Как определить предел прочности цемента

Формула для расчета прочности бетона — какие показатели учитывают?

Одним из главных свойств материала называют прочность бетона при осевом сжатии, растяжении при изгибе затвердевшей смеси. Крепость при сжатии выделяют двух видов: призменную, а также кубиковую. Равным образом долговечность раствора характеризуется классом или маркой. Существует процесс по набору бетоном затвердения, он длится ровно 28 дней. Примерно через 7 суток состав обретает 70% своей окончательной крепости.

1. Что учитывать и от чего зависит?
2. Распределение по маркам и классам
3. Нормативные данные
4. Как рассчитывать?
5. Формула для вычисления

Что означает марка цемента по старому ГОСТу

Многие производители указывают на своей продукции двойную маркировку: по 31108-2003 и 10178-85. Это делают для упрощения выбора материала покупателями, которые привыкли к старой форме маркировки.

1. Обозначения (ПЦ — портландцемент; ШПЦ — шлакопортландцемент; ССПЦ — сульфатостойкий портландцемент; ППЦ — пуццолановый цемент).
2. Прочностные характеристики от 300 до 600, литера «М». Определение прочности материала такое же, как и в новом.
3. Количество добавок (литера «Д»). Измеряется в процентах (минимум Д0 — присадки специально не вводятся, но примеси могут присутствовать в количестве до 5%, максимум Д20 — до 80%).
4. Особые свойства. Обозначаются буквами, например, «Б» — быстрое застывание, «Г» — гидрофобность.

В конце маркировки указывается использованный стандарт, в этом случае — предыдущий ГОСТ.

Что это такое и основные виды

Пытаясь разобраться, от чего зависит прочность бетона, что это такое и какие есть основные виды показателя, необходимо изучить все основные аспекты процесса приготовления смеси, состав, условия и особенности.

Виды прочности касательно марки и качества: прочность бетона при сжатии, на изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность.

Прочность на сжатие

В контексте данной характеристики бетон можно сравнить с камнем – он намного лучше сопротивляется сжатию, чем с растяжением. Основной критерий прочности бетона – это предел прочности на сжатие.

Для определения значения из раствора заливают образцы в виде куба, их помещают под специальный пресс. Давление постепенно увеличивается и в момент, когда образец трескается, экран прибора фиксирует значение. Расчетный показатель прочности на сжатие определяет присвоение бетону класса. Высыхает и твердеет смесь в течение 28 суток (и больше), по завершению этого срока осуществляют проверку, так как смесь уже должна достичь расчетной/проектной прочности.

Прочность на сжатие представляет собой характеристику механических свойств материала, стойкости к нагрузкам и давлению. Это показатель границы сопротивления, которое оказывает застывший раствор механическому воздействию сжатия, отображенному в кгс/см2. Наименьшей прочностью на сжатие обладает смесь М15, наибольшей – М800.

Прочность на сжатие отображается и в марке, и в классе. Класс В – это кубиковая прочность, обозначается в МПа. Марка М – предел прочности на сжатие в кгс/см2. Данные соответствия марок, классов и показателей указаны ниже в таблице.

Прочность на изгиб

Данный показатель повышается по мере увеличения цифрового обозначения марки. Обычно показатели прочности на изгиб и растяжение меньше в сравнении с нагрузочной способностью бетона. Молодой бетон демонстрирует значение 1/20, старый – 1/8. Прочность на изгиб обязательно учитывается в проектировании перед строительством.

Чтобы понять, какой уровень прочности на изгиб демонстрирует бетон, заливают заготовку в виде бруса с размерами, к примеру, 60 х 15 х 15 сантиметров (эталонный образец). Бетон заливают в формы, штыкуют, оставляют на несколько дней, потом извлекают из форм и дают полностью застыть в течение 28 суток при оптимальных условиях: температура минимум 15-20 градусов и влажность до 80-90%. Периодически образцы обкладывают сырыми опилками (их увлажняют регулярно) или поливают водой.

Когда заготовка полностью затвердевает, ее устанавливают на подпорки, которые находятся на определенном расстоянии, в центре же размещают нагрузку, постепенно ее увеличивая до тех пор, пока образец не будет разрушен.

Для этого может использоваться специальный гидравлический пресс. Размеры балки и расстояния между двумя подпорками могут отличаться.

Другие компоненты, входящие в состав бетонов для фундамента

На характеристики бетона, предназначенного для заливки такого важного конструктива дома, как фундамент, существенное влияние оказывают и другие компоненты раствора.

