Таблица и определение удельного веса цемента (кг/м³)

Для правильного расчета композиции строительного раствора и бетона используются такие технические параметры, как насыпная плотность и удельный вес цемента. Эти характеристики напрямую влияют на расход связующего материала и, в конечном итоге, определяют прочность фундаментов, стен, перегородок и монолитного железобетонного каркаса. Ключевая фраза «удельный вес цемента» также может быть включена в новую версию текста.

Если удельный вес — величина относительно постоянная и зависит от марки цемента, то насыпная плотность может иметь разные значения в зависимости от тонкости помола, срока хранения, способа и продолжительности перевозки.

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.

Благодаря отличиям в химическом составе каждый тип смеси обладает собственными физическими и эксплуатационными свойствами, что обуславливает их применение в разных областях строительства.

Прежде всего специалисты обращают внимание на следующие характеристики цемента:

• 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.

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.

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:

Марка	М100	М200	М300	М400	М500
Плотность	700	900	1100	1200	1300

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.

Показатели цемента разных видов

Для удобства возможные значения показателя для различных марок сведены в таблицу:

№ п/п	Наименование	Плотность (кг/м3)
Насыпная	Истинная
1	Глиноземистый
2	Сульфатно-шлаковый
3	Портландцемент (без примесей)
4	Шлакопортландцемент
5	Пуццолановый портландцемент
6	Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент

При проведении вычислений на практике часто используются усредненные данные. На предприятиях по производству железобетонных изделий в нормативные вычисления закладывается отношение массы к объему, равное 1300 кг/м3. Этот расчет используют и частные застройщики. Эта цифра реальна для стройматериала свежего помола средней рыхлости, расфасованного в бумажные мешки.

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.

Хранение во влажном помещении способствует впитыванию цементным порошком влаги. Вода вытесняет воздух, что делает материал более плотным, приводит к ухудшению качества цемента или его полной негодности.

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 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.

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.

Для этого потребуется:

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

Сначала следует взвесить пустую емкость. Обозначают эту массу как M1. Затем в мерную посуду через воронку аккуратно засыпают цемент, убирают его излишки и взвешивают ее снова. При этом емкость с содержимым не встряхивают, материал нельзя перемешивать или утрамбовывать.

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.

Как рассчитать вес цемента для приготовления строительных смесей

При расчёте необходимых ингредиентов для приготовления бетона или раствора у начинающих строителей появляются трудности. Количество смеси для проведения работ определяется в кубических метрах, а цемент измеряется килограммами. Он продаётся мешками в стандартной фасовке 25 и 50 кг.

Чтобы рассчитать, сколько весит мешок цемента (точнее его объем), используют среднюю плотность – 1300 кг/куб. м. Поэтому 1 куб. м материала весит 1300 кг. Мешок 25 кг примерно имеет объем 19 л, 50 кг – 38 л.

Ведро цемента (стандартно 12 л) будет весить 15,6 кг. Массу материала можно определить и опытным путём. Достаточно взвесить смесь прямо в ведре, предварительно отняв вес тары. Если измеренное значение будет сильно отличаться от расчётного (15,6 кг), можно заподозрить низкое качество материала. Чтобы определить его приблизительную плотность, полученный вес нужно разделить на объем тары.

Классификация удельного веса 1 куба бетона:

Самым распространенным способом классифицирования веса куба состава является разделение согласно удельному весу. Согласно объемной массе, выделяют такие виды бетонов, как:

1. Особо легкие: вес 500 кг максимально на каждый куб. Характеризуется содержание воздушных ячеек с диаметром 1-1,5 мм и пористой основой. Это знакомые нам пено и газоблоки, которые в основе своей имеют не только классические цемент и песок, но и пенообразователь, создающий ячейки с воздухом. Это позволяет создать низкий вес и хорошую теплоизоляционную способность.
2. Легкие: 500 кг – 1,8 т на куб. пористая структура, которая определима от того, сколько будет в нем различных облегченных фракций, таких, как керамзит, туф, пемза или вермикулит. Содержание песка в них около 600 кг на куб. Из него получаются отличные блоки и перегородки, легкие конструкции, облегченные блоки, по типу шлакобетона.
3. Тяжелые: 1800 – 2500 кг. Часто содержат в качестве наполнителя гравий и щебенку, песок крупных фракций, используются минеральные наполнители, кварцевый песок. Также здесь примерно по 200 л воды и 250-450 кг цемента. Это самый часто используемый нами в строительстве бетон.
4. Особенно тяжёлые: 2,5 -3,5 тонны. Здесь применимы наполнители на основе группы минералов, таких как бариты, магнетиты, лимониты. Учитывая огромную массу таких смесей. В принципе, вам даже не стоит на них зацикливаться, т.к. они в частном строительстве и близко не используются, в основном в промышленности.

Вычисление объема порошка, входящего в мешок

На самом деле, определить содержание вяжущего вещества в одном мешке сложнее, чем может показаться. Для начала стоит уточнить массу цемента. Зачастую стандартная заводская фасовка для мешка цемента — 50 кг. Также существует мешок на 25 килограммов и 40 килограммов. Однако мешок массой в 50 килограммов может отличаться от аналогичного по ряду смежных параметров:

• наличие добавок;
• уровень плотности цемента;
• как следствие предыдущего пункта, занимаемое пространство в 1 мешке.

Стоит учесть тот факт, что характеристики порошка могут меняться со временем. В частности, плотностное значение наименьшим является по завершению производства (так называемая насыпная плотность) из-за насыщения воздухом. Когда осуществляется транспортировка, происходит увеличение насыпного плотностного параметра. И даже если условия, при которых осуществляется хранение, оптимальны, то в течение года исходное число увеличится примерно на 35%.

Как определяется?

Это не так уж сложно. Для работы потребуется емкость известного объема (проще всего использовать 1 литр) и воронка. Порядок определения таков:

• Емкость взвешивается;
• Через воронку, цемент засыпается в емкость;
• Излишки материала удаляются;
• Емкость взвешивается в наполненном состоянии;
• Из результата отнимается масса пустой емкости;
• Полученный чистый вес порошка в килограммах делится на объем в кубометрах (литр – это 0,001).

Процесс приготовления нужного раствора

Пескоцементные смеси используют для кладочных или штукатурных работ. Требования к компонентам применяются разные. На первом этапе наливают воду, затем известь и перемешивают до образования однородной белой жидкости.

Для отделки применяют только мелкозернистый чистый песок. Раствор рекомендуется готовить в большой емкости. На втором — добавляется песок. Очищают от посторонних примесей: травы, листьев, камней и других инородных тел.

В случае приобретения готовой смеси необходимо следовать инструкции на упаковке. При необходимости добавить пластификаторы.

Расчет объемного веса

Чтобы рассчитать удельный вес цемента в 1 м3, применяется

формула: M/V,

где:

• M — масса цемента;
• V — объем.

Измеряется показатель в кг/м³. Для перевода кг в тонны необходимо разделить полученную величину на 1000.

Марка раствора

Объемная масса раствора варьируется от применяемой марки и

соответствует следующим цифрам:

• от М100 до М200 — 900;
• от М300 до М500 — 1100;
• песчано-цементная смесь — 1700;
• цементно-перлитовый и шлаковый составы — 1000-1400.

Сферы использования марок

При строительстве важно соблюдать совместимость материалов. Если на объекте используются кирпичи марки 100, то и цементный раствор для их соединения должен быть М100. Для штукатурки, выравнивания стен, внутренних отделочных работ в сухих помещениях применяют цемент марок М200 и М300.

Для обработки внутренних стен влажных помещений, внешней отделки любой сложности, а также изготовления бордюров, плитки и железобетонных конструкций применяют марки М400 и М500.

Цемент М600 используется только для создания конструкций с повышенной прочностью.

Как готовить раствор при минусовой температуре

При температуре воздуха до -5°С приготовление раствора производится по стандартному рецепту. Если показания градусника упали ниже, требуется применение специальных присадок, которые уберегут швы от обсыпания. В этих целях можно применять моющие средства. Также специалисты рекомендуют добавлять в смесь антикоррозийные вещества.

Во избежание трудностей с компонентами раствора рекомендуется применять теплую или горячую воду. В ней промерзшие составляющие быстрее приобретут нужную консистенцию.

Как рассчитать сколько нужно цемента и песка?

Для расчета количества цемента и песка необходимо знать объем или массу бетона, который вы хотите изготовить, а также соотношение между цементом и песком, которое будет использоваться при смешивании.

Соотношение цемента и песка зависит от типа бетона, который вы хотите получить. Например, для обычного бетона соотношение может быть 1:2:3, где 1 часть цемента, 2 части песка и 3 части щебня. Для других типов бетона соотношение может быть иным.

Если у вас есть объем или масса бетона, а также соотношение между цементом и песком, можно использовать следующие формулы для расчета количества цемента и песка:

Для расчета количества цемента: Количество цемента = объем бетона * (доля цемента / суммарную долю ингредиентов) или Количество цемента = масса бетона * (доля цемента / суммарную долю ингредиентов)

Для расчета количества песка: Количество песка = объем бетона * (доля песка / суммарную долю ингредиентов) или Количество песка = масса бетона * (доля песка / суммарную долю ингредиентов)

Здесь доля цемента и доля песка определяются соотношением между ними, а суммарная доля ингредиентов — суммой долей всех ингредиентов, используемых в бетонной смеси (цемент, песок, щебень и т.д.).

Например, если вы хотите изготовить 1 кубический метр обычного бетона соотношением 1:2:3 и у вас есть цемент с плотностью 1400 кг/м³, песок с плотностью 1600 кг/м³ и щебень с плотностью 2400 кг/м³, то расчет будет следующим:

Суммарная доля ингредиентов = 1+2+3 = 6 Доля цемента = 1/6 = 0.1667 Доля песка = 2/6 = 0.3333 Доля щебня = 3/6 = 0.5

Количество цемента = 1 * (0.1667 / 0.5) * 1400 = 466.67 кг Количество песка = 1 * (0.3333 / 0.5) * 1600 = 1066.67 кг

Т