Значение предела прочности при сжатии для кирпича - Ремонт и дизайн от ZerkalaSPB.ru
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Значение предела прочности при сжатии для кирпича

Как определяют прочность кирпича?

Великолепные свойства кирпича обусловили широкое применение этого материала в строительстве. На эксплуатационные характеристики и долговечность конструкций прямо влияет марка кирпича, которая присваивается по итогам испытаний опытных образцов на предел прочности при сжатии и изгибе. Методика проведения исследований приведена в ГОСТ 8462-85 и ГОСТ 530-2012.

ООО «ЛИЦ» проводит профессиональный анализ строительных материалов в лабораторных условиях на специальном оборудовании. С помощью независимой экспертизы застройщики смогут застраховать себя от приобретения низкокачественных стройматериалов и избежать связанных с этим экономических издержек.

Порядок определения предела прочности при сжатии

Предварительно подготавливаются опытные экземпляры. Для этого кирпич разрезают на две равные части по ширине. Полученные детали помещают друг на друга постелями, срезы должны быть направлены в разные стороны. Половинки скрепляют раствором на основе портландцемента марки не выше М400. Внешние горизонтальные поверхности также покрывают слоем цементной смеси толщиной не более 5 мм.

Испытания проводятся на гидравлическом прессе. Опытный образец располагают на нижней стойке установки и опускают верхнюю опору. Постепенно повышая давление, добиваются полного разрушения образца. Значение необходимого для этого усилия фиксируется измерительными приборами установки. Показатель предела прочности в МПа вычисляется следующим образом:

где P – разрушающая нагрузка, Н;

S – площадь поперечного сечения, кв. м.

Итоговое значение по партии кирпича определяется как среднее арифметическое результатов испытаний нескольких проб.

Как определяют предел прочности при изгибе?

Для испытания используют целый кирпич. Опытный экземпляр кладут на две нижние опоры гидравлической установки, расположенные на расстоянии 200 мм друг от друга. Верхняя опора должна передавать усилие, действуя строго на середину образца. В точках соприкосновения между материалом и опорами наносят слой цементного раствора для обеспечения ровного и равномерного прилегания. Подготовленные таким образом для экспертизы экземпляры выдерживают 3-4 суток до полного застывания смеси.

Постепенно увеличивая давление, добиваются разрушения образца через 20-60 секунд после начала опыта. Показатель предела прочности при изгибе (МПа) рассчитывается как:

где, F — требуемая для разрушения, Н;
L — расстояние между нижними опорами, мм;
B и Н – ширина и высота образца соответственно, мм.

Усреднённые значения сравнивают с требованиями ГОСТ и определяют марку испытуемой партии кирпича.

В строительстве широко применяются разные виды керамических камней. Марка по прочности показывает, для каких целей подходит данный материал и зачастую является определяющим фактором выбора. ООО «Лабораторно-исследовательский центр» предлагает услуги по определению физико-механических характеристик строительных материалов. Независимая экспертиза перед началом работ поможет не ошибиться с поставщиком и провести строительство с соблюдением стандартов и нормативов.

Определение предела повышенной прочности кирпича на сжатие и на изгиб

Кирпич повышенной прочности отличается особой рецептурой изготовления. С целью определения количественных показателей для различных типов огнеупорного материала используется специальная таблица. Действующие камины в домах или технологические печи на промышленных предприятиях производятся с применением шамотного изделия марки ШАК. Этот материал обладает максимальным пределом прочности, составляющим 23 Н/мм².

Где необходим высокопрочный кирпич

Дома всегда возводились с использованием обожженного кирпича. Поскольку раньше они не были многоэтажными, то и предусмотренного класса прочности хватало на то, чтобы дом можно было эксплуатировать веками. Одноэтажное строительство не требует выбора материала с максимальной прочностью. Необходима только правильная перевязка рядов и осуществление армирования кладки. Вся стропильная кровельная система будет годами держаться на стенах, даже если они выполнены путем кладки в полкирпича.

Целостность одноэтажного дома на практике зависит от фундамента. В результате его смещения либо неравномерной усадки может появиться масса проблем, которые являются более важными, чем возведение стен из материала, имеющего высокую прочность. При многоэтажном строительстве нагрузка на ряды внизу строения совершенно другая. Нагрузка складывается из:

  1. Расположенных выше рядов кладок.
  2. Железобетонных плит перекрытий.
  3. Стропильной системы и кровли.
  4. Ветровых и снеговых нагрузок.

