Apa yang sebenarnya terjadi jika saya memvariasikan proporsi semen dan pasir dalam mortar?

Saat menyiapkan semen, proporsi semen dan semen dapat AFAIK bervariasi. Saya selalu menggunakan proporsi "standar yang disarankan" 1-ke-3 (satu volume semen untuk setiap tiga volume pasir).

Apa yang sebenarnya terjadi jika saya mengubah proporsi - bagaimana pengaruhnya terhadap mortar dan mengapa saya menginginkannya?

Kode dan panduan lain memberikan kombinasi campuran nominal yang berkinerja cukup dalam kondisi umum.

Secara umum, campuran 1: 2 akan memberikan kekuatan yang lebih baik daripada campuran 1: 3. Tetapi sangat mungkin bahwa campuran 1: 0,5 mungkin berkinerja lebih buruk. Kekuatan berasal dari transfer gaya antar-partikel antara butiran pasir dan juga dari tahanan geser yang disediakan oleh semen yang bertindak sebagai perekat. Dengan demikian kode memberikan kombinasi seimbang yang diketahui yang memuaskan.

Untuk mendapatkan kontrol penuh atas sifat-sifat campuran mortar / beton, Anda harus mempertimbangkan kriteria berikut:

1. Jumlah Semen: Sebagai aturan praktis, meningkatkan semen akan meningkatkan kekuatan. Di luar titik tertentu, itu juga bertindak negatif. Karena pemindahan gaya utama dalam matriks beton / mortar berasal dari interaksi pasir-pasir, semen berlebih akan mengubah mortar menjadi sangat rapuh karena partikel semen tidak dapat mentransfer gaya kontak normal - mereka pandai memberikan kekuatan geser. Karena semen mahal, dalam aplikasi kekuatan rendah seperti jalan, jumlah semen lebih sedikit untuk mengoptimalkan biaya.
2. Jumlah Air: Umumnya kadar air berkisar antara 20% - 35% (semen / berat semen) mempertimbangkan rentang yang dapat dioperasikan dengan aman. Kadar air yang lebih rendah memberi kekuatan yang rendah dan campuran yang kurang dapat dikendalikan untuk kondisi datar seperti peletakan jalan. Kadar air yang lebih tinggi umumnya digunakan dalam kondisi tertentu seperti meletakkan tumpukan menggunakan tremie - di mana sifat campuran yang mengalir bebas diperlukan. Meskipun air tinggi juga menyebabkan kekuatan yang lebih rendah, ada solusi lain (disebutkan sebelumnya).
3. Jumlah Pasir: Jumlah pasir yang sangat tinggi akan membuat campuran Anda sangat rapuh dan lemah terhadap semua jenis kekuatan. Untuk M20, M25 dll, proporsi umum adalah 1: 3. Namun, untuk campuran kekuatan tinggi (M35 +) lebih baik menggunakan 1: 2 dan di suatu tempat tentang itu.
4. Jumlah Agregat: Agregat memiliki dua alasan untuk berada di sana - ekonomi dan kekuatan. Mereka murah dan menyediakan pengisi yang baik. Jumlah agregat yang sangat tinggi dan sangat rendah memberikan kekuatan yang buruk tetapi solusi ekonomi yang bervariasi. Jumlah yang cukup sudah cukup baik.
5. Bentuk agregat: Secara umum, peningkatan bengkok partikel agregat memberikan peningkatan kekuatan karena memberikan area kontak yang lebih tinggi dan kemampuan antar-kunci yang lebih baik.
6. Entrainment Udara: Kandungan udara yang tinggi dalam campuran menyebabkan kekuatan yang lebih rendah. Itu sebabnya beton kekuatan tinggi digetarkan sebelum meletakkan untuk mengeluarkan kantong udara kecil. Kadar udara yang rendah memberikan kemampuan manuver yang rendah, jadi kadang-kadang, 'udara-entrainer' (bahan tambahan kimia) digunakan untuk memberikan sifat mengalir yang diinginkan tanpa kompromi dalam mengubah kadar air dan akibatnya kekuatan.
7. Aditif: Aditif fisik seperti 'bubuk silika halus', 'abu terbang' memungkinkan pengurangan semen dan memberikan penghematan. fine-silica adalah ... sangat baik sehingga masuk ke lubang terkecil dan memberikan kekuatan kontak yang baik dengan mengurangi kandungan udara. Fly-ash hadir sebagai pengganti umum untuk semen. Ini adalah produk sampingan dari pembangkit listrik termal dan sangat murah. Hingga 15% semen dapat diganti dengan silika halus dan hingga ~ 40% oleh fly-ash. Aditif kimia seperti super-plasticizer memberikan peningkatan kemampuan kerja yang efektif, atau bahkan pengurangan air pada kemampuan kerja yang sama - sehingga memberikan campuran kekuatan yang lebih tinggi.

tldr; Tetap pada campuran yang direkomendasikan.

Baca juga dan pilih jawaban yang paling bagus ini .

Sekarang, inilah ilmu:

Beton, mortar dan grout adalah campuran semen Portland, air, dan agregat (pasir, dan dalam kasus beton: kerikil.)

Beton digunakan untuk keperluan struktural, dan peran utamanya adalah untuk mendukung beban. Beton yang ideal adalah balok batu yang solid dan monolitik tanpa semen sama sekali. Jelas, ini sangat tidak bisa diterapkan. Hal terbaik berikutnya adalah campuran yang sebagian besar agregat, dinilai halus untuk memasukkan semua ukuran dari debu ke batu-batu besar sehingga jumlah semen yang dibutuhkan untuk merekatkannya dapat diminimalkan. Semakin sedikit semen, semakin kuat beton, asalkan ada cukup semen untuk menyatukannya.

Mortar bersifat semi-struktural. Itu ada di sana untuk merekatkan batu bata bersama-sama, tetapi harus dapat mendukung beban di atas lapisan tipis. itu terutama pasir kasar, disatukan dengan semen Portland. Kekuatan Pasir-vs-Pasir yang memberikan kekuatan pada mortar, jadi saya akan enggan mengurangi jumlah pasir dalam campuran.

Grout dan set tipis bersifat non-struktural, karena mereka tidak diharuskan untuk menopang bobot nyata apa pun. Mereka digunakan dalam ubin untuk mencegah gerakan lateral, atau untuk tingkat anggota struktural (yaitu sub-lantai) Mereka terutama pasir halus dan semen Portland.

Sekarang kita perlu mempertimbangkan semen itu sendiri. Rasio w / c (semen air) adalah faktor tunggal paling signifikan dalam kekuatan akhir semen yang disembuhkan. Semakin sedikit air yang Anda masukkan, semakin kuat produk akhir (lagi ke titik minimum tertentu). Jadi, ini akan memberi tahu kami bahwa untuk semen yang baik, kami menginginkan campuran yang relatif kering.? Salah. Ada dua faktor lain. yang lainnya: Kemampuan Kerja dan Curing.

Dapat diterapkan: Ini adalah kemudahan menuang, membentuk, menghaluskan mortar. Jelas Anda ingin mortar agak kaku daripada beton, seperti beton dituangkan, dan mortar menyebar. Itu harus bisa berdiri sendiri. Tetapi, jika Anda membuatnya terlalu kaku, Anda tidak bisa menggunakannya sama sekali. Solusinya adalah menambahkan lebih banyak air. Untuk anggota struktural, ada tambahan yang disebut super-plasticizer, yang berfungsi untuk meningkatkan kemampuan kerja tanpa mengubah rasio w / c, tetapi mereka tidak berguna / tidak efektif biaya dalam mortar. Ini juga mengapa saya tidak akan mempertimbangkan meningkatkan jumlah pasir - Anda akan kehilangan kemampuan kerja.

Curing: Cement tidak pernah berhenti menyembuhkan. Namun, kami menganggap 28 hari sebagai obat penuh, di mana semen mencapai kekuatan nominalnya. Curing adalah proses dimana partikel semen mengikat partikel air yang tersedia dan mengeras. Ini berarti bahwa air harus ada selama 28 hari penuh! Setelah campuran asli telah diatur, kita sekarang harus menjaga permukaannya tetap lembab. Anda akan melihat bantalan struktural ditutupi dengan plastik - itu untuk mengurangi penguapan. Anda juga akan melihat truk air menyemprotkan bantalan yang baru dituangkan untuk membuatnya basah. (Pra-cetak berkualitas tinggi sering disembuhkan dengan uap di pabrik) Namun, dalam kasus mortar, permukaan terbuka kami kecil dan vertikal, sehingga sulit untuk menambahkan air yang diperlukan setelah fakta, jadi kami harus memasukkan kelebihan air dalam campuran. Tentu saja, ini mengurangi kekuatan dari rasio w / c,

Seperti yang Anda lihat, ini sebenarnya adalah ilmu yang sangat kompleks dengan banyak faktor untuk dipertimbangkan. Hasilnya adalah, bahwa Anda atau saya tidak boleh main-main dengan campuran yang disarankan tanpa alasan yang sangat bagus - Kami tidak memiliki pengalaman atau pengetahuan untuk memahami konsekuensinya. - Industri telah menentukan bahwa campuran default adalah kompromi tujuan umum terbaik untuk banyak faktor yang saling bertentangan.

Ini akan memengaruhi kekuatan dan ketahanan mortar Anda. Meskipun saya bukan ahli di sini, HARUS ada solusi optimal untuk masalah seperti itu. Campuran apa yang akan bertahan selama mungkin, berpegangan kuat pada batu yang mengelilinginya, kuat dalam kompresi, dll.?

Secara efektif, ini adalah masalah optimisasi kriteria berganda, yang sudah lama dipecahkan oleh praktik untuk menemukan campuran yang paling memuaskan semua tujuan dalam kombinasi. Sebenarnya, jika Anda pergi sedikit ke satu arah, Anda akan menemukan bahwa beberapa tujuan itu akan lebih baik dicapai, sedangkan tujuan lainnya akan dirugikan. Ini adalah bagaimana masalah tersebut berlaku. Jadi pertanyaannya sekarang adalah, bagaimana kalau saya tambahkan lebih banyak pasir (atau agregat lainnya) ke dalam campuran? Apa yang akan terjadi? Sangat mungkin (dan sekali lagi, saya hanya menebak-nebak pada efek yang tepat saat ini ketika saya berbicara tentang manset) campuran akan menjadi lebih kuat dalam kompresi, tetapi pada beberapa titik itu akan terkikis lebih mudah, menjadi kurang lengket. Tentu saja di beberapa titik, tambahkan terlalu banyak pasir dan yang Anda miliki hanyalah tumpukan pasir, yang tidak memiliki sifat mortar yang Anda inginkan.

Demikian pula, seandainya saya menambah proporsi semen? Masuk akal bahwa itu menempel lebih baik ke batu di sekitarnya sekarang, tetapi tidak sekuat kompresi.

Menambahkan lebih banyak air ke dalam campuran memiliki konsekuensi lain, juga dioptimalkan pada level yang disarankan. Jadi, jika Anda menambahkan air, campuran menjadi lebih basah, lebih mudah untuk bekerja, lengket, tetapi juga lebih lembek. Itu tidak akan tinggal di tempat. Ini juga dapat mengubah waktu penyembuhan.

Maksud saya adalah bahwa semua parameter ini telah dipilih untuk menjadi optimal untuk kelompok karakteristik yang menentukan apa itu mortar dan apa yang harus dilakukan - sifat fisik mortar. Faktanya, parameter-parameter tersebut telah dioptimalkan oleh eksperimen sederhana oleh tukang selama bertahun-tahun, sampai mereka membentuk campuran yang cukup memuaskan nilai terbaik pada titik yang kuat dan stabil untuk variasi material.

Setelah mengatakan semua ini, sekarang saya akan melakukan sedikit riset aktual tentang masalah ini. Misalnya, situs ini memberi tahu saya bahwa rasio pasir dan semen dapat berkisar antara 1: 2 hingga 1: 3, yang mengubah kekuatan campuran dalam hal kemampuannya menahan beban tekan. Juga disebutkan bahwa menambahkan kerikil ke dalam campuran akan meningkatkan kekuatan.

