Что такое активность цемента

Активность цемента: что это такое и методы определения

Активность определяет прочностные свойства материала. Это важный показатель, дающий возможность оценить качество цемента, поэтому нормируется государственными стандартами. Определить активность можно разными способами, в т.ч. стандартными и упрощенными в домашних условиях.

Что это такое

По сути, активность — это состояние структуры конкретного материала на любом этапе его использования, определяемое, как абсолютная прочность образца из него. Исходя из результатов теста, ему присваивается марка (М200, М300 и т.п.).

Почему прочность цемента привязана к активности? Дело в том, что она формируется в результате процесса гидратации частиц вяжущего вещества, с последующей кристаллизацией и образованием «цементного камня», и зависит от скорости протекания процесса. Он не останавливается в течение всей эксплуатации. Выделяют характерные этапы:

  1. Активная фаза. Основной набор прочности происходит за 28 суток. В течение этого срока в реакцию вступает и кристаллизуется основной объем компонентов.
  2. Перспективная фаза. Полная кристаллизация происходит в течение года, когда прочность приближается к максимальному значению.
  3. Фаза деградации. В конце срока службы материала, кристаллизованные минералы вступают в реакцию с водой (коррозия), что ведет к его разрушению.

Активность — это динамическая характеристика, изменяющаяся в процессе эксплуатации. Помимо указанных временных особенностей, следует отметить частично гидратированную составляющую. Крупные частицы вяжущего вещества остаются негидратированными и после перспективной фазы. Они исполняют в материале роль наполнителя, но при определенных условиях активизируются позднее.

Факторы, влияющие на прочность цемента

Активность и прочностные характеристики зависят от некоторых факторов.

Условия хранения

При длительном хранении цемента активность постепенно снижается. Скорость изменения зависит от условий хранения. Обнаруживается такая динамика снижения параметра:

  1. Сухой закрытый склад при хранении материала в водонепроницаемых мешках — активность не изменяется в течение 1 месяца, через 2 месяца уменьшается на 4-5%, через 3 — на 8-9%, через 4 — на 12-16%;
  2. Сухое помещение, но обычные, бумажные мешки — через 1 месяц снижение составляет 4-6%, через 2 месяца — 9-11%, 3 — 13-15%, 4 — 18-22%;
  3. При повышенной влажности или хранении в насыпном виде — через 1 месяц — на 10-12%, 2 месяца — 15-17%, 3 — 19-23%, 4 — 24-28%.

В зависимости от срока и условий хранения, реальная марка цемента снижается на порядок. Так через 3 месяца материал марки М400 может превратиться в М300.

Состав материала

Активность любого цемента существенно зависит от вида и количества добавок, наличия примесей, состава и концентрации клинкера. Так при наличии кальцитов и кварца показатель снижается, а при повышенном содержании алюминатов и алита — повышается. Щелочные добавки способны влиять на скорость кристаллизации, причем и в сторону замедления, и в сторону ускорения. Для повышения прочности в цемент добавляется клинкер.

Дисперсность частиц

Она определяется степенью помола компонентов. Мелкодисперсный порошок значительно быстрее вступает в химическую реакцию по своему объему, что повышает активность. При крупном помоле прочность набирается дольше, а ее величина понижена.

Существует также взаимосвязь активности с удельным весом (плотностью) цемента. С повышением этого показателя она возрастает.

Как проводится определение активности цемента

Контрольному испытанию подвергается любая партия материала. По его результатам производитель оценивает необходимость корректировки состава. При необходимости могут дополнительно вводиться замедлители или катализаторы. ГОСТом предусматривается такой порядок испытания:

  • готовится раствор (цемент и песок в пропорции 1:3), из которого заливается образец в форме бруска размером 4х4х16 см;
  • выдержка образца во влажных условиях в течение 24 ч (обычно, в специальной форме над водой);
  • выдержка образцов в ванне с затвором в течение 27 суток;
  • в конце испытания определяется прочность на сжатие и изгиб.

Тестированию подвергается не менее 4-х образцов, а результат учитывается, как среднеарифметическое значение прочностных параметров. Эта величина признается показателем активности. Она сравнивается с нормируемыми значениями, по которым и присваивается марка.

