Wat gebeurt er eigenlijk als ik de verhoudingen van cement en zand in mortel varieer?

Codes en andere gidsen zorgen voor nominale mengcombinaties die onder algemene omstandigheden redelijk presteren.

In het algemeen geeft een 1:2 mix een betere sterkte dan een 1:3 mix. Maar het is heel goed mogelijk dat een 1:0.5 mix slechter presteert. De sterkte komt voort uit de krachtoverdracht tussen de zandkorrels onderling en ook uit de afschuifweerstand van cement dat als lijm fungeert. Dus codes geven bekende uitgebalanceerde combinaties die bevredigend zijn.

Om volledige controle te krijgen over de eigenschappen van een mortel/betonmix, moet u rekening houden met de volgende criteria:

1. Cementbedrag: Als vuistregel geldt dat het verhogen van het cement de sterkte verhoogt. Boven een bepaald punt werkt het ook negatief. Aangezien de grote krachtoverdracht in een beton/mortelmatrix afkomstig is van zand-zandinteractie, zal een teveel aan cement de mortel zeer bros maken omdat cementdeeltjes geen normale contactkracht kunnen overdragen - ze zijn goed in het leveren van afschuifsterkte. Aangezien cement duur is, is de hoeveelheid cement in lage-sterkte toepassingen zoals wegen minder om de kosten te optimaliseren.
2. 2. Waterhoeveelheid: Over het algemeen wordt een watergehalte van 20% - 35% (g/g) cement beschouwd als een veilig operabel bereik. Een lager watergehalte geeft een lage sterkte en minder wendbaar mengsel voor vlakke omstandigheden zoals de aanleg van wegen. Een hoger watergehalte wordt over het algemeen gebruikt in specifieke omstandigheden zoals het aanleggen van palen met behulp van tremie - waar het vrij stromende karakter van het mengsel noodzakelijk is. Hoewel hoog water ook leidt tot een lagere sterkte, zijn er nog andere (eerder genoemde) workarounds.
3. 3. Zand hoeveelheid: Een zeer hoge hoeveelheid zand maakt uw mix zeer broos en zwak tegen allerlei krachten. Voor M20, M25 etc. is de algemene verhouding 1:3. Echter, voor High-strength mix (M35+) is het beter om te gaan met 1:2 en ergens anders.
4. 4. Aggregate Amount: Aggregates hebben twee redenen om er te zijn - economie en kracht. Ze zijn goedkoop en zorgen voor een goede vulling. Zeer hoge en zeer lage geaggregeerde hoeveelheden geven een slechte sterkte maar een gevarieerde economische oplossing. Een matige hoeveelheid is goed genoeg.
5. 5. Aggregaatvorm: Over het algemeen geeft een toenemende scheefheid van het aggregaatdeeltje een toenemende sterkte omdat het een hoger contactoppervlak en betere interlock mogelijkheden geeft.
6. 6. Air Entrainment: Een hoog luchtgehalte in het mengsel leidt tot een lagere sterkte. Daarom wordt beton met een hoge sterkte voor het leggen in trilling gebracht om de kleine luchtzakken te verdrijven. Een laag luchtgehalte geeft een lage wendbaarheid, dus soms worden ‘air-entrainers’ (chemische toevoegingen) gebruikt om het gewenste vloeiende karakter te geven zonder afbreuk te doen aan het veranderen van het watergehalte en dus de sterkte.
7. 7. Additieven: Fysieke additieven zoals ‘fijn- en kiezelzuurpoeder’, ‘vliegas’ maken het mogelijk om cement te reduceren en zorgen voor zuinigheid. fijn- en kiezelzuur is … zeer fijn zodat het tot in de kleinste holtes gaat en zorgt voor een goede contactsterkte door het reduceren van het luchtgehalte. Vliegas is een algemene vervanging voor cement. Het is een bijproduct van thermische centrales en is zeer goedkoop. Tot 15% cement kan worden vervangen door fijnkruid en tot ~40% door vliegas. Chemische additieven zoals superkunststoffen zorgen voor een effectieve verhoging van de verwerkbaarheid, of zelfs voor een vermindering van het waterverbruik bij een vergelijkbare verwerkbaarheid - en geven dus een mix met een hogere sterkte.

tldr; Blijf bij de aanbevolen mix.

Lees en stem ook op dit andere uitstekende antwoord .

Nu komt de wetenschap:

Beton, mortel en voegmiddelen zijn allemaal mengsels van Portlandcement, water en aggregaten (zand, en in het geval van beton: grind.)

Beton wordt gebruikt voor structurele doeleinden, en het is de primaire rol om een belasting te ondersteunen. Het ideale beton is een massief, monolithisch rotsblok zonder cement. Dit is uiteraard niet erg werkbaar. Het op een na beste is een mix die voornamelijk bestaat uit aggregaat, fijn gesorteerd op alle maten, van stof tot keien, zodat de hoeveelheid cement die nodig is om het aan elkaar te lijmen tot een minimum wordt beperkt. Hoe minder cement, hoe sterker het beton, mits er voldoende cement is om het bij elkaar te houden.