Если учитывать все параметры, оказывающие влияние на долговечность и надежность стен, то важным показателем будет прочность при сжатии изделия. Вместе с тем использование предлагаемых методик расчета является достаточно сложной задачей. Сами результаты могут оказаться приблизительными, поэтому на практике они не позволят выстроить достаточно надежную конструкцию.

Читать еще:  Станки для прессовки кирпича

Прочность на сжатие материала — это способность камня выдерживать без разрушений различные виды механической нагрузки. Для определения этого параметра необходимо исследовать материал на прочность при сжатии. Результат выражается в кгс/см². Например, выбирая марку изделия М75, следует иметь в виду, что оно будет разрушаться в условиях давления равного 75 кгс/см².

Как выбирать материал самостоятельно

Тем, кто живет в регионах с суровым климатом, необходимо обратить внимание на морозостойкость керамического кирпича. Этот показатель указывается в маркировке изделия с индексом F либо МРЗ. Это означает, что испытания кирпича по определению количества циклов заморозки и оттаивания показывают то, сколько изделие способно выдерживать без каких-либо разрушений. Хорошее значение параметра морозостойкости строительного материала должно составлять не менее 50 циклов.

Определение реального ресурса кладки связано с умножением значения морозостойкости материала на 2,5-3. Значение коэффициента находится в зависимости от того, насколько суровыми являются морозы, которые характерны для определенного региона.

Уровень предела прочности сжатия кирпича играет большую роль в определенной ситуации. Этот показатель необходимо учитывать при облицовке фасада. Визуальный осмотр здания иногда свидетельствует о том, что большие нагрузки, приходящиеся на декоративный облицовочный материал, приводят к разрушению фасада здания.

Устойчивость кладки по отношению к ветровой эрозии находится в линейной зависимости от прочности камня. Существует специальная таблица, позволяющая определить предел прочности на изгиб. При выборе облицовочного материала важно учитывать не только прочность кирпича на сжатие, но и показатели влагопоглощения и морозостойкости изделия. Они влияют на его характеристики так же, как и минимальный размер пор.

Какой вид изделия самый надежный

Испытание кирпича и камня различных сортов показали, что они обладают разными характеристиками, зависящими от технологии изготовления. Чем выше марка кирпича М, тем материал прочнее. Он подразделяется стандартом по прочности на 8 видов марок: 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250 и 300. На его марку влияют 2 параметра предела прочности:

  • на сжатие;
  • на изгиб.

Необходимо учитывать, что значение предела прочности материала на изгиб обычно составляет около 20% от значения предела прочности на сжатие, который бывает достаточно высокий. Например, если партия кирпича М100 по прочности, то показатель сжатия должен составлять не меньше 100 кг/см² (или 10 МПа). При этом на каждый 1 см² поверхности изделия должна приходиться нагрузка, составляющая не меньше 100 кг. Размер площади кладки материала стандартных размеров равен 300 см², поэтому можно определить, что для ее разрушения понадобится нагрузка, равная 30000 кг.

В кладке изделие работает не только на сжатие, но и на изгиб, поскольку имеются прослойки цементного раствора и кладки с перевязкой. Уровень несущей способности кладки должен быть ниже уровня прочности строительного материала.

Красный керамический кирпич прочнее силикатного М200. Наибольшая марка изделия составляет М300. Поскольку обжиг глины обычно заканчивается спеканием ее частиц, то образовавшаяся масса должна напоминать по собственной структуре камень с небольшими порами, появляющимися в результате испарения влаги.

Гиперпрессованные изделия или продукты прессовки состоят из сырья-наполнителя и портландцемента М500. Изделие изготавливается с добавлением известняка, ракушечника, кирпичного боя, шлака, а также другого наполнителя.

Процесс пропарки с последующим хранением изделий на теплом складе позволяет повышать их прочность. Пропарочная камера используется для производства изделий М200-250. После 1 месяца хранения материал М200-250 будет иметь марку кирпича М 350.

Клинкерный кирпич по своей прочности занимает лидерские позиции. Стандартом предусматривается прочность материала до М1000. Лучшие образцы клинкера для облицовки способны выдержать усилие на сжатие в 1700-1800 кгс/см². Стоимость этих изделий намного выше конкурирующих вариантов.

