Предел прочности цемента при сжатии мпа

Определение марки цемента и его прочностных характеристик для определения соответствия маркировке

Содержание

В течение 28 суток были произведены работы по лабораторному анализу предоставленного образца цемента, для определения (уточнения) его марки и прочностных характеристик. Согласно предоставленному документу о качестве, классификация испытуемого цемента — ЦЕМ I 42,5Н, согласно маркировке на упаковке — марка цемента М500.

Документ о качестве бетона

Документ о качестве «Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н»

Нормативная документация

• ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные»
• ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия»
• ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»

Результаты испытаний

Согласно акту испытания цемента (приложение 2) получены следующие результаты прочности при сжатии образцов цемента :

Возраст (сутки)

Прочность

221 кгс/см2 (21,7 МПа)

321 кгс/см2 (31,5 МПа)

424 кгс/см2 (41,6 МПа)

По классификации ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные» прочность на сжатие для цемента класса 42,5Н в возрасте 28 суток не менее 42,5МПа и не более 62,5 МПа, нижний предел прочности единичных результатов — 40 МПа.

Извлечение из ГОСТ 31108-2003 «>Цементы общестроительные>»

5.1.2 Требования к физико-механическим свойствам цементов приведены в таблице 2.

Класс прочности цемента

Прочность на сжатие, МПа, в возрасте

Начало схватывания, мин, не ранее

Равномерность изменения объема (расширение), мм, не более

7.6 Для доказательства соответствия уровня качества цемента требованиям настоящего стандарта дополнительно к оценке по статистическим критериям, необходимо показать, что все единичные результаты приемосдаточных и периодических испытаний — не более (не менее) предельных значений, приведенных в таблице 7.

Класс прочности цемента

Прочность на сжатие, МПа, не менее (нижний предел) в возрасте:

40,0

Начало схватывания, мин, не ранее (нижний предел)

Равномерность изменения объема (расширение), мм, не более (верхний предел)

Содержание оксида серы (VI) SO3, %, не более (верхний предел), для цементов типов: ЦЕМ I, ЦЕМ II, ЦЕМ IV и ЦEM V

Содержание хлорид-иона Сl-, %, не более (верхний предел)

По классификации ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортланд-цемент. Технические условия» минимальный предел прочности цемента в возрасте 28 суток для марки М400 — 39,2 МПа (400 кгс/см2), для марки М500 — 49,0 МПа (500 кгс/см2)

Извлечение из ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортланд-цемент. Технические условия»

1.7. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл. 2.

Обозначение вида цемента

Предел прочности, МПа (кгс/см2)

при изгибе в возрасте, сут

при сжатии в возрасте, сут

400

5,4 (55)

39,2 (400)

500

5,9 (60)

49,0 (500)

Выводы по результатам лабораторного анализа прочности цемента

1. Согласно предоставленному документу о качестве «Портландцемента ЦЕМ I 42,5Н» класс по прочности поставляемого цемента& — 42,5Н. Минимальная прочность в возрасте 28 суток, указанная в ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные» для данного класса — 42,5МПа, а для доказательства соответствия уровня качества цемента минимальная прочность любого единичного результата — 40МПа. По результатам проведенных анализов прочность цемента в возрасте 28 суток – 41,6МПа. В результате чего можно сделать вывод, что данная прочность соответствует минимальной прочности единичного результата, установленного в ГОСТ 31108-2003, однако меньше минимальной прочности, установленной для класса 42,5Н на 0,9 МПа.

2. Согласно маркировке упаковки, анализируемый цемент – портландцемент марки М500. По классификации ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ» минимальный предел прочности цемента в возрасте 28 суток для марки М400 — 39,2 МПа (400 кгс/см2), для марки М500 — 49,0 МПа (500 кгс/см2). Т.к. по результатам проведенных анализов прочность цемента в возрасте 28 суток — 41,6 МПа, можно сделать вывод, что данная прочность соответствует цементу марки М400.

Источник

Прочность цемента

Цемент – вяжущий компонент, широко используемый при производстве строительных смесей и растворов. Он представляет собой тонкомолотый порошок, образующий после затворения водой пластичную массу, которая после твердения превращается в прочный цементный камень. Цемент – это гидравлическое вяжущее, способное набирать требуемые характеристики не только на воздухе, но и в воде.

Одним из его основных свойств является прочность, которая определяется классом (по новому ГОСТу) или маркой (по старому ГОСТу 19178-85). Строители пользуются и старыми, и новыми обозначениями.

Марки прочности в соответствии с ГОСТом 10178-85

По ГОСТу 10178-85 марка цемента соответствует пределу прочности при сжатии, определяемому на образцах в 28-суточном возрасте, изготовленных в соответствии с нормативом.