Mortel is semi-structureel. Het is er om bakstenen aan elkaar te lijmen, maar moet de belasting over dunne lagen kunnen dragen. het is vooral grof zand, dat met portlandcement bij elkaar wordt gehouden. Het zijn de zand-vs-zand krachten die de mortel zijn sterkte geven, dus ik zou niet graag de zandhoeveelheid in het mengsel verminderen.

Mortel en dunne sets zijn niet-structureel, in die zin dat ze niet nodig zijn om een echt gewicht te dragen. Ze worden gebruikt in tegels om zijdelingse bewegingen te voorkomen, of om een structureel element (d.w.z. ondervloeren) te egaliseren. Ze zijn voornamelijk fijn zand en portlandcement.

Nu moeten we het cement zelf overwegen. De w/c (water-cement) verhouding is de belangrijkste factor in de uiteindelijke sterkte van het uitgeharde cement. Hoe minder water je erin stopt, hoe sterker het eindproduct (weer tot een bepaald minimum punt.) Dus, dit zou ons vertellen dat voor een goed cement, we een relatief droge mix willen. Verkeerd. Er zijn nog twee andere factoren. Nog een: Bewerkbaarheid en uitharding.

Bewerkbaarheid: Dit is het gemak van het gieten, vormen en gladstrijken van de mortel. Uiteraard wilt u dat een mortel iets stijver is dan een beton, omdat beton wordt gestort en mortel wordt uitgespreid. Het moet op zichzelf kunnen staan. Maar als je het te stijf maakt, kun je het helemaal niet bewerken. De oplossing is om meer water toe te voegen. Voor constructiedelen zijn er hulpstoffen, de zogenaamde super-plasticizers, die werken om de werkbaarheid te verbeteren zonder de w/c-verhouding te veranderen, maar ze zijn niet bruikbaar/kosteneffectief in een mortel. Dit is ook de reden waarom ik niet zou overwegen om de hoeveelheid zand te verhogen - je verliest dan de verwerkbaarheid.

Curing: Cement stopt nooit met uitharden. We beschouwen echter 28 dagen als een volledige uitharding, waarbij het cement zijn nominale sterkte bereikt. Het uitharden is het proces waarbij de cementdeeltjes zich binden aan beschikbare waterdeeltjes en verharden. Dit betekent dat er gedurende de volle 28 dagen water aanwezig moet zijn! Als het oorspronkelijke mengsel is uitgehard, moeten we het oppervlak nu vochtig houden. U zult zien dat de structuur van het oppervlak bedekt is met plastic - dat is om de verdamping te verminderen. U zult ook watervrachtwagens zien die vers uitgegoten pads besproeien om ze nat te houden. (Hoge kwaliteit pre-cast wordt vaak met stoom uitgehard in de fabriek) Echter, in het geval van een mortel is ons blootgestelde oppervlak klein en verticaal, waardoor het moeilijk is om het benodigde water toe te voegen na het feit, dus we moeten het overtollige water in het mengsel opnemen. Dit vermindert natuurlijk de sterkte van de w/c-verhouding, maar verhoogt de sterkte door de uitharding.

Zoals u kunt zien, is dit eigenlijk een zeer complexe wetenschap met veel factoren om rekening mee te houden. Het resultaat is, dat jij of ik niet zonder een goede reden zou moeten rommelen met aanbevolen mixen – We hebben niet de ervaring of de kennis om de gevolgen te begrijpen. – De industrie heeft vastgesteld dat de standaardmixen het beste algemene compromis zijn voor de vele tegenstrijdige factoren.

Ik ben al veertig jaar lang een praktiserend steenhouwer en ik heb het lange termijn effect van de 1:3 mix gezien in vergelijking met de 1:2 mix. Met de juiste voorbereiding van de basis onder de voet en gedurende de hele bouw, adviseer ik de 1:2 mix vooral met flagstone en oppervlakken die veel weer gaan meemaken. Mijn ervaring is echter bijna uitsluitend in steen en ik kan zien waar het gebruik van de zachtere mix met baksteen en blok meer voordeel kan opleveren. (Om scheuren in de baksteen of het blok te vermijden.) Ik zal zeggen dat ik meer dan 30 jaar geleden retainer walls en flagstone structuren heb gebouwd met de 1:2 verhouding die tot op de dag van vandaag geen scheuren bevatten.(01/26/16) De 1:2 verhouding lijkt veel beter stand te houden tegen water dan de 1:3. Nog een opmerking. De vries-/dooicyclus is een grote vijand van alle metselwerk en waterinbraak kan zeer schadelijk zijn.

Een paar meer punt om over na te denken:

• Als de mortel te hard is, zal deze niet buigen en daardoor de neiging hebben om meer los te komen van de bakstenen.
• Als de mortel harder is dan de baksteen, dan zal de mortel langzamer verslijten dan de baksteen in de regen/wind, andere samen met de timer zal de mortel uitsteken die dan water opvangt en de bakstenen verzwakt.
• Hardere bepleistering laat ook minder waterdamp door, dus kan het zijn dat het gebouw stopt/laagt met ademen.

Daarom is soms een zwakkere flexibele mortel gemaakt met kalk (en geen cement) beter.