Что такое плотность цемента и как она рассчитывается:?

Удельная плотность цемента – это переменная относительна величина, характеризующая сколько килограммов материала помещается в той или иной единице объема. За единицу объема принимается 1 метр кубический или 1000 дециметров кубических. 

СодержаниеСвернуть

• Определение истинной плотности сухого цемента
• Средняя плотность цемента
• Физический смысл удельной плотности цемента
• Значение удельной плотности портландцемента. Таблица
• Заключение

Практическое значение данной величины – определение расхода цемента при производстве бетона, цементного раствора и изготовлении Железобетонных изделий: тротуарной плитки, плит перекрытия, лестничных маршей, бетонных колец, бетонных лотков и пр.

Определение истинной плотности сухого цемента

При необходимости, истинную плотность цемента определяют для каждой конкретной партии вяжущего. Это простой процесс, который можно реализовать в домашних условиях своими силами.

Потребуется емкость объемом кратным 1 литру (1 дм3) и весы (бытовой кантер, чашечные весы, лабораторные весы и т.п.). Можно взять стандартную литровую стеклянную банку для консервации, взвесить ее. Далее аккуратно засыпать в нее проверяемый строительный материал, опять взвесить.

Вычесть из полученной цифры вес пустой банки и умножив полученный результат на 1000 (количество литров в 1 м3) получить удельный вес конкретной партии цемента в стандартных единицах кг/м3.

Пример:

• Вес пустой банки объёмом 1 литр: 0,25 кг.
• Вес банки с цементом: 1,5 кг.
• Вес цемента в объеме 1 литр: 1,5-1,25=1,25 кг.
• Удельный вес цемента: 1,25х1000=1 250 кг/м3.

Имея истинную плотность материала, можно очень точно рассчитать необходимый расход вяжущего на приготовление той или иной марки бетона или раствора в привычных единицах измерения – «ведро». В этом случае следует использовать правило: 1 литр =1 дм3 или 0,001 м3.

Средняя плотность цемента

Большинство строительных компаний и заводов ЖБИ, оперируя в своей повседневной деятельности значительными объемами цемента из разных партий не «заморачиваются» точными расчетами истинной удельной плотности, и принимают к исполнению так называемую усредненную удельную плотность цемента.

Данная характеристика рассчитывается как среднее арифметическое суммы удельной плотности слежавшегося цемента (1500-1600 кг/м3) с удельной плотностью только что изготовленного материала (1 100 кг/м3): 1500+1 100/2=1 300 кг/м3.

Укрупненное (среднее) значение удельной плотности цемента 1 300 кг/м3, по умолчанию, используют в расчетах количества закупки вяжущего и количества расхода, практически все строительные компании и все частные застройщики.

Физический смысл удельной плотности цемента

Некоторых застройщиков заинтересует вопрос: «почему цемент имеет такой большой дифференциал разброса значения удельной плотности?». Ответ на этот законный вопрос кроется в курсе физики средней школы.

При помоле клинкера, отдельные частички цемента получают разноименные электрические заряды, и в соответствии с законом Кулона стараются оттолкнуться друг от друга. Образовавшиеся при этом «межчастичные» пустоты заполняет окружающий воздух.

Поэтому, плотность цемента м500, плотность цемента м400, плотность цемента м300 или цемента другой марки, только что сошедшего с «конвейера» и упакованного в бумажные мешки или мягкие контейнеры биг-бены, минимальна и составляет в среднем 1 150-1200 кг/м3.

При длительном хранении или транспортировке на значительные расстояния плотность цемента м400 в мешках или мягких контейнерах увеличивается. При трении друг о друге, «разнозаряженные» частички цемента становятся «однозаряженными», соответственно стремятся слипнуться друг другом, выдавливают воздух, и обретают плотность слежавшегося цемента 1 500-1 600 кг/м3.