§ 7. Физико-механические свойства каменной кладки

Прочность кладки зависит от свойств кирпича (камня) и раствора, из которых кладка сложена. Предел прочности при сжатии, например, кирпичной кладки, выполненной даже на высокомарочном растворе, при обычных методах возведения составляет не более 40. 50 % предела прочности кирпича. Объясняется это тем, что поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские, плотность и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинакова и вследствие этого давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича и вызывает в нем кроме напряжений сжатия напряжения изгиба и среза. Поэтому каменные материалы, слабо сопротивляющиеся изгибу, разрушаются в кладке раньше, чем сжимающие напряжения в них достигнут предела прочности при сжатии. Например, кирпич имеет в 4. 6 раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии.

Читать еще:  Искусственный кирпич для улицы

Рис. 12. Стадии разрушения кладки под нагрузкой:
а — трещины в кирпичах, б — расчленение кладки на столбики, в — выпучивание и разрушение кладки

Если постепенно увеличивать нагрузку на кладку до величины, превышающей предел прочности ее, то сначала в отдельных кирпичах появятся вертикальные трещины (рис. 12,а) преимущественно под вертикальными швами, там, где концентрируются напряжения растяжения и изгиба. При росте нагрузки трещины увеличатся, разделяя кладку на столбики (рис. 12,6). Окончательное разрушение кладки происходит из-за выпучивания этих столбиков в результате потери ими устойчивости (рис. 12,в). Напряженное состояние при осевом сжатии кладок из других каменных материалов аналогично напряженному состоянию кирпичной кладки.

Влияние свойства раствора на прочность кладки. Чем ниже марка раствора в кладке, тем он легче сжимается и, следовательно, тем больше общие деформации кладки, а в каждом кирпиче — напряжения изгиба и среза. Поэтому, чтобы получить более прочную кладку, применяют соответственно раствор более высокой марки.

Однако повышение прочности раствора незначительно увеличивает прочность кладки. Гораздо большее значение имеет пластичность раствора. Пластичные растворы лучше расстилаются по постели кирпича, обеспечивая равномерную толщину и плотность шва. Это повышает прочность кладки за счет уменьшения напряжения изгиба и среза в отдельных кирпичах.

Влияние размеров и формы каменных материалов на прочность кладки. С увеличением высоты камня уменьшается количество горизонтальных швов в кладке и увеличивается пропорционально квадрату высоты камня сопротивление его изгибу. В связи с этим при одинаковой прочности камней более прочной оказывается кладка, выполненная из камней большей высоты.

При правильной форме камней швы в кладке заполняются раствором лучше и равномернее, чем при неправильной, лучше передается нагрузка от камня к камню, лучше перевязывается кладка и прочность ее более высока. На снижение прочности бутовой кладки, например, влияет главным образом то, что неправильная форма камней обеспечивает их соприкосновение лишь через отдельные участки, не создает хорошей перевязки кладки, значительную часть которой приходится заполнять раствором.

Влияние качества швов кладки на ее прочность. Хорошее заполнение горизонтальных и вертикальных швов раствором, равномерное уплотнение и одинаковая толщина швов, правильная перевязка обеспечивают высокую прочность кладки. Низкое качество кладки, применение растворов, не соответствующих требованиям проекта, могут привести к разрушению кладки.

Чем толще шов, тем труднее достигнуть равномерной его плотности и тем в большей степени кирпич работает в кладке на изгиб и срез. При толстых швах увеличивается деформация и снижается прочность кладки. Поэтому для каждого вида кладки установлена определенная толщина швов, увеличение которой снижает прочность конструкций. Насколько качество кладки характеризуется равномерностью заполнения раствором и уплотнения горизонтальных швов, можно видеть на примере одного из испытаний. Одновременно из одного и того же кирпича и раствора выполняли кладку высококвалифицированные каменщики и каменщики низкой квалификации. Предел прочности кладки, выполненной высококвалифицированными каменщиками, оказался 5 МПа, каменщиками низкой квалификации — 2,8 МПа, т. е. в 1,8 раза меньше.

Плотность кладки обусловливает такие качества каменных конструкций, как высокая огнестойкость, большая по сравнению с другими материалами химическая стойкость, сопротивляемость атмосферным воздействиям и, как следствие этого, большая долговечность. В то же время большая плотность увеличивает теплопроводность кладки, поэтому нередко наружные кирпичные стены зданий приходится делать намного толще, чем это требуется по условиям прочности и устойчивости.

