Прочность на сжатие цемента – ГОСТ 33083-2014 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем для штукатурных работ. Технические условия, ГОСТ от 11 декабря 2014 года №33083-2014

Содержание

испытание на прочность, ГОСТ, таблица значений

Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

СодержаниеСвернуть

Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

Предел прочности цемента

Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

Классификация цементов по группам прочности

Группа цементов по прочности	Требования к конечной стандартной прочности при сжатии, МПа
Высокопрочные	50 и более
Рядовые	От 30 до 50
Низкомарочные	Менее 30

Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

механические нагрузки;
воздействие влаги;
температурные колебания.

Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

ГОСТ прочности цемента

С 1 сентября 2004 года в Российской Федерации маркировка общестроительных цементов осуществляется согласно ГОСТу 31108-2003. Но в старых документах и многих статьях, размещенных в интернете, часто используется устаревшая классификация по ГОСТу 10178-85.

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Новое обозначение	Старая маркировка
22,5	М300
32,5	М400
42,5	М500
52,5	М600

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см³. Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

Испытание цемента на прочность

От чего зависит прочность цемента? Данный материал представляет собой многокомпонентное вещество, и на прочность цементного камня после отвердения влияет:

состав цемента;
микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
наличие добавок и их свойства.

К примеру, прочность белого цемента, который ценится за эстетичность и часто используется в декоративных целях (изготовление скульптур, декоративного кирпича, тротуарной плитки и т.д.) зависит от производителя. Датский завод Aalborg White производит материал прочностью 68-78 МПа, а российские заводы компании Holcim поставляют на рынок белый цемент прочностью 51-57 МПа.

Ход испытаний

Цемент набирает прочность в течение 28 суток после приготовления цементно-песчаного раствора. Для проведения испытаний материала изготавливают балочки стандартного формата 40х40х160 мм, при этом раствор готовят из расчета 1 часть цемента на 3 части однофракционного песка. Для определения прочности цемента разных классов испытания также проводятся через 2 или 7 суток твердения.

Класс прочности цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте
	2 сут, не менее	7 сут, не менее	28 сут
			не менее	не более
22,5Н	–	11	22,5	42,5
32,5Н	–	16	32,5	52,5
32,5Б*	10	–
42,5Н	10	–	42,5	62,5
42,5Б*	20	–
52,5Н	20	–	52,5	–
52,5Б*	30	–

Примечание: Н – нормированный, Б – быстротвердеющий.

Производители цемента обязаны указывать в паспорте продукции максимальную прочность цемента (результат испытаний после 28 суток твердения) и активность цемента, прошедшего процедуру пропаривания.

Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

Остывшие сухие образцы подвергают испытаниям на гидравлическом прессе – проверяют на изгиб. Получившиеся в ходе проверки половинки балочек проверяют на сжатие. Средний результат сравнивается с актуальным ГОСТом и вносится в паспорт цемента.

Чтобы проверить, как цемент будет вести себя в бетоне, готовят образцы кубической формы (100х100х100 мм), при этом в раствор дополнительно вводятся химические добавки и щебень, и также испытывают при помощи гидропресса.

Что добавить в цемент для прочности

Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона в раствор вводят определенные присадки.

Виды добавок:

Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции.
Добавки, ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

Заключение

Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия, ГОСТ Р от 27 ноября 2012 года №55224-2012

ГОСТ Р 55224-2012

Группа Ж12

ОКС 91.100.10

Дата введения 2013-07-01

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью Фирма «ЦЕМИСКОН» (ООО Фирма «ЦЕМИСКОН»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2012 г. N 1248-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

Введение

Действующий в настоящее время ГОСТ 31108-2003, гармонизированный с европейским региональным стандартом [1] в части классификации, основных технических требований, методов испытаний, критериев и методов оценки соответствия цементов, распространяется только на цементы общестроительного назначения и не содержит специальных требований к цементам для транспортного строительства, в том числе требований к минералогическому составу клинкера и прочности цемента на растяжение при изгибе, приоритетных для бетона дорожных и аэродромных покрытий.

Настоящий стандарт устанавливает технические требования к специальным цементам, применяемым в транспортном строительстве, классы прочности и типы по вещественному составу в зависимости от назначения цемента с учетом классификации и методов испытаний цементов, установленных в ГОСТ 30515, ГОСТ 31108 и ГОСТ 30744 соответственно.