Значение удельной плотности портландцемента. Таблица

Описанная выше технология определения истинной плотности цемента отвечает на все возможные вопросы неопытного застройщика. Тем не менее, в «справочных» целях следует привести ориентировочные значения насыпной плотности цемента 400, плотности цемента м500 и других марок портландцементов, сведенных в следующую таблицу:

Марка  цемента	Удельная плотность, кг/м3
М100	900
М150	900
М200	900
М300	1 100
М400	1 100
М500	1 100

Анализируя данную таблицу, стоит заметить, что в широкой продаже можно приобрести портландцементы марки М400 и М500 (новая маркировка ЦЕМ I 32,5Н ПЦ и ЦЕМ I 42,5Н ПЦ). Материалы марок М300, М200, М150 и М100 уже не выпускаются. Поэтому приведенную таблицу стоит рассматривать как «справочную», в целях общего понимания сути вопроса.

Заключение

Частным застройщикам совет! Если вы хотите подойти к закупке и использованию строительного материала максимально рационально, используйте в своей практической деятельности информацию, приведенную в разделе данной публикации: «Определение истинной плотности сухого цемента».

Это даст вам возможность сэкономить значительные финансовые средства при всех прочих равных условиях: прочности и долговечности изготовленных и возведенных бетонных конструкций.

Насыпная плотность и удельный вес цемента

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Определение понятий
2. Как свойства материала изменяются во внешней среде
3. Сколько весит цемент
4. Значение плотности для разных типов цементного порошка
5. Как рассчитать вес цемента для приготовления строительных смесей
6. Правила выполнения расчетов
7. Коротко о главном

Использование цементной смеси предполагают почти все виды строительных работ. Наиболее популярны материалы с маркировкой М400 и М500. Применяются в составе бетонных и цементных растворов в качестве вяжущего вещества. Они имеют свои физические и эксплуатационные характеристики, основной из которых является плотность – соотношение массы стройматериала к объему. От этой величины напрямую зависит прочность бетона, а также надежность и срок службы возведенного строительного объекта.

Определение понятий

Цемент – это порошкообразный мелкофракционный продукт, состоящий из разделенных между собой воздушными пустотами твердых частичек. Под воздействием внешних условий объем воздуха изменяется, поэтому масса продукта даже при одинаковом его количестве может быть разной. Для каждого сыпучего вещества существует два физических параметра – насыпная и истинная (удельная) плотность.

При получении первого учитывается объем, который занимает скопившийся между частицами цементной смеси воздух. Используется значение при проведении строительных расчетов для определения необходимого количества цемента в разрыхленном состоянии. Для состава с маркировкой М400 величина составляет 1200 кг/м³, М500 – 1300 кг/м³.

Удельная или истинная плотность – это постоянная величина, которая всегда выше от насыпной. Вычисляется она с учетом того, что частички порошкового продукта максимально плотно прилегают одна к другой, и между ними отсутствует воздушная прослойка. Значение может достигать до 3200 кг/м³.

Как свойства материала изменяются во внешней среде

Говоря о плотности, необходимо учитывать какой именно цемент имеется ввиду: расфасованный в мешки сухой или уже затвердевший раствор. Если второе, то это истинная величина. Когда она будет слишком низкой, то возведенная из него стена получится непрочной. Даже когда для приготовления раствора использовано плотное качественное сырье, то в случае несоблюдения технологии заливки в бетоне возможно наличие большого количества трещин и пор.

Но после отвердевания раствор набирает прочность и плотностные характеристики его не изменяются. А если рассматривать сыпучий стройматериал, то даже у порошка с одинаковым составом данный параметр меняется.

Строителей первостепенно интересует насыпная плотность, значения которой непостоянны:

• наименьшие параметры у свежеприготовленной продукции, потому что частицы, имея одинаковый заряд отталкиваются одна от другой. При продолжительном хранении элементы разряжаются, все меньше между ними становится расстояние и соответственно смесь становится все плотнее. Воздействие на внутреннее электрическое поле оказывать могут также гидрофобные добавки;
• увеличивается характеристика при транспортировке сырья. Песчинки вследствие вибрации уплотняются, заполняя при этом свободное пространство;
• у сухого порошка показатель меньше. За счет пористой структуры материал в условиях повышенной влажности впитывает влагу, становясь от этого тяжелее. Просушить его не получится, как например песок. Дело в том, что влага меняет структуру цемента необратимо, образуя в нем цементный камень. Высокие значения в таких случаях не обозначают качество сырья, а указывают на нарушение условий хранения.

Материал с комками к использованию не пригоден. Поэтому при покупке необходимо обращать внимание на дату изготовления и поинтересоваться в каких условиях продукция хранилась на складе.

Сколько весит цемент?

Удельный вес цементных смесей определяется как отношение его массы к объему. Зависит показатель от следующих факторов:

1. Марка. Чем больше значение по маркировке, тем выше удельный вес.
2. Технология производства. От способа, по которому изготовлено сырье, зависит форма и размер полученных на выходе зернышек. Чем они мельче, тем больше масса потому что большую часть структуры составляют сами частички, а не воздушное пространство между ними. Соответственно при одинаковом объеме смеси с мелкими и более крупными частицами в первом случае вес будет больше.
3. Состав. В строительную смесь для улучшения ее эксплуатационных качеств добавляют гидрофобные присадки и другие добавки, что соответственно сказывается на физических характеристиках.
4. Условия хранения. Стройматериал необходимо хранить в герметичной таре в помещении с оптимальным микроклиматом. Это позволит подольше сохранить первоначальные характеристики.
5. Давность изготовления. Удельный вес свежеприготовленного цемента выше в сравнении со смесью, частицы которой в течение продолжительного времени уплотнились.

В таблице ниже приведена классификация бетона по удельному весу.

№ п/п	Виды смесей	Вес, кг/м³
1.	Особо тяжелые	от 2500
2.	Тяжелые	2200-2500
3.	Облегченные	1800-2200
4.	Легкие	500-1800
5.	Особо легкие	до 500

Самыми качественными и долговечными считаются тяжелые бетоны. При изготовлении в них добавляют высокоплотный цемент, щебень гранитный и другие крупные наполнители.

Это обеспечивает составам отличные прочностные свойства, влагостойкость и морозостойкость.

Значение плотности для разных типов цементного порошка

Существуют разные сорта цемента, характеристики которых во многом зависят от вида составляющих компонентов. У продукта нет единой химической формулы. Но входящие в состав алюминиевые, кальциевые, железные, кремниевые и другие оксиды напрямую влияют на его физико-химические характеристики.

К наиболее популярным типам цемента относят:

• глиноземистый. Вяжущий быстродействующий материал с различными включениями, которые напрямую влияют на эксплуатационные свойства;
• шлаковый. Такой материал обогащен полученными из доменных гранулированных шлаков активными минеральными добавками, благодаря которым состав быстро затвердевает. Благодаря наличию сульфатно-шлаковых элементов уменьшается удельный вес продукта;
• портландцемент. Большую часть состава составляют силикаты. В зависимо от марки продукта их процентное содержание может достигать до 80%.
  На строительном рынке такой вид считается наиболее востребованным;
• пуццолановый. Продукт идеален для бетонирования конструкций. Если говорить о строительстве, то подходит он не для всех работ.

Показатели плотности для основных видов цементного порошка приведены в таблице.

Вид	Плотность кг/м³
	истинная	насыпная
Глиноземистый	3100	1100
Шлаковый	1200	2900
Портландцемент	3200	1200
Пуццолановый	2800	900

Как рассчитать вес цемента для приготовления строительных смесей

Качество бетонного раствора напрямую зависит от вида используемых при его изготовлении составляющих компонентов, а также точного соблюдения пропорций.

Рассчитать вес мешка стройматериала несложно. Главное – это применять одни и те же расчетные единицы, независимо от того, отмеряете вы продукт в единицах объема или массы.

Для определения значения используется формула:

Масса/объем = плотность. Соответственно:

• при необходимости получить объем нужно массу поделить на плотность;
• когда узнать нужно массу, то получить ее можно путем перемножения объема и плотности.

Рассмотрим пример. Как определить сколько мешков потребуется для выполнения конкретной задачи. Реализуется цемент мешками массой 25 или 50 кг. Объем указывается в литрах и для первого варианта составляет 19, для второго – 38 л.

Итак, вам необходим куб бетона (1000 л) В15 с классом прочности 32,5. Такие показатели соответствуют М400.

Берем среднюю плотность М400 и умножаем ее на объем:

1200 х 0,13 = 156 кг

Мы получили необходимое количество. Разделяем полученную величину на вес упаковки, соответственно при весе 25 кг потребуется чуть больше шести и 50 кг чуть больше трех мешков.

Правила выполнения расчетов

В промышленных условиях удельный вес сухого порошка получают с помощью прибора Ле-Шателье. Определить в бытовых условиях насыпную плотность цементного порошка можно самостоятельно. Специализированное или сложное оборудование использовать не понадобится. Для этого достаточно:

• мерной емкости объемом не меньше одного литра;
• воронки. Внимание следует обратить на диаметр отверстия, чтобы частички смеси сквозь воронку проходили свободно;
• весов – для взвешивания сыпучего продукта.

Сперва взвешивается пустая емкость, значение обозначается как М1. Сквозь воронку в емкость засыпается порошок, после чего она повторно взвешивается.

Утрамбовывать, перемешивать или встряхивать содержимое мерного цилиндра нельзя, в противном случае полученный показатель не будет достоверным.

Важное условие правильности расчета – это использование в формуле одинаковых измерительных единиц, например, литры всегда нужно переводить в кубические метры.

Коротко о главном

Приготовить качественный строительный раствор можно только при соблюдении технологии изготовления, а также при правильном выборе всех составляющих компонентов, основным из которых является цемент. Выбирая продукт первоочередное внимание обращать следует на его плотность, в том числе истинную и насыпную.

Приобретая свежеизготовленный цемент в мешках, определять его удельный вес особой необходимости нет. Но даже при малейших сомнениях стоит определить насыпную плотность материала. Это позволит избежать ошибок, быть уверенным в прочности и надежности возводимого объекта.

Портландцемент — Sciencemadness Wiki

Образец старого портландцемента.

Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента общего назначения во всем мире, используемым в качестве основного ингредиента большинства строительных материалов, таких как бетон или раствор. Его также можно использовать в качестве осушителя, хотя его эффективность варьируется.

Содержание

• 1 Свойства
  • 1.1 Химическая
  • 1.2 Физический
• 2 Наличие
• 3 Подготовка
• 4 проекта
• 5 Обращение
  • 5.1 Безопасность
  • 5.2 Хранение
  • 5.3 Утилизация
• 6 Каталожные номера
  • 6.1 Соответствующие темы Sciencemadness

Свойства

Химический

Портландцемент реагирует с водой, образуя различные гидраты, которые затвердевают в твердую массу. Процесс реакции достаточно сложен.

Физический

Портландцемент представляет собой твердый мелкодисперсный порошок от бело-серого до слегка голубовато-серого цвета. Он нерастворим в воде и всех растворителях, но будет реагировать с первыми, образуя очень твердую твердую массу. Он имеет среднюю плотность 1,506 г/см ^{3 [1]} , удельную или (относительную) плотность 3,15 ^[2]

.

Наличие

Портландцемент продается в большинстве строительных и хозяйственных магазинов, обычно в больших и очень мешках.

Подготовка

Поскольку производственный процесс является чрезвычайно энергоемким и дешево доступен оптом, портландцемент лучше покупать, чем производить.

Проекты

• Строительные материалы
• Сушка сырым растворителем (не очень эффективно)
• Иммобилизация токсичных отходов

Обращение

Безопасность

Портландцемент является едким веществом, контакт с незащищенной кожей вызывает сильное обезвоживание и даже химические ожоги. Цементный порошок является сильным раздражителем, и его воздействие может повредить глаза, нос и легкие. Поскольку портландцемент производится непосредственно из минеральных источников, без очистки, портландцемент может содержать шестивалентный хром, который является канцерогенным, и из-за его тонкой формы он также будет содержать много кристаллического кремнезема, который также опасен для здоровья. Также могут присутствовать следы тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий, в зависимости от производителя и минерального источника сырья.

Предметы из цемента/бетона никогда нельзя нагревать сильным пламенем, так как они будут сильно раскалываться, разбрасывая острые осколки в воздух, что может привести к серьезным травмам. Таким образом, и портландцемент, и бетон непригодны для изготовления печей и печей, и вместо них всегда должен использоваться огнеупорный цемент.

Хранение

Портландцемент лучше всего хранить в сухих местах, вдали от влаги, желательно в герметичных мешках.

Утилизация

Портландцемент следует смешивать с водой (а также с песком) и оставлять для отверждения перед утилизацией. Поскольку конечным продуктом является обычный бетон, который, как правило, не опасен для окружающей среды, его можно сбрасывать практически где угодно.