Читать еще:  Кирпич lode asais brunis

При уменьшении плотности каменных материалов с 1800 (кладка из керамического кирпича) до 800 кг/см 3 (камни из ячеистого бетона) толщина стен и потребность в материалах уменьшаются на 55 %, а масса стен — на 80%. Это значит, что для кладки выгодно применять материалы более низкой плотности (пустотелые, пористые), обладающие хорошими теплотехническими свойствами.

На теплотехнические свойства каменных конструкций влияет также качество кладки: стены с плохо заполненными раствором швами легко продуваются и промерзают зимой.

Контрольные вопросы

  1. Какие виды кладок применяют для возведения стен зданий?
  2. В каких случаях выгоднее применять пустотелые керамические материалы и почему?
  3. Где следует применять силикатный кирпич, в каких случаях применение его не допускается и почему?
  4. Объясните первое правило разрезки кладки.
  5. Почему требуется укладывать камни в кладке с разрезкой параллельными и взаимно перпендикулярными плоскостями?
  6. Почему необходимо перевязывать швы в кладке?
  7. Как называются грани кирпича? ряды кладки?
  8. Как выполняют кладку в штрабах?
  9. От чего зависит прочность кладки?
  10. Какое влияние на прочность кладки оказывает раствор?
  11. Как влияет на прочность и теплотехнические свойства кладки качество выполнения ее?

Определение Марки Кирпича По Прочности

Кирпич является стеновым материалом, поэтому при эксплуатации он испытывает сжимающие и изгибающие нагрузки. Для определения марки кирпича по прочности как на сжатие, так и при изгибе определяют на целом кирпиче, используя прессовое оборудование (рис. 1).

Для этого в местах опирания и приложения нагрузки поверхность выравнивают цементным или гипсовым раствором с песком состава 1:1 с В/Ц=0,4-0,42 или применяют прокладки из технического войлока, резинотканых пластин.

Предел прочности при изгибе RИЗГ, МПа, образца вычисляют по формуле

где F — разрушающая нагрузка, Н (кгс); l — расстояние между осями опор, мм (см); α — ширина образца, мм (см); b — высота образца по середине пролета, мм (см).

Рис. 1. Схема испытаний кирпича на изгиб

Определение марки кирпича по прочности на сжатие

Предел прочности при сжатии определяют на образцах, состоящих из двух целых кирпичей или из двух его половинок. По ГОСТу допускается определять марку кирпича по прочности на сжатие при испытаниях на половинках кирпича, после его тестирования на изгиб. Для определения предела прочности при сжатии кирпича пластического формования из двух кирпичей или двух половинок изготавливают образцы в виде куба.

Для этого приготавливают цементно-песчаный раствор состава 1:1 с В/Ц=0,4-0,42. Кирпич погружают в воду на 1 мин. На горизонтальную пластину укладывают лист бумаги, слой раствора толщиной 3-5 мм и первый кирпич или его половинку, затем слой раствора и вторую часть образца. При этом поверхности излома при использовании половинок кирпича должны быть направлены в противоположные стороны.

Верхнюю поверхность второго кирпича или половинки выравнивают цементным раствором толщиной 3-5 мм, укладывают лист бумаги и прижимают стеклом.

Перед испытанием на марку прочности керамического кирпича, образец выдерживают в течение 3 суток в помещении при температуре (20±5) °С и относительной влажности воздуха 60-80 % для набора прочности цементно-песчаного раствора.

Определяя предел прочности при сжатии, можно для выравнивания поверхностей сухих образцов применять прокладки из технического войлока, резинотканых пластин, картона.

Образцы, выполненные по технологии Полусухое прессование керамического кирпича, испытывают насухо, не выравнивая их поверхности. Предел прочности при сжатии RСЖ, МПа, определяют по формуле

где F — разрушающая нагрузка, Н (кгс); А — площадь поперечного сечения образца как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхности, мм2 (см2). При вычислении предела прочности при сжатии образцов утолщенных кирпичей результаты вычислений умножают на коэффициент 1,2.

По значениям пределов прочности при сжатии и изгибе определяют марку кирпича по таблице на рис. 2.

Рис. 2. Марка прочности кирпича глиняного обыкновенного

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector