Плотность цемента м400 кг м3

Обновлено: 17.04.2024

Плотность цемента – это одна из главных характеристик строительного материала. Она определяется как отношение его массы к занимаемому объёму. Существует множество факторов, которые влияют на значение данного параметра. Читайте до конца, чтобы узнать все нюансы определения плотности материала для приготовления идеальных строительных смесей.

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.

Как изменяются свойства материала во внешней среде

Плотность портландцемента не является статичной величиной. Она изменяется в зависимости от условий, в которых пребывает материал.

На положение частичек оказывает большое влияние статическое электричество. При соприкосновении микроскопические элементы накапливают одноименный заряд. Согласно законам физики такие частицы отталкиваются друг от друга. В результате объем материала незначительно увеличится.

Поэтому наименьшую плотность имеет свежеприготовленный цементный порошок. Такие же показатели у материала, который недавно отгружен. При транспортировке сыпучее вещество уплотняется. Под влиянием вибрации микроскопические частицы занимают положение, которое подразумевает максимальное заполнение пустот. Насыпная плотность увеличивается и при длительном хранении. Со временем статическое электричество «уходит», что приводит к уплотнению массы.

Сколько весит цемент

Удельный вес цемента зависит от многих факторов. В среднем данный показатель составляет 1100-1600 кг/куб. м. На значение плотности влияют следующие факторы:

Марка . Чем она выше, тем удельный вес больше.
Технология производства. Способ изготовления цемента влияет на размер и форму его составляющих частей. Поэтому закономерно, что он будет иметь разные физические свойства.
Состав строительной смеси . Она может содержать гидрофобные присадки и различные добавки, что влияет на физические характеристики.
Соблюдение условий хранения . Герметичная тара и оптимальные параметры микроклимата в помещении, где находится материал, способствует тому, что он длительное время имеет заявленные производителем характеристики.
Давность изготовления . У «свежего» цемента плотность выше, чем у материала, который за долгое время успел значительно уплотниться.

Значение плотности для разных типов цементного порошка

В нормативной строительной документации указаны следующие показатели плотности разных типов цемента (истинная/насыпная, кг/куб.м):

пуццолановый – 2800/900;
шлаковый – 2900/1200;
глиноземистый – 3100/1100;
портландцемент – 3200/1200.

Насыпная плотность цемента М500 составляет 1300 кг/куб. м. Это стандартный показатель для эталонного материала, не содержащего добавок и хранящегося в идеальных условиях. Насыпная плотность цемента М400 – 1200 кг/куб. м. У материала такой же марки, который характеризуется продолжительным временем схватывания, данный показатель составляет 1500 кг/куб. м.

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.

Правила выполнения расчёта

Рассчитать насыпную плотность материала довольно просто. Для этого не нужно использовать сложное оборудование и специализированную лабораторию. Чтобы определить необходимые параметры, понадобятся следующие устройства:

воронка , отверстие в которой достаточное для свободного прохождения частиц смеси;
мерный цилиндр – для измерения объёма материала;
весы – для определения массы сыпучего вещества.

Для выполнения расчётов не нужно использовать цилиндр слишком больших объёмов. Достаточно литровой ёмкости, которая должна иметь мерную шкалу. В подготовленный цилиндр при помощи воронки насыпают определённое количество материала. Его поверхность тщательно разравнивают и отмечают объем. При этом утрамбовывать или дополнительно встряхивать цемент запрещается.

Измеренный объем материала взвешивают вместе с тарой. Такие же манипуляции выполняют с мерным цилиндром отдельно. Потом от первого значения отнимают второе и получают чистый вес.

Для определения насыпной плотности материала используют формулу – m/V. В данном случае m – чистый вес цемента, V – объем.

Чтобы повысить точность, все измерения и расчёт выполняют несколько раз. Среднестатистическое от полученных цифр будет являться более корректным результатом.

Коротко о главном

Специалисты выделяют истинную и насыпную плотность цемента, которые существенно отличаются друг от друга. Также на данный показатель влияет много факторов – состав смеси, длительность и качество хранения, технология производства, марка по прочности.

Определить удельный вес цементного порошка довольно просто в домашних условиях. Для этого понадобятся весы и мерный цилиндр. Также приблизительную плотность материала можно определить прямо на стройплощадке, взвесив заполненное цементом ведро.

Вопрос о том, сколько весит мешок цемента, актуален во многих ситуациях в процессе расчетов, закупки материалов, реализации ремонтно-строительных работ. Удельный вес – важный показатель, который демонстрирует отношение массы к занимаемому объему.

Можно сказать, что это показатель плотности насыпного материала. И данный параметр важен при выборе цемента и составлении пропорции раствора, замешиваемого на базе материала. Каждая марка цемента имеет свой удельный вес и поэтому важно знать соотношение объемов с массой, чтобы иметь возможность замесить раствор по правильной пропорции с нужными характеристиками.

Соотношение плотности и объема массы

Удельный вес цементного вяжущего может быть разным и напрямую зависит от таких факторов, как марка, степень помола клинкерного сырья, метод сушки материала в камерах, длительность его хранения в соответствующих (или не соответствующих) требованиям условиях. Самые меньшие значения плотности демонстрирует свежемолотый цемент.

Это связано с тем, что частицы порошка получают электрический заряд и расстояние между элементами порошка увеличивается, уменьшая массу цемента. Вес кубометра цемента в таком случае в среднем составляет 1200 килограммов. Когда же цемент долго транспортируют либо хранят, порошок трамбуется, электрический заряд пропадает, уходит лишний воздух и показатели плотности повышаются, а в одном кубометре уже находится около 1550 килограммов.

Немаловажно и то, что портландцемент способен впитывать влагу из окружающей среды, повышая вес и плотность. В данном случае речь идет о насыпной плотности цемента, которая измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3). На нее влияет и марка, которая определятся тонкостью помола вещества. Чем мельче помол, тем выше плотность.

У каждой марки отмечен свой показатель насыпной плотности – марки от М100 до М500 могут давать разницу по плотности в 300-400 килограммов на кубометр. И обязательно показатель плотности учитывается при составлении рецепта смеси: так, если пропорция цемента и песка указана 1:3, то в объеме и килограммах это будут совершенно разные величины (ведь у песка тоже есть своя насыпная плотность). И нужно смотреть рецепт либо в килограммах, либо в объеме (ведрах, к примеру).

Средний по характеристикам и особенностям транспортировки/хранения цемент демонстрирует удельный вес на уровне 1300 кг/м3. Следовательно, стандартный мешок на 50 килограммов вмещает около 0.038 м3 материала. Это значение важно при транспортировке.

Пропорции растворов цемента

Вес мешка всегда указан на самом мешке, но вот плотность цемента может меняться даже в рамках одного и того же вещества, хранившегося в течение разного времени. Поэтому нужно уметь переводить одни величины в другие и наоборот.

Так, для замеса раствора из цемента М500 нужно взять такую пропорцию: 1 часть цемента, 2 части песка, 4 части щебня. Из соотношения можно определить объемы каждого из составляющих: для этого берут общий объем раствора, который нужно получить, и делят на число частей. Так, если нужно получить 1 кубометр раствора, то на одну часть будет приходиться 1:7=0.142 м3. Одна часть любого из компонентов равна данному показателю.

1 часть цемента – 0.142 м3.
2 части песка – 0.284 м3.
4 части щебня – 0.568 м3.

Для получения величин в килограммах нужно просто использовать насыпную плотность каждого из материалов, умножая на нужный объем. Так, если в 1м3 цемента М500 содержится 1500 килограммов материала, то в данном случае нужно 1500х0.142=213 килограммов цемента, 1800х0.284=511 килограммов песка, 1400х0.568=795 килограммов щебня. Воды берут половину от объема цемента.

Чтобы узнать, сколько мешков с цементом нужно купить, просто делят нужное число килограммов на вес мешка: 213/50=4.26 мешков по 50 килограммов, 213/25=8.5 мешков по 25 килограммов, 213/40=5.32 мешка по 40 килограммов.

Рецепты смесей могут быть разными, при выборе учитывают два основных фактора: марка используемого вяжущего (не должна быть намного ниже или выше нужной марки бетона), назначение раствора (для заливки фундамента или пола, кладки кирпича, штукатурки, создания изделий и т.д.).

Для приготовления бетона марки М100 берут: 1:4.5:7 (цемент марки М400, песок и щебень) или 1:5.8:8 (с цементом марки М500).
Бетон М250: 1:2:4 (цемент М400) и 1:2.5:4.5 (цемент М500).
Бетон М400: 1:2:3.7 (из цемента М400) и 1:1.5:3.2 (из цемента М500).

Тут работает такое правило: чем выше марка цемента, тем меньше добавляют наполнителей и тем меньше удельный вес кубометра готового бетона.

Удельный вес пескоцементной смеси

То, сколько будет весить один кубометр песко-цементного раствора, напрямую зависит от насыпной плотности и массы компонентов смеси. Легкие наполнители (перлит, керамзит и т.д.) понижают массу готового раствора, тяжелые – соответственно, повышают. Кроме того, многое может зависеть от пропорции взятых компонентов, особенностей приготовления раствора.

Классический состав предполагает применение цемента в качестве вяжущего, песка (мелкий наполнитель), щебня (крупный наполнитель), воды. В таком случае, когда нет меняющих плотность раствора присадок и легких наполнителей, вес кубометра смеси стандартный.

При возведении зданий и сооружений используются цементные смеси, обеспечивающие высокий уровень надежности всех конструкций. Показатель, который необходимо знать для определения требуемого количества цемента, — его плотность.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Определение насыпной плотности цемента в некоторых случаях является необходимостью, потому что от него зависят эксплуатационные характеристики цементного раствора. Чтобы сделать это правильно, следует понимать разницу между удельной и насыпной плотностью материала.

В современном строительстве сильно востребован портландцемент М400. Его используют как при возведении новых сооружений, так и при реализации отделки готовых построек. Широкие сферы применения обусловлены универсальностью и массой эксплуатационных достоинств.

Сфера применения

Цемент ПЦ400 является популярным строительным материалом, который применяется для отделки и возведения объектов с высокими требованиями к прочности и морозостойкости. Для частных строительных целей эту марку используют редко, что объясняется следующими факторами:

Скорость схватывания тяжелого раствора достаточно высокая.
Сырье стоит дорого и обладает улучшенными эксплуатационными свойствами, которые часто бывают лишними.

В большинстве случаев целесообразно воспользоваться более доступными марками, если они соответствуют условиям применения. Основная сфера эксплуатации М400 — обустройство несущих конструкций, которые сталкиваются с большими нагрузками и выдерживают большое напряжение.

Организация несущих элементов и ответственных объектов.
Строительство монолитных построек из железобетона.
Возведение гидротехнических объектов, размещенных в воде с разными характеристиками и составом (соленая, пресная, отработанная).
Создание высокопрочных банковских хранилищ.
Возведение эстакад, виадуков, мостов и путепроводов.
Обустройство бордюров, лестничных пролетов и коммуникационных коллекторов.
Организация важных объектов в горнодобывающей, машиностроительной и других сферах деятельности.

Цемент М400, технические характеристики которого соответствуют высокому классу, востребован для промышленного применения. При реализации домашних строительных работ, включая обустройство бассейнов или оснований под жилище, материал используется редко, что связано с избыточными прочностными свойствами.

Если такая возможность отсутствует, материал начнет трескаться и слоиться. Чтобы избавиться от проблемы, в состав исходного сырья добавляют различные добавки, что поднимает стоимость проекта. Поэтому для частных целей цемент ПЦ 400 Д20 не подходит.

Особенности и преимущества

Цементный раствор М 400 считается популярным подвидом цемента, который состоит из следующих компонентов:

Гипс.
Порошковый клинкер.
Ряд дополнительных компонентов.

Для производства качественного материала необходимо тщательно следить за каждым процессом и оценивать состояние всех добавок. В современном портландцементе, кроме базовых ингредиентов, присутствуют следующие добавки:

оксид кальция;
диоксид кремния;
окись алюминия;
оксид железа.

При контакте с водой клинкер создает новые минералы, формирующие цементный камень. Для удобной классификации материала учитывается его назначение и специфика состава.

ПЦ — портландцемент.
ГФ — гидрофобный.
СС — сульфатостойкий.
БЦ — белые и цветные смеси.
Шлакопортландцемент (ШПЦ).
Пескоцементная смесь.

Но несмотря на все плюсы и отличия, для реализации проектов по возведению многоэтажных домов, мостов и конструкций с повышенными требованиями к прочности лучше воспользоваться более прочной маркой, такой как М500.

Технические характеристики

Цемент М400 Д20 обладает рядом технических характеристик, которые отличают его от других решений. Общие параметры выглядят следующим образом:

Объемный вес цементного материала зависит от условий хранения, перемещения и специфики производства. Наличие в составе добавок влияет на показатели плотности портландцемента.

