Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Насыпная плотность цемента решение задач

Плотность цемента – чем отличается истинная от насыпной

Физические значения параметров строительных материалов, одним из которых является удельный вес, необходимы для правильного выбора пропорций при смешивании. Нередко приходится учитывать плотность цемента в процессе расчетов. Для этого обращаются к специализированным справочникам или спецлитературе.

Содержание

Теоретические понятия

Цемент в сухом виде является сыпучим мелкофракционным материалом. Фактически он представляет собой не однородную массу, а насыпь из микроскопических элементов, между которыми располагается воздух. Если рассматривать его фактуру под микроскопом, то станут заметны дискретные твердые кусочки, увеличенные во множество раз.

Схема состава цементов

Единого значения плотность сухого цемента не имеет. Принято два основных понятия, которые используют по отношению к данному строительному материалу. Ими являются:

  • истинная плотность цемента;
  • насыпная плотность цемента.

Чтобы засчитать значение удельного веса берут отношение массы (кг) к объему (куб.м). Разделив один параметр на другой, получим необходимый результат. В первом случае в расчете принимает участие объем исключительно выбранного сырья (только крупинки строительного материала без учета воздуха между ними). Истинная плотность цемента – это физическая величина, которая участвует в школьных справочниках или научной литературе. При замерах вещество представляет собой монолит.

Насыпная плотность цемента важна для строителей. Объем минерального порошка берется с учетом пустот, имеющихся между частичками. Даже при теоретическом разборе очевидно, что у одного и того же материала, например, у марки М200 цифровые значения будут различными. Ведь в пространстве насыпь всегда будет занимать больше места, чем цельный монолит. Соответственно ее численное значение будет ниже.

Воздух составляет более половины объема в любой массе – порошкообразной, гранулированной и кусковой

Также на занимаемое место в пространстве влияет наличие статического электричества. В процессе соприкосновения между собой микрочастицы сыпучих материалов наэлектризовываются.

Трущиеся сухие частицы цемента получают постепенно статический одноименный заряд, что по законам физики вынуждает их отталкиваться друг от друга.

Во время пересыпания/ссыпания заряд постепенно повышается. Это способствует небольшому увеличению объема материала.

Наименьшее значение плотности имеет приготовленный только что портландцемент. Также сопоставимые параметры присутствуют у сыпучего вещества, которое недавно выгрузили при помощи автопродувки из автомобильной цистерны.

В период транспортировки происходит утряска материала за счет вибрации, что способствует уплотнению. Частицы находят положение, при котором максимально заполняются пустоты. Насыпной параметр плотности увеличивается. Это же происходит и во время длительного хранения. Статический заряд уходит и масса «слеживается», уплотняясь и занимая меньше места.

ВИДЕО: Определение истинной плотности материала

Активные факторы воздействия

В отличие от истинного значения насыпной параметр является не постоянной константой, а переменным значением. Это актуально как для плотности цемента М 400, так и для иных марок. Вариабельность обычно находится в пределах 1100-1600 кг/куб.м.

На параметр оказывают влияние различные факторы:

  • Марка строительного материала. Исходя из этого, плотность цемента М 500 будет выше, чем у «четырехсотого».
  • Производственная технология. В зависимости от способа изготовления микрочастицы имеют разнообразную форму и геометрические параметры. Фактор напрямую влияет на то, сколько места в пространстве будет занимать сыпучее вещество в итоге.
  • Химическая формула. Плотность цемента М 500 в чистом виде без различных гидрофобных присадок или глиноземных соединений будет значительно отличаться.
  • Условия и способ хранения. Герметичная упаковка способствует сохранению характеристик материала в течение длительного срока.
  • Давность изготовления. Плотность цемента М 400, который произведен недавно, будет существенно выше, чем у того, который выпущен достаточно давно и успел слежаться в плотную структуру.

Примером определения параметров для «пятисотой» марки служит таблица.

