Способы определения прочности кирпича

Определение прочности кирпича

Марка кирпича по прочности – одна из важнейших характеристик изделия, определяющая область применения кирпича. При определении прочности кирпича в зависимости от способа измерения разделяют:
— определение предела прочности при сжатии;
— определение предела прочности при изгибе (измеряется только у клинкерного, рядового и утолщенного кирпича).
На основании, определенного предела прочности изделию присваивается марка ( М100, М125, М150, М200, М250, М300), для камня керамического к вышеперечисленным добавляются марки М25, М35, М50, М75, а для клинкерного кирпича марка изделия выбирается из ряда М300, М400, М500, М600, М800, М1000.

Порядок измерения предела прочности при сжатии и изгибе подробно приведен в ГОСТ Р 58527-2019 и ГОСТ 530-2012. Остановимся на тонкостях, которые необходимо знать.

1. Для определения марки по прочности испытания проводят на 5 образцах камня керамического или на 15 (10 сжатие + 5 изгиб) образцах рядового и утолщенного кирпича.
2. Кирпич и камень испытывают в воздушно-сухом состоянии, т.е изделие перед испытанием сушат в сушильном шкафу до постоянного веса .
3. При испытании на определение предела прочности при изгибе ( для рядового и утолщенного кирпича) в качестве образца используют один кирпич.
4. При испытании на определении предела прочности при сжатии кирпича используют составной образец из двух целых кирпичей, уложенных «постелями» друг на друга.
5. При испытании камня керамического в качестве образца используют один целый камень.
6. Опорные поверхности выравнивают шлифованием, при этом отклонение от плоскостности опорных поверхностей испытуемых образцов не должно превышать 0,1 мм на каждые 100 мм длины, а непараллельность опорных поверхностей испытуемых образцов (разность значений высоты, измеренной по четырем вертикальным ребрам) должна быть не более 2 мм.

На данном моменте необходима следующая оговорка, – ГОСТ 530-2012 (п 7.10.1) допускает при проведении приемо-сдаточных испытаний применять иные способы выравнивания опорных поверхностей образцов (технический войлок, резинотканевые пластины, выравнивание цементным раствором) при условии наличия корреляционной связи между результатами, полученными при разных способах выравнивания. При этом корреляционный коэффициент определяют по отношению к выравниванию опорных поверхностей шлифованием по Приложению В ГОСТ Р 58527-2019 не реже чем раз в год и оформляют соответствующим протоколом.

1. Непосредственно для определения предела прочности при сжатии образец устанавливают в центре опорной плиты машины для испытаний на сжатие, совмещая геометрические оси образца и плиты, и прижимают верхней плитой испытательной машины. При испытаниях нагрузка на образец должна возрастать так, чтобы разрушение образца произошло не ранее чем через 1 мин. Значение разрушающей нагрузки регистрируют. Предел прочности при сжатии Rсж (МПа) определяют по формуле:

Rсж=F/S

где, F— разрушающая нагрузка (Н);
S – площадь поперечного сечения образца (мм2)

Предел прочности при сжатии образцов вычисляют с точностью до 0,1 МПа

(При вычислении предела прочности при сжатии образцов из двух целых кирпичей толщиной 88 мм результаты испытаний умножают на коэффициент 1,2 ).

1. При определении предела прочности на изгиб образец устанавливают на двух опорах пресса. Нагрузку прикладывают в середине пролета и равномерно распределяют по ширине образца согласно чертежу. Нагрузка на образец должна возрастать непрерывно со скоростью, обеспечивающей его разрушение через 20 — 60 с после начала испытаний.

Схема испытания кирпича на изгиб

Предел прочности образца при изгибе Rизг (МПа) вычисляют по формуле

Rизг = (3xFxL)/(2xBxH 2 )

где, F— разрушающая нагрузка, установленная при испытании образца, Н ;
L — расстояние между осями опор, мм ;
B — ширина образца посередине, мм;
H — высота образца посередине, мм.

Предел прочности при изгибе образцов вычисляют с точностью до 0,05 МПа

Источник

Методы испытаний кирпича

Качество кирпича — определяющий параметр при выборе этого материала. От качества выбранного кирпича напрямую зависит долговечность, тепло, экологичность, внешний вид будущего дома. Документом, подтверждающим качество изделия является сертификат соответствия. Для подтверждения соответствия партии кирпича стандартам качества, прописанным в ГОСТ 530-2012, на каждом заводе-изготовителе проводятся испытания качества готовой продукции.
Методы испытаний при входном контроле качества сырья и материалов указывают в технологической документации на изготовление изделий с учетом требований нормативных документов на это сырье и материалы.
Методы испытаний при проведении производственного операционного контроля устанавливают в технологической документации на изготовление изделий.

