牆壁的水泥砂漿越強越好嗎?

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樂樂長今天要來跟大家分享一個我分析且發現的現象:牆壁的水泥砂漿抗壓強度要多少才有夠勇?關於這個問題,我問過許多人,大家的答案都是「當然是強度越強越好,這樣才不會裂」,若針對相同一個材料,以上說法當然沒有問題。

一般建築物的牆壁是由兩種以上的材料組成,體質不一樣,受力時的反應一定也不一樣, 因此針對以上答案,我一直存疑。而老師常常以「人長得越帥,責任就越重,材料也一樣!」來比喻,但對於材料,恩師的開示我還不是很能體會,反倒關於人這一點我蠻深感同受,因為山莊裡面我的責任最重。

由於很少人討論過這問題,於是我就用簡單的數值分析一下,看看結果是怎樣?
我的分析模型:
1.牆體是混凝土,表面修飾材料是水泥砂漿。
2.給這個模型一個模擬地震的剪力作用。

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製作兩個 case 來比較水泥砂漿強度的影響
case 1 厚度 抗壓強度
混凝土 15cm 3000psi
砂漿凝土 2cm 4000psi
case 2 厚度 抗壓強度
混凝土 15cm 3000psi
砂漿凝土 2cm 2500psi

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測試結果

淺藍色範圍愈大,表示受力越多;深藍色範圍愈大,表示受力越少。
由上圖可以明顯看出:
左邊 case 1 的圖顯示水泥砂漿表面受力比混凝土壁還大
(兩種材料交界可以看出,水泥砂漿的淺藍色比較高)

右邊 case 2 的圖顯示水泥砂漿表面受力比混凝土壁還小
(兩種材料交界可以看出,水泥砂漿的淺藍色比較低)

對照左右兩個圖,右邊 case 2 水泥砂漿抗壓強度雖然只有 2500psi,但很明顯深藍色面積占很大百分比,表示整體受力比較小,若以更白話的方式來說,例如:
水泥砂漿的抗壓強度(2500psi)低於混凝土抗壓強度(3000psi),水泥砂漿的受力狀態會比較小,相對而言比較不易破壞。

這個結果跟一般的想法不同,不過我瞬間領悟了恩師那句話的涵義了!兩種以上的材料複合在一起時,強度越高的材料,承擔受力的責任越大。因此,像水泥砂漿一般厚度才2cm,如果又讓她承受比混凝土還大的責任壓力,當然比較容易壞囉! (混凝土是牆體的主角,水泥砂漿是配角,喧賓奪主當然會出事) 以上為樂樂長的分享,因此牆壁的水泥砂漿強度,我建議:水泥砂漿強度要比混凝土強度低,但是要高於 2000psi!(低於 2000psi 比較不能滿足使用需求,諸如吊掛重物,耐久耐候)。

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