Истинное значение, которое указано в справочниках, составляет 3100 кг/куб.м. Оно принимается в большинстве случаев для проведения химических или физических опытов.

Свежий насыпной состав приравнивают к 1100-1300 кг/куб.м. Для более слежавшихся масс принимают цифру из интервала 1500-1600 кг/куб.м.

Воспользоваться физическими характеристиками «четырехсотой» марки можно из приведенной таблицы.

В большинстве случаев на предприятиях, использующих в своих производственных процессах цемент в виде насыпи, в расчетах используется параметр 1300 кг/куб.м. Маркой или присадками, добавляемыми в состав, часто пренебрегают.

Самостоятельное определение

Для проведения опыта потребуется тарированная емкость, помогающая определить объем сыпучего вещества. В нее насыпаем через мерную воронку ровно 1 кг исследуемой марки цемента.

Переводим значение объема в куб.м. Делим 1 кг на полученный объем в куб.м. В результате опыта определим текущую плотность. Если нет под рукой тарированной емкости, то вычисляем объем самостоятельно. Для этого определяем площадь тары в квадратных метрах и умножаем на высоту насыпи в мерах. Главное разровнять поверхность порошкообразного средства, чтобы минимизировать погрешность. Рекомендуется проводить округления после всех вычислений для повышения точности результата.

ВИДЕО: Определение насыпной плотности материала

Влияние состава на значение

Разные сорта цементов отличаются по своему химическому составу, что отражается на итоговой массе партии. В состав входят оксидные соединения:

  • кальциевые;
  • кремниевые;
  • алюминиевые;
  • железные и пр.

Единая формула у вещества отсутствует. Процентный состав каждого из оксидов оказывает непосредственное влияние на физико-химические характеристики продукта.

Востребованным значение плотности является для нескольких популярных групп:

  • глиноземный класс;
  • шлаковая группа;
  • портландцемент;
  • пуццолановая группа.

Глиноземы относятся к быстродействующим вяжущим материалам. Состав имеет разнообразные включения, оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики в целом. Востребованными являются марки от ГЦ40 до ГЦ60. Разница между ними заключается в скорости затвердевания.

Насыпной удельный вес для глиноземистых марок в отличие от портландцемента ниже и составляет 950-1150 кг/куб.м. Истинное значение не превышает 3100 кг/куб.м.

На массу портландцемента влияет химический состав, в котором преобладают силикаты. Их процентное содержание зависит от марки материала. В некоторых случаях оксиды кремния составляют до 80% от общего состава. Данный тип продукта является наиболее востребованным на всех континентах мира. Популярные марки его имеют удельный вес до 1300 кг/куб.м.

Читайте так же:
Как правильно залить цементом двор

Шлаковая группа насыщена активными минеральными добавками из гранулированных доменных шлаков. Это позволяет самостоятельно быстро твердеть веществу. Обогащение сульфатно-шлаковыми компонентами снижает удельный вес. Он составляет для группы в насыпном значении 1000-1250 кг/куб.м.

Цемент со шлаком

Плотность пуцолланового цемента составляет 800-1000 кг/куб.м. Это значение он имеет в рыхлом состоянии. Для слежавшейся массы параметр будет в пределах 1200-1600 кг/куб.м.

Интересные нюансы

В зависимости от времени, прошедшего от производства до использования цемента в растворах показатель его плотности постоянно изменяется. Если речь идет о свежем продукте, то она составляет порядка 1100-1200 кг/куб.м, у слежавшегося – доходит до 1600 кг/куб.м. Средний показатель при соблюдении норм хранения — 1300 кг/куб.м в течение первых двух лет с момент производства.

Истинная плотность, как было сказано, ранее более чем в 2 раза выше – у того же самого продукта при правильном хранении она составляет 3200 кг/куб.м.

Этот парадокс разницы в показателях объясняется присутствием воздуха между частицами. Даже в слежавшейся сухой массе он (воздух) составляет более половины объема. Это касается не только насыпной, но и гранулированной, и кусковой массы.

