Прочность цемента и его показатели

Во время контакта цемента с водой происходит процесс гидратации. В результате получается цементный камень с тем или иным показателем прочности. На производствах характеристики контролируются действующими государственными стандартами и нормами. Маркировка прочности цемента проводится по двум ГОСТам: советский и современный с учетом европейских норм.

Прочность цемента и его показатели

Определение прочности

У промышленных предприятий для определения прочности товарного бетона существуют специальные лаборатории с оборудованием. На основе тех или иных испытаний материалу присваивают класс и марку. Информацию отображают в сопроводительной документации с учетом поведения образцов в разный период (2, 7 или 28 дней).

Предельное значение

Под пределом прочности цемента подразумевается максимальная выносливость образцов под воздействием гидравлического пресса. За показатель принимается оказываемое давление, при котором начинается разрушение стандартизированной бетонной заготовки. На основании результатов выделяют три группы материалов:

  • низкомарочные – до 30 МПа;
  • рядовые – 30-50 МПа;
  • цемент высокой прочности – от 50 МПа.

Прочность рассматривается чаще с точки зрения сжатия. Но не менее важными сторонами вопроса является выносливость цементного камня относительно изгиба и растяжения. От марки вяжущего компонента здесь прямая зависимость: выше – лучше. Но в первых и вторых показателях разница может достигать 7-8 раз. Например, у цементного образца класса ЦЕМ 42,5 (М500) прочность на сжатие превышает растяжение в 8,3 раза.

ГОСТ

Требования к общестроительным материалам на основе портландцемента прописаны в обновленном регламенте 31108 от 2016 года. Многие предприятия сегодня также ориентируются на ГОСТ 10178 от 1985 года.

Прочность цемента и его показатели

Маркировка на основе документов проводится следующим образом:

Класс прочности цемента Марки цемента по прочности (М)
22,5 300
32,5 400
42,5 500
52,5 600

По советскому стандарту за показатель берется предел прочности цемента на сжатие с усредненным показателем относительно возраста испытываемого образца: 2, 7, 28 дней. При этом заготовок должно быть 6 штук, из которых для вычислений выбирают только 4 лучших. Современный регламент содержит более строгие требования. Здесь соответствовать заявленным характеристикам должны более 95 % образцов.

Испытания

Для определения прочности цемента на изгиб используют бетонные заготовки балочной формы размером 40*40*160 мм, на сжатие – половину образцов. Состав материала: портландцемент и нормальный однофракционный песок в соотношении 1 к 3.

В таблицах представлены показатели прочности цемента в МПа в зависимости от возраста:

Нормальнотвердеющий

Класс (марка) 48 часов Неделя 28 дней
22,5 (М300) от 11 22,5-42,5
32,5 (М400) от 16 32,5-52,5
42,5 (М500) от 10 42,5-62,5
52,5 (М600) от 20 52,5

Быстротвердеющий

Класс (марка) 48 часов Неделя 28 дней
32,5 (М400) от 10 32,5-52,5
42,5 (М500) от 20 42,5-62,5
52,5 (М600) от 30 52,5

Результаты испытаний

Ниже представлены результаты испытаний образцов на изгиб из нормальнотвердеющего цемента спустя 28 дней.

Класс (марка) Прочность в МПа
22,5 (М300) от 4,4
32,5 (М400) от 5,4
42,5 (М500) от 5,9
52,5 (М600) от 6,4

Испытание на сжатие

Процесс испытаний заготовок на сжатие выглядит так:

  • замешивается раствор из вяжущего и песка с добавлением чистой воды в пределах от 25 до 40 % от общего объема;
  • заливается смесь в заготовленные формы стандартного размера;
  • состав уплотняется в течение 3 минут на виброплатформе;
  • образцы спустя 48 часов погружают в воду при температуре +20 градусов по Цельсию на 28 дней;
  • заготовки высушивают с помощью сухой ветоши, помещают под гидравлический пресс.

Прочность цемента и его показатели

Чтобы сократить время набора прочности цемента, в лабораториях прибегают к методу пропаривания. В герметичных устройствах образцы с формами помещают туда на 5 часов. Следующие 3 уходят на постепенное увеличение температуры до +80 градусов по Цельсию в той же камере.

Далее в неизменных условиях заготовки проходят обработку еще 8 часов. После этого останется 2-3 часа на остывание блоков. Испытания на прочность полученных балок или блоков проводят на гидравлическом прессе.

Белый цемент на фоне серого является более прочным вяжущим компонентом быстрого затвердевания. Спустя 28 дней образцы с тремя частями песка в среднем справляются с давлением до 42,8 МПа. После пропаривания на изгиб прочность белого цемента составляет 4,1-5,2 МПа, на сжатие 20,5-24,5 МПа.

Корректировка показателей

В зависимости от проекта и условий, в которых проводится строительство объекта, нередко требуется обеспечить запас прочности. К причинам можно отнести следующее:

  • проведение работ при температуре ниже +15 градусов по Цельсию (нормой считается +20-+24 градуса);
  • использование минерального наполнителя с фракцией отличной от стандартизированной;
  • обеспечение повышенной стойкости бетона к влаге и морозам;
  • изготовление конструкций с высокой нагруженностью;
  • возведение монолитных зданий из раствора с расширяющими присадками.

Чтобы не закупать материалы более высокого класса в целях экономии производители предлагают усиливать характеристики посредством специальных добавок в цемент для прочности. Выделяют всего 3 основных группы материалов. В таблице описано действие каждой из них.

Тип присадок Эффективность
Пластификаторы ●     улучшают подвижность цементного раствора;

●     повышает водонепроницаемость, морозостойкость;

●     снижает дозировку вяжущего до 25 %.

Ускорители ●     сокращают срок схватывания и твердения бетона;

●     повышают устойчивость к нагрузкам на изгиб и сжатие.

Комплексные ●     ускоряют процесс затвердевания раствора;

●     увеличивают прочность (до 70-110 %), водонепроницаемость, морозостойкость;

●     улучшают подвижность;

●     снижают усадку и пылеотделение.

Важно! На строительной площадке в качестве пластификаторов нередко применяются жидкое мыло или стиральный порошок. Здесь выбор допустим только в пользу дешевых средств, в состав которых входит минимальное количество ингредиентов. Из ускорителей популярностью пользуется хлористый кальций.

Кроме традиционных присадок на повышение прочностных показателей положительно влияют противоморозные добавки. Они способствуют повышению плотности и водонепроницаемости монолита.

Содержание добавок обязательно отражается в маркировке товарного бетона. По-старому ГОСТу обозначение Д0 (без дополнительных минералов или присадок) соответствует современному ЦЕМ I. Если Д составляет свыше 5 единиц, то это ЦЕМ II подтипа А (до 20 % присадок) или В (до 35%).

Заключение

Одной из главных характеристик цемента и растворов на его основе является прочность сухого остатка после смешивания сырья с водой. На предприятиях проводятся лабораторные испытания каждой партии. Образцы спустя 2, 7, 28 дней или после процедуры пропаривания помещают под специальный гидравлический пресс.

На основе полученных результатов материал относят к тому или иному классу. Повысить прочность, чтобы не переплачивать за композит более высокой марки, можно с помощью присадок. Пластификаторы на строительной площадке заменяют жидким мылом или стиральным порошком эконом-класса.

Бетон, цемент, ЖБИ
Добавить комментарий