Испытания цемента на прочность при сжатии осуществляются согласно ГОСТам и СНиПам в лабораториях следующим образом:

1. Готовят цементно-песчаный раствор из одной части цемента и трех частей песка.
2. Изготавливают три образца заливкой раствора в разъемные металлические формы.
3. Формы размещают на вибростоле и уплотняют их в течение трех минут.
4. Через двое суток образцы извлекают из форм и помещают в воду температурой +20 °C на 28 суток (это время, которое в стандартном варианте необходимо цементно-песчаному раствору или строительной смеси для набора марочной прочности). Для специальных цементов устанавливается собственный период твердения.
5. Образцы извлекают из воды, вытирают насухо, устанавливают под пресс. Давление, выраженное в кгс/см 2 , при котором образец начинает разрушаться, характеризует его марку.

Для получения точного результата испытывают 6 образцов, из которых выбирают 4 лучших и находят среднее арифметическое.

В соответствии с этим ГОСТом в маркировке указывают тип цемента, самые распространенные виды – ПЦ (портландцемент) и ШПЦ (шлакопортландцемент). Далее указывают марку прочности цемента, наиболее популярные – М400, М500, для сооружения объектов с особыми требованиями к прочности применяют марку М600 и выше. В маркировке также указывается наличие (буква Д) и процентное содержание минеральных добавок. Например, маркировка ПЦ М500 Д0 означает, что данный материал – это портландцемент марки М500 без добавок (0 % добавок).

Класс прочности цемента в соответствии с ГОСТом 31108-2016

В 2003 году был принят ГОСТ 31108-2003, сейчас действует его новая версия – ГОСТ 31108-2016. Правила маркировки в них определены согласно стандарту Евросоюза EN 197-1. В соответствии с последними нормативами для определения прочности цемента используется понятие «класс», соответствующий пределу прочности на сжатие в МПа. Согласно этому нормативу, цементу присваивается класс, которому соответствует 95 % испытанных образцов.

Таблица соответствия марок и классов прочности цемента

Маркировка по ГОСТу 10178-85	Маркировка по ГОСТу 31108-2016
М300	22,5
М400	32,5
М500	42,5
М600	52,5

Для ускорения получения результатов образцы подвергают пропариванию. Для этого:

1. В специальную камеру помещают формы с образцами и выдерживают в течение пяти часов.
2. В течение трех часов температуру плавно доводят до +80 °C.
3. Образцы выдерживают в таких условиях в течение 8 часов, а затем оставляют их для остывания на 2-3 часа.

Готовые балки сначала испытывают на прочность при изгибающих нагрузках. Для этого на площадку пресса устанавливается конструкция, специально предназначенная для этой цели, и на нее опускается верхняя плита. В результате испытаний на изгиб образцы переламываются на две части. На полученных шести образцах проверяют прочность на сжатие.

Таблица прочности на сжатие и изгиб нормально твердеющего цемента различных марок

Класс прочности	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте				Прочность на изгиб в возрасте 28 дней, МПа, не менее
	2 дня	7 дней	28 дней
	Не менее	Не менее	Не менее	Не более
22,5	—	11	22,5	32,5	4,4
32,5	—	16	32,5	52,5	5,4
42,5	10	—	42,5	62,5	5,9
52,5	20	—	52,5	—	6,4

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем больше разница между характеристиками прочности на сжатие и изгиб.

Таблица условного разделения цемента на группы прочности

Группа по прочностным характеристикам	Прочность при испытаниях на сжатие, МПа
Низкомарочные	До 30
Рядовые	30-50
Высокомарочные	Более 50

В новой маркировке в соответствии с ГОСТом 31108-2016 указывают наименование цемента, его сокращенное обозначение, которое содержит информацию о типе, подтипе материала и добавках, класс прочности, обозначение подкласса, стандарт, в соответствии с которым производится продукт.

Различают следующие сокращенные обозначения:

• ЦЕМ I – портландцемент, в том числе с минеральными добавками до 5 %;
• ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками в количестве 5-35 %;
• ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
• ЦЕМ IV – пуццолановый;
• ЦЕМ V – композиционный.

По скорости твердения каждый класс (кроме 22,5) делится на два подкласса: Н – нормально твердеющий и Б – быстротвердеющий.

Пример обозначения нормально твердеющего цемента класса 32,5 с количеством минеральных добавок до 5 %: ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016.

Добавки в цемент для повышения прочности

Для повышения прочностных характеристик затвердевших растворов и смесей, приготовленных на базе цемента, используют специальные добавки. Применение добавок, часто существенно повышающих стоимость продукта, экономически целесообразно в следующих случаях:

• ведение работ в зимних условиях;
• применение в качестве заполнителя материала, не соответствующего нормативным требованиям, например, очень мелкофракционного песка;
• повышенные требования по водонепроницаемости и морозостойкости к бетонным конструкциям;
• изготовление высоконагружаемых бетонных и железобетонных изделий (фундаментных блоков, тротуарной плитки);
• приготовление бетонных смесей на мелкофракционных заполнителях;
• сооружение зданий по монолитной технологии с применением расширяющих присадок.

Что можно добавить в цемент для повышения его прочности:

• Пластификаторы. Это наиболее популярная группа упрочняющих добавок. Применение пластификаторов повышает подвижность растворов, увеличивает водонепроницаемость, морозостойкость, позволяет снизить расход вяжущего компонента почти на четверть. В частном строительстве в качестве пластификаторов обычно используют стиральный порошок или жидкое мыло.
• Ускоритель набора прочностных характеристик. Функции – ускорение схватывания и твердение бетона, повышение показателей на сжатие и изгиб. Наиболее популярный ускоритель – хлористый кальций, часто применяемый при изготовлении пенобетона и полистиролбетона, брусчатки.
• Комплексные присадки. Служат для ускорения твердения, увеличения водонепроницаемости, морозостойкости, прочностных характеристик, снижения усадки. Тип присадок выбирают в соответствии с эксплуатационными особенностями строящихся объектов.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Источник

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент следует изготовлять в соответствии с требованиями настоя щ его стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в поряд ке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. По вещественному составу цемент подразделяют на следующие виды: (Изм. № 2)

портландцемент (без минеральных добавок) ;

по ртландцемент с добавками (с активными минерал ь ными добавками не более 20 %);

шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.3. По пр о чности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

портландцемент — 400, 500, 550 и 600;

шлакопортландцемент — 300, 400 и 500;

портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500;

шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Примечан и е. Допускае т ся с р а зрешени я Минстройматериалов СССР выпускать по ртландцемент с ми н ераль н ыми добавками марк и 300.

1.4. Условное обозначение цемента должно состоять из:

наименования типа цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается пр и менять сокращенное обозначение наименования — соответственно ПЦ и ШПЦ;

марки цемента -по п. 1.3;

обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п. 1.6: Д0, Д 5, Д20;

обозначения быстротвердеющего цемента — Б ;

обозначения пластифика ц ии и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н;

обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения п ортландцемента марки 400, с добавками до 20 %, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 40 0- Д20 — Б — ПЛ ГОСТ 10178-85.

Допускается обозначение (за исключением случаев поставки цемента на экспорт) :

ПЦ 400-Д20-Б — ПЛ ГОС Т 10178-85.

1.3, 1.4. (Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.5. При производстве цементов применяют:

клинкер, по химическому составу соответствующий технологичес-кому регламенту. Массовая доля оксида магния ( M g О) в клинкере не должна быть более 5 %.

Для отдельных предприятий по пер е чню, установле н ному Минстройматериалов СССР, в связи с особ е н н остью химического состава используемого сырья допускается содержани е Mg О в клинкер е не боле е 6 % при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытаниях в автоклаве;

гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации;

гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документа ц ии;

добавки, регулирующие основные свойства ц емента, и технологические добавки по соответству ю щей нормативно-технической документации.

1.6. Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл. 1.

Обозначение
вида цемента

Активные минеральные добавки, % по массе

доменные гранулированные и электротермофос-форные шлаки

осадочного происхождения, кроме глиежа

прочие активные, включая глиеж

Допуска е тся замена части минеральных добавок во всех типах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каол и ны) . Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5 % массы цемента.

1.5, 1.6. (Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.7. Пр е дел прочности цем е нта при изгибе и сжатии дол жен быть не ме н ее значений, ук а зан н ых в табл. 2.

Обозначение вида цемента

Гаранти-рованная
марк а

Предел прочност и , МПа (кгс/см 2 )

при изг и бе в возрасте, сут

п ри сжатии в возрасте, сут

ПЦ -Д0, П Ц — Д5,
ПЦ — Д 20, ШПЦ

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии цемента.

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.8. Цемент должен показывать равномер н ость изменения объема при испытании образцов кипяч е ни е м в вод е , а п ри сод е рж а нии M g О в клинкер е более 5 % — в автоклаве.

1.9. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от н ачала затворения.

1.10. Тонкост ь помола цемента долж н а быть такой, чтобы при просеивании пробы ц емента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

1.11. Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO₃) в цементе должна соответс т вовать требованиям табл. 3.

Обозна ч е н ие вид а цемента

ПЦ 40 0-Д0 , ПЦ 50 0- Д0, ПЦ З00- Д 5, ПЦ 400-Д5 , ПЦ 50 0-Д 5,
ПЦ 30 0-Д 20, ПЦ 40 0-Д 20, ПЦ 500-Д20.

ПЦ 550 — Д0, ПЦ 60 0- Д0, ПЦ 550 -Д5, ПЦ 600-Д5,
ПЦ 550 -Д20 , ПЦ 60 0-Д 20, ПЦ 40 0-Д 20 — Б, ПЦ 5 00-Д 2 0- Б

ШПЦ 300, ШПЦ 400, Ш ПЦ 500, ШПЦ 4 00- Б

1.12. Допускается введен и е в цемент пр и его помоле специальных пластиф и цирующих или гидрофобизирующих поверхностноактивных добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Пластифицированный или г и дрофобный цемент следует поставлять по согласованию изготовителя с потребителем.

Пластифицированный или гидрофобный цемент не следует поставлять потребителям, использующим суперпластификаторы при приготовлении бетонных смесей.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех типов должна быть такой, чтобы при водоцемент ном отнош е нии, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не мене е 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

1.13. При пр ои зво дстве цеме н та для интенсификации процесса помола допускаетс я введе н и е технологических добавок, не ухудшаю щ их качества цемента, в количеств е не более 1 % , в том числе органических не боле е 0,1 5 % массы цемента.

Эффекти в ность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтвержде н ы результатами и спытаний цемента и бетона.

1.12, 1.13. (Изме нен ная ред а кция, Изм. № 1).

1.14. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобето н ных напорных и безнапорных труб, железобетон н ых шпал, мостовых конструкций, стоек опор высоковольтных л и ний злектропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения следует поставлять цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината (С₃А) в количестве не боле е 8 % по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем необходимо поставлять один из следующих типов ц емента:

ПЦ 40 0 -Д0 — Н, ПЦ 50 0 -Д0-Н — для всех изделий;

ПЦ 500 -Д5-Н — для труб, шпал, опор, мостовых конструкций независимо от вида добавки. Для напорных труб необходимо поставлять цемент I или II группы по эффективности пропаривания согласно приложению А;

(Измененная редакция. Изм. № 2);

ПЦ 40 0- Д20-Н, ПЦ 50 0 -Д20 — Н — для бетона дорожных и аэродромных покрытий при применении в качестве добавки гранулирова н ного шлака не более 15 %.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портландцемента для труб — не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения цемента. По согласованию изготовителя с потребителем допускаются иные сроки схватывания.

(Измененная редак ц ия, Изм. № 1) .

Удельная поверхность портландцемента с добавкой шлака для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна быт ь не менее 280 м 2 /кг.

1.15. Массовая доля щелочных оксидов ( Na ₂ O и К₂О ) в пересчете на Na ₂О ( Na ₂ O + 0,658К₂О) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с исполь з ованием реакционноспособного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

1.16. Массовая доля щелочных оксидов в цементах, изготовляемых с использованием белитового (нефелинового) шлама, в пересчете на Na ₂ О не должна быть более 1,20 %.

1.16, 1.17. (Измене н ная редакция, Изм. № 1).

1.18. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20 % отгруженных партий.

(Введен дополнительно, Изм. № 1) .

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Приемку цементов производят по ГОСТ 30515-97. (Изм. № 2)

2.2. Группы цемента по эффективности пропаривания приведены в приложении А. (Изм. № 2)

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4.

3.2. Химический анализ клинкера и цемента производят по ГОСТ 5382.

При этом массовую долю в клинкере оксида магния ( M g О) устанавливают по дан н ым приемочного контроля производства.

3.3. Вид и количество добавок в цементе определяют по методике головной организа ц ии по государственным испытаниям цемента в пробе, отобранной на заводе-изготовителе.

3.4. ( Исключен, Изм. № 2).

3. 5 . Наличие п ризнаков ложного схватыва н ия цемента проверяют по методике головно й организа ц ии по государственным испытаниям.

(Измене н ная редакция, Изм. № 1).

3.6. (Исключен, Изм. № 1).

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА , ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
И ХРАНЕНИЕ

4.1. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента производят по ГОСТ 30515-97. (Изм. № 2)

5 . ГАРАН Т ИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут для осталь н ых цементов, а при поставке навалом — на мом е нт получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгру з ки для быстротвердеющих и 60 сут для остальных цементов.

(Измене н ная редакция, Изм. № 1).

Приложение А

Группа по эффектив-
ности пропарива-
ния

Предел прочности при сжатии после пропаривания , МПа (кгс/см 2 ) , для цемента марок

Источник