В текст настоящего стандарта в отличие от ГОСТ 31108 включены следующие основные требования:

— классификация цементов для транспортного строительства по назначению;

— ограничения по типам и классам прочности цементов, которые могут применяться в транспортном строительстве;

— предел прочности на растяжение при изгибе цемента для бетонов дорожных и аэродромных покрытий;

— дополнительные требования к вещественному составу цемента и минералогическому составу клинкера.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цементы, изготавливаемые на основе портландцементного клинкера нормированного состава и применяемые в транспортном строительстве для изготовления бетонов дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций, железобетонных изделий, в том числе железобетонных труб, шпал, опор линий электропередачи, бордюрного камня и др., а также для бетона дорожных оснований и укрепления грунтов, для которых специальные требования к минералогическому составу клинкера не предъявляются (далее — цементы), и устанавливает требования к цементам и компонентам их вещественного состава.

Требования настоящего стандарта допускается использовать при проектировании и изготовлении других железобетонных изделий и конструкций, если это не противоречит действующим нормативным документам на эти изделия и конструкции (стандартам, сводам правил и др.).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51795-2001 Цементы. Методы определения содержания минеральных добавок

ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 310.6-85 Цементы. Метод определения водоотделения

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента

ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ ISO 9001-2011 Системы менеджмента качества. Требования

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 30515.

4 Классификация

4.1 По назначению цементы для транспортного строительства подразделяют на:

— цемент для бетонов дорожных и аэродромных покрытий;

— цемент для бетонов дорожных оснований;

— цемент для изготовления железобетонных изделий и мостовых конструкций, применяемых в транспортном строительстве;

— цемент для укрепления грунтов.

4.2 Классификация цементов, указанных в 4.1, по типам и классам прочности приведена в таблице 1.

Таблица 1 — Типы и классы прочности цементов для транспортного строительства


Назначение цемента	Обозначение по назначению	Типы по вещественному составу	Классы прочности
Для бетона дорожных и аэродромных покрытий	ДП	ЦЕМ I, ЦЕМ II/А-Ш*	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б; 52,5Н; 52,5Б
Для бетона дорожных оснований	ДО	ЦЕМ II/А-Ш, ЦЕМ II/В-Ш, ЦЕМ Ill/A, ЦЕМ V/A**	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н
Для железобетонных изделий и мостовых конструкций	ЖИ	ЦЕМ I, ЦЕМ II/А-Ш*	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б; 52,5Н; 52,5Б
Для укрепления грунтов	УГ	Типы не устанавливают***. Содержание минеральных добавок допускается до 80% массы цемента без учета материалов, содержащих сульфат кальция	22,5Н; 32,5Н
* Содержание доменного гранулированного шлака по ГОСТ 3476 в цементах типа ЦЕМ II/A-Ш должно быть не более 15% суммарной массы основных компонентов цемента. Композиционный цемент типа ЦЕМ V/A допускается применять для бетона дорожных оснований только на основании заключения о его пригодности, выданного испытательным центром, аккредитованным на право выполнения испытаний цементов или бетонов. * Возможность применения конкретного цемента должна быть подтверждена экспериментально. Примечание — В настоящей таблице для цементов каждого назначения приведены разрешенные к применению типы и классы прочности цементов. В проектной документации указывают конкретный тип и класс прочности цемента из числа указанных в таблице, который должен быть применен при изготовлении бетонных и/или растворных смесей согласно данному проекту.

4.3 Условное обозначение цемента, кроме цемента для укрепления грунтов, должно включать в себя:

— наименование цемента по ГОСТ 31108;

— обозначение типа и класса прочности цемента в соответствии с таблицей 1;

— обозначение цемента по назначению в соответствии с таблицей 1;

— обозначение настоящего стандарта.

Пример условного обозначения портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий ДП, типа ЦЕМ I, класса прочности 42,5Н:

Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП ГОСТ Р

То же композиционного цемента для бетона дорожных оснований ДО, типа ЦЕМ V/A со смесью золы и шлака, класса прочности 32,5Н:

Композиционный цемент ЦЕМ V/A (Ш-3) 32,5Н ДО ГОСТ Р

В условное обозначение цемента допускается не включать его наименование по ГОСТ 31108, например:

ЦЕМ V/А (Ш-3) 32,5Н ДО ГОСТ Р

4.4 Условное обозначение цемента, предназначенного для укрепления грунтов, должно включать в себя слово «цемент», класс прочности цемента, обозначение по назначению УГ и обозначение настоящего стандарта.

Пример условного обозначения цемента класса прочности 22,5 Н для укрепления грунтов:

Цемент 22,5Н УГ ГОСТ Р

4.5 Условное обозначение цемента, в котором содержание щелочных оксидов не превышает 0,6% его массы, дополняют словом «низкощелочной» или обозначением «НЩ». Обозначение «НЩ» помещают после обозначения класса прочности цемента.

Пример условного обозначения низкощелочного цемента со шлаком для бетона дорожных и аэродромных покрытий, класса прочности 42,5Б:

Низкощелочной цемент ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б ДП ГОСТ Р

или ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б НЩ ДП ГОСТ Р

5 Технические требования

Цементы, применяемые в транспортном строительстве, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготавливаться по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем.

5.1 Вещественный состав цемента конкретного типа с учетом примечания к таблице 1 должен соответствовать ГОСТ 31108.

5.2 Прочность на сжатие цемента конкретного класса прочности в возрасте 2; 7 и 28 сут должна соответствовать требованиям ГОСТ 31108.

Примечание — До отмены ГОСТ 10178 ориентировочное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108, если необходимо, определяют по приложению А настоящего стандарта.

5.3 Прочность на растяжение при изгибе цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.

Таблица 2 — Прочность на растяжение при изгибе


Срок испытаний, сут	Прочность на растяжение при изгибе, МПа, не менее, цемента класса
	32,5Н	32,5Б	42,5Н	42,5Б	52,5Н	52,5Б
2	—	3,9	3,9	4,1	4,1	4,4
7	4,1	—	—	—	—	—
28	5,5	5,5	6,0	6,0	6,5	6,5

5.4 Удельная поверхность цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий, а также для изготовления железобетонных изделий и мостовых конструкций должна быть не менее 270 и не более 350 м/кг при измерении методом воздухопроницаемости.

5.5 Начало схватывания цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий, дорожных оснований и цемента, применяемого для изготовления железобетонных изделий и мостовых конструкций, в том числе железобетонных труб, должно наступать не ранее 2 ч от начала затворения.

5.6 Цемент, применяемый в транспортном строительстве, должен выдерживать испытания на равномерность изменения объема. Расширение не должно превышать 10 мм.

5.7 Содержание щелочных оксидов в пересчете на () в цементе для бетона дорожных и аэродромных покрытий не должно превышать 0,8% массы цемента.

5.8 Водоотделение цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий и изготовления железобетонных изделий и мостовых конструкций не должно быть более 28%.

5.9 Цемент для бетона дорожных и аэродромных покрытий не должен обладать признаками ложного схватывания.

5.10 Содержание в цементе, применяемом для транспортного строительства, нерастворимого остатка, оксида серы, оксида магния и иона хлора должно соответствовать требованиям ГОСТ 31108.

5.11 Требования к материалам

5.11.1 Портландцементный клинкер

Минералогический состав клинкера, используемого для изготовления цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций и железобетонных изделий, используемых в транспортном строительстве, должен соответствовать приведенному в таблице 3.

Таблица 3 — Минералогический состав портландцементного клинкера


Клинкерный минерал	Содержание клинкерного минерала, % массы клинкера, применяемого для изготовления цемента
	для бетона дорожных и аэродромных покрытий	для железобетонных изделий и мостовых конструкций
, не более	7	7
Сумма (), не более	24	—
, не менее	55	55

Для изготовления цемента для бетона дорожных оснований и укрепления грунтов применяют портландцементный клинкер, соответствующий требованиям ГОСТ 31108.

5.11.2 Минеральные добавки — основные компоненты цемента

Минеральные добавки, допускаемые к применению в соответствии с ГОСТ 31108, при содержании их в цементе свыше 6% его массы за вычетом массы материалов, содержащих сульфат кальция, а также суммарной массы технологических и специальных добавок, относятся к основным компонентам цемента.

При расчете содержания добавки по ГОСТ Р 51795 полученные результаты округляют до ближайшего целого числа.

При изготовлении цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий, для железобетонных изделий и мостовых конструкций в качестве основного компонента применяют только добавку доменного гранулированного шлака по ГОСТ 3476.

При изготовлении цемента для бетона дорожных оснований применяют минеральные добавки, предусмотренные ГОСТ 31108, в соответствии с типами цемента, приведенными в таблице 1.

При изготовлении цемента для укрепления грунтов применяют любые активные минеральные добавки или добавки-наполнители, не ухудшающие свойства цемента.

