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

Виды сырья

Отнесение бетона к конкретной марки зависит от его плотности, которая в свою очередь определяется технологией изготовления.

Легкий

Состав в который наряду со стандартными компонентами входит пористый наполнитель:

• керамзит
• перлит
• туф
• пемза
• гипс

Низкая плотность этих материалов влияет на то, сколько весит куб бетона, выполненный из них. Диапазон значений плотностей готового продукта от 500 до 2000 кг/м3.

Низкая плотность материала обусловлена тем, что в его структуре содержится много крупных пор.

При возведении стен такой материал ввиду своей легкости не применяется. Зато его используют как теплоизоляционный материал.

Его достоинства состоят в следующем:

• Низкая теплопроводность – поры в материале заполнены воздухом, который очень плохо проводит тепло. Соответственно, материал применяется в качестве утеплителя для стен.
• Небольшой вес в одном и том же объеме – такое качество дает несколько плюсов: легко транспортировать, фундамент из него не нужно усиливать дополнительными материалами, также его достаточно легко поднимать на высоту.

Высокая звукоизоляция также связана с микроструктурой материала – звуковая волна значительно ослабевает, когда попадает в поры и отражается от многочисленных стенок.
Поскольку материал имеет крупную пористую структуру, то с ним легко работать – устанавливать, разрезать.

Такие свойства наряду с высокой прочностью позволяют применять его не только как утеплитель, но и в возведении несущих стен.

Наряду с достоинствами материал имеет недостатки, которые также объясняются его структурой – большие поры легко впитывают влагу, в результате чего со временем он утрачивает свою прочность.

Тяжелый

Тяжелый бетон в качестве дополнительного компонента включает в себя такие, горные породы, как:

• гравий
• гранит
• мраморная крошка

Последняя используется намного реже ввиду своей дорогой цены. Наличие таких плотных наполнителей определяет большой вес кубометра бетона. Диапазон значений его плотности от 1800 до 2500 кг/м3.

Особенности состава влияют на структуру. Содержание крупных фракций гранита или гравия значительно уплотняет материал и повышает его износостойкость. Суть этого явления можно наглядно увидеть из приведенной ниже схемы, на которой отражена структура легкого, тяжелого и особо тяжелого бетона (слева направо).

Преимуществами материала:

• Прочность – именно такие фракции чаще всего применяются при возведении фундаментов многоэтажных домов и любых сложных конструкций, устойчивость которых предполагает высокое сопротивление материала сжатию.
• Водостойкость – поскольку поры заслоняются фракциями тяжелого компонента, то и воды в такой материал проникает существенно меньше, чем в легкие аналоги. Соответственно, срок службы материала значительно увеличивается.
• Этот материал также обладает низкой теплопроводностью и хорошо гасит звук.

Степень прочности разных марок тяжелого зависит от содержания в нем разных компонентов на 1 кубометр. Соответственно, выделяют несколько классов прочности готового материала. Понять отличия можно из сравнительной таблицы.

Особо тяжелый

Этот класс материалов применяется в строительстве специальных сооружений, требующих исключительной прочности несущих конструкций. Например, стены АЭС предполагают не только надежность материалов, из которых они изготавливаются, но и их высокую плотность, защищающую окружающую территорию от вредного радиоактивного излучения.

Плотность такого материала определяет предельно большой вес кубичкского метра по сравнению со всеми остальными марками (от 2500 до 3000 кг/м3). В его состав наряду со стандартными компонентами входят:

• барит (его плотность порядка 4500 кг/м3)
• магнетит (4900-5200 кг/м3)
• лимонит (3300-3900 кг/м3)
• чугунная дробь (6500-7000 кг/м3)
• фрагменты стали (7800 кг/м3)

Именно отходы от производства стали и чугуна обуславливают свойство такого бетона отражать излучение. Толщина стен с этими компонентами существенно ниже, чем без них.

Особенности цемента

Технология изготовления, состав, плотность цемента М400 обеспечивают способность выдерживать усилия порядка 400 килограмм на 1 квадратный сантиметр. Состав с маркой М500 выигрывает по характеристикам и применяется, когда необходимо обеспечить увеличенную прочность.

Преимуществами цемента М400 являются:

• надежное твердение состава;
• возможность применения для строительства фундаментов, штукатурных работ, кладки;
• отсутствие растрескивания при соблюдении технологии;
• дешевизна, позволяющая достичь экономии финансовых ресурсов.

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.

Главные свойства

Цементом считается вяжущий строительный материал, в состав которого входит глина, известняк, мергель, гипс и другие минеральные добавки. В чистом виде цемент используется редко — раствор разбавляют песком и водой.

Главными свойствами, на которые следует обратить внимание при покупке, считаются:

1. Скорость застывания раствора отвечает за прочность и равномерность поверхностного слоя. Взаимосвязанным параметром считается тонкость помола сухого состава.
2. Прочность отвечает за нагрузку, которую способен выдержать готовый материал. По механическим показателям цемент делится на 4 марки: 400, 500, 550, 600.
3. Время и объем теплоотдачи во время затвердения смеси регулируется минеральными добавками. Характеристика отвечает за равномерность покрытия и отсутствие трещин.
4. Фракция помола играет важную роль в плотности будущего материала. Чем мельче крупинки, тем прочнее получится заливка.
5. Морозоустойчивость смеси определяет, где целесообразно применять материал, — внутри помещений или снаружи.

Удельный вес: характеристика показателя

Показатель удельного веса дает возможность определить массу 1 куба цемента.

Параметр зависит от ряда факторов:

1. От марки сухого состава пропорционально зависит масса и плотность.
2. Способ изготовления смеси. Крупная фракция сохраняет некоторые пустоты между компонентами материала, которые уменьшают соотношение массы на 1 м³.
3. Дата производства. В процессе изготовления материала между его частицами возникает энергия трения, которая увеличивает объемный вес цемента. Со временем энергия ослабевает, и показатели меняются.
4. Наличие минеральных добавок увеличивает или, наоборот, уменьшает значение параметра.
5. Условий хранения. Повышенная влажность воздуха в помещении, где хранится сухой состав, способствует возрастанию плотности, что соответственно увеличивает его массу.

В специализированной литературе встречается другое название параметра — удельная плотность вещества.

Удельный вес различных марок

Люди, которые применяют строительный материал в частных целях, задаются вопросом, сколько весит куб цемента М400. Это связано с тем, что от марки цементной смеси напрямую зависит плотность строительного материала, назначение и механические характеристики.

Эталоном качества принято считать марки 400 и 500. Их используют для строительства крупных объектов, зданий, межэтажных перекрытий и заливки площадок. Поэтому строитель должен знать, сколько кг цемента нужно для каждого этапа работ.

Приблизительное соотношение выглядит следующим образом:

• удельный вес цемента М400 в уплотненном виде получается 1400-1600 кг на 1 куб;
• масса смеси в 1 м³ марки М500 составляет 1500-1700 кг или, если перевести в тонны, 1,5-1,7 т.

При возведении крупных объектов строители чаще используют понятие «насыпная плотность». На удельную массу влияет степень утрамбованности материала, поэтому при расчете веса 1 м³ цемента М400 в мешках может превышать 3 т.

Нужно помнить, что показатель удельной массы для одной марки у разных производителей может отличаться. Поэтому не рекомендуется использовать материалы нескольких брендов на одном объекте.

Разновидности

В зависимости от состава различают следующие виды смеси:

• известковый;
• сульфатостойкий (отличается повышенной морозостойкостью);
• мергелистый;
• глинистый (обладает высокой водонепроницаемостью);
• гидравлический;
• тампонажный;
• напрягающий.

Получают различные сорта раствора путем увеличения процентного соотношения минеральных добавок и компонентов, которые способны повлиять на характеристики материала.

Например, сульфатостойкий вид обладает высокой устойчивостью к низким температурам, благодаря чему применяется для строительства нежилых объектов и наружных работ. Но высыхает такой раствор дольше остальных. Тампонажный вид используют для бетонирования нефтяных скважин, а в муниципальном строительстве материал применяется крайне редко.

Что влияет на плотность цемента?

Значение истинной плотности – постоянное. Насыпная плотность материала не является стабильной. Различные условия могут вызывать значительные изменения с разницей до 500 кг/м3.