Ketika saya membaca lebih banyak, saya juga melihat bahwa kualitas semen adalah faktor. Dengan barang-barang murah, Anda membutuhkan lebih banyak semen, jadi ini mungkin ditentukan oleh komposisi semen itu sendiri. (Apakah ada jeruk nipis dalam campuran? Berapa banyak?)

Saya akan berhenti di sini, karena ada banyak faktor yang terlibat. Pasir jenis apa yang Anda gunakan? Pasir yang tersusun dari bola bulat sempurna, semuanya dengan ukuran yang sama, akan mudah dikerjakan. Tapi itu tidak akan terlalu kuat. Pasir yang "tajam" retak dengan banyak ujung yang tajam dengan ukuran partikel yang bervariasi, akan kurang mudah untuk dicampur, kurang mudah untuk bekerja, tetapi lebih kuat dalam hal sifat material yang disembuhkan.

Campuran ukuran agregat juga akan mengubah banyak hal. Pasir yang sangat halus akan membutuhkan lebih banyak semen dalam campuran, karena partikel-partikel kecil memiliki lebih banyak luas permukaan untuk volume yang diberikan, sehingga lebih banyak semen dibutuhkan untuk melapisi pasir untuk adhesi yang baik. Tapi pasir halus lebih mudah dicampur, lebih mudah dikerjakan, lebih mudah dimasukkan ke suatu tempat. Jika permukaan yang harus dilampirkan juga sangat tidak teratur, itu mungkin menempel lebih baik. Tetapi menambahkan agregat yang lebih besar ke dalam campuran akan meningkatkan kekuatan tekan, karena batu besar lebih kuat. (Pada titik tertentu, ini mengubah mortar menjadi beton.) Berikut ini adalah kutipan yang saya temukan di satu situs:

"Mortar adalah campuran semen / pasir / air (dan biasanya kapur) yang dirancang untuk meletakkan unit batu bata seperti blok semen, batu atau bata. Mortar" lengket "sehingga melekat pada blok, batu atau bata. Beton dirancang untuk berdiri sendirian."

Meskipun saya yakin saya belum membahas semua faktor di sini, ini seharusnya memberi Anda ide. Ada sangat banyak parameter yang terlibat. Bukan hanya jumlah semen dan pasir yang penting, tetapi formulasi semen yang tepat, jenis pasir, jumlah air.

Saya telah menjadi tukang batu praktek selama empat puluh tahun dan saya telah melihat pengaruh jangka panjang dari campuran 1: 3 dibandingkan dengan campuran 1: 2. Dengan persiapan yang tepat dari pangkalan di bawah pijakan dan di seluruh bangunan, saya merekomendasikan campuran 1: 2 terutama dengan batu nisan dan permukaan yang akan mengalami banyak cuaca. Pengalaman saya hampir secara eksklusif di batu dan saya bisa melihat di mana menggunakan campuran yang lebih lembut dengan batu bata dan blok mungkin lebih bermanfaat. (Untuk menghindari keretakan pada batu bata atau balok.) Saya akan mengatakan bahwa saya telah membangun dinding penahan dan struktur batu menggunakan rasio 1: 2 lebih dari 30 tahun yang lalu yang tidak memiliki retakan di dalamnya sampai hari ini. (26/1/16) Rasio 1: 2 tampaknya tahan air jauh lebih baik daripada rasio 1: 3. Satu catatan lagi. Siklus pembekuan / pencairan adalah musuh utama bagi semua pekerjaan pasangan bata dan intrusi air bisa sangat merugikan.

Beberapa hal lagi untuk dipikirkan:

• Jika mortar terlalu keras, itu tidak akan lentur dan karena itu akan cenderung retak lebih terpisah dari batu bata.
• Jika mortar lebih sulit daripada batu bata, maka mortar akan melambat lebih lambat daripada batu bata dalam hujan / angin, dengan timer lain dengan akan meninggalkan mortar mencuat yang kemudian mengumpulkan air dan melemahkan batu bata.
• Render yang lebih keras juga memungkinkan lebih sedikit uap air lewat, sehingga dapat menghentikan / memperlambat pernapasan bangunan.

Oleh karena itu kadang-kadang mortar fleksibel yang lebih lemah dibuat dengan kapur (dan tidak ada semen) lebih baik.