¿Qué pasa realmente si varío las proporciones de cemento y arena en el mortero?

Los códigos y otras guías proporcionan combinaciones de mezclas nominales que funcionan bastante bien en condiciones generales.

En general, una mezcla de 1:2 dará mejor fuerza que una mezcla de 1:3. Pero es muy posible que una mezcla de 1:0,5 funcione peor. La fuerza proviene de la transferencia de fuerza entre partículas entre los granos de arena y también de la resistencia al cizallamiento proporcionada por el cemento que actúa como adhesivo. Por lo tanto, los códigos proporcionan combinaciones equilibradas conocidas que son satisfactorias.

Para obtener un control completo de las propiedades de una mezcla de mortero/concreto, debe considerar los siguientes criterios Cantidad de cemento: Como regla general, al aumentar el cemento se aumenta la resistencia. Más allá de cierto punto, también actúa negativamente. Dado que la mayor transferencia de fuerza en una matriz de hormigón/mortero se produce por la interacción arena-arena, el exceso de cemento hará que el mortero se vuelva muy frágil, ya que las partículas de cemento no pueden transferir la fuerza de contacto normal - son buenas para proporcionar resistencia al corte. Dado que el cemento es caro, en aplicaciones de baja resistencia como las carreteras la cantidad de cemento es menor para optimizar el coste. 2. Cantidad de agua: Generalmente el contenido de agua que oscila entre el 20% y el 35% (p/p de cemento) se considera un rango operativo seguro. Un menor contenido de agua da una baja resistencia y una mezcla menos maniobrable para condiciones planas como el tendido de carreteras. Un mayor contenido de agua se utiliza generalmente en condiciones específicas como la colocación de pilotes utilizando tremie - donde la naturaleza de flujo libre de la mezcla es necesaria. Aunque un alto contenido de agua también conduce a una menor resistencia, hay otras soluciones (mencionadas más adelante). Cantidad de arena: Una cantidad muy alta de arena hará que su mezcla sea muy frágil y débil contra todo tipo de fuerzas. Para M20, M25, etc., la proporción general es de 1:3. Sin embargo, para la mezcla de alta resistencia (M35+) es mejor ir con 1:2 y algo así. 4. Cantidad agregada: Los agregados tienen dos razones para estar ahí - economía y fuerza. Son baratos y proporcionan un buen relleno. Cantidades muy altas y muy bajas de agregado dan poca fuerza pero una solución económica variada. Una cantidad moderada es suficiente. 5. Forma del agregado: Generalmente, el aumento de la torcedura de la partícula de agregado da mayor fuerza ya que da un área de contacto mayor y mejores capacidades de entrelazado. 6. Entrenamiento aéreo: Un alto contenido de aire en la mezcla lleva a una menor fuerza. Por eso el hormigón de alta resistencia se vibra antes de su colocación para expulsar los pequeños bolsillos de aire. Un bajo contenido de aire da una baja maniobrabilidad, por lo que a veces se utilizan “concentradores de aire” (aditivos químicos) para dar la naturaleza fluida deseada sin comprometer el cambio del contenido de agua y por consiguiente la resistencia. 7. **La sílice fina es muy fina, por lo que entra en el más pequeño de los huecos y proporciona una buena fuerza de contacto al reducir el contenido de aire. La ceniza volante viene como un reemplazo general del cemento. Es un subproducto de las centrales térmicas y es muy barato. Hasta un 15% de cemento puede ser reemplazado por sílice fino y hasta un 40% por ceniza volante. Los aditivos químicos como los superplastificantes proporcionan un aumento de la trabajabilidad efectiva, o incluso una reducción de agua a una trabajabilidad similar, dando así una mezcla de mayor resistencia.

tldr; Cíñete a la mezcla recomendada.

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Ahora, aquí viene la ciencia:

Hormigón, mortero y lechadas son todas mezclas de cemento Pórtland, agua y agregados ( arena, y en el caso del hormigón: grava.)

El hormigón se utiliza con fines estructurales, y su función principal es soportar una carga. El hormigón ideal es un bloque de roca sólido y monolítico sin ningún tipo de cemento. Obviamente, esto no es muy factible. Lo mejor es una mezcla que sea mayormente agregada, finamente graduada para incluir todos los tamaños desde el polvo hasta las rocas para que la cantidad de cemento requerida para pegarla sea mínima. Cuanto menos cemento, más fuerte es el hormigón, siempre que haya suficiente cemento para mantenerlo unido.

