Що насправді відбувається, якщо я міняю пропорції цементу та піску в ступці?

При приготуванні цементного розчину пропорції піску та цементу можуть бути різними. Я завжди використовував пропорцію "рекомендується за замовчуванням" від 1 до 3 (один об'єм цементу на кожні три обсяги піску).

Що насправді відбувається, якщо я зміню пропорцію - як це вплине на розчин і чому я цього хочу?

Коди та інші напрямні забезпечують номінальні комбінації сумішей, які спрацьовують досить загально.

Загалом суміш 1: 2 дасть кращу міцність, ніж суміш 1: 3. Але цілком можливо, що суміш 1: 0,5 може бути гіршою. Міцність обумовлена ​​переносом сили між частинками між піщаними зернами, а також від стійкості до зсуву, що забезпечується цементом, що діє як клей. Таким чином, коди забезпечують відомі збалансовані комбінації, які є задовільними.

Щоб отримати повний контроль над властивостями розчино-бетонної суміші, необхідно враховувати наступні критерії:

1. Кількість цементу: як правило, збільшення цементу збільшує міцність. Поза певним моментом він також діє негативно. Оскільки основна передача сили в бетонно-розчинній матриці відбувається від взаємодії пісок-пісок, надлишок цементу перетворить розчин дуже крихким, оскільки частинки цементу не можуть передати нормальну контактну силу - вони добре забезпечують міцність на зсув. Оскільки цемент є дорогим, в таких умовах, як низька міцність, як дороги, кількість цементу менша для оптимізації витрат.
2. Кількість води: як правило, вміст води в межах від 20% до 35% (мас. / Мас. Цементу) розглядає безпечний працездатний діапазон. Більш низький вміст води забезпечує низьку міцність і менш маневрену суміш для рівних умов, таких як прокладка доріг. Більш високий вміст води, як правило, використовується в специфічних умовах, таких як розкладання ворсів за допомогою тремі - там, де необхідний вільний струм суміші. Хоча багатоводдя також призводить до зниження міцності, є й інші обхідні шляхи (згадані вперед).
3. Кількість піску: Дуже велика кількість піску зробить вашу суміш дуже крихкою і слабкою проти будь-яких сил. Для M20, M25 тощо загальна пропорція становить 1: 3. Однак для високоміцної суміші (M35 +) краще піти з 1: 2 і десь приблизно так.
4. Сукупна сума: Агрегати мають дві причини бути там - економія та міцність. Вони дешеві і служать хорошим наповнювачем. Дуже висока і дуже низька кількість агрегату дає слабку силу, але різноманітне економічне рішення. Помірна кількість досить хороша.
5. Сукупна форма: як правило, збільшення кривої суглобової частинки збільшує міцність, оскільки надає більшу площу контакту та кращі можливості міжблокування.
6. Введення повітря: високий вміст повітря в суміші призводить до зниження міцності. Ось чому високоміцний бетон вібрується перед укладанням, щоб вигнати невеликі повітряні кишені. Низький вміст повітря забезпечує низьку маневреність, тому іноді "повітрозабірники" (хімічні добавки) використовуються для надання бажаного потоку природи без шкоди для зміни вмісту води і, отже, міцності.
7. Добавки: Фізичні добавки, такі як порошок тонкого кремнезему, муха-зола, дозволяють зменшити цемент та забезпечать економію. тонкодисперсний кремнезем ... дуже тонкий, тому він переходить в найменші порожнечі і забезпечує хорошу міцність при контакті за рахунок зменшення вмісту повітря. Мухомора є загальною заміною цементу. Це побічний продукт від теплових електростанцій і коштує дуже дешево. До 15% цементу може бути замінено дрібно-кремнеземним, а до ~ 40% - мухоморним. Хімічні добавки, такі як суперпластифікатори, забезпечують ефективне підвищення працездатності або навіть зниження води при подібній оброблюваності - таким чином, даючи суміш з більшою міцністю.

tldr; Дотримуйтесь рекомендованої суміші.

Також прочитайте та проголосуйте цю іншу найкращу відповідь .

Тепер ось іде наука:

Бетон, розчин та затирка - це всі суміші портландцементу, води та агрегатів (пісок, а у випадку з бетоном: гравій.)

Бетон використовується в конструкційних цілях, і його основна роль полягає в підтримці навантаження. Ідеальний бетон - це міцний монолітний блок породи, що не має цементу. Очевидно, це не дуже реально. Наступне найкраще - це суміш, яка в основному є сукупною, тонко градуйованою, щоб включати всі розміри від пилу до валунів, щоб кількість цементу, необхідного для склеювання її, була мінімізована. Чим менше цементу, тим міцніше бетон, за умови, що достатньо цементу для його утримання.

Ступка напівструктурна. Це там, щоб склеїти цеглу разом, але треба вміти підтримувати навантаження на тонкі шари. це насамперед крупнозернистий пісок, утримується разом з портландцементом. Саме сили Sand-vs-Sand надають міномету міцність, тому я б не хотів зменшувати кількість піску в суміші.

Затирки та тонкі набори є неструктурними, оскільки вони не потребують для підтримки реальної ваги. Їх використовують для облицювання плиткою для запобігання бічного руху або для вирівнювання конструктивного елемента (тобто підлоги). Це насамперед дрібні піски і портландцемент.

Тепер нам потрібно розглянути сам цемент. Коефіцієнт w / c (водоцемент) є найбільш важливим фактором кінцевої міцності отвержденного цементу. Чим менше води ви додаєте, тим міцніший кінцевий продукт (знову-таки до певного мінімального моменту.) Отже, це означатиме нам, що для хорошого цементу ми хочемо відносно суху суміш. Неправильно. Є ще два фактори. інша: Оброблюваність та затвердіння.

Оброблюваність: Це легкість заливки, форми, розгладження розчину. Очевидно, що ви хочете, щоб розчин був дещо жорсткішим, ніж бетон, оскільки бетон заливається, і розчин розсипається. Він повинен вміти стояти самостійно. Але якщо ви зробите це занадто жорстким, ви не можете це взагалі працювати. Рішення - додати більше води. Для структурних членів є допоміжні речовини, які називаються суперпластифікаторами, які працюють на поліпшення оброблюваності без зміни коефіцієнта w / c, але вони не корисні / економічно ефективні в ступці. Це також, чому я б не розглядав можливість збільшення кількості піску - ви втратите оброблюваність.

Затвердження: Цемент ніколи не припиняє затвердіння. Однак ми вважаємо 28 днів повноцінним лікуванням, при якому цемент досягає номінальної міцності. Затвердіння це процес, за допомогою якого частинки цементу зв'язуються з наявними частинками води і твердіють. Це означає, що вода повинна бути присутня цілих 28 днів! Після встановлення оригінальної суміші ми повинні підтримувати поверхню вологою. Ви побачите структурні прокладки, покриті пластиком, - щоб зменшити випаровування. Ви також побачите водяні вантажівки, що розпорошують щойно насипані прокладки, щоб вони залишалися мокрими. (Високоякісний попередній відлив часто випаровується парою на заводі) Однак у випадку з розчином наша відкрита поверхня невелика і вертикальна, що ускладнює додавання необхідної води після факту, тому ми повинні включати надлишок води в суміші. Звичайно, це зменшує міцність від коефіцієнта w / c,

Як бачимо, це насправді дуже складна наука з багатьма чинниками. Підсумок полягає в тому, що ви або я не повинні возитися з рекомендованими сумішами без поважної причини. У нас немає ні досвіду, ні знань, щоб зрозуміти наслідки. - Промисловість визначила, що суміші за замовчуванням є найкращим компромісом загального призначення для багатьох суперечливих факторів.

Це вплине на міцність та довговічність вашого розчину. Хоча я тут не експерт, ОБОВ'ЯЗКОВО бути оптимальним рішенням такої проблеми. Яка суміш триватиме якомога довше, міцно триматися за камінь, який її оточує, бути сильною при стисненні тощо?

Ефективно це проблема оптимізації з декількома критеріями, яка давно була вирішена практикою, щоб знайти суміш, яка найкраще задовольняє всі цілі в поєднанні. Насправді, якщо піти трохи в одну сторону, ви побачите, що деякі з цих цілей будуть краще досягнуті, а інші цілі будуть завдані шкоди. Ось як поводиться така проблема. Тож тепер виникає питання, припустимо, я додаю в суміш ще трохи піску (чи іншого агрегату)? Що станеться? Дуже ймовірно (і знову ж таки, я просто здогадуюсь про точні ефекти прямо зараз, коли я розмовляю з манжетою) суміш стане сильнішою при стисненні, але в якийсь момент вона зруйнується легше, стане менш липкою. Звичайно, в якийсь момент додайте занадто багато піску, і все, що у вас є, - це купа піску, яка не має жодних властивостей розчину, який ви хочете.