Определение геометрических размеров

Размеры изделий, толщину наружных стенок, диаметр цилиндрических пустот, размеры квадратных и ширину щелевидных пустот, длину посечек, длину отбитостей ребер, радиус закругления смежных граней и глубину фаски на ребрах измеряют металлической линейкой по ГОСТ 427 или штангенциркулем по ГОСТ 166. Погрешность измерения — ±1 мм:

• Длину, ширину и толщину каждого изделия измеряют по краям (на расстоянии 15 мм от угла) и в середине ребер противоположных граней. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех измерений.
• Толщину наружных стенок измеряют минимум в трех местах – посередине каждой грани изделия. За результат измерения принимают наименьшее значение.
• Размеры пустот измеряют внутри пустот не менее чем на трех пустотах. За результат измерения принимают наибольшее значение.
• Ширину раскрытия трещин измеряют при помощи измерительной лупы по ГОСТ 25706, после чего изделие проверяют на соответствие требованиям. Точность измерения 0,1 мм.
• Глубину отбитости углов и ребер измеряют при помощи угольника по ГОСТ 3749 и линейки по ГОСТ 427 по перпендикуляру от вершины угла или ребра, образованного угольником, до поврежденной поверхности. Погрешность измерения – ±1 мм.

Определение правильности формы

• Отклонение от перпендикулярности граней определяют, прикладывая угольник к смежным граням изделия и измеряя металлической линейкой по ГОСТ 427 наибольший зазор между угольником и гранью. Погрешность измерения — ±1 мм.
  За результат измерений принимают наибольший из всех полученных результатов измерений.
• Отклонение от плоскостности изделия определяют, прикладывая одну сторону металлического угольника к ребру изделия, а другую – вдоль каждой диагонали грани и измеряя щупом, калиброванным в установленном порядке, или металлической линейкой по ГОСТ 427 наибольший зазор между поверхностью и ребром угольника. Погрешность измерения — ±1 мм.
  За результат измерения принимают наибольший из всех полученных результатов измерений.

Определение наличия известковых включений

Наличие известковых включений определяют после пропаривания изделий в сосуде.

Образцы, не подвергавшиеся ранее воздействию влаги, укладывают на решетку, помещенную в сосуд с крышкой. Налитую под решетку воду нагревают до кипения. Пропаривание продолжают в течение 1 ч. Затем образцы охлаждают в закрытом сосуде в течение 4 ч, после чего их проверяют на соответствие требованиям.

Определение пустотности изделий

Пустотность изделий определяют как отношение объема песка, заполняющего пустоты изделия, к объему изделия.

Пустоты изделия, лежащего на листе бумаги на ровной поверхности отверстиями вверх, заполняют сухим кварцевым песком фракции 0,5–1,0 мм. Изделие убирают, песок пересыпают в стеклянный мерный цилиндр и фиксируют его объем. Пустотность изделия Р, %, вычисляют по формуле:

Р =	Vпес	100	(1)
	l· d· h

где V_пес — объем песка, мм 3 ;

l — длина изделия, мм;

d — ширина изделия, мм;

h — толщина изделия, мм.

За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех параллельных определений и округляют до 1 %.

Определение скорости начальной абсорбции воды

Подготовка образцов

Образцом является целое изделие, с поверхности которого удалены пыль и излишки материала. Образцы высушивают до постоянной массы при температуре (105±5)°С и охлаждают до комнатной температуры.

Оборудование

• Емкость для воды площадью основания большей, чем постель изделия, и высотой не менее 20 мм, с решеткой или ребрами на дне для создания расстояния между дном и поверхностью изделия. Уровень воды в емкости должен поддерживаться постоянным.
• Секундомер с ценой деления 1 сек.
• Сушильный шкаф с автоматическим поддержанием температуры (105±5)°С.
• Весы, обеспечивающие точность измерения не менее 0,1% массы сухого образца.

Проведение испытания

Образец взвешивают, измеряют длину и ширину погружаемой в емкость с водой опорной поверхности образца и вычисляют ее площадь. Изделие погружают опорной поверхностью в емкость с водой с температурой (20±5) °С на глубину (5±1) мм и выдерживают в течение (60±2) с. Затем испытуемый образец извлекают из воды, удаляют лишнюю воду и взвешивают.

Обработка результатов

Скорость начальной абсорбции рассчитывают для каждого образца с точностью до 0,1 кг/(м 2 ·мин) по формуле:

Сабс =	m2 — m1	· 10 3	(2)
	S·t

где С_абс — скорость начальной абсорбции воды, кг/(м 2 ·мин.);

m₁ — масса сухого образца, г;

m₂ — масса образца после погружения, г;

S — площадь погружаемой поверхности, мм 2 ;

t — время выдерживания образца в воде (постоянная величина t = 1 мин).

Скорость начальной абсорбции воды вычисляют как среднеарифметическое результатов пяти параллельных определений.

Определение наличия высолов

Для определения наличия высолов половинку изделия погружают отбитым торцом в емкость, заполненную дистиллированной водой, на глубину 1 – 2 см и выдерживают в течение 7 сут (уровень воды в сосуде должен поддерживаться постоянным). По истечении 7 сут образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре (105±5) ºС до постоянной массы, а затем сравнивают со второй частью образца, не подвергавшейся испытанию, и проверяют на соответствие.

Предел прочности при изгибе и сжатии

• Предел прочности при изгибе кирпича определяют в соответствии с ГОСТ 8462.
• Предел прочности при сжатии изделий определяют по ГОСТ 8462 со следующими дополнениями.

Подготовка образцов

Образцы испытывают в воздушно-сухом состоянии. Испытываемый образец состоит: из двух целых кирпичей, уложенных постелями друг на друга, или из одного камня.

Подготовку опорных поверхностей изделий для приемосдаточных испытаний производят шлифованием, для образцов из клинкерного кирпича – применяют выравнивание цементным раствором; при арбитражных испытаниях кирпича и камня применяют шлифование, клинкерного кирпича — выравнивание цементным раствором, приготовленным по 2.6 ГОСТ 8462. Допускается при проведении приемосдаточных испытаний применять иные способы выравнивания опорных поверхностей образцов при условии наличия корреляционной связи между результатами, полученными разными способами, а также доступности проверки информации, являющейся основанием для такой связи.

Отклонение от плоскостности опорных поверхностей испытываемых образцов не должно превышать 0,1 мм на каждые 100 мм длины. Непараллельность опорных поверхностей испытуемых образцов (разность значений высоты, измеренная по четырем вертикальным ребрам) должна быть не более 2 мм.

Испытуемый образец измеряют по средним линиям опорных поверхностей с погрешностью до ±1 мм.

На боковые поверхности образца наносят осевые линии.

Проведение испытания

Образец устанавливают в центре машины для испытаний на сжатие, совмещая геометрические оси образца и плиты, и прижимают верхней плитой машины. При испытаниях нагрузка на образец должна возрастать следующим образом: до достижения примерно половины ожидаемого значения разрушающей нагрузки – произвольно, затем поддерживают такую скорость нагружения, чтобы разрушение образца произошло не ранее чем через 1 мин. Значение разрушающей нагрузки регистрируют.

Значение предела прочности при сжатии изделий R_сж, МПа (кгс/см 2 ) вычисляют по формуле:

где Р — наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, Н (кгс);

F — площадь поперечного сечения образца (без вычета площади пустот); вычисляют как среднеарифметическое значение площадей верхней и нижней поверхностей, мм 2 (см 2 ).

Значение предела прочности при сжатии образцов вычисляют с точностью до 0,1 МПа (1 кгс) как среднеарифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

Плотность, водопоглощение, морозо- и кислотостойкость кирпича

Среднюю плотность, водопоглощение и морозостойкость (метод объемного замораживания) изделий определяют в соответствии с ГОСТ 7025.

Результат определения средней плотности изделий округляют до 10 кг/м 3 .

• Водопоглощение определяют при насыщении образцов водой температурой (20±5) ºС при атмосферном давлении.
• Морозостойкость определяют методом объемного замораживания. Оценку степени повреждений всех образцов проводят через каждые пять циклов замораживания и оттаивания.
• Кислотостойкость клинкерного кирпича определяют в соответствии с ГОСТ 473.1.
• Удельную эффективную активность естественных радионуклидов Аэфф определяют по ГОСТ 30108.

Коэффициент теплопроводности кладок

Коэффициент теплопроводности кладок определяют по ГОСТ 26254 со следующими дополнениями.

Коэффициент теплопроводности определяют экспериментально на фрагменте кладки, который с учетом растворных швов выполняют толщиной из одного тычкового и одного ложкового рядов кирпичей или камней. Кладку из укрупненных камней выполняют толщиной в один камень. Длина и высота кладки должны быть не менее 1,5 м (см. рисунок 2). Кладку выполняют на сложном растворе марки 50, средней плотностью 1800 кг/м 3 , состава 1,0:0,9:8,0 (цемент:известь:песок) по объему, на портландцементе марки 400 с осадкой конуса для полнотелых изделий 12–13 см, для пустотелых – 9 см. Допускается выполнение фрагмента кладки, отличной от указанной выше, с применением других растворов, состав которых указывают в протоколе испытаний.

а) Общий вид кладки

б) Примеры кладок в поперечном сечении:

δ — толщина кладки; 1 — кладка из одинарного кирпича; 2 -; кладка из утолщенного кирпича; 3 — кладка из камня

Рисунок 2 — Фрагмент кладки для определения коэффициента теплопроводности

Фрагмент кладки из изделий со сквозными пустотами следует выполнять по технологии, исключающей заполнение пустот кладочным раствором или с заполнением пустот раствором, о чем делается запись в протоколе испытаний. Кладку выполняют в проеме климатической камеры с устройством по контуру теплоизоляции из плитного утеплителя; термическое сопротивление теплоизоляции должно быть не менее 1,0 м 2 ·°С/Вт. После изготовления фрагмента кладки его наружную и внутреннюю поверхности затирают штукатурным раствором толщиной не более 5 мм и плотностью, соответствующей плотности испытуемых изделий, но не более 1400 кг/м 3 и не менее 800 кг/м 3 .

Фрагмент кладки испытывают в два этапа:

• этап 1 — кладку выдерживают и подсушивают в течение не менее двух недель до влажности не более 6 %;
• этап 2 — проводят дополнительную сушку кладки до влажности 1 % — 3 %.

Влажность изделий в кладке определяют приборами неразрушающего контроля. Испытания в камере проводят при перепаде температур между внутренней и наружной поверхностями кладки Δt = (tв — tн)≥ 40 °С, температуре в теплой зоне камеры tв = 18 °С — 20 °С, относительной влажности воздуха (40±5) %. Допускается сокращение времени выдержки кладки при условии обдува наружной поверхности и обогрева внутренней поверхности фрагмента трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), софитами и др. до температуры 35 °С – 40 °С.

Перед испытанием на наружной и внутренней поверхностях кладки в центральной зоне устанавливают не менее пяти термопар по действующему нормативному документу. Дополнительно на внутренней поверхности кладки устанавливают тепломеры по действующему нормативному документу. Термопары и тепломеры устанавливают так, чтобы они охватывали зоны поверхности ложкового и тычкового рядов кладки, а также горизонтального и вертикального растворных швов. Теплотехнические параметры фиксируют после наступления стационарного теплового состояния кладки не ранее чем через 72 ч после включения климатической камеры. Измерение параметров проводят не менее трех раз с интервалом 2–3 ч.

Для каждого тепломера и термопары определяют среднеарифметическое значение показаний за период наблюдений q_i и t_i. По результатам испытаний вычисляют средневзвешенные значения температуры наружной и внутренней поверхностей кладки t_н ср , t_в ср , с учетом площади ложкового и тычкового измеряемых участков, а также вертикального и горизонтального участков растворных швов по формуле

где t_i — температура поверхности в точке i, °С;

По результатам испытаний определяют термическое сопротивление кладки R_к пр , м 2 ·°С/Вт, с учетом фактической влажности во время испытаний по формуле

q_ср — среднее значение плотности теплового потока через испытываемый фрагмент кладки, Вт/м 2 .

По значению R_к пр вычисляют эквивалентный коэффициент теплопроводности кладки λ_экв(ω), Вт/(м·°С), по формуле

где δ — толщина кладки, м.

Строят график зависимости эквивалентного коэффициента теплопроводности от влажности кладки (см. рисунок 3) и определяют изменение значения λ_экв на один процент влажности Δλ_экв, Вт/(м·°С), по формуле

Рисунок 3. График зависимости эквивалентного коэффициента теплопроводности от влажности кладки

Коэффициент теплопроводности кладки в сухом состоянии λ₀, Вт/(м·°С), вычисляют по формулам:

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности кладки в сухом состоянии λ₀, Вт/(м·°С), вычисленное по формуле

Источник