Определение активности цемента по марке бетона

Определение активности цемента по марке бетона

Понятие марки цемента связано с определением прочности образцов, приготовленных стандартным методом из смеси цемента, песка стандартного качества и воды. Деление цемента на марки в СССР введено в 1930 г. За прошедший период несколько раз изменялись методы испытания для определения прочности цемента и классификация марок, что связано с рядом причин. Наиболее существенной причиной надо считать систематическое совершенствование технологии производства цемента, резко повысившей свойства портландцемента, в частности его прочность. Кроме указанной причины в изменении методов испытания и классификации цемента существенное значение имел опыт применения цемента в строительном производстве.

При разработке методов испытания цемента должны быть обеспечены: определение прочности без испытания цемента в бетонах с помощью переходных коэффициентов и количества цемента (расход ) при подборе состава бетона; выявление степени однородности партий цемента; оперативное осуществление массовых регулярных испытаний на цементном заводе и контрольные испытания на строительной площадке.

Опыт показал, что перечисленные условия ввиду их сложности решены лишь частично. Как отмечалось выше, цемент является полиминеральным и полидисперсным порошком, в который при помоле клинкера вводят гипс для обеспечения процесса с оптимальными результатами схватывания и упрочнения цементного теста. Указанные особенности цемента по разному влияют на упрочнение и в конечном итоге приобретение той прочности, которая заносится в паспорт на цемент. Любые, самые незначительные изменения химико-минералогического состава цемента, его гранулометрии, качества воды затворения, условий приготовления растворной смеси и образцов из нее, продолжительности твердения изменяют прочность цемента.

Не имея точных сведений, в данном случае о прочности цемента, нельзя решить вопрос о его пригодности для строительного раствора, бетона (железобетона) заданной прочности. Надо всегда помнить, что выбор цемента только по показателю прочности практически недопустим. Назначению цемента по прочности предшествует анализ условий работы сооружения (конструкции). Попутно отметим, что правильное назначение цемента позволяет создавать бетонные (железобетонные) сооружения, конструкции и детали исключительно высокой долговечности. Недолговечность некоторых конструкций связана, в частности, с использованием цементов, которые не следовало бы применять в этих конкретных условиях.

В различных странах существуют разнообразные методы определения прочности и классификации цементов по прочности. Может возникнуть вопрос о целесообразности испытания цемента для определения его прочности непосредственно в бетоне, исключая испытание стандартных образцов. Однако такое решение невозможно по причинам исключительного разнообразия строительных песков, гравия и щебня и такого же разнообразия составов бетонов. Цемент в стандартных растворах и в бетоне на разных материалах покажет различную прочность.

При таком методе испытания цемента цементные заводы лишаются возможности оценивать свою продукцию и контполировать ее качество в ходе технологического процесса. Сказанное объясняет причину появления и применения условных методов испытания. В силу того что песок влияет на прочность цемента, в СССР за эталон принимают кварцевый песок у г. Вольска на р. Волге. Этот песок подвергается рассеву на специальном заводе, после чего он поступает в лаборатории цементных заводов и предприятий, где производят испытания цемента.

Прочность стандартных растворных образцов после 28-суточного твердения называют активностью цемента. В СССР для классификации цемента по прочности полученный показатель средней прочности образцов принято округлять до сотен килограммов. Допускается округлять в большую сторону только в том случае, когда активность цемента после округления отличается не более чем на 5%. Такая цифра прочности цемента названа его маркой. В СССР выпускается портландцемент М 300, 400, 500 и 600.

Классификация цемента на марки с интервалом в 100 кГ (10-1 Н) прочности также условна и у ряда специалистов вызывает возражение.

Классификацию цемента нельзя рассматривать в отдельности от технологии его производства и потребления. Совершенствование производства способствует увеличению выпуска цемента высоких марок, что в первую очередь позволяет повысить производство и качество бетона.

Прогресс в области изготовления вяжущих материалов влечет за собой совершенствование в области конструирования, расчета и проектирования железобетонных конструкций и технологии их изготовления. Развитие производства цементов высоких марок, однородных по своим свойствам, позволяет перейти к широкому применению бетонов на легких каменных материалах и конструкций меньших сечений, что резко снизит собственный вес конструкции. Применение цементов высоких марок и с ускоренными сроками твердения в большинстве случаев позволит упростить изготовление конструкций, исключить дополнительный технологический передел — тепловлажностную обработку.

Для наиболее полного использования прочности оптимальным вариантом является классификация цемента по активности. Разбивка цементов по маркам с интервалом в 100 кГ/см2 (10-1 МПа) наиболее близка к оптимальному варианту. Членение цемента по прочности через 50 кг/см2 (10-1 МПа), приближающееся к членению по активности, в данное время реализовать трудно, так как при поступлении цемента разной активности из-за ограниченности складских помещений на строительстве хранить его раздельно не удается. Уменьшение числа марок возможно за счет выпуска в основном цемента наиболее высоких марок (преимущественно 500 и 600, а с течением времени 700 и 800) при ограниченном количестве выпуска цемента М 400 и в случае прикрепления всех строительных объектов к определенным цементным заводам.

В данное время такое прикрепление заводов может быть реализовано, чему способствует улучшение географии размещения цементных заводов, обеспечившее значительное сокращение перевозок цемента. Например, если в 1950 г. среднее расстояние перевозки цемента составляло 680 км, то в 1966 г. оно сократилось до 494 км. Кроме повышения марочности цемента, особое значение имеет и совершенствование других его свойств.

Надо отметить, что впервые в СССР в гидротехническом строительстве, начиная с 1935 г., обращено внимание на необходимость нормировать кроме прочности другие свойства цементов, позволяющие получать бетоны для ответственных инженерных сооружений с проектными водонепроницаемостью, морозостойкостью, экзотер-мичностью и химической стойкостью при разных случаях агрессии В частности, уже в 1934 г. на строительстве канала им. Москвы осуществлено проектирование бетона на разные сроки твердения — короче 28 сут. и более продолжительные (вплоть до одного года л больше). В течение ряда лет создавались и совершенствовались локальные технические требования на цемент для многочисленных гидротехнических сооружений (ГЭС на р. Волге, Волго-Донской канал им. В. И. Ленина, Саратовская ГЭС, Братская ГЭС, Красноярская ГЭС и многие другие гидротехнические сооружения).

Следует учитывать, что в гидротехническом строительстве применяется несколько сортов цемента, различающихся по свойствам, что связано с условиями работы бетона сооружений. По этой причине цемент, применяемый в гидротехнике, не следует называть гидротехническим, так как подобные условия работы бетона возникают и в других сооружениях (промышленных, мостовых, дорожных и др.). Все цементы, выпускаемые промышленностью, надо каталогизировать; что позволит от теоретических положений перейти к применению цементов со свойствами, отвечающими условиям работы. Такое коренное изменение сведений о свойствах цемента, несомненно, обеспечит минимальный их расход и высокую долговечность сооружений, конструкций и деталей.

Как происходит определение активности цемента?

Цемент часто называют «скоропортящимся» продуктом. «Скоропортящийся» означает быструю потерю активности, от которой напрямую зависит прочность бетона на сжатие и изгиб. В связи с этим, активность цемента, является самой важной технической характеристикой, которую можно определить несколькими способами.

Как можно определить активность цемента – обзор технологий

Самую точную величину активности цемента определяют только в лабораторных условиях. Это достаточно длительный процесс, поэтому разработано несколько экспресс технологий, позволяющих более-менее точно ответить на вопрос: «Можно ли данный конкретный цемент использовать по его прямому назначению?».

Рассмотрим все существующие способы проверки активности незаменимого строительного материала.

Алгоритм проверки активности цемента в соответствии с требованиями нормативных документов:

• Заливка образцов 40х40х160 миллиметров;
• Выдержка образцов в формах над водой в течение 24 часов;
• Выдержка образцов в ванне с гидрозатвором в течение 27 суток;
• Испытание образцов на прочность на специальном оборудовании.

Величину предела прочности на сжатие определяют как среднее арифметическое четырех наибольших чисел из шести испытаний образцов. Полученное значение и есть «активность» цемента.

Определение активности цемента в домашних условиях

Для строительства малоответственных бетонных конструкций будет достаточно определение активности двумя «народными» методами, которые, несмотря на весьма относительную точность, тем не менее, позволяют сделать вывод о пригодности или непригодности цемента.

Визуально-тактильный метод

Если нет возможности проверить россыпной цемент, придется приобрести мешок материала и произвести осмотр его содержимого в плане цвета и агрегатного состояния. Качественный «активный» цемент должен иметь серо-зеленоватый оттенок и протекать сквозь пальцы как вода.

В крайнем случае, качественный, но немного лежалый цемент, может слеживаться в небольшие комочки, которые должны рассыпаться в пыль при малейшем прикосновении. Твердые комки указывают на значительную потерю активности – подобный материал можно использовать только в качестве наполнителя.

Водно-визуальный метод

Для реализации данной технологии также потребуется приобрести мешок цемента, а также подготовить следующие материалы:

• Щелочную минеральную воду на выбор: «Ессентуки» № №4,17, «Славяновская», «Смирновская», «Ласточка», «Боржоми», «Саирме», «Набеглави», «Дилижан»;
• Одноразовую тарелку;
• Полиэтиленовый пакет;
• Мокрую ткань.

Проверяемый цемент смешивают с минеральной водой до консистенции теста. Из полученного «теста» очень быстро лепят образец, что-то вроде оладья имеющего утолщенную середину и тонкие края периметра.

Если в течение 5-10 минут «оладий» застыл и ощутимо нагрелся – вы купили качественный свежий цемент, имеющий высокую активность. При этом образцы из фальсифицированного цемента либо вообще не застывают, либо застывают фрагментарно через 45-60 минут и растрескиваются.

Образцы из китайских цементов низкого качества и нагревают и быстро застывают, но в конце схватывания «оладий» сильно деформируется и также растрескивается.

При положительном результате испытания, проверку следует продолжить. Застывший образец заворачивается во влажную ткань, помещается в полиэтиленовый пакет и в таком состоянии выдерживается в течение 72 часов. Далее образец подвергается осмотру.

Если «оладий» твердый и при постукивании издает «металлический» звук и не рассыпается при падении, испытуемый цемент можно использовать для приготовления бетона как «вяжущее». На поверхности образца допускается неглубокая сетка трещин от тепловой деформации.

Если образец рыхлый, его можно расколоть в руках, а при падении он рассыпается на несколько кусочков – вы приобрели либо контрафактный, либо не очень свежий, либо хранившийся в ненадлежащих условиях цемент, от использования которого лучше отказаться.

Важно! При покупке небольшой партии (мешка) цемента для проведения испытаний на активность, следует обратить внимание на номер партии. В соответствии с требованиями ГОСТ номер партии и дата выпуска указываются на ярлыке дополнительно (справедливо только для фасованного материала, предназначенного для продажи через сети розничной или Интернет-торговли).

Дело в том, что активность цемента фасованного из разных партий может существенно различаться. Поэтому проведенные визуально-тактильные и водно-визуальные испытания на активность, справедливы исключительно для цемента определенной партии цемента фасованной в определенный день.

В любом случае, следует отдавать предпочтение стационарным торговым точкам, заслуживающим доверия – это работа на рынке в течение нескольких лет, средневзвешенные цены и наличие полного пакета сопроводительной документации.

Активность цемента

На протяжении многих десятилетий цемент используется в сфере строительства как один из самых надежных материалов, альтернативы которому пока не нашлось. С годами специалисты совершенствуют методику его производства, варьируя помол, качество добавок и повышая уровень технических показателей. Цемент обладает специфичной особенностью модификации из пластичной смеси в затвердевающий раствор, имеющий высокий коэффициент прочности и устойчивости к различным факторам воздействия.

Оценивая степень активности цемента, профессионалы в этой области создают образцы в виде бетонных кубов, ребро которых не превышает по измерениям 20 см. Изделие проходит испытание на сжатие под специализированным прессом до момента разрушения. Показатель прочности в такой ситуации и определяет активность цемента.

Перед тем как пустить материал на реализацию, оцениваются характеристики конкретной партии, которые анализируются в соотношении с типовыми стандартами. В результате составу присуждается определенная марка и класс.

Стоит принимать во внимание тот факт, что активность цемента по ГОСТ имеет стандартное значение, а в ходе производства смеси этот показатель может изменяться под воздействием различных факторов. Прочность цемента считается непостоянной величиной, поэтому производимое с течением времени определение активности цемента по ГОСТ может показать удивительные результаты. Именно такие изменения являются причиной снижения цен на продукцию строительных компаний и появление привлекательных акционных предложений на раствор.

На прочность состава влияет формат его хранения. Чтобы определение активности цемента показывало ожидаемые коэффициенты, нужно содержать строительный материал в закрытом пространстве и хранить его в водонепроницаемых мешках или отдать предпочтение сухим помещениям и располагать смесь сухой россыпью. Прочность состава напрямую зависит от срока его хранения.

Метод испытания активности цемента, основанный на изучении его структуры и состава показал, что на прочность могут повлиять и ингредиенты смеси. Нередко добавки снижают активность материала, что сказывается на его вяжущих характеристиках. Приобретая цемент, дополненный добавками, обращайте внимание на свойства вторичного элемента. Он должен демонстрировать высокую активность.

Активность и марка цемента меняются при дополнении состава кальцитом и кварцем. Алиты и алюминаты в свою очередь положительно влияют на показатели прочности. Если для осуществления поставленных задач требуется высокоактивный цемент, в него добавляют клинкер. Определить активность цемента можно по минеральному составу.

Помол составляющих также является важным факторов, так как его размер сказывается на протекании процесса гидратации. Чем тоньше помол, тем активнее происходит взаимодействие воды и частиц цемента. Помол сказывается на удельном весе и плотности, низкий коэффициент которой определяет низкую прочность состава.

Как проводится определение активности цемента?

Ввиду того, что строительные материалы могут быть использованы как для реализации массовых проектов, так и в частном использовании, стоит рассмотреть несколько вариантов определения активности раствора, чтобы понимать, каким образом хранить его, как должна быть организована перевозка цемента и какие характеристики он может проявить в работе.

Чтобы уточнить прочность и активность цемента по ГОСТ, в лабораториях используют следующий способ:

• Раствор формируют в балки;
• На протяжении 24 часов подвергают изделия хранению над водой;
• В течение 27 дней содержат элементы в ванне с гидравлическим замком;
• На 28-е сутки осуществляют испытание на прочность на сжатие.

Испытание цемента на активность предполагает выведение среднего арифметического показателя на основе четырех высочайших результатов исследования. Полученное число считают цифровым эквивалентом активности цемента.

Если вы сомневаетесь в качестве приобретенного продукта при самостоятельном строительстве, можно провести эксперимент в домашних условиях и уточнить, какова активность цемента в бетоне, на основе которого будет изготовлен объект. Для проведения процедуры потребуются вода, одноразовая емкость, ткань, пакет из целлофана, минеральная вода и резиновые перчатки.

Использование этих предметов помогает уточнить активность цемента при пропаривании. Методика подразумевает смешивание состава с минералкой и создание из материала круга, толщина середины которого должна превышать толщину краев. Качественный материал не должен нагреваться в течение получаса. Появляющиеся трещины свидетельствуют о несоответствии материала заявленным техническим характеристикам. Такой эксперимент может пройти любая марка, будь то M400 или M200.

Если результат вас удовлетворил, и химическая активность цемента оказалась надежной, заверните круг в мокрую ткань и в целлофановый пакет, а затем оставьте в таком состоянии на двое или трое суток. Спустя несколько часов пакет развернется, и вы сможете оценить твердость цемента. Качественный состав продемонстрирует отсутствие трещин, звонкий звук при механическом постукивании, в то время как фальсификат рассыплется.

Если вас интересует влияние активности цемента на прочность бетона в конкретном варианте изделия, обращайте внимание на информацию, указанную производителем на упаковке с приобретаемой продукцией.

Чтобы деньги не превратились в воздух, а строительный материал оправдал ваши надежды, приобретайте качественный товар от проверенных поставщиков, обращайте внимание на сроки годности, технические характеристики и минеральный состав смеси.

Определение прочности бетона

Недостаточная прочность бетона – критический дефект, являющийся причиной существенного снижения несущей способности строительных конструкций. Выявить эту проблему при визуальном осмотре можно лишь по некоторым косвенным признакам, указывающим на неудовлетворительное качество материала. Когда следует вызывать экспертов, осуществляющих определение прочности бетона?

Определение прочности бетона методом отрыва

Обращайтесь в строительную лабораторию «МИКРО», если вы заметили следующие признаки:

• на поверхности бетонной конструкции остаются следы после слабого механического воздействия (царапины от ребра монеты);
• в бетоне появились трещины и прочие видимые дефекты;
• на некоторых участках отсутствует защитный слой;
• железобетонная конструкция имеет очень светлый серый оттенок (практически белый);
• поверхность бетона является пористой, неоднородной (наличие раковин, пор, пустот);
• в некоторых местах наблюдается обнажение арматуры.

Наши специалисты используют надежные методы определения прочности бетона, позволяющие получать данные с минимальной погрешностью.

От чего зависит прочность бетона?

Где используются легкие и тяжелые бетоны? Сфера применения этого популярного строительного материала зависит от марки (класса), обозначаемой буквой «M» («В») и цифрой. Именно цифра указывает на прочностные характеристики бетона (прочность на сжатие), измеряемые в кгс/см2.

От чего зависит прочность бетона? Этот параметр зависит от процентного содержания цемента и воды в бетонной смеси, от активности цемента и от многих других характеристик.

На проектную прочность бетона влияет множество факторов:

• качество всех наполнителей;
• плотность бетона, достигаемая за счет применения вибротрамбовок;
• качество смешивания;
• длительность отвердевания бетона (100% прочность на 28 сутки);
• возраст бетона;
• температура и уровень влажности воздуха в период затвердевания.

В рамках независимой экспертизы специалисты компании «МИКРО» выявляют, соответствует ли фактическая прочность материала параметрам (марке), указанным в документации. Для определения прочности бетона мы используем как неразрушающие (прямые и косвенные), так и разрушающие методы контроля, подбираемые с учетом актуальных задач исследования.

Когда необходимо определение прочности бетона?

Обследование зданий с целью выявления дефектов – не единственная процедура, в рамках которой осуществляется экспертиза бетона. Определение прочности проводится в процессе производства строительных работ с целью контролирования плотности и прочностных характеристик бетонных конструкций.

Технический надзор качества позволяет обнаружить любые нарушения, связанные с несоблюдением технологии бетонирования на этапе строительства.

Разрушающие методы определения прочности бетона

Испытания на прочность, проводимые с применением гидравлического пресса, позволяют получить максимально точные данные при условии использования опытных цилиндрических образцов бетонов, изъятых кернением из обследуемых строительных конструкций.

Процент погрешности существенно возрастает при определении параметров прочности в процессе разрушения контрольных кубов, изготавливаемых в лаборатории из бетона определенной марки (класса). Два вышеописанных способа относятся к разряду разрушающих методов контроля, к недостаткам которых можно отнести:

• невозможность выбуривания кернов из многих конструкций (близкое расположение конструктивной арматуры, плотное армирование);
• достаточно высокая стоимость определения прочности бетона;
• нарушение целостности конструкций;
• существенные отличия между параметрами лабораторных опытных образцов бетонов и характеристиками материала, находящегося в конструкции.

Неразрушающие методы контроля

Комбинируя прямые и косвенные методы неразрушающего контроля, эксперты компании «МИКРО» существенно снижают процент погрешности при определении прочности бетона, практически не повреждая целостность конструкций (частичное разрушение).

Прочностные характеристики вычисляются по определенной эмпирической формуле с использованием значения усилия или прочности на растяжение, выявленного путем испытаний (отрыв со скалыванием, скалывание ребра). Отрывающее усилие создается с помощью различных анкерных устройств (прибор ОНИКС).

Наряду с испытаниями, сопряженными с нанесением незначительных повреждений, эксперты применяют для определения прочности бетона косвенные методы НК, проводимые с использованием градуировочных зависимостей (одного параметра от другого: «усилие-прочность бетона», «скорость (время) ультразвука — прочность на сжатие», «величина отскока-кубиковая прочность бетона и т.п.).

Мы используем методы неразрушающего контроля:

Определение прочности бетона методами неразрушающего контроля

• ударного импульса (с помощью электронного склерометра),
• упругого отскока (определение поверхностной твердости бетона с помощью механического склерометра – молотки Шмидта),
• определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием или скалыванием ребра,
• ультразвуковой метод.
• метод пластической деформации,

К преимуществам неразрушающих методов определения прочности бетона можно отнести:

• более высокую скорость выполнения,
• возможность проведения испытаний прочности бетона на объекте,
• сохранение целостности бетонных конструкций,
• возможность уменьшить результирующую погрешность за счет комбинирования различных методов НК определения прочности бетона.

Наши специалисты проводят испытания как в полевых, так и лабораторных условиях, выявляя физико-механические параметры материала фундамента, колонн, полов, стен, перекрытий и других конструкций. Заказать услугу определения прочности бетона вы можете прямо сейчас, позвонив в компанию «МИКРО».