• При пересыпании пылинки порошка взаимодействуют с дополнительным объёмом воздуха, своеобразно захватывая его, в результате чего увеличивается объём. Вещество становится менее плотным. При перевозке, подвергаясь встряске, количество пустот, излишнего воздуха у сыпучих материалов исчезает, плотность увеличивается.
• Объём вещества, а, следовательно, насыпная плотность меняются под воздействием статического электричества, возникающего из-за трения. Частички взаимоотталкиваются, объём увеличивается.
• Плотность зависит от марки цемента. К примеру, М500 обладает более высокой плотностью в сравнении с М400 и другими.
• Влияет на плотность технология изготовления. Разные по величине и форме микрочастицы занимают неодинаковый объём.
• Плотность меняется в зависимости от химической формулы вещества. Различается у чистого цемента и его разновидностей, к примеру, с глинозёмами, гидрофобными присадками.
• Имеют значение условия хранения, перевозки. Материал сохраняет свои качества длительное время при тщательном соблюдении требований. В противном случае плотность снижается от перепадов температур, впитывания влаги.

Наиболее качественный – свежий, недавно изготовленный цемент любого вида. Давно изготовленный, слежавшийся цемент утрачивает важные качества, в том числе и плотность.

• К примеру, истинное значение плотности для цемента М500 – 3100 кг/м3.
• Может достигать 3200 кг/м3 (даже при соблюдении всех условий).
• Такое значение используют в теоретических исследованиях, лабораторных опытах. Оно значительно больше насыпного показателя.
• У свежего насыпного – 1100 – 1300 кг/м3. Некоторое время пролежавший материал имеет плотность 1500 – 1600 кг/м3.

Классификация плотности бетона кг/м3 по маркам

Марка есть у любого типа. Именно на нее необходимо ориентироваться каждому, кто приобретает цемент. Она складывается из буквы М и идущего далее числа. Кроме того, есть и другая характеристика – класс. В нормативных документах обычно указан именно он, но при заказе покупатели чаще различают бетон по маркам. Класс обозначают буквой В, за ней следуют цифры, которые показывают, какую нагрузку выдержит застывший раствор.

Распространенные марки:

1. М100. Применяется в процессе подготовительных работ, прежде чем приступить к заливке фундамента. Используется как бетонная основа для бордюров при строительстве дорог.
2. М200. Самая распространенная марка. Этот раствор относится к классу тяжелых, средняя плотность 2000 кг/м3. В составе – цемент, гравий, песок. Оптимальное сочетание прочности, качества и цены. Подходит для фундамента жилых домов, работ по благоустройству (строительство пешеходных дорожек, тротуаров), изготовления бетонных покрытий, лестниц, плит. Данная марка не трескается, хорошо выдерживает перепады давления и температур. Это и определяет его популярность и универсальность применения.
3. М250 (класс В 20). Свойства практически совпадают с предыдущей маркой, однако прочность выше. Способен формировать плиты высокой нагрузки.
4. М300. Подходит для монолитных фундаментов, стен, заборов, лестничных маршей.
5. М350 (В25). Высокой прочности, применяется для монолитных конструкций в многоэтажном строительстве, а также для несущих колонн зданий, оснований бассейнов и аэропортов.

В таблице которая будет приведена ниже указано, какая марка бетона по средней плотности соответствует определенному классу.

Таблица плотности бетона кг/м3

Класс	Средняя прочность, кгc/кв.см.	Марка
В5	65	М75
В7,5	98	М100
В10	131	М150
В15	196	М200
В20	262	М250
В25	327	М350
В30	393	М400
В35	458	М450
В40	524	М550
В50	655	М600
В60	786	М800

Как повлиять на объемный вес?

Плотность бетонного монолита во многом определяется особенностями компонентов смеси

Именно их подбору следует уделить внимание, чтобы получить на выходе желаемый вес бетонного раствора. Причем собственно состав и соотношения в рецептуре – далеко не единственный решающий фактор

Больше половины массы бетона приходится на крупный заполнитель, поэтому изначально необходимо определить его собственный вес и даже насыпную плотность. Последняя покажет, сколько внутри осталось воздушных карманов для песка и цемента, однако масса камней даст куда более серьезную разницу. К примеру, если в состав В25 входит гранитный или доломитовый щебень прочностью М600, его собственная плотность будет настолько велика, что бетон получится не ниже D2200-2400. А пемза, керамзит и туф дадут лишь облегченный тип монолита не тяжелее 1,6-1,8 т/м3.

Плотность цементного монолита можно изменять и с помощью других компонентов раствора, но уже не так заметно. Например, увеличение веса вызывает применение заполнителей мелких фракций. И не стоит забывать о специальных пластификаторах, улучшающих текучесть смеси, одновременно сокращая количество жидкости в ней.

Технические характеристики

Марка цемента М500 демонстрирует высокие эксплуатационные характеристики. Особой популярностью смесь пользуется благодаря своим прочности, надежности и долговечности, а также универсальности.

Основные свойства портландцемента М500:

• Начало схватывания – через 45 минут после замеса
• Полное затвердевание и набор прочности – в течение 28 суток
• Морозостойкость – около 70 циклов замораживания/оттаивания
• Нагрузка на изгиб – до 6.3 МПа (63 атмосфер)
• Тонкость помола – 92%
• Гигроскопическое расширение – максимум 10 миллиметров
• Прочность на сжатие – 59.9 МПа (591 атмосфера)
• Срок хранения сухой смеси – в заводской упаковке, не нарушенной, около 1 года (несмотря на то, что на пакетах обычно указывают срок годности цемента М500 12 месяцев, уже через 3-6 месяцев он постепенно теряет свои свойства)
• Радиоактивность – до 370 БК/кг (1 класс)
• Плотность – до 3200 кг/м3

Плотность

Плотность являет собой информативный показатель, который отвечает за качество вяжущего. Именно плотность влияет на надежность и прочность застывшего камня. Чем более высокий показатель насыпной плотности демонстрирует портландцемент (ПЦ) 500, тем ниже будет пористость монолита и тем хуже он будет впитывать воду, разрушаться при морозе, различных нагрузках.

Насыпная плотность цемента М500 может варьироваться в пределах 1100-1600 кг/м3. В расчетах обычно используют показатель 1300 кг/м3. Истинная плотность материала равна 3200 кг/м3.

Добавки

В цемент портланд 500 вводят различные добавки, призванные улучшить те или иные его свойства, выполнять другие задачи.

Основные виды добавок для цемента:

• Для регулирования свойств – влияют на прочность, сроки схватывания, пластичность, водопоглощение.
• Вещественные – влияют на прохождение процессов гидратации и твердения. Это могут быть активные минеральные добавки либо наполнители.
• Технологические – оказывают влияние на процесс помола, что может определенным образом сказываться на характеристиках материала, но вовсе не обязательно.

Объем добавок может быть разным, что отображает маркировка. Д0 – это цемент без добавок, Д5 или Д20, к примеру – это цемент, в составе которого есть 5% и 20% разных веществ соответственно. Все добавки призваны улучшать характеристики вяжущего, в той или иной мере.

Нормы расхода

Портландцемент М500 поставляется мешках по 25 кг, 50кг (более востребованы). И вопрос о том, сколько понадобится вяжущего для приготовления раствора, актуален для всех мастеров. Нормы расхода зависят от того, какой бетон нужно приготовить и для чего. Кладочные и штукатурные смеси производят из цемента и песка в соотношении 1:3, 1:2.

Как правило, для заливки и создания прочных конструкций используют такие компоненты: чистый песок (без глины, ила, мусора, мелкого щебня), щебень морозостойкостью F-65 и прочности минимум М1000, портландцемент М500. Расход цемента М500 для разных растворов:

• Бетон М200 – 250 килограммов
• М250 – 300 килограммов
• М300 – 350 килограммов
• М350 – 400 килограммов
• М400 – 450 килограммов

В домашних условиях приготовить бетон прочностью М300 и выше марки практически невозможно, так как тут требуется тщательное перемешивание, добиться которого без использования технологического оборудования чрезвычайно сложно.

Фасовка и упаковка

Цемент производится и поставляется в любых объемах. Стандартная фасовка М500 – в мешках по 25, 50 кг (можно найти М500 40 кг, но реже). После производства цемент распределяют по герметичным башням, где обустроена мощная система вентиляции с пониженным уровнем влажности воздуха. Тут вяжущее может храниться до 14 дней.