Определение в домашних условиях

При покупке используют визуально-тактильный способ. Он включает оценку цвета и состояния. Цемент с высокой активностью имеет серый цвет с зеленоватым отливом. Порошок должен аналогично воде протекать между пальцами руки. Возможно наличие небольших комочков материала в мешке. Они должны легко разминаться в порошок пальцами. Твердые комки существенно снижают качественные характеристики цемента.

Перед началом строительства можно провести тестирование водно-визуальным способом. Для этого потребуется минеральная вода щелочного типа, например, Смирновская, Боржоми, Дилижан. Цемент смешивается с минеральной водой, тщательно перемешивается до получения консистенции теста. Из него лепится образец в виде диска с утолщением в средней части и тонкими краями. Если образец затвердел в течение 7-12 минут и нагрелся так, что это чувствуется рукой, то можно признать цемент качественным, с высокой активностью.

Некачественный материал твердеет не раньше чем через 30 минут, а затем образец начинает трескаться. Некоторые фальсификаты способны быстро схватываться и нагреваться, но образцы значительно деформируются, и на них появляются трещины.

Если цемент прошел успешно первый тест, то испытания следует продолжить. Затвердевший диск оборачивается увлажненной тканью и укладывается в пластиковую емкость (можно использовать полиэтиленовый пакет). После выдержки в течение 3 суток образец извлекается и осматривается. Хороший материал становится еще прочнее, издает характерный, металлический звук при постукивании и не рассыпается при ударе. Допускаются мелкие, небольшие трещины в виде поверхностной сетки.

При проведении тестирования учитывают, что разные партии цемента различаются по активности. К какой партии он принадлежит определяют по ярлыку на мешке. Если в разных мешках находится материал из разных партий, то образцы для испытания надо приготовить для каждой партии.

При ответственном строительстве важно помнить, что от качества цемента зависит надежность и долговечность всего сооружения. Активность материала определяет его прочностные характеристики и считается важнейшим параметром. Перед началом работ необходимо убедиться в том, что он соответствует марке, а элементарные испытания позволяют оценить его качество.

Методы определения активности цемента

Активность цемента позволяет определить прочностные характеристики используемого материала. Это крайне важный показатель, который дает понять и оценить качество цемента. В связи с этим он и контролируется государственными стандартными (ГОСТ). Определить активность цемента можно профессиональными и домашними способами. Статья расскажет об этом параметре более подробно, а также опишет способы анализа пределов механического напряжения, выше которого происходит разрушение цемента.

  1. Активность цемента — что это за параметр
  2. Какие факторы влияют, как выражается
  3. Проведение исследований активности цемента
  4. Можно ли определить в домашних условиях
  5. Методы расчета пределов прочности
  6. На изгиб, при сжатии и пропаривании
  7. Ускоренный метод

Активность цемента — что это за параметр

Активность цемента – это ключевой параметр, характеризующий этот вид строительного материала. Показатель определяет степень прочности готового монолитного куска цемента путем изгиба или сжатия. Активность напрямую зависит от степени измельчения клинкерных добавок, прочих элементов, входящих в состав, а также времени хранения материала, условий, в которых он находился.

Показатель активности можно определить, как параметр фактической прочности цементных монолитов, изготовленных и исследуемых в определенных условиях, руководствуюсь рядом правил и государственных стандартов.

По сути, активность – это обычное состояние структуры сырья на всех этапах его применения. Оно определяется, как абсолютная прочность образца. На основании этого цементу дают марки типа M200, M300 и так далее.

Далеко не все знают, почему прочность так сильно зависит от активности цемента. Основано это на том, что характеристики постепенно набираются при формировании соединений воды с растворенным веществом (гидратов) и их кристаллизацией благодаря связывающим компонентам. Зависит прочность от скорости прохождения гидратации, которая не останавливается ни на день в процессе использования материала. Обычно выделяют такие ключевые фазы изменения прочности цемента:

  • Первая активная фаза. В течение первого этапа, который длится около 28 дней, вещество достигает основного показателя прочности. За это время успевает образоваться большинство связей.
  • Вторая перспективная фаза. За это время (около года) цемент успевает набрать практически максимальную прочность, а кристаллизация завершается.
  • Третья фаза деградации. После окончания срока эксплуатации цемента гидраты начинают разрушаться, а соединения, вступающие в реакцию с водой, подвергаются коррозии. Это ведет к раскалыванию, сыпучести, хрупкости материала.