Так само, припустимо, я збільшую частку цементу? Має сенс, що він краще прилипає до навколишнього каменю зараз, але він не такий сильний при стисненні.

Додавання більшої кількості води до суміші має й інші наслідки, також оптимізовані на рівні, про який ви радили. Тож якщо додати води, суміш стає більш вологою, легшою у роботі, липкішою, але також стрункішою. Це не залишиться на місці. Це також може змінити час вилікування.

Моя думка, що всі ці параметри були обрані оптимальними для групи характеристик, які визначають, що таке розчин і що він повинен робити - фізичні властивості розчину. Насправді ці параметри були оптимізовані простими експериментами масонами протягом багатьох років, поки вони не встановили суміш, яка розумно задовольняє найкращі значення у точці, яка є стійкою та стійкою до змін матеріалу.

Сказавши все це, зараз я проведу трохи актуальних досліджень з цього питання. Наприклад, цей сайт розповідає мені, що співвідношення піску та цементу може бути десь у межах від 1: 2 до 1: 3, що змінює міцність суміші з точки зору її здатності протистояти стискаючим навантаженням. Також згадується, що додавання гравію до суміші підвищить міцність.

Оскільки я читаю більше, я також бачу, що якість цементу є фактором. При дешевих матеріалах вам потрібно більше цементу, тому це, мабуть, визначається складом самого цементу. (Чи є вапно в суміші? Скільки?)

Я зупинюсь тут, оскільки тут багато факторів. Який пісок ви використовуєте? Пісок, що складається з ідеально круглих сфер, однакового розміру, буде легко оброблюваним. Але це буде не дуже сильно. Пісок, що має "гострий" тріщину з багатьма гострими краями з різною величиною частинок, буде менш легким для змішування, менш легким для роботи, але сильнішим з точки зору властивостей затверділого матеріалу.

Суміш сукупних розмірів також змінить речі. Дуже дрібний пісок вимагатиме більше цементу в суміші, оскільки крихітні частинки мають більшу площу поверхні для заданого обсягу, тому потрібно більше цементу для покриття піску для хорошої адгезії. Але дрібний пісок легше змішувати, легше працювати, легше набивати в місце. Якщо поверхня, яку він повинен прикріпити, дуже нерівна, вона може краще прилипати. Але додавання більшої кількості агрегату до суміші збільшить міцність на стиск, оскільки великий камінь міцніший. (В якийсь момент це перетворює розчин в бетон.) Ось цитата, яку я знаходжу на одному сайті:

"Розчин - це суміш цементу / піску / води (і зазвичай вапна), призначеної для укладання кладочних блоків, таких як цементний блок, камінь або цегла. поодинці ».

Хоча я впевнений, що тут я не висвітлював усіх факторів, це повинно дати вам уявлення. Тут задіяно дуже багато параметрів. Важливим є не лише кількість цементу та піску, але і точна рецептура цементу, тип піску, кількість води.

Я займався кам'яним муляром протягом сорока років і бачив довготривалий вплив суміші 1: 3 порівняно із сумішшю 1: 2. При правильній підготовці з основи під основу та протягом усього будівництва, я рекомендую суміш 1: 2, зокрема, з кам'яним каменем та поверхнями, які переживають багато погоди. Мій досвід майже виключно з каменю, і я можу побачити, де використання більш м'якої суміші з цеглою та блоком може бути більш корисним. (Щоб уникнути тріщин у цеглі чи блоці.) Я скажу, що я будував підпірні стіни та споруди з каменю, використовуючи співвідношення 1: 2 протягом 30 років тому, які не мають в них тріщин донині. (26.01.16) Співвідношення 1: 2, здається, утримує воду набагато краще, ніж 1: 3. Ще одна примітка. Цикл замерзання / відтавання є головним ворогом усіх робіт по кладці, і вторгнення води може бути дуже згубним.

Ще кілька моментів, щоб подумати над цим:

• Якщо розчин занадто твердий, він не буде згинатися і тому буде, як правило, розтріскуватися більше, ніж окремо від цегли.
• Якщо розчин буде твердішим, ніж цегла, то розчин буде зношуватися повільніше, ніж цегла під дощем / вітром, інші вздовж таймера залишать розчин, що стирчить, що потім збирає воду і послаблює цеглу.
• Твердіша візуалізація також дозволяє менше пропускати водяну пару, тому може зупиняти / сповільнювати дихання будівлі.

Тому іноді краще слабкий гнучкий розчин, виготовлений з вапна (і без цементу).