Средний объемный вес цемента варьируется от 1100 до 1200 кг/м³. Если показатель превышает это значение, материал хранился дольше, чем можно, и сильно уплотнился. Еще к этому может привести потеря герметизации упаковки и чрезмерное увлажнение.

Срок годности цемента при хранении в бумажном мешке составляет полгода. Если хранить цемент в контейнерах из полиэтилена и упаковках ГОСТ — один год. Но начальные характеристики материала сохраняются только при расходовании в течение 2 месяцев с момента отгрузки.

Через время прочностные свойства порошка начинают сокращаться. Средний показатель составляет -100 позиций за 2 месяца. Это значит, что через 60-90 суток материал получит марку М300.

Существует общестроительный стандарт, по которому классифицируются разные марки цемента:

Цемент ПЦ 400 Д0. Отличается отсутствием в составе дополнительных компонентов и основывается только на клинкере. Для цемента М400 Д0 свойственна улучшенная устойчивость к морозам, средняя продолжительность твердения и уязвимость к деформациям в случае усадки. Смесь используют для общих строительных целей.
М400 Д5. В составе этого материала присутствует до 5% добавок, которые повышают устойчивость к влаге и коррозийным процессам. Смесь подходит для обустройства перекрытий и несущих объектов.
Цемент ПЦ 400 Д 20 содержит до 20% добавок, которые позволяют задействовать его в жилых и промышленных объектах. Марка ПЦ400 Д20 востребована не только на территории Российской Федерации, но и в Европейских странах. Ей свойственна морозостойкость и водоотталкивающие свойства.

Повышение концентрации добавок в составе цемента снижает его стоимость. Наибольшей стоимостью обладает марка М400 Д0, а самым доступным считается евроцемент М400 Д20.

В продаже в Москве, Санкт-Петербурге и других городов России и СНГ предлагаются особые марки с отличительными свойствами. Так, есть сульфатостойкая смесь, подходящая для агрессивной среды эксплуатации. На упаковке подобных составов присутствует маркировка СС.

Еще на рынке есть расширяющийся цемент, который позволяет заделывать трещины и отверстия в стенах. С его помощью можно заполнить трещины и восстановить герметичность конструкции. Материал характеризуется устойчивостью к деформации, поэтому он востребован при обустройстве фундаментов и выполнении ремонтных работ с подводными конструкциями.

Характеристики материала зависят от условий и продолжительности хранения после изготовления. Приобрести материал можно в мешках из бумаги, где указаны все его свойства, включая дату производства, номер партии и другие важные характеристики. Вес мешка составляет 50 кг.

Производство

В качестве исходного сырья используются органические минералы, такие как:

С помощью технологии обжига из этого сырья создается клинкер. Основное вещество комбинируется с минеральными добавками, которые влияют на конечные свойства рабочей смеси и камня.

Еще в состав могут вводить присадки, повышающие пластичность, устойчивость к морозам и агрессивной среде. Общая их концентрация не должна превышать 5% от массы.

Для промышленных целей создают пластифицированные подвиды цемента, которые характеризуются повышенной текучестью и гарантируют улучшенное уплотнение при обустройстве бетонных конструкций. В составе смеси имеется клинкер и гипс, а также активная добавка. Это может быть концентрат сульфита и спирта, содержанием 0,2% от общего веса цемента м400.

Материал отличается от других разновидностей улучшенной стойкостью к морозам, коррозии и нагрузкам.

Маркировка

ПЦ — портландцемент на базе алитового клинкера.
400 — маркировка по устойчивости к нагрузкам на сжатие.
Д20 — характеризует содержание минералов в процентах.
Б — степень затвердевания.
ПЛ — наличие и функция добавок. В этом случае смесь является пластифицированной.
ГФ — гидрофобизированная смесь.

Новая маркировка смесей м400

Большинство российских производителей цементных смесей руководствуются вышеописанной маркировкой, но ведущие компании считают ее устарелой и используют новый способ из Европейского союза:

ЦЕМ. Маркировка указывает на полную чистоту портландцемента и отсутствие в его составе добавок.
ЦЕМII. Характеризуется наличием шлаковых добавок. С учетом их концентрации выделяют две разновидности: класса «А» (обладают 6-20% шлака), класса «В» (содержат 20-35% шлакового сырья).

С 2003 года производители цемента практикуют этот европейский стандарт, дополнительно указывая такие параметры, как продолжительность твердения и эксплуатационные свойства.