Прочность цемента и его показатели

Особенности

Отличительной особенностью напрягающего цемента является тот факт, что его нельзя смешивать с цементом другого типа. От этого «страдают» его вяжущие и расширяющие качества. Даже если средства не хватает, нельзя включать в него иные добавки, которых не должно быть в составе

При этом может понизиться и огнеупорность материала, что немаловажно в любом строительстве

Применение напрягающего цемента позволяет придать бетону высокие технические свойства. При затвердевании состав увеличивается в объеме. Расширение можно увидеть уже на 3 день после использования смеси. В этом случае бетон будет затвердевать быстрее, чем при использовании традиционного цемента. При этом скорость затвердевания не будет оказывать негативного влияния на качество покрытия. Прочность состава будет высокой также уже через трое суток после его применения.

Материал отличается повышенной прочностью на изгиб. При необходимости его можно укладывать на старый бетон, при этом уровень адгезии останется высоким. Состав характеризуется низкой газопроницаемостью. В реальных условиях строительства он обеспечивает все те качественные характеристики, которые необходимы для каждого конкретного случая. При этом они будут выше, чем у других составов с модифицированными добавками.

При многочисленных положительных характеристиках напрягающий цемент имеет и недостатки. Например, несмотря на долговечность, стоит такой материал недешево. По этой причине недобросовестные компании часто подделывают цемент такого типа. Рядовому покупателю бывает сложно отличить подлинный материал от поддельного. Однако проблему можно решить путем требования сертификата качества.

Еще одним минусом является тот факт, что не каждый тип напрягающего цемента стоек к низкой температуре. Под воздействием холода некоторые разновидности материала могут лишаться некоторых свойств.

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.

Нормы расхода

Отвечая на вопрос, сколько нужно цемента на куб бетона, нужно учитывать его марку и требуемую прочность конструкции. Большое значение также имеет дата выпуска, поскольку этот вид вяжущего теряет активность с течением времени и очень чувствителен к условиям хранения.

Практика показывает, что выгоднее покупать цемент более высокой марки, поскольку для приготовления бетона или раствора одинаковой прочности его можно брать на 15-20% меньше, чем низкомарочного.

Например, расход цемента на 1 м3 раствора «трехсотой» марки составляет: М500 — 500 кг, а М400 — 600 кг. Для приготовления одного кубометра бетона М200 нужно купить 400 кг цемента М500 или полтонны портландцемента М400.

Для упрощения расчета состава бетона или раствора можно пользоваться такой формулой: для конструкций, которые не несут большой нагрузки (дорожки, стяжка пола, штукатурка) достаточно соотношения цемента М500 и песка 1:5.

Для фундаментов, перекрытий и других ответственных конструкций пропорция должна составлять 1:2. Для кадочных растворов обычно пользуются соотношением 1:4.

Решая для себя какой цемент лучше выбрать, помните о том, что дата его выпуска не менее важна, чем марка. Даже при соблюдении всех условий хранения каждые 30 дней он теряет около 10 % своей активности. Это значит, что если с момента изготовления прошло 3 месяца, то вместо М500 вы купите М350.

Если же цемент пролежал на складе полгода, то его марка не превысит 200 кг/см2. Сделать на таком материале качественный раствор, а тем более прочный бетон нереально. Поэтому перед покупкой требуйте у продавца документ, в котором четко указана дата изготовления.

Видео по теме:

https://youtube.com/watch?v=uataIK68R6w

Преимущества и недостатки

К плюсам М400 можно отнести следующие его особенности:

• высокие прочностные свойства;
• устойчивость к влиянию влаги, температурным колебаниям, коррозионному износу;
• длительность срока эксплуатации ж/б изделий;
• возможность использования в разных климатических зонах, без добавления противоморозных компонентов в состав раствора;
• широкая сфера применения. М400 может использоваться как для отделочных (штукатурных) работ, так и для возведения кладки и сооружения ж/б конструкций;
• стоимость этого вида цемента ниже, чем цена более высоких марок.

Что касается минусов, то он у М400 всего один – это недостаточная прочность для использования его при строительстве высотных зданий.

Прочность бетона

В зависимости от марки бетона по прочности на сжатие раствор будет в большей или меньшей степени устойчивым к нагрузкам в различных условиях. Этот параметр обозначается буковой «М» и числом от 50 до 1000, которое указывает какую нагрузку в кгс/см2 способен выдержать определенный состав. Допустимая погрешность (коэффициент вариации) этого показателя составляет 13,5%.

