Испытание цементного раствора на прочность

Обновлено: 29.04.2024

Снова приоткрываем двери лаборатории для наших читателей. На этот раз покажем как проходят испытания цемента на прочность.

Ни один серьезный производитель не запустит цемент в производство керамзитобетонных блоков без предварительной проверки его на соответствие заявленной марке. Естественно, что Чебоксарский Стройкомбинат проводит такие испытания, и вот как раз одному из них и будет посвящена наша статья. Мы расскажем вам, как проверяется цемент в лабораторных условиях, а также для чего нужно это делать.

Какой цемент будем исследовать

Под прицел попал цемент ЦЕМ I 42,5 Н двух производителей – ООО «Азия Цемент» из Пензы и ЗАО «Ульяновскцемент».

Азия Цемент
Современный красавец-завод, выстроенный с нуля с 2010-го по 2013-й год. Первая тонна цемента была выпущена в ноябре 2013 года, а через полгода завод вышел на полные производственную мощность
1 860 000 тонн цемента в год.

Ульяновскцемент
Завод ввели в эксплуатацию в 1961 году. На рубеже тысячелетий на заводе провели модернизацию и техническое переоснащение. Это одно из крупнейших предприятий промышленности с максимальной производственной мощностью –
2 400 000 тонн цемента в год.

ЦЕМ I 42,5 Н – новая маркировка того самого «пятисотого» цемента, соответствует ПЦ-500-Д0. Применяется для изготовления изделий из бетона, в монолитном домостроении и др.

Цифра I означает "бездобавочность" цемента (добавки улучшают некоторые технологические качества цемента, но имеют и свои минусы).
Цифра 42,5 указывает на устойчивость к осевому сжатию в 42,5 МПа.
Буква Н обозначает скорость твердения, в данном случае «нормальнотвердеющий».

Тонкость помола
Сроки схватывания
Нормальная густота и водоотделение
Активность при пропаривании
Собственно прочность цемента

Тонкость помола цемента

Тонкость помола – характеристика дисперсности цемента. Именно от нее зависит скорость гидратации связующего материала керамзитоблоков.

Гидратация цемента – химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), причем образуются твердые новообразования (гидраты), которые заполняют первоначально залитый цементом и водой объём плотным наслоением гелевых частиц, вызывая тем самым упрочнение. Первоначально жидкий или пластичный, цементный клей превращается в результате гидратации в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, дальнейшая — упрочнением, или твердением.

Чем выше тонкость помола, тем быстрее будет нарастать прочность. Это важное свойство цемента, которое необходимо контролировать.

Сроки схватывания и нормальная густота цемента

Сроками схватывания цемента называют начало и конец этого процесса. За стартовую точку принимается начало потери подвижности (или же пластичности) цементного теста, за конечную точку – некоторое его затвердение. Сроки схватывания необходимо знать, поскольку применять свежеприготовленные растворы допускается лишь до начала схватывания. Можно, конечно, и не соблюдать это условие, но тогда схватившееся тесто утратит свою клеящую способность, а прочность раствора будет низкой.

Измеряем сроки схватывания. По ГОСТ начало схватывания цемента наступает не ранее 45 минут, конец схватывания должен наступить не позднее 10 часов. Чтобы измерить фактические значения используется специальный прибор под названием ВИКА (на фото).

В обойме станины прибора ВИКА свободно перемещается цилиндрический металлический стержень, а на концы его крепится либо игла, либо пестик (в зависимости от назначения испытаний).

Получаем нормальную густоту. Измерять сроки схватывания допускается лишь в цементном тесте нормальной густоты, поэтому необходимо сначала ее замерить. Это делается также на приборе ВИКА.

Цементное тесто для испытаний готовится так: в чашу засыпается 400 грамм цемента и 102 мл воды. Все это замешивается в течение 5 минут, после чего этим раствором заполняется специальное кольцо. Оно должно быть изготовлено из пластмассы, нержавеющей стали или другого материала, который не впитывает воду. Это кольцо устанавливается на специальную пластинку.