• Песок. Этот мелкий заполнитель должен соответствовать ГОСТу 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия». В соответствии с этим нормативом можно использовать карьерный намывной или сеяный песок, а также речной песок, промытый от илистых включений.
• Щебень. Для заливки фундамента используют в основном гранитный и гравийный щебень. Гранитный щебень прекрасно подходит для сооружения оснований домов, поскольку отличается прочностью, водо- и морозостойкостью. Использование этого материала в жилом домостроении может ограничить его высокая естественная радиоактивность. Для жилых зданий необходимо выбирать только сыпучий материал 1 класса радиоактивности. Гранитный щебень 2-го класса разрешен для устройства инженерных сооружений и дорог, расположенных за пределами населенных пунктов. Показатель радиоактивности указывается в сопроводительной документации.
• Вода. Во избежание неприятных сюрпризов, для приготовления бетонного раствора лучше использовать воду из питьевого водопровода. Вода из открытого водоема может содержать примеси, которые негативно повлияют на качество бетонной смеси. В производственных условиях состав воды не питьевого качества проверяют в лаборатории.

Факторы, влияющие на прочность цемента

На прочность цемента влияют несколько основных факторов и несколько второстепенных. Но все они должны обязательно учитываться.

Условия хранения

Время и условия хранения цементного порошка влияют на активность и число МПа прочности. Чем дольше хранится цемент, тем менее он прочный в растворе и тем ниже активность. К примеру, за 3 месяца марка М500 обладает показателями марки М400, а по завершении установленного срока хранения порошок теряет 25-30% изначальных параметров.

Снижение активности в процессе хранения цемента:

• В закрытом сухом складе и водонепроницаемых мешках порошок хранит свойства на протяжении месяца, через 2% параметр снижается на 5%, через 3 – на 9%, 4 – на 13-16%.
• В бумажных мешках и сухом складе – через месяц отмечается понижение на 5-6%, через 2 – на 10-11%, 3 – 14-15%, 4 – 20-22%.

Состав материала

Многое зависит и от состава клинкера, качества его обработки в процессе производства вяжущего: в него входят основное сырье, минералы. Активность напрямую зависит от объема и вида вводимых в состав добавок, наличия/отсутствия примесей, концентрации клинкера и т.д.

Так, если в составе есть кварц и кальцит, активность понижается, если же больше алита и алюминатов – всегда повышается. В свою очередь, щелочные добавки влияют на скорость прохождения процесса кристаллизации (в сторону ускорения или замедления).

Дисперсность частиц

Здесь речь идет о степени помола всех компонентов. Порошок мелкодисперсный намного быстрее активизирует реакцию по объему, повышая активность. Если помол крупный, набор прочности происходит намного дольше и активность понижается.

Есть определенная взаимосвязь активности и плотности (удельного веса) цемента. Чем выше показатель активности, тем выше плотность.

Ввиду влияния на свойства цемента множества факторов, очень важно осуществлять контрольные испытания с целью определения характеристик. После исследований принимают решение про корректирование состава либо добавку определенных замедлителей/катализаторов.

Современная маркировка сухих смесей

Чтобы дать полноценную характеристику продукции в короткой строке маркировки, применяются русские буквы, римские и арабские цифры в соответствии с ГОСТом под номером 31108-2003. Первым в маркировке идет полное название смеси, например, портландцемент. Далее, прописывают буквы ЦЕМ, указывают римские цифры, обозначающие тип используемого в составе вяжущего вещества, подтип «А», «В» или «С» по добавкам, русские буквы для обозначения применяемой при изготовлении присадки, а также скорость набора прочности буквами «Н», «М» и «Б».

• ЦЕМ I — портландцемент. Продукция с римской цифрой II имеет количество присадок до 35%, с цифрой III — шлака до 65%, цифрой IV обозначают пуццолановую смесь с добавками до 35% и цифрой V — композитный состав с отходами производства чугуна до 30%;
• Подтип «А» имеет в составе до 20% отходов черной металлургии, «В» — до 35% и «С» — до 65%;
• Буква «Ш» означает наличие шлака в виде присадки, «И» — известняка, «З» — золы-уноса, «П» — пуццоланов, М или МК — микрокремнезема;
• Скорость набора твердости бывает: «Н» — нормальной, «М» — медленной, «Б» — быстрой.

Полезные рекомендации

Ниже приведены еще несколько советов, которые помогут не дать себя обмануть:

1. Если приобретаете ПЦ оптом, напрямую связывайтесь с заводом. Посредники не работают бесплатно, потому они вам скорее всего предложат разбавленные смеси.
2. . Обязательно спрашивайте у продавца про метод хранения цемента. Если в ответ услышите что-то неопределенное если продавец скажет, что смесь хранилась где-нибудь на улице, то покупать такой товар не стоит. Продавец всегда должен хранить цемент в надлежащих условиях.
3. Если приобретаете цемент в мешках, то обязательно берите с собой специальные весы, которыми будете лично проверять вес упаковки. В случае расхождений больше чем на 1 кг — перед вами продукция низкого качества.
4. Если покупаете большую партию товара — прибегнете к проверке качества ПЦ путем проведения экспертизы. Если продукция окажется низкого качества вы потеряете гораздо больше на перестройке треснувшего объекта, чем на одной экспертизе.

Следуя этим советам, вы сможете распознать продукцию недобросовестного продавца. Проверяйте все сами и не ведитесь на речи продавца, он просто хочет продать вам товар. Всегда лучше потратиться на качественную продукцию, чем переплачивать, когда построенный из плохого материала объект развалится.