Также существует класс бетона на сжатие, который измеряется в МПа (мегапиксели) и обозначается буквой «В», после которой стоят цифры в диапазоне от 3,5 до 80, указывающие какое давление материал выдерживает в 95% случаев.

Класс бетона и его марка неразрывно связанны между собой, поэтому зная один из показателей, можно легко определить другой.

Чтобы определить марку бетона и класс бетона, рассмотрим таблицу, соответствующую ГОСТ 26633-91.

Согласно этим данным определяется марка и класс на прочность бетонного раствора.

Чаще всего при производстве строительного материала для фундаментальных оснований используется бетон М 400, однако не будет лишним рассмотреть и сферы применения других марок.

М 50-100

Самым хрупким и ненадежным считается состав с маркировкой 50. Чаще всего его используют при заполнении пустот в конструкциях, которые не испытывают нагрузок. Приблизительно то же самое можно сказать о смесях М 75 и М 100. Так называемому «худому» бетону нашлось применение при заливке чернового слоя строительной смеси. Эти составы используют при изготовлении подстилающей подушки (подбетонки) для фундаментов, стяжек и при монтаже дорожных оснований.

Исходя из того что, класс бетона по прочности на сжатие соответствует В 7,5, показатель такого материала не позволяет применять его для серьезных работ.

М 150

Обладая чуть лучшими прочностными показателями бетон М 150 также можно отнести к легким бетонам, которые не стоит выбирать для конструкций, испытывающих нагрузки. Такие смеси можно использовать для черновых работ и при заливке фундамента для маленьких одноэтажных построек. Также допускается его применение для стяжек, садовых террас, дорожек и площадок, по которым будут ходить люди.

М 200-250

При соотношении марки 200 и класса бетона В 15 состав получается более прочным. Его можно использовать для возведения подпорных стен, при изготовлении лестниц, площадок, дорожек, отмосток и бордюров. Нередко М 200 заливают фундаментальные основания ленточного типа (только при условии устойчивости почвы) и открытые террасы.

Прочности бетона хватает для монтажа стяжек в помещениях с небольшой механической нагрузкой.

Практически таким же свойством отличается и бетон М 250 – его также часто заливают в качестве плит с малой нагрузкой.

М 300

Если рассматривать марки бетона и их характеристики, то М 300 сегодня пользуется довольно большим спросом при возведении монолитных фундаментов, благодаря оптимальному соотношению цены и качества. Также смеси этого типа подходят для заливки площадок и при изготовлении лестниц как на улице, так и внутри дома. Бетон М 300 обладает хорошей влагоустойчивостью, поэтому влажная среда не оказывает на него разрушительного воздействия.

М 350

Если выбрать марку бетона с классом В 27,5, то вы получите прочный материал для строительства конструкций как монолитного, так и перекрывающего типа. Такие составы используют при закладке фундамента для многоэтажных зданий. Благодаря повышенной прочности смеси, она также подходит для более серьезных построек: бассейнов, несущих колонн, аэродромных плит и многого другого.

М 400

При таком соответствии марки и класса бетона (М 400, В 30) за строительный материал придется заплатить довольно дорого. В силу высокой стоимости смеси этого типа не отличаются большой популярностью у частных застройщиков. Тем не менее, бетон М 400 быстро схватывается, поэтому его чаще применяют при строительстве крупных объектов: торговых комплексов, спортивных арен, банков, аквапарков и так далее. Также этот бетон подходит для заливки мостов, подводных сооружений, высоконагруженных опор и гидротехнических построек.

М 500 и выше

Такие составы можно отнести к узкоспециализированным, так как при такой концентрации цемента и прочностных показателях, применять М 500 для строительства жилых домов не рационально. Обычно бетонные смеси этого класса применяются для возведения банковских хранилищ, мостов, плотин, дамб и стратегических объектов.

Помимо классификации бетонов по прочности, стоит также учитывать и другие отличия.

Применение маркировки и что она означает

Таким образом, все виды цемента разнятся по добротности и характеристикам. Их можно узнать из маркировки этого продукта, которая содержит такую информацию:

• какую нагрузку он может выдержать;
• каков в нем процент добавочного продукта.

На упаковках с цементом можно увидеть надпись: МХХХ/ДХХ/АА. Буква М и символы за ней обозначают марку и максимальную прочность его при сжатии. Так, цемент М300, когда застынет, может вынести тяжесть в 300 кг на квадратный сантиметр.

М-300

Поэтому, такие цифры на мешке характеризуют плотность и крепость этого продукта. Наиболее ходовые представители связующего материала – М300, М400 и М500.

М-400

Есть еще М600 и М700, их используют преимущественно в оборонной промышленности. При покупке цемента стоит знать его расшифровку букв и цифр.

ДХХ указывает на процент добавок. Так, Д10 свидетельствует о том, что в данный цемент также входит 10% добавок – веществ, которые придают ему определенные свойства, например, стойкость к низким температурам, быстрое застывание, не восприимчивость к воздействию соленой воды и т. д.

АА – показатель индекса свойств. Если на их месте будет стоять СС, то это говорит о том, что он способен противостоять разрушаемому действию. Его применяют в строительстве гидротехнических конструкций, которые будут находиться в агрессивной соленой воде, что содержит минералы сульфатов.

Но имеются и иные значения разнообразных примесей:

• ПЦ – обыкновенный сульфатостойкий цемент;
• ШПЦ – шлакопортландцемент, тот что произведен из недорогого сырья;
• БЦ – белый цемент, с ним выполняют отделочные работы;
• ВРЦ – не пропускает влажность, быстро (от 4 до 10 мин.) схватывается;
• Н – продукт, у которого правильное соотношение составляющих;
• ПЛ – цемент, который повышает пластичность и удобоукладываемость растворной и бетонной смесей, повышает их морозостойкость;
• ГФ – гидрофобный, не реагирует на сырость. Его, кстати, можно перевозить на дальние расстояния. К тому же, очень пластичен и морозоустойчив;
• Б – означает тот, что быстро затвердевает (используется для неотложных дел);
• Но это все классическая маркировка. А сегодня производители продукта стали по-новому его величать.

Подробнее о ГОСТе 31108-2003 смотрите в видео.

Цемент М500 — применение

На основе этого материала изготавливаются высококачественные строительные смеси, такие как тяжелый бетон, кладочный и штукатурный раствор. Отличительной чертой готовых конструкций является прочность, стабильность, долговечность. Цемент широко используется на наиболее ответственных строительных участках:

• Для заливки фундамента для многоэтажных и производственных зданий.
• Для строительства общественных и производственных строений и помещений, которые испытывают повышенную нагрузку (например, торговых центров, вокзалов, крупных складов или портовых доков).
• Для проведения аварийного ремонта и восстановления железобетонных и бетонных конструкций. Характеристики материала позволяют выполнить работы в самый короткий период времени и с надлежащим качеством.
• Для возведения гидротехнических сооружений, таких как плотины, мосты, дамбы, шлюзы.
• Используют при строительстве скоростных автомагистралей и дорог и т. д.

Сейчас цемент М500, цена которого зависит от объема (оптом или в розницу) и начинается от 200 с лишним рублей за мешок (50 кг), все чаще стал использоваться для изготовления еврозаборов, тротуарной плитки, газосиликатных блоков.

Условная классификация

Активность цемента в бетоне в течение срока эксплуатации несколько меняется, в зависимости от этого ее условно можно разделить на 3 вида:

• Активная, когда все компоненты бетона вступают в реакцию и перестают кристаллизоваться через 28 суток с момента формовки;
• Перспективная, когда цемент набирает часть прочности в течение 28 суток, а 100% проектного состояния и даже свыше наступает в течение года в процессе монтажа конструкций перед вводом объекта в эксплуатацию;
• Комплексная (частично гидратированная), в таком случае крупные части (негидратированные) остаются в составе камня в качестве наполнителя.

Это условная классификация, которую удобно использовать при определении состава цементного вяжущего для затворения бетонных растворов и их выбора при проектировании.

Что обозначает марка цемента и как ее определить?

Цементная марка показана аббревиатурой ПЦ или М. Аббревиатура М400 будет значить, что он выдерживает давление до 400 кг/см³. Количество каких-либо добавок будет отображаться как буква Д и указанным процентом этих добавок. Например, Д10 – это значит, что содержится 10% добавок. Конечно, любые добавки влияют на характеристики состава, прочность и пластичность.

Существуют и специфические разновидности цемента с индивидуальными свойствами. Как определить марку цемента с особыми свойствами? Такой материал маркируется аббревиатурами:

• Б – означает его быструю скорость затвердевания;
• ПЛ – пластифицированный;
• СС – цемент с сульфатостойкими свойствами;
• Н – так называемый, нормированный цемент (производится на основе клинкера);

Что это такое и основные виды

Пытаясь разобраться, от чего зависит прочность бетона, что это такое и какие есть основные виды показателя, необходимо изучить все основные аспекты процесса приготовления смеси, состав, условия и особенности.

Факторы, влияющие на прочность бетона:

• Качество цемента в составе – чем более высокая марка самого вяжущего, тем прочнее будет бетон.
• Объем цемента в растворе – считается из расчета на 1 кубический метр. Качество и количество цемента взаимосвязаны – при условии большого объема и низкой марки или высокой марки и недостаточного количества результат будет не тем, который ожидается. Готовить нужно по рецепту, указанному в ГОСТе и из цемента подходящей марки.
• Объем воды – также напрямую влияет на прочность: недостаточное количество приведет к невозможности правильно уложить смесь, превышение объема способствует более быстрому прохождению процесса гидратации, что делает бетон слабее за счет появляющихся пор и трещин.
• Качество заполнителей – форма, фракция, чистота. Наполнители с шероховатой поверхностью неправильной формы обеспечивают лучшую адгезию материалов, входящих в бетон (прочность повышается), грязные частицы и гладкая поверхность понижают сцепляемость и прочность соответственно.

• Качество перемешивания компонентов – продолжительность, способ также влияют: если раствор смешивали меньшее время, чем нужно, компоненты не занимают свое место в тесте и прочность понижается.
• Порядок укладки, способ обработки стыка после перерыва в укладке – все это влияет на качество и прочность монолита.
• Вибрация – очень важный процесс, который повышает предел прочности бетона в среднем на 10-30% в сравнении с тем, что уплотнялся вручную.
• Условия твердения – температура, влажность, от чего во многом зависит прочность. Самые высокие показатели у смеси, которая твердеет во влажной среде со средней температурой, а вот в жаре и сухости раствор быстро теряет влагу, может покрываться трещинами. При температуре ниже нуля бетон вообще прекращает твердеть.
• Замерзание – если твердение дошло до определенной точки, временное замерзание монолита просто приостанавливает процесс, потом он продолжается без потерь свойств. Если же бетон замерзает на ранней стадии прохождения реакции, конечная прочность существенно понижается.

Основные виды прочности бетона:

1. Проектная – та, что указана в нормативных документах и предполагает способность монолита полностью выдерживать указанные нагрузки после того, как прошел полный срок твердения (28 суток).
2. Нормативная – та, что указана в ТУ или ГОСТе.
3. Фактическая – среднее значение, которое высчитывают по результатам проведенных испытаний.
4. Требуемая – максимально допустимый показатель для эксплуатации, который устанавливает лаборатория предприятия.
5. Распалубочная – та, при которой можно демонтировать опалубку, разбирать формы.
6. Отпускная – показатель, при котором допускается отгружать изделие потребителю.

Виды прочности касательно марки и качества: прочность бетона при сжатии, на изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность.

Области применения

С тем, какие требуются материалы для бетона в каких пропорциях определились, но какая марка нужна? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Проще будет ориентироваться, если будете знать, какие марки бетона для чего могут быть использованы (назовем только те, которые применяются при строительстве частного дома, его ремонте или обустройстве участка).

М100 (В7,5). Это так называемый тощий бетон. Его используют в для подготовки площадки под ответственные конструкции. Например, при строительстве ленточного фундамента на гравийно-песчаную подсыпку укладывают слой тощего бетона, а после начинают работы по армированию. Этот же состав применяют при укладке бордюрного камня, например при изготовлении дорожек или отмостки вокруг дома.

М150 (В12.5). Этот состав применяют при подготовке под плитный фундамент, для стяжек, заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона может использоваться для изготовления фундаментов под небольшие легкие постройки типа деревянной бани или небольшого гостевого дома из бруса или бревна.

М200 (В15). Одна из наиболее популярных марок бетона. Из него делают фундаменты любого типа для легких домов на нормальных грунтах, стяжки, лестницы, отмостки, дорожки. Из бетона этой марки изготавливают цементные блоки в домашних условиях, его же используют на заводах для изготовления фундаментных и строительных блоков.

Соотношение цемента и песка для бетона влияет на прочностные характеристики

М250 (В20). Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Делают любые фундаменты на сложных грунтах, или на нормальных, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Делают отмостки, которые будут использоваться как дорожки, наружные лестницы, бетонируют крыльцо, заборы и т.п. Также из него делают плиты перекрытия при небольших нагрузках.

М300 (В22,5). Также подходит для всех перечисленных выше областей, но в еще более суровых условиях эксплуатации. Изготавливают фундаменты под тяжелые дома на пучныстых грунтах, делают монолитные стены, дорожки, водонепроницаемую отмостку и т.п. Из этой марки бетона в основном делают плиты перекрытия и ростверки для свайно-ростверковых фундаментов.

М350 (В25). Прочность этой марки для частного строительства в основном чрезмерна. Это бетон используется для строительства монолитных чаш бассейнов или для изготовления фундаментов при высоком уровне грунтовых вод, для других сооружений, требующих высокой водостойкости. Эта марка уже чаще используется в промышленном строительстве.