Поверхность цементного теста выравнивается с краями кольца, а излишки срезаются ножом. Сразу же после этого пестик прибора ВИКА соприкасают с поверхностью теста по центру кольца, закрепляя стержень стопорным устройством. Затем его освобождают, давая пестику погружаться.

Нормальной густотой считается та, при которой пестик, погружаясь в тесто, не доходит до пластинки (на которой стоит кольцо) на 5-7 мм. Если результат испытания показывает несоответствие консистенции цементного теста, то изменяется количество воды и эксперимент повторяется. Когда необходимая консистенция получена и пестик остановился на отметке 5-7 мм – можно приступать к измерению сроков схватывания.

Нормальная густота цемента – соотношение количества воды, которое необходимо для получения теста, к массе цемента, выражается в процентах.

Проверяем схватывание. Итак, для проверки требуется цементное тесто нормальной густоты, которое помещается в то же самое кольцо. Пестик на металлическом стержне заменяют иглой и доводят ее до соприкосновения с поверхностью. Момент начала схватывания определяется свободным опусканием иглы в цементное тесто. Погружение иглы происходит раз в 10 минут. После каждого раза ее протирают, а кольцо с тестом переставляют, так как игла не должна попадать в прежнее место.

Началом схватывания считается время от начала затворения (момента приливания воды) до момента, когда игла прибора ВИКА не доходит до пластинки, на которой стоит кольцо, на 2-4 мм. А концом схватывания считается время от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто не более, чем на 1-2 мм.

Контролируем водоотделение цемента

Зачем нужно контролировать водоотделение цемента и на что оно влияет? Некоторые цементы во время схватывания прочно удерживают воду, взятую для затворения. Другие же отделяют некоторое количество воды в виде слоя определенной толщины.

Водоотталкивание не дает получить однородное бетонное тело и препятствует полноценному сцеплению твердеющего цемента с заполнителем. В конечном итоге, это снижает прочность готового изделия.

Измеряем водоотведение. Отвешивается 350 г цемента и воды (тоже 350 г). Воду выливают в стакан, после чего в течение 1-ой минуты туда высыпается навеска цемента при непрерывном помешивании. Получившееся цементное тесто размешивается еще 4 минуты, а затем переливается в градуированный цилиндр.

Этот цилиндр помещается на стол и отсчитывается объем цементного теста. Через 2 часа отмечается объем осевшего цементного теста, и замер производится каждые 30 минут. При совпадении результатов двух последних замеров, наблюдение останавливается.

Если говорить проще, то слой воды, который образуется в цилиндре над цементным тестом – это и есть величина водоотделения.

Mortars. Test methods

___________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 5802-86 с ГОСТ Р 58767-2019 см. по ссылке;
- Примечание изготовителя базы данных.
___________________________________________________________________

МКС 91.100.10
ОКП 57 4500

Дата введения 1986-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК им. Кучеренко) Госстроя СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 11.12.85 N 214

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

3.2.1, 4.2.1, 5.2.1, 7.3.1, 8.4.1, 9.2.1

4.2.1, 7.3.1, 8.4.1, 9.2.1

* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2018 г.

Настоящий стандарт распространяется на растворные смеси и растворы строительные, изготовленные на минеральных вяжущих (цемент, известь, гипс, растворимое стекло), применяющиеся во всех видах строительства, кроме гидротехнического.

Стандарт устанавливает методы определения следующих свойств растворной смеси и раствора:

- подвижности, средней плотности, расслаиваемости, водоудерживающей способности, водоотделения растворной смеси;

- предела прочности (далее - прочности) на сжатие, растяжения при раскалывании, растяжения при изгибе, усадки, средней плотности, влажности, водопоглощения, морозостойкости затвердевшего раствора.

Стандарт не распространяется на жаростойкие, химически стойкие и напрягающие растворы.

1. Общие требования

1.1. Определение подвижности, плотности растворной смеси и прочности на сжатие раствора является обязательным для растворов всех видов. Другие свойства растворных смесей и раствора определяют в случаях, предусмотренных проектом или правилами производства работ.

1.2. Пробы для испытания растворной смеси и изготовления образцов отбирают до начала схватывания растворной смеси.

1.3. Пробы следует отбирать из смесителя по окончании процесса перемешивания, на месте применения раствора из транспортных средств или рабочего ящика.

Пробы отбирают не менее чем из трех мест с различной глубины.

Объем пробы должен быть не менее 3 л.

1.4. Отобранная проба перед проведением испытания должна быть дополнительно перемещена* в течение 30 с.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

1.5. Испытание растворной смеси должно быть начато не позднее чем через 10 мин после отбора пробы.

1.6. Испытание затвердевших растворов на образцах*. Форма и размеры образцов в зависимости от вида испытания должны соответствовать указанным в табл.1.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Геометрические размеры, мм

Определение прочности на сжатие и растяжение при раскалывании

Длина ребра 70,7

Определение прочности на растяжение при изгибе

Призма квадратного сечения

Определение плотности, влажности, водопоглощения, морозостойкости

Длина ребра 70,7

Примечание - При производственном контроле растворов, к которым одновременно предъявляются требования по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, допускается определять прочность раствора на сжатие испытанием половинок образцов-призм, полученных после испытания на изгиб образцов-призм по ГОСТ 310.4.

1.7. Отклонение размеров отформованных образцов по длине ребер кубов, сторон поперечного сечения призм, указанных в таблице 1, не должно превышать 0,7 мм.

1.8. Перед формованием образцов внутренние поверхности форм покрывают тонким слоем смазки.

1.9. Все образцы должны иметь маркировку. Маркировка должна быть несмываемой и не должна повреждать образец.

1.10. Изготовленные образцы измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм.

1.11. В зимних условиях для испытания раствора с противоморозными добавками и без них отбор проб и изготовление образцов следует производить на месте его применения или приготовления, а хранение образцов - в тех же температурно-влажностных условиях, в которых находится раствор, уложенный в конструкцию.

Образцы следует хранить на полке запирающегося инвентарного ящика с сетчатыми стенками и непромокаемой крышей.

1.12. Все средства измерений и параметры виброплощадки следует проверить в сроки, предусмотренные метрологическими службами Госстандарта.

1.13. Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20±2)°С, относительная влажность воздуха 50-70%.

Температуру и влажность помещения измеряют аспирационным психрометром типа МВ-4.

1.14. Для испытания растворных смесей и растворов сосуды, ложки и другие приспособления должны быть изготовлены из стали, стекла или пластмассы.

Применение изделий из алюминия или оцинкованной стали и дерева не допускается.

1.15. Прочность раствора, взятого из швов кладки, на сжатие определяют по методике, приведенной в приложении 1.

Прочность раствора на растяжение при изгибе и сжатии определяют по ГОСТ 310.4.

Прочность раствора на растяжение при раскалывании определяют по ГОСТ 10180*.

* С 1 июля 2013 г. действует ГОСТ 10180-2012.

Прочность сцепления определяют по ГОСТ 24992**.

** С 1 июля 2015 г. действует ГОСТ 24992-2014.

Деформацию усадки определяют по ГОСТ 24544.

Водоотделение растворной смеси определяют по ГОСТ 10181***.

*** С 1 июля 2015 г. действует ГОСТ 10181-2014.

1.16. Результаты испытаний проб растворных смесей и образцов раствора заносят в журнал, на основании которых составляют документ, характеризующий качество строительного раствора.

2. Определение подвижности растворной смеси

2.1. Подвижность растворной смеси характеризуется измеряемой в сантиметрах глубиной погружения в нее эталонного конуса.

ГОСТ Р 58277-2018

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СМЕСИ СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НА ЦЕМЕНТНОМ ВЯЖУЩЕМ

Dry building mixes based on cement binder. Test methods

Дата введения 2019-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Ассоциацией "Союз производителей сухих строительных смесей" (Ассоциация "СПССС") при участии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 144 "Строительные материалы (изделия) и конструкции"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний сухих строительных смесей (далее - сухие смеси), изготовляемых на цементном вяжущем на основе портландцементного клинкера, или на смешанных вяжущих на его основе, или на глиноземистом цементе, содержащих полимерные добавки в количестве, не превышающем 5,0% массы смеси, применяемые при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений. Определяют следующие показатели:

а) для растворных смесей (готовых к применению):

- подвижность по расплыву кольца;

- подвижность по расплыву конуса;

б) затвердевших растворов:

- предел прочности на растяжение при изгибе,

- предел прочности при сжатии;

- прочность сцепления (адгезию) растворов (бетонов) с основанием;

- морозостойкость контактной зоны.

Значения показателей качества сухих смесей приведены в ГОСТ 31357.

Методы испытания сухих смесей, в зависимости от функционального назначения и конкретных условий применения в соответствии с ГОСТ 31189, устанавливают в стандарте на эти смеси.

Настоящий стандарт не распространяется на смеси, изготовленные на специальных, гипсовых и полимерных вяжущих, а также на биоцидные и санирующие смеси.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 5802 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 7473 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 8267 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8736 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10180 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 11109 Марля бытовая хлопчатобумажная. Общие технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 12730.3 Бетоны. Метод определения водопоглощения

ГОСТ 13015 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 22685 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия

ГОСТ 23732 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27006 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 28570 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 30744 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 31189 Смеси сухие строительные. Классификация

ГОСТ 31357 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

ГОСТ Р 53228 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие положения

3.1 Правила отбора проб сухих смесей

3.1.1 Для контроля качества сухих смесей, упакованных в мешки или пакеты и принятых службой технического контроля предприятия-изготовителя, отбирают по одной точечной пробе от каждой упаковочной единицы, попавшей в выборку в соответствии с ГОСТ 31357.

Пробы отбирают из середины мешка или пакета при помощи пробоотборника.

3.1.2 Отбор точечных проб на технологической линии осуществляют в соответствии с технологической документацией предприятия-изготовителя.

3.1.3 Изготовитель может проводить отбор точечных проб при упаковке сухой смеси в мешки или пакеты при выходе из бункера готовой продукции через равные промежутки времени.

3.1.4 Общая масса отобранных точечных проб должна обеспечивать получение объединенной пробы, достаточной для проведения не менее двух определений каждого из всех контролируемых показателей качества смесей.

3.1.5 Отобранные точечные пробы соединяют и тщательно перемешивают ручным или механическим способом для получения объединенной пробы. Не допускается составлять объединенную пробу из смесей разных партий.

Объединенную пробу до испытания следует хранить в закрытой герметичной емкости, исключающей ее увлажнение.

3.1.6 Перед проведением испытаний объединенную пробу сокращают методом квартования или при помощи делителя порошкообразных материалов.

Для квартования объединенную пробу (после ее перемешивания) делят взаимно перпендикулярными линиями, проходящими через центр, на четыре части. Две любые противоположные четверти берут в пробу. Последовательным квартованием пробу сокращают в два, четыре раза и т.д. до получения однородной лабораторной пробы. Масса лабораторной пробы должна быть достаточной для определения всех контролируемых показателей качества смесей. Лабораторную пробу должны хранить в закрытой герметичной емкости, исключающей ее увлажнение.

Из лабораторной пробы отбирают навески для определения одного показателя в соответствии с методикой испытания.

3.1.7 Испытания проводят при температуре (20±2)°C и относительной влажности воздуха (60±10)%.

3.2 Приготовление растворных (бетонных) смесей для испытаний

3.2.1 Для приготовления растворных (бетонных) смесей, предназначенных для испытаний, используют воду по ГОСТ 23732 в объеме, указанном на маркировке сухой смеси и обеспечивающем получение требуемой подвижности растворной (бетонной) смеси.

3.2.2 При проведении контрольных и арбитражных испытаний растворные и мелкозернистые бетонные смеси приготавливают в смесителе (см. рисунок 1). Допускается приготовление смесей вручную при проведении производственного контроля.

1 - чаша; 2 - лопасть

Рисунок 1 - Смеситель для приготовления растворных и мелкозернистых бетонных смесей

Чашу и лопасть смесителя изготавливают из нержавеющей стали. Смеситель должен иметь приспособление, позволяющее крепить чашу вместимостью 5 л неподвижно к станине и изменять положение чаши по высоте относительно лопасти для регулирования зазора между ними, который в момент максимального приближения лопасти к стенке чаши должен быть (3,0±1,0) мм.

При работе смесителя вращение лопасти вокруг собственной оси и ее планетарное перемещение относительно оси чаши должны осуществлять в противоположных направлениях со скоростью вращения вокруг собственной оси (140±5) об/мин, при планетарном перемещении относительно оси чаши - (62±5) об/мин.

Приготовление бетонных смесей - по ГОСТ 7473.

3.2.3 Началом перемешивания смеси считают момент соединения всей пробы сухой смеси с водой (момент затворения).

Смесь приготавливают в смесителе в следующей последовательности:

- перемешивание в течение 120 с;

- остановка смесителя для снятия налипшей на стенки чаши смесителя смеси в течение 90 с;

- перемешивание в течение 60 с.

При приготовлении вручную смесь должны перемешивать непрерывно.

Общее время перемешивания смеси с момента затворения водой должно быть не менее 3 мин без учета времени остановки смесителя.

Примечание - Растворные (бетонные) смеси для испытаний допускается приготавливать по инструкции предприятия-изготовителя сухой смеси. В этом случае порядок приготовления смеси должен быть указан в журнале испытаний и протоколе испытаний.

3.3 Применяемые средства измерений должны быть поверены (калиброваны), а испытательное оборудование - аттестовано.

Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

Предел прочности цемента

Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

Классификация цементов по группам прочности

Группа цементов по прочности	Требования к конечной стандартной прочности при сжатии, МПа
Высокопрочные	50 и более
Рядовые	От 30 до 50
Низкомарочные	Менее 30

Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

механические нагрузки;
воздействие влаги;
температурные колебания.

Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

ГОСТ прочности цемента

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Новое обозначение	Старая маркировка
22,5	М300
32,5	М400
42,5	М500
52,5	М600

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см 3 . Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

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.

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.

Класс прочности цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте
	2 сут, не менее	7 сут, не менее	28 сут
			не менее	не более
22,5Н	–	11	22,5	42,5
32,5Н	–	16	32,5	52,5
32,5Б*	10	–
42,5Н	10	–	42,5	62,5
42,5Б*	20	–
52,5Н	20	–	52,5	–
52,5Б*	30	–

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.

Что добавить в цемент для прочности

Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона в раствор вводят определенные присадки.

Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции. , ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

Заключение

Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

О прочности цемента обычно судят по его марке, которая определяется сразу после выпуска материала. Но в результате транспортировки или при длительном хранении цемент начинает взаимодействовать с частицами воды, происходит реакция гидратации, и прочность цемента падает.

Для нахождения остаточной прочности проводят испытания аналогичные испытаниям по установлению марки. Так осуществляется определение активности цемента.

Что такое активность цемента

Активность цемента (ГОСТ 310.4-81) – прочность при испытании на сжатие образца из цементного раствора. После проведения лабораторных испытаний материалу присваивается марка (производители должны указать ее на упаковке). Например, ЦЕМ 32,5 (М400), ЦЕМ 42,5 (М500) или др.

Цемент может вступать в реакцию с влагой, находящейся в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень, что впоследствии отрицательно сказывается на прочности изготавливаемого цементного или бетонного теста. Активность цемента измеряется в МПа, как и его марка.

Особенностью бетона и цемента является то, что эти строительные материалы при эксплуатации со временем становятся только прочнее. Это связано с тем, что процесс гидратации происходит непрерывно. Выделяют три этапа гидратации цемента: активную фазу, перспективную и фазу деградации.

Активная фаза

Длится 28 суток – срок полного застывания цементного раствора. Вступает в реакцию с водой и кристаллизуется за этот период большая часть компонентов.

Перспективная фаза

На протяжении года идет полная кристаллизация, а прочность цемента при этом приближается к максимальному показателю.

Фаза деградации

Кристаллизованные минералы разрушаются в процессе коррозии, в изделии появляются трещины, нарушается структура бетона. Химическая активность цемента может быть меньше его марки даже в полтора-два раза. Например, активность цемента ЦЕМ 32,5 (М400) обычно составляет 200-330 МПа, а активность цемента ЦЕМ 42,5 (М500) – 250-420 МПа.

Активность цемента таблица (представлены несколько заводов изготовителей):

Читайте также: