Co się stanie, jeśli zmienię proporcje cementu i piasku w zaprawie?

Kody i inne wytyczne podają nominalne kombinacje mieszanek, które sprawdzają się w ogólnych warunkach.

Ogólnie rzecz biorąc, mieszanka 1:2 daje lepszą wytrzymałość niż mieszanka 1:3. Ale jest całkiem możliwe, że mieszanka 1:0.5 może mieć gorsze wyniki. Wytrzymałość pochodzi z międzycząsteczkowe przeniesienie siły pomiędzy ziarnami piasku, a także z odporności na ścinanie zapewnione przez cement działający jako klej. Tak więc kody zapewniają znane zrównoważone kombinacje, które są zadowalające.

Aby uzyskać pełną kontrolę nad właściwościami mieszanki zaprawy i betonu, należy wziąć pod uwagę następujące kryteria:

1. Kwota cementu: Zasadą jest, że zwiększenie ilości cementu zwiększa wytrzymałość. Poza pewnym punktem działa to również negatywnie. Ponieważ duże przenoszenie siły w matrycy betonowo-zaprawowej jest wynikiem oddziaływania piasku i piasku, nadmiar cementu powoduje, że zaprawa jest bardzo krucha, ponieważ cząstki cementu nie przenoszą normalnej siły kontaktu - są dobre w zapewnianiu wytrzymałości na ścinanie. Ponieważ cement jest drogi, w zastosowaniach o niskiej wytrzymałości, takich jak drogi, ilość cementu jest mniejsza, aby zoptymalizować koszty.
2. Ilo¶ć wody: Ogólnie rzecz bior±c zawarto¶ć wody w zakresie 20% - 35% (w/w cementu) uważa się za bezpieczny zakres roboczy. Niższa zawartość wody daje niską wytrzymałość i mniejszą zwrotność mieszanki w płaskich warunkach, takich jak układanie na drodze. Wyższa zawartość wody jest generalnie stosowana w specyficznych warunkach, takich jak układanie pali przy użyciu tremy - gdzie wymagana jest swobodna przepływność mieszanki. Chociaż woda o wysokiej zawartości wody prowadzi również do niższej wytrzymałości, istnieją inne obejścia (wymienione wcześniej).
3. Piasku Ilość: Bardzo duża ilość piasku sprawi, że mieszanka będzie bardzo krucha i słaba na wszelkiego rodzaju siły. Dla M20, M25 itp. ogólna proporcja wynosi 1:3. Jednak w przypadku mieszanek o wysokiej wytrzymałości (M35+) lepiej jest stosować 1:2 i gdzieś w tym miejscu.
4. Kruszywa Amount: Kruszywa mają dwa powody by tam być - ekonomia i siła. Są tanie i dostarczają jako dobry wypełniacz. Bardzo wysokie i bardzo niskie ilości kruszywa dają słabą siłę, ale zróżnicowane rozwiązanie ekonomiczne. Umiarkowana ilość jest wystarczająco dobra.
5. Kształt kruszywa: Generalnie, zwiększenie krzywizny cząstek kruszywa daje coraz większą wytrzymałość, ponieważ daje większą powierzchnię styku i lepsze możliwości łączenia.
6. Wypływ powietrza:Duża zawartość powietrza w mieszance prowadzi do mniejszej wytrzymałości. Dlatego też beton o wysokiej wytrzymałości przed ułożeniem jest poddawany wibracji w celu wydmuchania małych kieszeni powietrznych. Niska zawartość powietrza daje niską zwrotność, więc czasami stosuje się “air-entrainers” (dodatki chemiczne), aby nadać betonie pożądany charakter przepływu bez uszczerbku dla zmiany zawartości wody, a w konsekwencji wytrzymałości.
7. Dodatki: Fizyczne dodatki, takie jak “drobna krzemionka-proszek”, “popiół lotny” pozwalają na zmniejszenie ilości cementu i zapewniają oszczędność. drobna krzemionka jest … bardzo drobna, więc trafia do najmniejszych pustek i zapewnia dobrą wytrzymałość na kontakt poprzez zmniejszenie zawartości powietrza. Popiół lotny stanowi ogólny zamiennik cementu. Jest to produkt uboczny z elektrowni cieplnych i jest bardzo tani. Do 15% cementu można zastąpić drobnokrzemionką, a do ~40% popiołem lotnym. Dodatki chemiczne, takie jak super-plastyfikatory, zapewniają skuteczne zwiększenie urabialności, a nawet zmniejszenie ilości wody przy podobnej urabialności - dzięki temu uzyskuje się mieszankę o wyższej wytrzymałości.

tldr; Trzymaj się zalecanej mieszanki.

Przeczytaj też i zagłosuj ta druga najdoskonalsza odpowiedź .

Teraz nadchodzi nauka:

Beton, zaprawa i zaczyny to wszystkie mieszanki cementu portlandzkiego, wody i kruszyw ( piasek, a w przypadku betonu: żwir.)

Beton jest używany do celów konstrukcyjnych, a jego podstawową rolą jest podtrzymywanie obciążenia. Idealnym betonem jest solidny, monolityczny blok skalny, bez cementu. Oczywiście, nie jest to bardzo wykonalne. Następną najlepszą rzeczą jest mieszanka, która w większości jest kruszywem, drobnoziarnistym, zawierającym wszystkie wielkości od pyłu do głazów, tak aby zminimalizować ilość cementu potrzebną do sklejenia go razem. Im mniej cementu, tym mocniejszy beton, pod warunkiem, że jest wystarczająco dużo cementu, aby go skleić.

Zaprawa murarska jest półstrukturalna. Służy do sklejania cegieł, ale musi być w stanie utrzymać obciążenie na cienkich warstwach. jest to przede wszystkim gruboziarnisty piasek, trzymany razem z cementem portlandzkim. To siły piasku, które nadają zaprawie wytrzymałość, więc nie chciałbym zmniejszać ilości piasku w mieszance.

Spoiny i cienkie zestawy są niekonstrukcyjne, ponieważ nie muszą podtrzymywać żadnego rzeczywistego ciężaru. Stosuje się je do układania płytek w celu zapobiegania ruchom bocznym lub do wyrównania elementu konstrukcyjnego (np. podłoża). Są to przede wszystkim drobne piaski i cement portlandzki.

Teraz musimy się zastanowić nad samym cementem. Stosunek w/c (water-cement) jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na końcową wytrzymałość utwardzonego cementu. Im mniej wody włożysz, tym mocniejszy będzie produkt końcowy (ponownie do pewnego minimum). Czyli to by nam mówiło, że dla dobrego cementu chcemy stosunkowo suchej mieszanki? Nie. Są jeszcze dwa inne czynniki. Jeszcze jeden: Urabialność i utwardzanie.

Urabialność: To jest łatwość wylewania, formowania, wygładzania zaprawy. Oczywiście chcesz, aby zaprawa była nieco sztywniejsza od betonu, ponieważ beton jest wylewany, a zaprawa rozprowadzana. Musi być zdolna do samodzielnej pracy. Ale jeśli uczyni się ją zbyt sztywną, nie da się jej w ogóle pracować. Rozwiązaniem jest dodanie więcej wody. W przypadku elementów konstrukcyjnych istnieją dodatki zwane super-plastyfikatorami, które działają na poprawę urabialności bez zmiany stosunku w/c, ale nie są przydatne/kosztowne w zaprawie. Dlatego też nie rozważałbym zwiększenia ilości piasku - stracisz urabialność.

Utwardzanie: Cement nigdy nie przestaje się utwardzać. Za pełne utwardzenie uważamy jednak 28 dni, w których cement osiąga swoją nominalną wytrzymałość. Utwardzanie jest procesem, w którym cząsteczki cementu wiążą się z dostępnymi cząstkami wody i twardnieją. Oznacza to, że woda musi być obecna w cemencie przez pełne 28 dni! Po stwardnieniu pierwotnej mieszanki musimy teraz utrzymać wilgotność powierzchni. Widoczne są strukturalne podkładki pokryte tworzywem sztucznym - ma to na celu ograniczenie parowania. Zobaczysz również ciężarówki z wodą spryskujące świeżo wylane pady, aby utrzymać je w stanie mokrym. (Wysokiej jakości prefabrykaty często utwardzane są fabrycznie parą wodną) Jednak w przypadku zaprawy nasza odsłonięta powierzchnia jest niewielka i pionowa, co utrudnia dodanie wymaganej wody po fakcie, dlatego nadmiar wody musimy włączyć do mieszanki. Oczywiście zmniejsza to siłę w stosunku w/c, ale zwiększa siłę z powodu utwardzania.

Jak widać, jest to w rzeczywistości bardzo złożona nauka z wieloma czynnikami do rozważenia. Rezultatem jest to, że ty lub ja nie powinniśmy mieszać zalecanych mieszanek bez naprawdę dobrego powodu - nie mamy doświadczenia ani wiedzy, aby zrozumieć konsekwencje. – Przemysł ustalił, że domyślne mieszanki są najlepszym ogólnym kompromisem dla wielu sprzecznych czynników.

Jestem praktykującym kamieniarzem od czterdziestu lat i widziałem długoterminowy wpływ mieszanki 1:3 w porównaniu do mieszanki 1:2. Przy odpowiednim przygotowaniu od podłoża pod stopą i przez cały czas trwania budowy polecam mieszankę 1:2 szczególnie w przypadku kamieni chodnikowych i powierzchni, które będą miały duży wpływ na pogodę. Moje doświadczenie jest jednak prawie wyłącznie w kamieniu i widzę, gdzie użycie bardziej miękkiej mieszanki z cegłą i bloczkiem może być bardziej korzystne. (Aby uniknąć pęknięć w cegle lub bloku.) Powiem, że mam zbudowane mury oporowe i flagstone struktur przy użyciu stosunku 1:2 ponad 30 lat temu, które nie mają pęknięć w nich do dnia dzisiejszego.(01/26/16) 1:2 stosunek wydaje się trzymać do wody znacznie lepiej niż 1:3. Jeszcze jedna uwaga. Cykl zamrażania / rozmrażania jest głównym wrogiem wszystkich prac murarskich, a ingerencja w wodę może być bardzo szkodliwa.

Jeszcze kilka punktów do przemyślenia:

• Jeśli zaprawa jest zbyt twarda, nie ugnie się i dlatego będzie miała tendencję do pękania bardziej odseparowanego od cegieł.

• Jeśli zaprawa jest twardsza od cegły, to będzie się ścierać wolniej niż cegła w deszczu/wietrze, inne wzdłuż czasu z pozostawi zaprawę wystającą, która następnie zbiera wodę i osłabia cegły.

• Tynk twardy przepuszcza również mniej pary wodnej, więc może zatrzymać/spowolnić oddychanie budynku.

Stąd czasem lepsza jest słabsza zaprawa elastyczna wykonana z wapna (i bez cementu).