Если истинный показатель – понятие теоретической, то насыпной – чистая практика. Именно его принимают во внимание, когда определяют количество компонентов при подготовке бетонных растворов. Так, например, если зерно крупное, оно займет весь объем, а пространство между ними заполнится песком. Сочетание разных размеров позволяет добиваться максимально плотной структуры и, соответственно, наиболее мощных показателей. Именно по такому принципу делают фундаменты, дороги и другие конструкции, на которые приходится высокая нагрузка.

Освоение теории в вопросах плотности и расчета показателей позволяет даже несведущему человеку правильно определять состав бетонной смеси и соотношение компонентов для определенных видов работ.

ВИДЕО: Как понять – хороший цемент или плохой

Пример 12.

Рассчитать состав тяжелого бетона с классом , маркой (нужное подчеркнуть) по прочности на сжатие В _20_ (М ____). Удобоукладываемость бетонной смеси по показателю подвижности ОК , жесткости Ж (нужное подчеркнуть) составляет _4_ см (______ с).

Исходные материалы: портландцемент: марка, активность (нужное подчеркнуть) М _400_ (_39,2_ МПа), истинная плотность rц = _3,1_ кг/дм 3 , насыпная плотность rнц = _1,2_ кг/дм 3 ; песок средней крупности: истинная плотность rп = _2,65_кг/дм 3 , насыпная плотность rнп = _1,6_ кг/дм 3 , водопотребность _5_%; щебень, гравий (нужное подчеркнуть): истинная плотность rщ = _2,7_ кг/дм 3 , насыпная плотность rнщ = _1,45_ кг/дм 3 , наибольшая крупность НК = _40_ мм, пустотность Vщ = _46,5 %_.

Для получения заданной подвижности, жесткости (нужное подчеркнуть) в пробном замесе объемом 50 л увеличили расход воды и цемента, заполнителей (нужное подчеркнуть) на 10 %. Фактическая плотность бетонной смеси составила rбс ф = 2460 кг/м 3 . Влажность песка и крупного заполнителя в производственных условиях равна соответственно Wп = 5_% и Wщ = 3_%. Емкость бетоносмесителя по загрузке 500 дм 3 .

1. Расчет предварительного состава бетона

Требуемую среднюю прочность бетона определяют, если в задании указан класс бетона по прочности на сжатие, по формуле

28,3 МПа,

где В – класс бетона по прочности на сжатие; Кб – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона Кб равен 0,778).

Если в задании указана марка бетона по прочности на сжатие, то требуемую прочность бетона в МПа рассчитывают по формуле

Rб = 0,11 . М,

где М – заданная марка бетона.

Определение среднего уровня прочности – округляем в большую сторону до ближайшей марки, в данном случае М 300, т.е. Rб = 30 МПа.

Водоцементное отношение определяют по формулам:

а) для обычного бетона (при В/Ц ³ 0,4)

; (3.11)

б) для высокопрочного бетона (при В/Ц 3 .

Таблица 3.24

Ориентировочные расходы воды на 1 м 3 бетона

Удобоукладываемость бетонной смесиНаибольший размер зерен заполнителя, мм
ГравийЩебень
Осадка конуса, смЖест- кость, с
4 и менее 5-9 10-15 16 и более31 и более 21-30 11-20 5-10 1-4 — — —

Примечание: 1.Таблица составлена для средних песков с водопотребностью 7 %. При применении крупного песка с водопотребностью менее 7 % расход воды уменьшается на 5 дм 3 на каждый процент снижения водопотребности; при применении мелкого песка с водопотребностью более 7 % расход воды увеличивается на 5 дм 3 на каждый процент увеличения водопотребности. 2. При применении пуццолановых цементов расход воды увеличивается на 15. 20 дм 3 . 3. При расходе цемента свыше 400 кг/м 3 расход воды увеличивается на 10 дм 3 на каждые 100 кг цемента.