Приготовление бетонного раствора

Общая тенденция: чем выше марка вяжущего, тем более прочный бетон получится при его использовании. Портландцемент М500 подходит для затворения бетонного раствора М100…М450. Причем, чем ниже марка рабочего раствора, тем меньший расход вяжущего происходит. Если посчитать, таким способом можно сэкономить деньги! Достаточно знать правильные пропорции приготовления материала.

Кроме вяжущего понадобится очищенный щебень, речной песок и вода. Технологическая таблица пропорций бетона из цемента м500:

Чтобы при соблюдении пропорций получить раствор и в дальнейшем конструкцию с ожидаемыми характеристиками, необходимо принимать во внимание срок годности вяжущего. В полиэтиленовых непроницаемых мешках он может храниться 12 месяцев, в многослойных бумажных – 6 месяцев

Примечательно, что каждый 3 месяца происходит ослабление сухого вяжущего на 1 позицию, то есть М500 через 2 месяца после выпуска превращается в М400. Понятно, что указанные в таблице пропорции для такого компонента уже неактуальные. По этой причине необходимо выбирать цемент непосредственно от производителя или прямого поставщика.

Новое обозначение

Новая маркировка цемента не является точной заменой старого обозначения – в данном случае применяются несколько иные критерии оценки вяжущего. Правила маркирования современного образца регламентированы в ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные», составленном согласно стандарту Евросоюза EN 197-1.

Маркировка по новому госту включает обозначение типа цемента:

• ЦЕМ I – ПЦ (чистое вяжущее без добавок);
• ЦЕМ II – ПЦ с улучшающими характеристики добавками на минеральной основе);
• ЦЕМ III – ШПЦ (шлаков не менее 20%, остальное – клинкер);
• ЦЕМ IV – цемент на пуццолане;
• ЦЕМ V – вяжущее композитное на нескольких основах в одинаковом количестве.

Количество добавок теперь не указано точно, оно обозначено интервалами: А – 6…20% или В – 20…35%. Буквы идут следом за основным типом цемента через дробь, например ЦЕМ II/А.

В отличие от старого обозначения маркировка по госту нового типа включает буквенную шифровку присадок:

• П – пуццолан;
• Ш – шлак;
• И – известняк;
• З – зола уноса;
• Г – глиеж (обожженная естественным способом глина);
• МК – микрокремнезем конденсированный;
• К – комбинированная добавка.

Тип добавки ставится после обозначения количеств присадок: ЦЕМ II/А-И.

Такой показатель, как прочность, в новом стандарте присутствует в измененном виде. Если в старом ГОСТе марка обозначалась в кг/см² (м300, 400, 500 и 600), то в ГОСТ 31108-2003 это классы прочности, показатели которых приведены в таблице:

Соответствие прочности старого и нового образца:

После класса прочности следуют буквы – обозначения скорости твердения «Б» — быстротвердеющий с началом схватывания от 10-15 минут, «Н» — нормальнотвердеющий цемент со схватыванием раствора через 2-4 часа после замеса.

Пример обозначения маркировки цемента по евростандарту:

Цемент какого производителя лучше покупать?

Это не менее распространенный вопрос после вопроса о то какая марка цемента лучше. На рынке России присутствует продукция десятков отечественных и зарубежных брендов, поэтому начинающему застройщику трудно разобраться цемент какого производителя лучше, и если позволяют финансовые возможности, он традиционно отдает предпочтение дорогостоящей импортной продукции. Рассмотрим данную проблему в плане сроков изготовления и хранения импортного и отечественного материала.

Основные поставщики цемента в Российскую Федерацию – страны Европы, Турция, Иран, Египет и Китайская Народная Республика. Соответственно доставка цемента на оптовые базы РФ занимает определенный промежуток времени.  Кроме того цемент проходит ряд перевалок, что не добавляет ему свежести и качества.

Доставка российского цемента происходит значительно быстрее при меньшем количестве перевалок. Поэтому, учитывая, что каждый отечественный производитель обладает собственной лабораторией и в условиях жесткой конкуренции борется за клиента высоким качеством продукции, ответ на вопрос какой производитель цемента лучше – производитель, расположенный на территории Российской Федерации. Наиболее популярные марки это Евроцемент, Лафарж, Холсим, но это не значит, что цемент других заводов хуже.

Сказанное не касается белого портландцемента. На данный момент времени, по степени белизны продукции, импортные цементы несколько лучше, чем продукция единственного российского завода производящего белый цемент – ООО «Холсим (Рус) СМ».