El mortero es semi-estructural. Está ahí para pegar ladrillos, pero debe ser capaz de soportar la carga en capas finas. Es principalmente arena gruesa, mantenida junto con el cemento Portland. Son las fuerzas de arena contra arena las que dan al mortero su fuerza, por lo que sería reacio a reducir la cantidad de arena en la mezcla.

Las lechadas y las capas delgadas no son estructurales, ya que no se requiere que soporten ningún peso real. Se utilizan en los azulejos para evitar el movimiento lateral, o para nivelar un miembro estructural (es decir, los subsuelos) Son principalmente arenas finas y cemento Portland.

Ahora tenemos que considerar el cemento en sí. La relación agua/cemento es el factor más significativo en la resistencia final del cemento curado. Cuanto menos agua se pone, más fuerte es el producto final (de nuevo hasta cierto punto mínimo.) Así que esto nos diría que para un buen cemento, queremos una mezcla relativamente seca.? Incorrecto. Hay otros dos factores. Otro: Trabajabilidad y curado.

Trabajabilidad: Esta es la facilidad de vertido, moldeado, alisado del mortero. Obviamente se quiere que un mortero sea algo más rígido que el hormigón, ya que el hormigón se vierte y el mortero se extiende. Tiene que ser capaz de mantenerse en pie por sí mismo. Pero, si lo haces demasiado rígido, no puedes trabajarlo en absoluto. La solución es añadir más agua. Para los miembros estructurales, hay complementos llamados superplastificantes, que trabajan para mejorar la trabajabilidad sin alterar la proporción de a/c, pero no son útiles ni rentables en un mortero. Por eso tampoco consideraría aumentar la cantidad de arena - se perdería la trabajabilidad.

Curación: El cemento nunca deja de curar. Sin embargo, consideramos que 28 días es una curación completa, en la que el cemento alcanza su fuerza nominal. El curado es el proceso por el cual las partículas de cemento se unen a las partículas de agua disponibles y se endurecen. Esto significa que el agua debe estar presente durante los 28 días completos. Una vez que la mezcla original ha fraguado, ahora debemos mantener la superficie húmeda. Verán almohadillas estructurales cubiertas con plástico, eso es para reducir la evaporación. También verás camiones de agua rociando las almohadillas recién vertidas para mantenerlas húmedas. (Los prefabricados de alta calidad a menudo se curan con vapor en la fábrica) Sin embargo, en el caso de un mortero, nuestra superficie expuesta es pequeña y vertical, lo que dificulta la adición del agua necesaria después del hecho, por lo que debemos incluir el exceso de agua en la mezcla. Por supuesto, esto reduce la resistencia de la relación w/c, pero aumenta la resistencia debido al curado.

Como pueden ver, esta es en realidad una ciencia muy compleja con muchos factores a considerar. El resultado es, que usted o yo no deberíamos meternos con las mezclas recomendadas sin una muy buena razón… No tenemos la experiencia o el conocimiento para entender las consecuencias. – La industria ha determinado que las mezclas por defecto son el mejor compromiso de propósito general para los muchos factores conflictivos.

He sido un albañil practicante durante cuarenta años y he visto el efecto a largo plazo de la mezcla 1:3 en comparación con la mezcla 1:2. Con la preparación adecuada de la base bajo el pie y en toda la construcción, recomiendo la mezcla de 1:2 particularmente con lajas y superficies que van a experimentar mucho clima. Mi experiencia es casi exclusivamente en piedra y puedo ver donde el uso de la mezcla más suave con ladrillo y bloque puede ser más beneficioso. (Para evitar grietas en el ladrillo o el bloque.) Diré que he construido muros de contención y estructuras de lajas usando la proporción de 1:2 hace más de 30 años que no tienen grietas hasta hoy. (26/01/16) La proporción de 1:2 parece aguantar el agua mucho mejor que la de 1:3. Una nota más. El ciclo de congelación/descongelación es un enemigo importante para todo trabajo de albañilería y la intrusión de agua puede ser muy perjudicial.

Unos cuantos puntos más en los que pensar:

• Si el mortero es demasiado duro, no se flexionará y por lo tanto tenderá a agrietarse más, separándose de los ladrillos.
• Si el mortero es más duro que el ladrillo, entonces el mortero se desgastará más lentamente que el ladrillo en la lluvia/viento, otro a lo largo del temporizador con dejará el mortero sobresaliendo que luego recoge el agua y debilita los ladrillos.
• Un mortero más duro también deja pasar menos vapor de agua, por lo que puede detener/longestionar la respiración del edificio.

Por lo tanto, a veces un mortero flexible más débil hecho con cal (y sin cemento) es mejor.