Обратите внимание! Активность представляет собой показатель, который динамически изменяется в процессе службы материала. Кроме времени на него влияет параметр частичной гидратированности. Некоторые крупные фракции добавленных веществ не вступают в реакцию даже после перспективного этапа. Они могут активизироваться позже и увеличить срок службы.

Какие факторы влияют, как выражается

Активность цементных растворов зависит от некоторых вещей: места хранения, состава смеси, размера взвешенных частиц. Это основополагающие вещи, непосредственным образом влияющие на прочность.

Если хранить материал слишком долго, то его активность будет постепенно уменьшаться. Все зависит от условий, в которых находится цемент. В списке представлены примерные коэффициенты снижения активности цемента, которые зависят от условий хранения.

  • Не влажный закрытый склад и влагонепроницаемые полиэтиленовые мешки. За один месяц хранения активность не меняется, но уже спустя два месяца она снижается на 4%, через три на 8%, а через четыре на 14%.
  • Полностью сухой склад и обычные целлюлозные мешки. Из-за использования бумажных пакетов уже через один месяц прочность может снизиться на 5%, а через два месяца на 10%. Дальнейшая тенденция понятна.
  • Склад с повышенной влажностью воздуха или хранение насыпью. Уже через месяц активность падает на 10%, а через два месяца на 20%. Далее процесс несколько притормаживается и спустя три или четыре месяца показатель изменяется на 23-28%

Обратите внимание! От условий хранения сильно меняется марка цемента. Если изначально это был материал М400, то после пары месяцев неправильного хранения он может стать М300 или М200.

Также на активность влияет состав материала, вид и количество дополнительных веществ, примеси клинкера. Если в цемент будут включены частицы природных карбонатов и кварца, то показатель снизится. Использование алюминатов и алита, наоборот, повысят его. В случае добавления щелочи кристаллизация может как ускориться, так и замедлиться. Клинкер повышает прочность.

Последний значимый фактор – дисперсность примесей. Зависит он от измельченности, входящих в состав компонентов. Если цемент будет мелкодисперсным, то он будет обладать повышенной активностью и застынет быстрее. Зависит прочность и от удельного веса, то есть плотности. Чем она выше, тем активность больше.

Читайте также  Как сделать бетономешалку своими руками

Далеко не все знают, как выражается активность портландцемента. Выражение основано на его марке. Для испытаний обычно применяют специальное оборудование и образцы монолитов, вылитые из цементного теста.

Проведение исследований активности цемента

Согласно государственному стандарту № 310.4-81 изучение проводится так:

  1. Приготовление смеси. Для этого связывающий компонент смешивают с песком в общепринятом соотношении (1:3), а потом вываливают получившуюся смесь насыпью и добавляют воды. Пропорции жидкости и цемента составляют от 0.45 до 0.5. Это изменяемый параметр, так как он зависит от второго этапа.
  2. Определение расплыва состава. Чтобы получить точные показатели, необходимо приготовить смесь исключительно идеальной консистенции. Подвижность может определяться с помощью классического конуса и стола встряхивания. Расплыв в диаметре должен находиться в пределах 100-110 мм.
  3. Укладка состава по формам. Обычно формы обладают размерами 40х40х160 мм. Перед началом следующего этапа их смазывают машинными маслами, чтобы состав легко вышел после высыхания. После заливки раствора его уплотняют и оставляют на время.
  4. Затвердевание. Первые сутки формы находятся в специальном гидравлическом растворе, а затем на 27 дней перемещаются в емкость с холодной водой.
  5. Испытания на прочность. В эксперименте участвуют три монолита, а по окончании их параметры суммируются и делятся. Получается среднее арифметическое.

Можно ли определить в домашних условиях

Можно выполнить проверку и в домашних условиях. Это сложнее, но вполне выполнимо. Если под рукой нет специального оборудования, то обычно занимаются оценкой цвета порошка и раствора, а также его общего состояния. Если показатели активности высоки, то порошок должен быть серым с некими полутонами зеленого. Такой состав хорошо сыпется через пальцы и не имеет комков, которые, тем не менее, могут быть в мешке. Они должны легко раздавливаться руками. Тестирование проводится для анализа состава смеси. Если с ним все в порядке, то активация цемента не нужна.

Также доступен такой способ тестирования дома:

  1. Приготовление теста из состава и щелочной минеральной воды.
  2. Заливка диска с углублением посредине. Если он застывает за 10 минут, то раствор прочный и активный, а если за 30 минут, то качество оставляет желать лучшего.
  3. Заворачивание диска во влажную тряпку, полиэтилен и выжидание трех дней. Диск должен стать еще плотнее и отдавать металлическим отзвуком.

Обратите внимание! Тестирование необходимо проводить для каждой упаковки вяжущего состава, так как партии могут отличаться, а это влияет на свойства. Кроме того, мешки могли храниться в разных условиях.

Методы расчета пределов прочности

Выбор способа определения исследуемой характеристики связан с тем, где будет использован материал в дальнейшем, а также какой класс и вид бетонной смеси из него изготовят.

На изгиб, при сжатии и пропаривании

Если выполняется проверка на изгиб, то ее обычно производят на прессе. Брусок застывшего состава располагают в ложе и воздействуют на него. Предел показателя высчитывается по формуле

Здесь P – это показатель нагрузки, l – расстояние между двумя плоскостями пресса, а b и h – ширина и высота бруска. Результат R получается в Мегапаскалях.

Исследование бруска на сжатие осуществляется на таких же гидравлических устройствах, позволяющих создавать давление в несколько десятков тонн. Для определения параметра делят силу разрушения образца на площадь поперечного сечения бруска.

Если конструкции будут пропариваться, то используемый в них цемент следует протестировать и на этот показатель. Для этого экземпляр после застывания кладут в пропарочную машину и высчитывают нужные параметры.

Ускоренный метод

Все методы, которые были рассмотрены, требуют времени и ресурсов, чтобы проверить одну характеристику. Предлагается ускоренный метод, но он требует наличия еще более экзотических приборов, способных установить активность материала на основе контракциометрического тестера. В его основе лежит расширение и сужение состава в преобразовании гидратов.

Из активированного цемента получается прочный бетон, но, если вяжущее вещество уже обладает повышенной активностью, достаточно добавить в него кварцевого песка и примесей, чтобы замесить крепкий раствор. Низкая активность говорит о том, что срок службы материала ниже заявленного из-за неправильного хранения, дисперсности и состава.

Описание процесса гидратации цемента и его особенности

Сколько надо цемента чтобы сделать на 1 м3 бетона

Активность цемента: как определить

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.

  • Что такое активность цемента
  • Активная фаза
  • Перспективная фаза
  • Фаза деградации
  • Факторы, влияющие на активность цемента
  • Процесс проведения испытаний активности цемента
  • Методы определения пределов прочности
  • Определение пределов прочности на изгиб
  • Определение прочности при сжатии
  • Определение прочности при пропаривании
  • Ускоренный метод
  • Приборы для определения активности цемента
  • Заключение

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):

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Укладка раствора в формочки. Формы имеют размер 4х4х16 сантиметров, их стенки необходимо смазать машинным маслом. После заливки раствора его необходимо уплотнить, то есть провибрировать.
  4. Твердение цемента. В первый день процесс твердения происходит в емкости с раствором гидравлических веществ, затем 27 суток резервуаре с холодной водой.
  5. 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.

Заключение

Активность цемента является показателем прочности цемента. Она напрямую зависит от условий транспортировки и хранения, а также от продолжительности хранения. Определить активность цемента можно при проведении стандартных лабораторных испытаний, порядок которых описан в ГОСТ 310.4-81.

При необходимости можно провести быстрое тестирование на прочность измерителем активности цемента, но будет получаться результат с низкой точностью.

Читайте также  Что такое класс бетона

Активность цемента и марка — как определить и что это такое

Активность цемента – показатель, являющийся ключевым для определения характеристик прочности готового монолита на изгиб и сжатие. Данный параметр напрямую зависит от таких факторов, как тонкость помола клинкера, условия и сроки хранения готовой смеси, а также состава материала.

Определить активность можно несколькими методами – в условиях завода и лаборатории выполняют ряд исследований в порядке, установленном ГОСТом. Сложно, но возможно это сделать и в домашних условиях. Также может использоваться специальный прибор.

В зависимости от активности цементу присваивается определенный класс и марка (любая таблица с характеристиками обязательно включает эти данные).

Прежде, чем использовать цемент в работе и реализовывать те или иные задачи, необходимо ознакомиться с сутью понятия и особенностями установки параметра активности.

Что это такое

Точное определение активности цемента демонстрирует абсолютную прочность испытуемого образца, сделанного из цементного раствора. На основании полученных показателей вяжущему присваивают ту или иную марку и больше понятие активности не используют (в технической документации оно не указывается). Но есть определенные случаи, когда активность и марка цемента устанавливаются в домашних условиях.

Уровень прочности может меняться в зависимости от того, какой вид присадок вводится в состав и в каких объемах. При этом, следует учитывать, что присадки влияют на характеристики смеси и активность, но никак не на марку цемента. К примеру, ускоритель твердения может в разной степени понижать срок набора прочности монолитом, но вот на твердость камня не влияет.

Таким образом, получается, что активность цемента – это своеобразное поведение структуры материала на протяжении срока службы залитой конструкции или изделия.

  • На протяжении первых 28 суток после приготовления раствора – монолит набирает прочность по проекту, в это время основной объем структуры вступает в реакцию и кристаллизуется.
  • На протяжении времени эксплуатации – кристаллизация еще может проходить, но активность в состоянии покоя может отсутствовать.
  • Окончание срока эксплуатации – минералы в составе кристаллов начинают реагировать с водой, что ведет к коррозии, деформации и другим изменениям.

Получается, что активностью называют динамику твердения и набора прочности застывшего камня, а потом и потери прочности.

  • Активная – все компоненты в составе начинают реагировать, через 28 суток перестают кристаллизироваться.
  • Перспективная – цемент набирает прочность, достигает 100% состояния по проекту (в течение года при монтаже конструкций до ввода объекта в эксплуатацию).
  • Частично гидратированная (комплексная) – крупные негидратированные части остаются в составе монолита и выступают наполнителем.

Факторы, влияющие на прочность цемента

На прочность цемента влияют несколько основных факторов и несколько второстепенных. Но все они должны обязательно учитываться.

Условия хранения

Время и условия хранения цементного порошка влияют на активность и число МПа прочности. Чем дольше хранится цемент, тем менее он прочный в растворе и тем ниже активность. К примеру, за 3 месяца марка М500 обладает показателями марки М400, а по завершении установленного срока хранения порошок теряет 25-30% изначальных параметров.

  • В закрытом сухом складе и водонепроницаемых мешках порошок хранит свойства на протяжении месяца, через 2% параметр снижается на 5%, через 3 – на 9%, 4 – на 13-16%.
  • В бумажных мешках и сухом складе – через месяц отмечается понижение на 5-6%, через 2 – на 10-11%, 3 – 14-15%, 4 – 20-22%.

Состав материала

Многое зависит и от состава клинкера, качества его обработки в процессе производства вяжущего: в него входят основное сырье, минералы. Активность напрямую зависит от объема и вида вводимых в состав добавок, наличия/отсутствия примесей, концентрации клинкера и т.д.

Дисперсность частиц

Здесь речь идет о степени помола всех компонентов. Порошок мелкодисперсный намного быстрее активизирует реакцию по объему, повышая активность. Если помол крупный, набор прочности происходит намного дольше и активность понижается.

Ввиду влияния на свойства цемента множества факторов, очень важно осуществлять контрольные испытания с целью определения характеристик. После исследований принимают решение про корректирование состава либо добавку определенных замедлителей/катализаторов.

Как определяется активность

Чтобы определить активность, используются лабораторные тесты, порядок проведения которых указан в ГОСТе 310.4.

  • Приготовление цементного раствора из вяжущего, многофракционного песка в соотношении 1:3 и водоцементным отношением до 0.5. Сухая смесь перемешивается с водой.
  • Испытания конусом и специальным встряхивающим столиком. Цемент должен демонстрировать расплыв от 106 до 115 миллиметров. Если нужно, все операции повторяют с другим объемом воды.
  • Из цемента нормальной густоты делают балочки величиной 4х4х16 сантиметров: смесь укладывается в смазанные маслом формы, послойно и с использованием виброплощадки.
  • В первые сутки цемент твердеет в ванне с гидравлическим раствором, потом 28 суток в холодной воде. Вода меняется через 14 суток.
  • Три полученных результата (конус, балки, твердение в воде) суммируются и определяется самая близкая по индексу марка вяжущего.

В домашних условиях

Приобретая вяжущее, его проверяют на качество и прочность. Сделать это вне лаборатории и без специальных средств трудно, но можно. Обычно оценивают состояние и цвет. Порошок с высокой активностью должен быть серого цвета с зеленым подтоном. Он хорошо протекает сквозь пальцы, комки могут быть только в мешке и минимального размера (и разминаются легко в руках). Если есть твердые комки – свойства ухудшаются.

  • Смешивание цемента с щелочной минеральной водой до получения консистенции теста.
  • Формирование образца в форме диска с тонкими краями и утолщением внутри. Если тестовый образец затвердел за 10-12 минут и ощутимо нагрелся – цемент качественный, активность высокая. Материал низкого качества твердеет в течение получаса, потом может покрываться трещинами.
  • Затвердевший диск аккуратно оборачивают влажной тканью, отправляют в полиэтиленовый пакет или емкость из пластика. Выжидают 3 суток, достают и смотрят: материал должен стать еще более прочным, при постукивании давать металлический отзвук, от удара не рассыпаться. Возможно наличие минимальных трещин в формате сетки.

Осуществляя тестирование, нужно проверять цемент разных партий – материал везде разный.

Новый прибор для определения

Для определения активности цемента могут использоваться специальные приборы. Так, компания «Интерприбор» в 2009 году запатентовала устройство «Цемент-Прогноз», которое осуществляет контракциометрический способ исследований. Прибор работает автоматически, комплектация включает: сервисное ПО (благодаря ему можно переносить результаты исследований на компьютер, отправлять в архив, Excel), камера изменения, стакан для проб образца, электронный блок.

Прибор определяет температуру и изменения объема воды в камере. Камеру заполняют водой, отправляют образец в стакане, ждут три часа и получают результаты. Есть и цикл контракционных измерений, проходящий за 7 суток.

«Цемент-Прогноз» позволяет не только облегчить проведение исследований, но и выполнять их в разных форматах: есть приборы для измерения водонепроницаемости бетонного монолита, прочности и водоцементного отношения, морозостойкости и т.д.

Планируя выполнять ремонтно-строительные работы, очень важно проверять качество и свойства используемого цемента, так как от него зависят долговечность и надежность конструкций/сооружений. До начала работ нужно точно определить, что вяжущее соответствует марке и указанным характеристикам.

Определение марки (активности) цемента

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

  • 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
  • 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

  • нижний слой – 15 раз,
  • верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

  • Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
  • Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
  • Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.
Читайте также  Как забить дюбель в бетонную стену

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Популярные товары

БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по.

Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12.

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.

Добавка Прочность при сжатии, МПа в зависимости от продолжительности и условий хранения цемента
7 суток, нормальные условия 4 месяца, влажные условия 12 месяцев, влажные условия 4 месяца, влажные условия и искусственное состаривание
54.6 37.1 21.3 9.8
KCl 24.1 19.2 10.6 7.8
NaCl 44.1 35.5 20.5 18.6
FeCl3 54.3 41.8 23.7 13.9
AlCl3 52.1 40.6 24.8 13.9
KNO3 41.2 30.3 19.5 10.2
NaNO3 46.2 30.8 22.0 14.2
Fe(NO3)3 56.0 44.0 25.4 15.2
Al(NO3)3 45.2 36.3 22.1 13.0
K2SO4 49.0 37.0 22.6 11.8
Na2SO4 54.0 40.3 24.6 13.8
Fe2(SO4)3 63.2 48.1 28.3 16.7
Al2(SO4)3 71.9 52.4 31.8 19.6

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.