Коррекция расхода воды, исходя из водопотребности песка 5 % (см. примечание к таблице 3.24), – уменьшение на 5 х 2 = 10 дм 3 , т.е. В = _165_ дм 3 .

Расход цемента на 1 м 3 бетона определяют по формуле

294 кг.

Если расход цемента на 1 м 3 бетона окажется меньше допускаемого по СНиПу (см. таблицу 3.25), то следует увеличить его до требуемой величины Цmin. В данном случае Цmin = _180_ кг, следовательно увеличение расхода цемента не требуется; окончательно Ц = _294_ кг.

Таблица 3.25

Минимальный расход цемента Цmin для получения нерасслаиваемой плотной бетонной смеси

Вид смесиНаибольшая крупность заполнителя, мм
Особо жесткая (Ж > 20 с) Жесткая (Ж = 10- 20 с) Малоподвижная ((Ж = 5-10 с) Подвижная (ОК = 1-10 см) Очень подвижная (ОК = 10-16 см) Литая (ОК > 16 см)
Читайте так же:
Заделка межпанельного шва цементным раствором

Расход заполнителей на 1 м 3 бетона определяют по следующим формулам:

; (3.13)

, (3.14)

где Щ, П, Ц и В – расходы соответственно щебня, песка, цемента и воды в килограммах на 1 м 3 бетона; a — коэффициент раздвижки зерен щебня растворной частью; Vп – пустотность щебня в долях единицы; rщ, rп и rц – истинные плотности соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм 3 ; rощ – насыпная плотность щебня, кг/дм 3 .

Коэффициент раздвижки a для жестких бетонных смесей следует принимать в пределах 1,05-1,15, в среднем – 1,1; для пластичных смесей a принимают в соответствии с таблицей 3.26.

Таблица 3.26

Оптимальные значения коэффициента a для подвижных бетонных смесей

Расход цементаОптимальные значения коэффициента a при В/Ц
0,40,50,60,70,8
— — 1,32 1,4 1,5— 1,3 1,38 1,46 1,561,26 1,36 1,44 — —1,32 1,42 — — —1,38 — — — —

Примечания: 1. При других Ц и В/Ц коэффициент a находят интерполяцией. 2. Если водопотребность песка более 7 %, коэффициент a уменьшают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности; если водопотребность песка менее 7 %, коэффициент a увеличивают на 0,03 на каждый процент снижения водопотребности.

Определение расхода щебня

1265 кг,

где коэффициент раздвижки a в данном случае как для пластичных смесей (ОК = 4 см) составил по интерполяции 1,31 (по таблице 4 – для расхода цемента 294 кг/м 3 и В/Ц = 0,562).

Определение расхода песка

720 кг.

В результате расчета получен предварительный состав бетонной смеси в виде расхода материалов Ц, В, П и Щ (кг) на 1 м 3 или 1000 дм 3 :

ЦементВодаПесокЩебеньВ/Ц
0,561

Расчетная плотность бетонной смеси (кг/м 3 ) составляет

rбс = Ц + В + П + Щ = 289 + 165 + 724 + 1265 = 2444 кг/м 3 .

2. Корректирование состава бетона по пробному замесу

Состав бетона, полученный расчетом, уточняется на пробных замесах и по результатам испытаний контрольных образцов.

Объем пробного замеса составляет ___50____ л.

После корректирования удобоукладываемости бетонной смеси на пробном замесе определяют фактические расходы сырьевых материалов на пробный замес (с учетом увеличения расхода воды и цемента или заполнителей согласно заданию).

Количество материалов и характеристики бетонной смеси в пробном замесе 50 л
Цемент Цзз ф ) Вода Взз ф ) Песок Пзз ф ) Щебень Щзз ф )исходной смесипосле корректировки состава
14,7 8,25 36,0 63,2516,17 9,07 36,0 63,25
Суммарная масса всех материалов в пробном замесе, кг122,2124,49
Средняя плотность бетонной смеси rбс (rбс ф ), кг/дм 32,4442,460
Объем пробного замеса Vз(Vз ф ), дм 3 .50,61

Фактический объем пробного замеса Vз ф определяют по формуле

дм 3 ,

где rбс ф – фактическая плотность бетонной смеси, кг/дм 3 (не должна отличаться от расчетной плотности более чем на 2 %).