5.11.3 Вспомогательные компоненты цемента

Вспомогательными компонентами вещественного состава цемента являются минеральные добавки, содержание которых в цементе не превышает 5% суммарной массы основных и вспомогательных компонентов.

При изготовлении цементов, кроме цементов для бетонов дорожных и аэродромных покрытий, допускается применять любые вспомогательные компоненты вещественного состава цементов, соответствующие требованиям 5.2.3 ГОСТ 31108.

При изготовлении цементов для бетона дорожных и аэродромных покрытий и железобетонных изделий в качестве вспомогательного компонента допускается применять только доменный гранулированный шлак по ГОСТ 3476.

5.11.4 Материалы, содержащие сульфат кальция

Для изготовления цементов применяют природный гипсовый, ангидритовый или гипсоангидритовый камень по ГОСТ 4013 или другие материалы, содержащие в основном сульфат кальция, по соответствующему нормативному документу.

5.11.5 Специальные и технологические добавки

Требования к специальным и технологическим добавкам — по ГОСТ 31108. При изготовлении цементов для бетона дорожных и аэродромных покрытий, а также для железобетонных изделий и мостовых конструкций содержание органических добавок не должно быть более 0,15% массы цемента.

Согласие потребителя на введение специальных добавок должно быть указано в договорах (контрактах) на поставку цемента.

5.12 Упаковка

Упаковка цемента — по ГОСТ 30515.

5.13 Маркировка

Маркировка цемента — по ГОСТ 30515. Условное обозначение цемента принимают по 4.3, 4.4 или 4.5 настоящего стандарта.

На упаковке и/или в товаросопроводительной документации следует указывать наименование использованных специальных и технологических добавок.

6 Требования безопасности

6.1 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в цементе должна быть не более 370 Бк/кг, а в компонентах, применяемых при его изготовлении, — не более 740 Бк/кг.

6.2 При изготовлении и применении цемента должны выполняться требования гигиенических норм по содержанию цементной пыли в воздухе рабочей зоны и атмосфере населенных пунктов.

6.3 Не допускается вводить в цемент вспомогательные компоненты, специальные или технологические добавки, повышающие класс опасности цементов.

7 Правила приемки

7.1 Приемку цемента, в том числе приемку в потоке, проводят по ГОСТ 30515, ГОСТ 31108, а также 8.2 настоящего стандарта.

7.2 Допускаются приемка и отгрузка потребителю партий цемента с малозначительными дефектами.

К малозначительным дефектам относят дефекты, указанные в таблице 7 ГОСТ 31108, а также единичные результаты испытаний, указанные в таблице 4.

Таблица 4 — Малозначительные дефекты


Наименование показателя	Единичные результаты испытаний (малозначительный дефект)
Начало схватывания цементов ДП, ДО и ЖИ	Менее 2 ч, но не ранее 1 ч 45 мин
Удельная поверхность, м/кг	Менее 270, но не менее 250
Прочность на растяжение при изгибе	Снижение относительно значений, приведенных в таблице 2, не более чем на 0,2 МПа
Содержание	Более 0,8%, но не более 0,9%

7.3 Дефекты, превышающие указанные в таблице 4, считают значительными.

К значительным дефектам относятся также любые отклонения от требований настоящего стандарта по минералогическому составу портландцементного клинкера и равномерности изменения объема цемента.

Партии цемента, в которых установлен значительный дефект, приемке в качестве цементов для транспортного строительства не подлежат. В отношении таких цементов должен быть применен порядок управления несоответствующей продукцией по ГОСТ ISO 9001 либо иной порядок, установленный изготовителем.

7.4 В документе о качестве указывают наименование цемента и/или его условное обозначение по 4.3, 4.4 или 4.5. Документ о качестве оформляют в соответствии с ГОСТ 30515.

8 Подтверждение соответствия

8.1 Для подтверждения соответствия качества цемента требованиям настоящего стандарта и возможности его сертификации изготовитель должен проводить оценку качества цемента по переменным или по числу дефектных проб (приемочному числу).

8.2 Подтверждение соответствия проводят по результатам всех испытаний за период от 6 до 12 мес в соответствии с разделом 8 и приложением Ж ГОСТ 30515.

8.3 Оценку качества цемента по переменным проводят по следующим показателям: прочность на сжатие и растяжение при изгибе, содержание оксида серы (VI).

8.4 Оценку качества цемента по приемочному числу проводят по следующим показателям: удельная поверхность, начало схватывания, водоотделение, содержание щелочных оксидов.

