГ-2 в каждой точке затворения независимо от наличия станции контроля СКЦ, которая обеспечивает автоматическую регистрацию и запись средней величины плотности закачиваемого в скважину раствора. Непрерывный контроль плотности тампонажного раствора достигается посредством применения радиоактивных плотномеров. [6]

Плотность цементного раствора определяется в основном водоцементным отношением. Колебания объясняются внесением в цементный раствор воздуха, а также непостоянством плотности цемента. [8]

Плотность цементного раствора при цементировании определяют ареометрами ( рис. 69) АГ-1 и АГ-2. В стакан 2 до краев наливают цементный раствор и вставляют стакан прорезями на штифты поплавка. Избыток раствора выходит через отверстия и смывается с поверхности стакана. Ареометр опускают в ведро с водой. На уровне воды считывают деление на шкале поплавка, что указывает на плотность налитого в стакан цементного раствора. [9]

Плотность цементного раствора в большинстве случаев на практике может изменяться в широком диапазоне ( от 1 40 до 2 3 г / см3) в зависимости от геологических, технологических и других фактических условий. В этих случаях плотность и водоцементное отношение не регламентируются ГОСТом, а устанавливаются, исходя из технологических требований. [10]

Плотность цементного раствора — функция плотностей сухого цементного порошка, вводимых добавок ( средневзвешенной плотности твердой фазы цементного раствора рт), жидкости затворения рж и относительного содержания жидкой и твердой фаз Ж / Т, которое представляет собой отношение массы жидкости к массе твердой части тампонажного раствора. [11]

Плотность цементного раствора может быть определена различными методами. В буровой практике специальными ареометрами АГ-1 или ЛГ-2 можно быстро и достаточно точно определять плотность в полевых условиях. [13]

Плотность цементного раствора может понижаться в случае попадания в горшок смесительного устройства крупных кусков схватившегося цемента или других посторонних предметов. Это возможно при отсутствии сетки на верхнем люке бункера машины и недостаточно тщательной подготовке машины к работе. [14]

Плотность цементного раствора в промысловых условиях чаще всего определяют с помощью ареометров АГ-1 или АГ-2 в каждой точке затворения независимо от наличия станции контроля СКЦ, которая обеспечивает автоматическую регистрацию и запись средней плотности закачиваемого в скважину раствора. Непрерывный контроль плотности тампонажного раствора достигается применением радиоактивных плотномеров. [15]