В данном случае фактическая плотность бетонной смеси отличается от расчетной плотности на 0,65 %, что является допустимым расхождением (менее 2 %).

Состав бетонной смеси с учетом корректирующих добавок и фактической средней плотности:

319 кг.

179 дм 3 .

711 кг.

1251 кг,

где Цз ф , Вз ф , Пз ф и Щз ф – фактические расходы сырьевых материалов на пробный замес, кг.

Номинальный состав бетонной смеси (в кг по массе):

ЦементВодаПесокЩебеньВ/Ц
0,561

После заданного срока твердения контрольные образцы бетона испытывают на сжатие. Если фактическая прочность бетона отличается от заданной более чем на 15 % в ту и другую сторону, то следует внести коррективы в состав бетона. Для повышения прочности увеличивают расход цемента, т.е. Ц/В; в противном случае – уменьшают расход цемента и соответственно Ц/В.

3. Определение производственного (полевого) состава бетонной смеси

Полевой состав бетона рассчитывают с учетом влажности заполнителей по формулам:

106 дм 3 .

747 кг.

1289 кг,

где Wп и Wщ – влажности песка и щебня, в данном случае 5 % и 3 % соответственно.

Полевой состав бетона в относительном выражении по массе:

1 : 2,34 : 4,04 при В/Ц = 0,57.

Полевой состав бетона в относительном выражении по объему:

1 : 1,75 : 3,34 при В/Ц = 0,57.

4. Определение расходов материалов на замес бетоносмесителя

Коэффициент выхода бетона, который представляет собой степень уменьшения объема бетонной смеси по сравнению с суммарным объемом исходных материалов и обычно равен 0,6. 0,7, вычисляют по формуле

0,617.

Расчет объема бетонной смеси, получаемой из одного замеса бетоносмесителя,

308 дм 3 ,

где – емкость бетоносмесителя по загрузке, дм 3 (из задания); b – коэффициент выхода бетона.

Расчет количества материалов на один замес бетоносмесителя:

98 кг.

33 дм 3 .

230 кг.

397 кг.

ФОРМА ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

Кафедра производства строительных изделий и конструкций

Как рассчитывается насыпная плотность цемента

О важности цемента в любом строительстве много говорить нет необходимости. Без преувеличения отметим, что это — главный «участник» любой стройки. Потому к его использованию следует подходить с особой ответственностью. В частности, при приготовлении цементной смеси (не важно, для каких целей), — следует учитывать такой важный показатель, как плотность.

Как правильно охарактеризовать плотность?

Что дает нам вычисление насыпной плотности? Так мы можем внятно ответить, сколько вести 1 м 3 цемента (ну или другого материала). От чего зависит этот показатель? Прежде всего это — дата выпуска. Что из этого следует? — свежий цемент обладает меньшей плотностью, а более старый — «скучивается». Почему это происходит, — мы не будем объяснять подробно, так как это и не столь важно.

Читайте так же:
Стяжка пола цемент или самовыравнивающаяся смесь

Для нас сейчас важно другое. В действительности, — не только дата выпуска влияет на «кучность». Кроме этого важны и другие показатели:

  • вид материала;
  • качество;
  • условия хранения;
  • технология, использованная при производстве.

Но с течением времени плотность любого цемента (каким бы качественным он ни был и как правильно бы ни хранился) — увеличивается. Это — вполне естественный процесс. А цемент может продаваться как на вес, так и объемами. Потому на предприятиях процесс уплотнения материала контролируется.

А вот марка не является определяющим фактором в контексте нашей беседы. Дело в том, что для свежего вещества она будет одинакова — как для M–200, так и для M–300, M–400, M–500. Теперь переведем разговор в несколько иное русло — и поговорим о том, как определить плотность.