8.5 Оценку качества цемента по минералогическому составу клинкера и равномерности изменения объема цемента не проводят.

9 Методы испытаний

9.1 Физико-механические показатели цемента определяют по ГОСТ 30744, водоотделение — по ГОСТ 310.6.

Наличие признаков ложного схватывания определяют по методике, утвержденной в установленном порядке.

9.2 Химический состав цемента и материалов, применяемых при его изготовлении, определяют по ГОСТ 5382.

9.3 Вещественный состав цемента определяют по ГОСТ Р 51795 только в пробах, отобранных на предприятии-изготовителе, в порядке, установленном ГОСТ 30515. Вещественный состав цементов в пробах, отобранных из транспортных средств, в том числе при их разгрузке у потребителя или на промежуточном складе, допускается определять, если имеются пробы клинкера и минеральных добавок, использованных при изготовлении данной партии цемента, подтвержденные актами отбора проб по ГОСТ 30515.

9.4 Удельную эффективную активность естественных радионуклидов определяют по ГОСТ 30108.

10 Транспортирование и хранение

Транспортирование и хранение цементов — по ГОСТ 30515.

11 Гарантии изготовителя

Гарантии изготовителя — по ГОСТ 31108.

Приложение А (рекомендуемое). Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту

Приложение А*
(рекомендуемое)

_______________
* Настоящее приложение допускается применять до отмены ГОСТ 10178.

Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту приведено в таблице А.1. Соотношение рекомендуется применять для примерной оценки марки цемента, если фактически применяемый цемент квалифицирован классом прочности по ГОСТ 31108, а в нормативной, проектной или иной документации или в составе бетонных или растворных смесей предусмотрено применение цемента, качество которого задано марками по ГОСТ 10178, а также для примерной оценки класса прочности цемента, если его качество в документе о качестве изготовителя определено маркой по ГОСТ 10178.

Таблица А.1 — Соотношение между марками и классами прочности цемента


Марка цемента по ГОСТ 10178	Нормативная прочность, МПа	Расчетная прочность по ГОСТ 31108, МПа	Среднее соотношение , %	Класс прочности цемента по ГОСТ 31108 и настоящему стандарту
300	От 29,4 до 39,1	От 20,7 до 32,6	76,9	22,5
400	От 39,2 до 48,9	От 32,7 до 44,6	87,3	32,5; 42,5
500	От 49,0 до 53,8	От 44,7 до 50,7	92,6	42,5
550	От 53,9 до 58,7	От 50,8 до 56,7	95,3	42,5; 52,5
600	От 58,8 до 68,5	От 56,8 до 68,6	98,2	52,5

Соотношение между марками и классами прочности рассчитано с использованием уравнения регрессии:

, 0,87, (А.1)

где — активность цемента в возрасте 28 сут при испытаниях по ГОСТ 30744, МПа;

— активность цемента в возрасте 28 сут при испытаниях по ГОСТ 310.4, МПа;

— коэффициент корреляции между и .

Уравнение (А.1) получено по результатам параллельных испытаний по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744 более двух тысяч образцов цемента. В выборку включены результаты испытаний всех испытанных цементов независимо от их вида и марки по ГОСТ 10178.

Остаточная дисперсия при оценке регрессии (часть общей дисперсии, не зависящая от корреляции между и )

, (А.2)

составляет 24,3% .

Примеры использования таблицы А.1:

Пример 1 — Для цемента класса 42,5 с активностью в возрасте 28 сут 45,3 МПа необходимо определить ориентировочную марку цемента по ГОСТ 10178.

Решение: в соответствии с таблицей А.1 среднее соотношение активностей цементов по ГОСТ 31108 и ГОСТ 10178 в интервале расчетных прочностей 44,750,7 МПа составляет 92,6%. Ориентировочная активность цемента при испытаниях по ГОСТ 310.4 равна 48,9 МПа.

Цемент предположительно относится к марке 400 по ГОСТ 10178, но без большой погрешности может быть принята марка 500.

Пример 2 — Для цемента марки 300 с активностью в возрасте 28 сут 31,5 МПа необходимо определить ориентировочный класс прочности цемента.

Решение: в соответствии с таблицей А.1 среднее соотношение активностей цемента в интервале расчетных прочностей 29,439,1 МПа составляет 76,9%. Ориентировочная активность цемента при испытаниях по ГОСТ 30744 равна 24,2 МПа.

Цемент предположительно относится к классу 22,5 по ГОСТ 31108.

Библиография

________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.


[1]	EN 197-1:2000*	Цемент. Часть 1. Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов
	(EN 197-1:2000)	(Cement — Part 1: Composition, specification and conforming criteria for common cements)

_______________
* Действует EN 197-1:2011.

Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2013

Прочность цемента

Одним из главнейших свойств цемента является способность его затвердевать при затворении водой, превращаясь в прочное камневидное тело. Действующий ГОСТ 970-61 делит цемент на пять марок: 300, 400, 500, 600 и 700, которые обозначаются по пределу прочности при сжатии через 28 суток трамбованных образцов (кубов 70,7*70,7*70,7 мм с площадью грани 50см

2) из раствора жесткой консистенции с нормальным песком 1:3 (по весу). Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки цемента: 250, 300, 400, 450 и 500, определяемые по пределу прочности при изгибе образцов-балочек 40*40*160 мм и пределу прочности при сжатии их половинок, изготовляемых из раствора пластичной консистенции состава 1:3 (по весу) с нормальным песком, через 28 суток после их изготовления. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее 40; 50; 60; 65 и 70 кг/см² .

Цементный завод, отправляя цемент, обязан снабдить каждую его партию паспортом, в котором указывается: название завода-изготовителя, номер паспорта и партии, год, месяц и число отправки цемента, вес партии, наименование и адрес получателя, номера вагонов и накладных, название цемента и его марка (на основе результатов текущего контроля качества цемента), вид и количество добавки, указания о соответствии цемента техническим требованиям стандарта. Цементные заводы для текущего контроля производства и изучения свойств цемента испытывают каждую отгружаемую партию цемента с определением прочности стандартных образцов через 3, 7 и 28 суток твердения. Заводы отгружают цемент потребителям с указанием окончательной (гарантийной) марки цемента по результатам испытаний образцов одно-, трех- или в крайнем случае семи суточного возраста, не дожидаясь испытаний через 28 суток. При контрольной проверке допускается отклонение 28-суточной прочности образцов при сжатии для цемента марок до 600 включительно — до 8% ниже марочной прочности, указанной в паспорте, а для цемента марки 700 — до 5%. Каждый завод на основе статистических данных устанавливает переходные коэффициенты от краткосрочных испытаний к результатам, получаемым через 28 суток. Некоторые заводы определяют гарантийную марку по результатам испытания прочности образцов, подвергнутых кратковременному пропариванию по подобранному режиму.

Условия приготовления трамбованных образцов из раствора жесткой консистенции значительно отличаются от условий приготовления на стройках растворов и бетонов как по количеству добавляемой воды, так и по методам уплотнения. Вследствие этого испытание трамбованных образцов из раствора жесткой, консистенции (В/Ц — отношение веса воды к весу цемента примерно 0,25) дает в ряде случаев для различных цементов другие относительные величины прочности, чем испытание в обычных бетонах. Более близкие к практическим данные по прочности получаются при испытании образцов из раствора пластичной консистенции с более высоким водоцементным отношением (0,40) и с уплотнением при помощи вибрирования. Прочность в этом случае ниже, чем при испытании в растворах жесткой консистенции.

При длительном хранении (магазинировании) вне плотной таре цемент поглощает из воздуха водяные пары и углекислоту. Вследствие этого его прочность понижается, так как в нем частично уже начинают протекать процессы гидратации и карбонизации. Длительное выдерживание цемента до употребления повышает величину потерь при прокаливании, замедляет сроки схватывания, понижает активность и уменьшает тепловыделение, особенно в первые сроки после затворения водой. Хуже всего сохраняют свойства при длительном хранении цементы с повышенным содержанием быстрогидратирующихся клинкерных минералов С₃А и С_ЗS. Прочность цемента через 3 месяца понижается на 10-20%, а через год на 25-40%.

Для твердения цемента наиболее благоприятна водная среда. Если твердеющий цемент находится не в воде, а на воздухе, то необходимо в первые периоды увлажнять его, так как в противном случае процесс твердения идет очень медленно или почти прекращается. В том случае, если в начальный период твердения цемент имел необходимую влажность и был защищен от преждевременного высыхания, он будет обладать вполне удовлетворительной воздухостойкостью, т. е. прочность его на воздухе со временем не понизится.

Наиболее заметен рост прочности у цемента в первый месяц твердения. В дальнейшем обычно прочность увеличивается значительно медленнее. В ряде случаев весьма важно быстрое нарастание прочности в первые сутки после затворения водой. Цементы с такими свойствами называются быстротвердеющими цементами.

Определение прочности цемента на сжатие

Цемент – минеральное порошкообразное вещество, которое широко используется в качестве вяжущего компонента при производстве строительных смесей и бетонов. Прочность цемента на сжатие – основной показатель, по которому определяется марка (класс) материала, и, следовательно, его назначение и область применения. Использование цемента, не соответствующего требованиям отраслевых стандартов, может привести к серьёзным дефектам строительной конструкции.

При взаимодействии с водой цемент твердеет и переходит в камневидное состояние. Чем выше устойчивость к механическому разрушению полученного твёрдого тела и скорость затвердевания, тем выше марка цемента и лучше его качество. Для определения свойств камня используются разные методы, в том числе испытание прочности цемента на изгиб и сжатие.

Регулярно возникают ситуации, когда фактические характеристики цемента не соответствуют заявленной марке. Это может быть вызвано несколькими причинами: добавление примесей, некачественное сырьё, истёкший срок годности, неправильные условия хранения. Поэтому перед применением материала на стройплощадке или заводе ЖБИ, необходимо проводить ряд лабораторных экспертиз.

Методика проведения испытаний

Испытания цемента на прочность при сжатии проводят в лабораторных условиях согласно ГОСТ 310.4-81. Готовят образцы в виде брусков размером 40*40*160 мм из смеси, в которую входит 1 часть цемента на 3 части нормального песка. Образцы выдерживают при определённых условиях в течение 3-28 суток в зависимости от целей испытаний и вида материала. Подготовленные бруски сначала испытывают на изгиб, а полученные в результате опыта половинки используют для определения прочности цемента на сжатие.

Испытания проводят на гидравлическом прессе в следующем порядке:

Образец устанавливают на нижней опоре;
Опускают верхнюю платформу, прилагая нагрузку с постоянно увеличивающейся скоростью вплоть до полного разрушения бруска;
По средней величине давления (МПа) на момент разрушения всех испытуемых образцов определяют соответствие цемента заявленной маркировке.

В соответствии с нормативами цементы определённого класса должны выдерживать следующие разрушающие нагрузки:

Высокопрочные – от 50 МПа. Добавляются в бетоны для возведения ответственных монолитных конструкций и ЖБИ. Позволяют уменьшить расход арматуры и массу сооружения, сокращают цикл тепловой обработки бетонных смесей.
Рядовые – от 30 до 50 МПа. Материалы общего строительного назначения.

Низкомарочные – менее 30 МПа. Цементы нестроительного назначения, применяются для общетехнических работ.

Лабораторные испытания цемента на прочность – обязательный и важный этап проверки стройматериала перед массовым использованием. В продаже представлено множество видов цемента. При этом далеко не всегда можно доверять предоставленной производителем информации о возможности применения той или иной разновидности для определённых строительных целей.

Возврат к списку

Активность цемента: методы определения активности

О прочности цемента обычно судят по его марке, которая определяется сразу после выпуска материала. Но в результате транспортировки или при длительном хранении цемент начинает взаимодействовать с частицами воды, происходит реакция гидратации, и прочность цемента падает.

СодержаниеСвернуть

Для нахождения остаточной прочности проводят испытания аналогичные испытаниям по установлению марки. Так осуществляется определение активности цемента.

Что такое активность цемента

Активность цемента (ГОСТ 310.4-81) – прочность при испытании на сжатие образца из цементного раствора. После проведения лабораторных испытаний материалу присваивается марка (производители должны указать ее на упаковке). Например, ЦЕМ 32,5 (М400), ЦЕМ 42,5 (М500) или др.

Цемент может вступать в реакцию с влагой, находящейся в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень, что впоследствии отрицательно сказывается на прочности изготавливаемого цементного или бетонного теста. Активность цемента измеряется в МПа, как и его марка.

Особенностью бетона и цемента является то, что эти строительные материалы при эксплуатации со временем становятся только прочнее. Это связано с тем, что процесс гидратации происходит непрерывно. Выделяют три этапа гидратации цемента: активную фазу, перспективную и фазу деградации.

Активная фаза

Длится 28 суток – срок полного застывания цементного раствора. Вступает в реакцию с водой и кристаллизуется за этот период большая часть компонентов.

Перспективная фаза

На протяжении года идет полная кристаллизация, а прочность цемента при этом приближается к максимальному показателю.

Фаза деградации

Кристаллизованные минералы разрушаются в процессе коррозии, в изделии появляются трещины, нарушается структура бетона. Химическая активность цемента может быть меньше его марки даже в полтора-два раза. Например, активность цемента ЦЕМ 32,5 (М400) обычно составляет 200-330 МПа, а активность цемента ЦЕМ 42,5 (М500) – 250-420 МПа.

Активность цемента таблица (представлены несколько заводов изготовителей):

Цементный завод	Марка цемента	Средняя активность кгс/см2 (0.1 МПа)
Акмянский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	380 476 526
Ангарский цементный завод	ЦЕМ 32,5	427
Балаклейский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	431 528
Волковысский цементный завод	ЦЕМ 42,5	522
Волховский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	473 504
Кантский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	374 459
Катав-Иваноский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	383 418
Красноярский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	470 559
Чимкентский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	377 440

Факторы, влияющие на активность цемента

На активность цемента оказывают воздействие условия хранения, химический состав материала и дисперсность частиц, которая определяется степенью помола компонентов.

Процесс проведения испытаний активности цемента

Испытания по определению активности цемента по ГОСТу 310.4-81 проводятся в несколько этапов:

Приготовление цементного теста. Смешивают вяжущее вещество и песок в соотношении примерно один к трем, затем смесь выкладывают горкой и начинают наливать воду. В/Ц отношение составляет от 0,4 до 0,5, но количество воды в смеси может корректироваться в зависимости от результатов второго этапа.
Определение расплыва конуса смеси. Чтобы испытания по определению активности бетонной смеси, показали максимально точный результат, смесь должна быть нужной консистенции. Испытания по определению подвижности смеси проводят с помощью конуса и встряхивающего стола, диаметр расплыва должен лежать в пределах 105-115 миллиметров.
Укладка раствора в формочки. Формы имеют размер 4х4х16 сантиметров, их стенки необходимо смазать машинным маслом. После заливки раствора его необходимо уплотнить, то есть провибрировать.
Твердение цемента. В первый день процесс твердения происходит в емкости с раствором гидравлических веществ, затем 27 суток резервуаре с холодной водой.
Проведение испытаний. На прочность испытывают три балочки, после чего результаты экспериментов суммируют и находят среднее значение.

Методы определения пределов прочности

Выбор метода определения активности цемента зависит от того, для каких целей цемент будет использоваться в дальнейшем, какой вид и класс бетона будет из него изготавливаться.

Определение пределов прочности на изгиб

Испытание проводят на гидравлических прессах. Образец располагают продольно на двух опорах, постепенно начинают его нагружать. Предел прочности в данном случае определяется по формуле:

Р – нагрузка, l – расстояние между двумя опорами, b и h – ширина и высота балки. Полученное значение измеряется в МПа.

Определение прочности при сжатии

Испытания на прочность при сжатии также проводятся на гидравлических прессах. Чтобы получить значение , надо разделить силу, при которой балка разрушилась (Р) на исходную площадь поперечного сечения бетонного образца.

Определение прочности при пропаривании

Для конструкций, в которых бетон будет подвержен пропариванию с целью сокращения сроков твердения, целесообразно находить активность цемента при пропаривании. В этом случае цемент предварительно проходит обработку в специальной пропарочной камере.

Ускоренный метод

Все стандартные методы по измерению прочности требуют времени, но можно определить активность цемента и ускоренным методом. Для этого применяются специальные приборы, они помогают установить активность материала контракциометрическим методом. В основе работы приборов лежит свойство цемента изменять свой объем при гидратации.

Приборы для определения активности цемента

Существуют различные приборы для определения активности цемента, вот некоторые из них:

Индикатор активности цемента ИАЦ-04М. Система позволит определить активность образца за 5 минут. Активность цемента вычисляется на основании найденной удельной проводимости В/Ц раствора. Прибор дает большую погрешность – до 5 % в ту или иную сторону, поэтому полностью заменить стандартные испытания им не получится. Индикатор позволит вовремя обнаружить сбои в работе оборудования по изготовлению цемента, неправильный химический или минеральный состав, недопустимые условия хранения.

Цемент-прогноз 2. Позволяет определить активность цемента в ускоренном режиме за 3 часа, измерения производятся за счет нахождения величины конракции цементного теста. В обычных случаях определение активности производится в 1, 3, и 7-суточных режимах.

Индикаторы активности цемента не могут давать очень точных результатов, но их использование целесообразно, когда нет времени на стандартные лабораторные испытания.