Ссылки

1. ↑ http://www.rfcafe.com/references/general/density-building-materials.htm
2. ↑ http://www.aso-cement.jp/en/products/product_ordinary.html

Соответствующие нити Sciencemadness

• Индикатор pH для портландцемента.

Автоматическая система контроля плотности улучшает характеристики цементного раствора | Симпозиум SPE по глубокому бурению и добыче

Skip Nav Destination

• Цитировать
  • Посмотреть эту цитату
  • Добавить в менеджер цитирования
• Делиться
  • Фейсбук
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • Электронная почта

• Получить разрешения

• Поиск по сайту

Цитата

Эджли, К.Д. «Автоматическая система контроля плотности улучшает характеристики цементного раствора». Доклад представлен на Симпозиуме SPE по глубокому бурению и добыче, Амарилло, Техас, 19 апреля.86. doi: https://doi.org/10.2118/14989-MS

Скачать файл цитаты:

• Ris (Zotero)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс

Расширенный поиск

Аннотация

Корреляция ожидаемых и фактических характеристик цементного раствора была улучшена за счет объединения микропроцессорного контроля плотности с рециркуляционным смесителем цемента. После установки требуемой плотности с мембранной клавиатуры электрические и пневматические элементы управления системы поддерживают плотность раствора в пределах +0,1 фунта/галлон от выбранной плотности. Заданное значение плотности может быть изменено во время работы.

Плотность цементного раствора, замешанного на поверхности, имеет решающее значение для конечных характеристик цементного раствора в скважине. В глубоких горячих скважинах контроль плотности особенно важен, и потребность в надежной работе возрастает. Точность автоматизированной системы превышает возможности человека по поддержанию плотности цементного раствора на протяжении всего цементирования.

Тематический документ содержит описание работы и технические характеристики системы, включая принципиальные схемы. Описана система ручного резервного копирования.

Представлена ​​документация по контролю плотности по фактическому цементированию.

Введение

Характеристики внутрискважинного цемента для данной цементной смеси и скважинных условий определяются на поверхности при смешивании цементного раствора.

возможны значительные отклонения в ожидаемых характеристиках (слишком долгое или слишком короткое время схватывания, недостаточная прочность и т. д.), если цементный раствор не замешан до надлежащей плотности. Современное смесительное оборудование на нефтяных месторождениях требует, чтобы оператор регулировал скорость потока сухого цемента и воды, чтобы поддерживать плотность, скорость потока пульпы, давление на устье скважины и уровень в баке в заданных пределах. Проблемы, стоящие перед цементировщиком, предопределили пределы. Проблемы, с которыми сталкиваются цементщики, усугубляются при смешивании растворов, свойства которых значительно отличаются от обычных нефтепромысловых цементов, например, обладающих тиксотропными свойствами, или при смешивании очень тяжелых растворов.

Автоматизация нефтепромыслового смесительного оборудования направлена ​​на улучшение качества и воспроизводимости смешивания цементных растворов, а также других нефтепромысловых жидкостей. Это усовершенствование приведет к более предсказуемым скважинным характеристикам и, возможно, даст больше свободы при проектировании цементного раствора для достижения конкретных результатов. В данной статье описывается такая автоматическая система управления с обратной связью применительно к смешиванию цемента.

ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

Автоматизация нефтепромыслового смесительного оборудования не так проста, как системы, предназначенные для заводского использования. Во многих случаях в химической обрабатывающей промышленности автоматизация обеспечивает средства перерабатывающей промышленности, автоматизация обеспечивает средства точной настройки расхода материалов, температуры и давления, когда (1) условия поступающих материалов являются давлением, когда (1) условия поступающих материалов уже относительно постоянными, и (2) желаемые свойства продукта для данного процесса, подлежащего автоматизации; свойства данного процесса, подлежащего автоматизации, обычно не меняются. Ни одно из этих проектных соображений не применимо к нефтяному месторождению, даже при однократном цементировании. Исходные материалы (цементные смеси и вода) могут резко изменяться по составу, по давлению в смесительном узле, по степени давления продукта на смесительном узле и по скорости производства продукта. Все эти переменные составляют задачу производства. Все эти переменные усложняют задачу автоматического управления. Конкретные обсуждаемые проблемные области включают (1) переменные входные условия, (2) изменение характеристик системы и (3) среду.