Определение плотности

Важно! Насыпная плотность при нормальных условиях и нормальном состоянии состава составляет 1100 кг/м³.

Формула, по которой высчитывается данный показатель, выглядит так: PH=(m2-m1)/V, где:

  • m2 — вес цемента вместе с сосудом;
  • m1 — вес самого сосуда;
  • V — объем.

Как мы говорили, когда материал слеживается, — его плотность возрастает. Рассмотрим для примера частный случай. Скажем, фактическая плотность имеет значение — 3100 кг/м³ ⇒ свежий цемент имеет 1100–1300 кг/м³, а тот, что уже слежался — 1500–1600 кг/м³.

На производстве, как правило, используются средние показатели, как мы помним, — вне зависимости от марки. Обычно этот показатель (согласно ЖБК) — 1300 кг/ м³.

Заключение

Спасибо, что уделили время и внимание. Если вас интересует другой строительный вопрос, — воспользуйтесь навигацией по сайте для поиска нужной информации. На сайте Seberemont вы найдете /всё/, что вам необходимо знать при ремонте и строительстве. Всего наилучшего, дорогой читатель, заходите еще!

P.S. На видео ниже представлен процесс определения плотности сыпучих веществ. Для визуализации процесса — рекомендую ознакомиться с видеоматериалом.

Определение расхода цемента.

Зная Ц/В и расход воды В, рассчитывают количество цемента Ц на 1 м 3 бетонной смеси:

Ц = (Ц/В)∙В , кг (3.4)

Если расход цемента на 1 м 3 бетона окажется ниже допустимого, то необходимо довести его до нормы или ввести тонкомолотую добавку (СНиП 5.01.23-83, с. 13-16).

3.2.4 Определение расхода щебня (гравия) по формуле:

где Пу щ(г) – пустотность щебня (гравия) в стандартном рыхлом состоянии, в формулу подставляется относительная величина.

α – коэффициент раздвижки зерен щебня (или избытка раствора);для жестких смесей α=1,05…1,2; для подвижных смесей α=1,2…1,4;

ρн щ(г) — насыпная плотность щебня (гравия), кг/л;

ρщ(г) — истинная плотность щебня (гравия), кг/л.

3.2.5 Определение расхода песка как разности между 1000 л бетонной смеси и суммой абсолютных объемов крупного заполнителя, цемента и воды по формуле:

где Ц, В, П, Щ(Г) — содержание цемента, воды, песка, щебня (гравия), кг;

ρц, ρв, ρщ(г), ρп — истинные плотности цемента, воды, щебня (гравия), песка, кг/л (кг/дм 3 ).

3.3 Производственный («полевой») состав

В производственных условиях обычно применяют песок и щебень (гравий) естественной влажности, поэтому определяют производственный состав с учетом влажности песка и щебня (гравия):

где Wп, Wщ – влажность песка и щебня, % по массе;

Ппр, Щпр, Впр — расходы песка, щебня, воды с учетом естественной влажности (производственный, полевой состав), кг;

Ц, П, Щ, В — расходы цемента, песка, щебня, воды в составе, определенном расчетом, кг.

Коэффициент выхода бетона

Для определения потребности материалов на замес бетоносмесителя определенной емкости пользуются понятием «коэффициента выхода бетона». Он равен отношению объема полученной смеси в уплотненном состоянии к сумме насыпных объемов сухих исходных материалов:

где Vб— объем бетонной смеси в уплотненном состоянии , л;

Vнц, Vнп, Vнщ(г) – насыпные объемы соответственно цемента, песка, щебня (гравия), л.

Коэффициент выхода бетона β всегда меньше единицы, так как при перемешивании бетонной смеси мелкие зерна компонентов ее располагают между более крупными, а пустоты в песке заполняются цементным тестом, поэтому объем бетонной смеси Vб будет всегда меньше, чем сумма насыпных объемов, составляющих ее материалов.