Потом портландцемент фасуют в бумажные мешки. Вес мешка брутто составляет не более 51 килограмма. Мешки обязательно выполняются из нескольких слоев полиэтилена, чтобы не позволить влаге проникнуть в порошок. На таре указывается дата фасовки и маркировка с основными обозначениями, дающими информацию про материал.

В условиях производства M500 должен храниться только в заводской таре и не более нескольких месяцев. Если планируется хранить долго, мешки складывают на специальные паллеты, переворачивают каждые 2 месяца.

Условия хранения – нормальный уровень влажности, температура воздуха до +50 градусов. Контактируя с воздухом, цемент впитывает из него влагу, что понижает свойства. Также вяжущее теряет параметры каждые несколько месяцев, поэтому самый качественный раствор можно получить из свежего цемента.

Факторы плотности

Насыпная плотность цемента существенно отличается от истинной тем, что она является величиной, умеющей меняться. Находится она чаще всего в пределах от 1100 до 1600 килограмм на один метр кубический.

Существует определенный перечень различных факторов, которые могут повлиять на материал, изменив насыпную плотность цемента.

К ним относятся:

Марка материала

Считается, что любой цемент более низкой марки имеют соответственно более низкую плотность
Именно поэтому данный показатель у материала М200 будет ниже, нежели в М400.
На данный фактор важно обращать внимание, так как марка цемента – это практически первое, на что обращает человек внимание, осуществляя покупку данного товара.

Технология производства. В зависимости от того, каким образом изготовлялся цемент, у него могут быть различные фракции, отличающиеся прежде всего диаметром частиц
Это в свою очередь значительно влияет на то, какие воздушные пространства будут между ними.
Если частицы цемента значительные в свои размерах, то пустоты также будут немаленькими

Чем мельче помол, тем меньше воздушного пространства останется в готовом материале.

Технология производства

1. Химический состав. Если в состав материала добавить определенные пластификаторы, добавки, глинозем или другие элементы, его насыпная плотность может немного поменяться. Связанно это с тем, что размер этих компонентов отличается от размера частиц самого цемента.
2. В итоге они могут, как увеличить воздушное пространство, так и занять его, будучи достаточно маленькими.

Химический состав

1. Условия хранения. В некоторых средах материал может достаточно быстро набирать или же терять свои технические характеристики. Например, цемент, находящийся в силосе, длительное время может совершенно не менять показателей плотность в отличие от материала, расположенного на открытом пространстве.
2. Влага может вытеснять пространство между пустотами, делая цемент более тяжелым и уплотненным. Если транспортировка цемента была неаккуратной, чаще всего его показатели плотности увеличиваются. Чем больше было ушибов на дороге, тем более высокой будет плотность материала.
3. Дата производства. Если цемент был изготовлен сравнительно недавно, в нем остается небольшое количество статического заряда, который существенно может увеличивать воздушное пространство между частицами материала.
4. Из этого следует, что, чем дольше времени прошло после даты производства, тем более высокой будет плотность.

Плотность сухого цемента меняется от всех вышеперечисленных факторов, поэтому очень важно на них обращать внимание, производя расчеты, или же осуществляя поиск ответа на то, почему существуют отличия между указанными производителем параметрами материала и реальными данными

Применение материала

Цемент М400 может классифицироваться на различные виды, каждый из которых обладает своим составом и областью применения:

1. М400 Д0. Этот материал относится к быстро затвердевающим, обладает отличными свойствами стойкости к воде, благодаря чему пользуется широким спросом при строительстве подземных и подводных конструкций. Кроме этого, материал задействуют при изготовлении конструкций из бетона и железобетона, а еще при создании специальных строительных составов.
2. М400 Д20. В составе этого продукта содержится 20% активных минеральных добавок. Используется материал при возведении домов жилого, промышленного или сельскохозяйственного назначения. Благодаря этому материалу удается производить различные строительные смеси. Кроме этого, такой цемент получил широкое применение в работе с различными балками, перекрытиями и плитками. Процесс затвердения наступает по прошествии 11 часов. Отличительными особенностями М400 Д20 остаются морозостойкость и водостойкость.
3. М400 Д20Б. Такой материал активно задействуют при производстве промышленных железобетонных конструкций и изделий. Для этого материал характерны высокие показатели прочности, что заметно уже после первых минут затвердения.

О том какие есть марки цемента, можно узнать прочитав данную статью.