Расход составляющих на замес бетоносмесителя

Определение количества материалов на замес бетоносмесителя определенной емкости:

где Цз, Пз, Вз, Щз — соответственно количество цемента, песка, воды, щебня (гравия), требуемое на замес бетоносмесителя, кг;

Цпр, Ппр, Впр, Щпр — расходы соответственно цемента, песка, щебня (гравия) на 1 м 3 бетонной смеси (с учетом естественной влажности заполнителей), кг;

β — коэффициент выхода бетона.

Примеры решения задач

4.1 Типовые задачи по теме «Основные свойства строительных материалов, лакокрасочные материалы, керамические материалы, древесина»

Задача

Масса сухого известняка составляет 280 г, содержание воды в образце 4,98 г. Средняя и истинная плотность соответственно 800 кг/м 3 и 1,6 г/см 3 . Определить пористость, водопоглощение по массе и объему.

1. Определяем пористость известняка

2. Определяем водопоглощение по массе

Вm = 4,98/280 . 100% = 1,78%

3. Определяем объем известняка

ρо= m/ V отсюда V = m /ρ V = 280 /0,8 = 350 см 3

4. Определяем водопоглощение по объему

Вm = 4,98/350 . 100% = 1,42%

Задача

Определить маслоемкость мумии, если известно, что на 5 г пигмента израсходовано 1,2 см 3 льняного масла плотностью 936 кг/м 3

Определяем маслоемкость в г

М=1,2 . 0,936/5 . 100% =22,4 г

Читайте так же:
Таблица песчано цементной смеси

Маслоемкость мумии 22,4 г связующего на 100 г пигмента.

Задача

Образец древесины размером 10х10х8 см имеет влажность 20%. После высушивания до влажности 0% размеры его стали следующими: 9,5х9,5х7,8 см. определить объемную усушку и коэффициент объемной усушки.

1. Определяем первоначальный объем образца

V1=10 10 8 = 800 см 3

2. Определяем первоначальный объем образца

V2=9,5 9,5 7,8 = 703 см 3

3. Определяем объемную усушку

4. Определяем коэффициент объемной усушки

Задача

Определить, какое количество глины по массе и объему необходимо для получения 10200 шт. кирпичей плотностью 1800 кг/м 3 . Плотность глины 1700 кг/м 3 , влажность ее 15%, а потери при прокаливании (п.п.п.) глины составляют 10% от веса сухой глины.

1. Определяем общий объем кирпичей

Vк= 10200 2,5 1,2 0,65=19,89 м 3

2. Определяем общий вес кирпичей

Mк = 19,89 1800 = 35802 кг

3. Определяем массу глины с учетом влажности и п.п.п.

4. Мг = 35802 1,15 1,1=45290 кг

5. Определяем объем глины

Vг= 45290/1700=26,6 м 3

4.2 Типовые задачи по теме «Воздушные вяжущие вещества»

Задача

Сколько комовой извести и какой активности можно получить при обжиге 10 т известняка, имеющего влажность 5% и содержащего 8% примесей.

1. Количество известняка после испарения 5% воды в процессе обжига

10000кг х 0,95 = 9500 кг

2. Содержание примесей в известняке

9500 х 0,08 = 760 кг

3. Количество чистого известняка

9500 — 760 = 8740кг

4. При обжиге (1 = 1000-1200 °С) идет реакция диссоциации (разложения) известняка по реакции

Молекулярные массы веществ

5. Выход активной извести ХСаО = (8740 х 56) / 100 = 4894,4кг

6. Выход комовой извести-кипелки с учетом примесей

4894,4 +760 = 5654,4 кг

7. Активность извести (содержание активной СаО)

(4894,4/5654,4 )х100% = 86,5%

Задача

Сколько извести-пушонки можно получить из 8 т извести негашеной комовой, имеющей активность 90%

Гашение извести идет по реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2

Молекулярные массы веществ 56 + 18 = 74

В реакции гашения участвует только активная СаО

1. Количество активной негашеной извести-кипелки

8000 х 0,9 = 7200 кг

2. Выход извести-пушонки

7200 х 74 / 56 = 9514 кг

3. Учитывая, что при активности 90% примеси составляют 10%, из 8000 кг негашеной извести-кипелки получим извести-пушонки

9514 + 800 = 10314 кг

Задача

Сколько содержится в 1 м 3 известкового теста гидроксида кальция Са(ОН)2 и воды, если средняя плотность известкового теста равна 1400 кг/м 3 ?

Истинная плотность гидроксида кальция 2050 кг/м 3 .

Тесто состоит из абсолютного объема гидроксида кальция и абсолютного объема воды

Содержание гидратной извести в кг обозначим через X, тогда содержание воды в 1 м 3 известкового теста В = 1400 — Х

Сумма абсолютных объемов извести и воды

Х / 2,05 + (1400-Х)/1 = 1000

откуда Х = 781 кг или 781 х 100 /1400 = 55%

В =1400-781 =619 л, или 100% — 55% = 45%

Задача

Определить среднюю плотность известкового теста, если оно содержит 50% воды. Истинная плотность извести-пушонки составляет 2,05 г/л.

1. В 1 кг известкового теста содержится 500 г извести и 500 г воды.

2. Абсолютный объем известкового теста состоит из абсолютного объема извести и абсолютного объема воды

500/2,05 + 500/1 = 744 см 3

3. Средняя плотность известкового теста

1000 / 744 = 1,34г/см 3 или 1340 кг/м 3

4.3 Типовые задачи по теме: «Гидравлические вяжущие вещества «

Задача

Определить пористость цементного камня, если содержание воды при затворении портландцемента было 32%, а количество химически связанной воды равно 20% от массы цемента. Истинная плотность цемента равна 3100 кг/м 3 .

Состав цементного теста по массе Ц : В = 1 : 0,32

1 .Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом

2. Абсолютный объем, занимаемый цементным камнем

Vц.к.=1000 / 3100 + 0,20 = 0,32+0,20 = 0,52 м 3

3. Относительная плотность цементного камня

4. Пористость цементного камня

Поры в цементном камне образуются за счет разности между общим количеством воды затворения, определяемым водоцементным отношением, и количеством воды химически связанной (гидратной), использованной на образование цементного камня.

Задача

Сколько потребуется пластифицирующей добавки для получения 50 т пластифицированного портландцемента. Добавка СДБ содержит 50% твердого вещества и 50% воды. Оптимальное содержание добавки СДБ составляет 0,2% от массы цемента (на сухое вещество СДБ).

1. Для приготовления 50 т пластифицированного портландцемента необходимо ввести 0,2% СДБ от массы цемента (на сухое вещество)

50000 х 0,002 = 100 кг сухого вещества

2. Количество водного раствора СДБ 50% — ной концентрации

Задача

Образцы балочек (из цементного раствора пластичной консистенции) размером 4х4х16 см испытаны на изгиб и половинки балочек на сжатие. При испытании на изгиб были получены следующие результаты: 4,7; 5,1; 5,2 МПа. Разрушающая нагрузка при испытании на сжатие оказалась равной 8000, 7880, 8200, 8100, 8000 и 7900 кгс. Установить марку портландцемента.

1. Марку портландцемента устанавливается по результатам испытания образцов-балочек на изгиб и половинок балочек на сжатие в соответствии с ГОСТ 30515-97.

2. При расчете предела прочности на изгиб берется среднее из двух наибольших результатов при испытании

3. При испытании на сжатие половинок балочек нагрузку передают через металлические прокладки размером 4х6,5 см, что соответствует площади в 25 см 2 .

Насыпная плотность цемента (кг м3): таблица показателей, определение истинной плотности

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.

Читайте так же:
Цементные силоса или силосы

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.

Прежде всего специалисты обращают внимание на следующие характеристики цемента:

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:

МаркаМ100М200М300М400М500
Плотность700900110012001300

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.

Для этого потребуется:

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector