Raimondirus.ru

RAiMONDI
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение плотности и пористости

Определение плотности и пористости

Цель работы: Определение истинной плотности, средней плотности и пористости природных каменных материалов.

Теоретические положения

Истинная плотность – отношение массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор и пустот. Истинная плотность материала (г/см 3 , кг/м 3 , т/м 3 )

где m – масса материала;

V – объем материала.

Средняя плотность – отношений массы материала к его объему в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и пустотами. Плотность (г/см 3 , кг/м 3 , т/м 3 ).

где m – масса материала, г;

Vест – объем материала в естественном состоянии, см 3 .

Большинство строительных материалов имеет поры. Чем их больше в единице объема материала, там меньше его плотность. Для жидкостей и материалов, получаемых из расплавленных масс (стекло, металл), средняя плотность по значению практически равна истинной плотности.

От плотности материала в значительной мере зависят его физико-механические свойства, например прочность и теплопроводность. Значение плотности материала используют при определении его пористости, массы и размера строительных конструкций, расчетах транспорта и подъемно-транспортного оборудования. При определении средней плотности материала можно использовать образцы как правильной, так и неправильной геометрической формы. От формы образца зависит метод определения плотности материала.

Пористость материала характеризуется степенью заполнения его объема порами. Пористость (%)

где r – плотность материала, г/см 3 ; r – истинная плотность материала, г/см 3 .

В объеме материала одновременно могут находиться поры и пустоты. Поры представляют собой мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой; пустоты же – более крупные ячейки и полости, образующиеся между кусками рыхло насыпанного материала. Значение пористости природных каменных и других материалов различно, например: для гранита оно не превышает 2 %, а для известняка – 11–35 %, для стекла и металла – 0, для кирпича – 25–35 %, для обычного тяжелого бетона – 6–15 %, для газобетона – 77–85 %, для поропласта – 90–95 %.

Пористость в значительной степени определяет эксплуатационные свойства материалов: водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.

1. Определение истинной плотности

Содержание работы

Описание оборудования: 1. Технические весы.

2. Ступка с пестиком.

4. Сосуд с водой.

Порядок выполнения работы

Для определения истинной плотности каменного материала из отобранной и тщательно перемешанной средней пробы отвешивают 200–220 г. Кусочки отобранной пробы сушат в сушильном шкафу при температуре (110 ± 5) °С до постоянной массы; затем их тонко измельчают в агатовой или фарфоровой ступке. Полученный порошок просеивают через сито с сеткой №02 (размер ячейки в свету 0,2 x 0,2 мм). Отвесив в фарфоровой чашке навеску около 180 г просеянного порошка, его снова высушивают при температуре (110 ± 5) °С, а затем охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе, в котором порошок хранят до проведения испытания. Истинную плотность определяют с помощью прибора-объемомера Ле-Шателье. Это стеклянная колба вместимостью 120–150 см 3 . Объемомер наполняют до нижней нулевой черты жидкостью (водой, безводным керосином или спиртом), инертной по отношению к порошку материала. После этого свободную от жидкости часть (выше черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги. Затем объемомер помещают в стекляннный сосуд с водой (рис. 1), имеющей температуру 20 °С (температура, при которой градуировали его шкалу). В воде объемомер остается все время, пока идет испытание. Чтобы объемомер в этом положении не всплывал, его закрепляют на штативе так, чтобы вся градуированная часть шейки находилась в воде.

а) объемомер Ле-Шателье;

б) объемомер Ле-Шателье, подготовленный для определения

1 – штатив, 2 – воронка, 3 – термометр, 4 – объемомер,

5 – сосуд с водой.

От подготовительной пробы, находящейся в эксикаторе, отвешивают с точностью до 0,01 г на технических весах 80 г порошка материала и высыпают его ложечкой через воронку в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется до черты с делением 20 см 3 или до черты в пределах верхней градуированной части прибора. Разность между конечным и начальным уровнями жидкости в объемомере показывает значение объема порошка всыпанного в прибор. Остаток порошка взвешивают. Масса порошка, всыпанного в объемомер, будет равна разности между результатами первого и второго взвешиваний.

Истинная плотность материала (г/см 3 )

r = (mm1)/V,

где m – навеска материала до опыта, г;

m1 – остаток от навески, г;

V – объем жидкости, вытесненной навеской материала (объем порошка в объемомере), см 3 .

Истинную плотность материала вычисляют с точностью до 1 г/см 3 как среднее арифметическое двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 2 г/см 3 .

Обработка результатов измерений

Материал
Вес всыпанного порошка … г
Объем вытесненной жидкости … см 3
Истинный вес… г/см 3
Средний истинный вес

2. Определение средней плотности образца

правильной геометрической формы

Содержание работы

Описание оборудования: 1. Технические весы.

Порядок выполнения работы:

Для определения плотности образцы материала изготовляют в форме куба, параллелепипеда или цилиндра. При этом необходимо учитывать, что для пористых материалов размер образца кубической формы должен быть не менее 100x100x100 мм, а для плотных – не менее 40x40x40 мм. У цилиндрических образцов диаметр и высота должны быть соответственно не менее 70 и 40 мм. Берут три образца и высушивают в сушильном шкафу при температуре (100 ± 5) °С, охлаждают в эксикаторе и хранят в нем до момента испытания.

Читайте так же:
Гост кирпича марки шцу

Штангенциркулем измеряют образцы с точностью до 0,1 мм и вычисляют их объем, после чего взвешивают на технических весах. Каждую грань образца кубической или близкой к ней формы измеряют в трех местах, как показано на рис. 2. За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений каждой грани.

Рис. 2. Схема измерения объема образцов.

На каждой из параллельных плоскостей образца цилиндрической формы проводят два взаимно перпендикулярных диаметра (d1, d2, d3, d4) и измеряют их длину; кроме того, измеряют диаметры средней части цилиндра (d5, d6) в середине его высоты (рис. 2, б). За окончательный результат принимают среднее арифметическое шести измерений, диаметра. Высоту цилиндра определяют в четырех местах (h1, h2, h3, h4) и за окончательный результат принимают среднее арифметическое четырех измерений.

Образцы любой формы со стороной размером до 100 мм измеряют с точностью до 0,1 мм, размером 100 и более – с точностью до 1 мм. Образцы массой менее 500 г взвешивают с точностью до 0,1 г, а массой более 500 г и более – с точностью до 1 г.

Объем образца (см 3 ), имеющего вид куба или параллелепипеда

где аср, bср, hср – средние значения размером граней образца, см.

Объем образца цилиндрической формы (см 3 )

где p = 3,14; dср – средний диаметр цилиндра, см;

hср – средняя высота цилиндра, см.

Зная объем и массу образца, по формуле (1.1) вычисляют его плотность как среднее арифметическое трех ее значений различных образцов.

Обработка результатов измерений

Материал
Ширина … см
Высота … см
Длина … см
Объем … см 3
Вес … г
Средняя плотность

3. Определение пористости

Содержание работы

Порядок выполнения работы:

Пористость материала определяют по формуле 1.3 по полученным результатам истиной плотности и средней плотности.

Обработка результатов измерений

Материал
Истинный вес… г/см 3
Плотность … г/см 3
Пористость … %

1. Какие свойства материалов относят к физическим?

2. По какой формуле определяют истинную плотность, среднюю плотность и пористость?

Способ определения пористости керамических и силикатных материалов с помощью магнитной жидкости

Способ определения пористости керамических и силикатных материалов с помощью магнитной жидкости

Изобретение относится к области исследования строительных материалов и контрольно-измерительной технике, и может быть использовано для определения пористости керамических и силикатных материалов. Способ определения пористости материалов с помощью магнитной жидкости заключается в следующем: исследуемый образец, представляющий собой гладкий цилиндр с диаметром основания 6 мм и высотой 8 мм, выточенный из исследуемого образца кирпича, высушивается в сушильной печи в течение 24 часов при температуре 110°С. В течение 72 часов после сушки образцы пропитываются магнитной жидкостью концентрацией 10-15%. Для пропитки образца используется магнитная жидкость, представляющая собой коллоидный раствор наночастиц магнетита в керосине с объемной долей магнетита 10-15%. Этого времени хватает на то, чтобы образец полностью пропитался магнитной жидкостью. В дальнейшем проводится измерение кривых намагничивания цилиндра, пропитанного магнитной жидкостью, и образца магнитной жидкости такого же объема и такой же формы что и цилиндр, при помощи вибрационного магнитометра. По полученным кривым намагничивания определяются магнитный момент насыщения цилиндра, пропитанного магнитной жидкостью, и образца магнитной жидкости такого же объема и такой же формы что и цилиндр. Далее по следующей формуле определяется пористость П материала, из которого изготовлен цилиндр: ,

где mобр — магнитный момент насыщения образца (кирпичного цилиндра), пропитанного магнитной жидкостью, mмж — магнитный момент насыщения образца магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и пропитанный образец. Техническим результатом изобретения является уменьшение материальных и временных затрат, трудоемкости процесса измерения и обработки результатов, а также получение высокоточных результатов измерения (погрешность определения пористости не превышает 3%). 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследования строительных материалов и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения пористости керамических и силикатных материалов.

Известно несколько способов определения пористости твердых материалов. К основным из них можно отнести способы, основанные на замещении порового пространства в материале жидкой или газообразной средой.

Так, например, существует способ определения пористости, заключающийся в том, что сначала измеряют первоначальный объем материала, затем размещают материал в камере с жидкостью. Увеличивают давление в камере для вдавливания жидкости в материал. Измеряют объем жидкости, вдавленной в материал. Учитывают в измеренном объеме жидкости поправку, связанную с наличием в материале газа. Определяют пористость материала по отношению измеренного объема жидкости, вдавленной в материал, с учетом поправки к первоначальному объему материала. Кроме этого перед размещением материала в камере с жидкостью в ней размещают эту жидкость. Увеличивают давление в камере и измеряют сжимаемость жидкости. Измеряют временную характеристику давления в камере и/или объема жидкости для нахождения в ней точки перегиба. После полного вдавливания жидкости в материал дополнительно увеличивают давление в камере и измеряют деформируемость материала. Учитывают в измеренном объеме жидкости дополнительные поправки, связанные сжимаемостью жидкости и деформируемостью материала (Патент РФ: RU 2172942 С1). Данный способ является достаточно точным.

Читайте так же:
Обложить печь кирпичом зазор

Существует также способ измерения общей пористости материалов по заполнению их водой при повышенном давлении и комнатной температуре, заключающийся в том, что образец заполняют водой при давлении 300 атм и комнатной температуре. Пористость определяют по изменению массы образца после заполнения его водой (Патент РФ: RU 2263894 С1). Данный способ позволяет достаточно быстро получать необходимые результаты.

Способ определения пористости материалов с использованием газа заключается в следующем. Измерительную камеру герметично соединяют с контролируемым материалом. После откачивания воздуха из измерительной камеры увеличивают ее объем, осуществляя разрежение газа до давления, обеспечивающего возможность молекулярного течения газа через поры исследуемого материала. Измеряют этот объем измерительной камеры, фиксируют время начала процесса течения газа через материал, остаточное давление газа и температуру в камере в этот период. По полученным данным определяют пористость исследуемого материала (Патент РФ: RU 2305828 С1).

Существенным недостатком приведенных методов является сложность их практической реализации.

Существуют способы определения пористости материалов, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.

Так, например, спектроскопический способ определения пористости материалов включает в себя изготовление образца исследуемого материала, размещение его перед источником инфракрасного излучения и регистрацию спектра. Предварительно строится градуировочная зависимость пористости от коэффициента поглощения по эталонным монолитным образцам, имеющим ту же химическую природу, что и исследуемый образец. По полученным данным определяется пористость материала, из которого изготовлен образец (Патент РФ: RU 2310188 С1).

Еще один способ определения пористости состоит в том, что образец материала высушивают, насыщают сорбатом, воздействуют на образец световым излучением через оптический элемент под углом, превышающим угол полного внутреннего отражения, и по изменению интенсивности отраженного в процессе насыщения образца сорбатом излучения определяют пористость материала, при этом между оптическим элементом и образцом материала размещают слой вспомогательного пористого материала, обладающего более высокой, чем исследуемый материал, молекулярно-капиллярной впитываемостью и имеющего толщину не менее глубины проникновения в него светового излучения (Патент РФ: RU 2035035 С1).

Существует также акустический звуковой метод определения открытой пористости материалов. Он заключается в том, что с помощью излучающего звуковые сигналы преобразователя в исследуемом изделии создаются изгибные или продольные механические колебания. Определяют массу и резонансную частоту основного тона изгибных или продольных вынужденных механических колебаний изделия. Далее по измеренным значениям массы и резонансной частоты с помощью уравнений регрессии или построенных на их основе номограмм определяют открытую пористость материала, из которого изготовлен образец (ГОСТ 25714-83).

Недостатком данных методов является сравнительно малая точность получаемых результатов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ определения величины пористости, основанный на замещении порового пространства в материале жидкой средой при нормальных условиях. Так, например, для определения пористости строительных материалов на керамической или силикатной основах чаще всего используется вода, в результате чего определение пористости сводится к определению водопоглощения материала.

Простейший способ определения пористости кирпича заключается в заполнении его пор водой. Предварительно кирпич высушивается до постоянного веса в сушильной печи при температуре 100-110°С. Затем высушенный кирпич ставится на ребро в ванну и постепенно заливается водой: сначала на 1/2, затем на 2/3 своей высоты и, наконец, совершенно покрывается водой. Постепенное заливание водой производится с той целью, чтобы полностью удалить воздух, заключенный в порах кирпича. Кирпич остается в воде от 24 до 72 час. Затем его взвешивают и таким образом узнают вес воды, заполнившей поры. Далее по известной формуле определяется водопоглощение в процентах.

К числу известных недостатков такого метода относятся трудоемкость процесса и большие временные затраты.

Задачей предлагаемого изобретения является определение пористости материалов с помощью магнитной жидкости. Магнитные измерения параметров магнитной жидкости и параметров образца, пропитанного такой жидкостью, проводятся с высокой точностью, характерной для предлагаемого метода (погрешность определения пористости не превышает 3%).

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению материальных и временных затрат, трудоемкости процесса измерения и обработки результатов, а также к получению высокоточных результатов измерения.

Технический результат достигается с помощью использования в качестве пропитывающей образец среды магнитной жидкости, представляющей собой коллоидный раствор ферро- или ферримагнитных наночастиц (с средним размером 10 нм) в немагнитной жидкой среде (чаще всего керосине). Магнитные жидкости (магнитные коллоидные наносистемы) производятся на специализированных промышленных объектах.

Сущность метода определения пористости материалов с помощью магнитной жидкости заключается в следующем.

Исследуемый образец, представляющий собой гладкий цилиндр, диаметром основания 6 мм и высотой 8 мм, выточенный из исследуемого материала, высушивается в сушильной печи в течение 24 часов при температуре 110°С. В течение 72 часов после сушки образец пропитывается магнитной жидкостью средней концентрации. Проведенные опыты показывают, что 72 часов достаточно для того, чтобы образец полностью пропитался магнитной жидкостью. Для пропитки образца используется магнитная жидкость, представляющая собой коллоидный раствор наночастиц магнетита в керосине с объемной долей магнетита 10-15%. В дальнейшем проводится измерение кривых намагничивания цилиндра, пропитанного магнитной жидкостью, и образца магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и цилиндр, при помощи вибрационного магнитометра. По полученным кривым намагничивания определяются магнитный момент насыщения цилиндра, пропитанного магнитной жидкостью, и образца магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и цилиндр. Далее по формуле, выведенной ниже, определяется пористость материала, из которого изготовлен образец.

Читайте так же:
Жкз кирпич серый скала

Известно, что магнитный момент некоторого однородного образца магнитного материала, намагниченного до насыщения, определяется по формуле:

где m — магнитный момент вещества, V — объем образца, MS — намагниченность насыщения вещества.

В случае неоднородности образца, т.е., когда он состоит из областей магнитного вещества, вкрапленных в немагнитную матрицу, его магнитный момент в случае насыщения может быть рассчитан как сумма моментов отдельных магнитных областей, что приводит к выражению:

где Vm — суммарный объем магнитной фазы, Мs — ее намагниченность насыщения.

Следовательно, для образца из пористого материала, пропитанного магнитной жидкостью выражение для его магнитного момента определяется выражением:

где Vпор — общий объем пор в образце, Мs — намагниченность насыщения магнитной жидкости.

Магнитный момент образца магнитной жидкости такой же формы и такого же объема, что и пропитанный образец, определяется по формуле

Соответственно, отношение определенных экспериментально магнитного момента пористого образца, пропитанного магнитной жидкостью, и магнитного момента образца магнитной жидкости, занимающего такой же объем и имеющего такую же форму, даст отношение объема пор в образце к объему всего образца, т.е. пористость материала. Таким образом, для определения пористости вещества П предложенным методом используется формула:

Краткое описание чертежей

На фиг.1 даны цилиндр из красного керамического кирпича марки М-100 и тот же цилиндр (черного цвета), пропитанный 13%-ной магнитной жидкостью.

На фиг.2 — кривые намагничивания магнитной жидкости цилиндра из красного керамического кирпича, пропитанного 13%-ной магнитной жидкостью, — образец 1 и цилиндра из белого силикатного кирпича, пропитанного 13%-ной магнитной жидкостью, — образец 2.

Примеры конкретного выполнения способа определения пористости керамических и силикатных материалов.

Из красного керамического кирпича марки М-100 вытачивается маленький гладкий цилиндр с диаметром основания 6 мм и высотой 8 мм. В течение суток цилиндр высушивается в сушильной печи при температуре 110°С. Затем в стакане с 13%-ной магнитной жидкостью цилиндр пропитывается ею в течение 3 суток. На фиг.1 приведена фотография цилиндра из красного керамического кирпича марки М-100 и того же цилиндра (черного цвета), пропитанного 13%-ной магнитной жидкостью. Впоследствии проводится измерение кривых намагничивания пропитавшегося магнитной жидкостью цилиндрического образца и использующейся магнитной жидкости такого же объема и формы, что и образец. Магнитные измерения по времени занимают 1 час и производятся на вибрационном магнитометре, сопряженном с помощью специального программного обеспечения с компьютером. По измеренным кривым намагничивания пропитанного магнитной жидкостью цилиндрического образца (фиг.2, образец 1) и магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и образец (фиг.2, магнитная жидкость), определяются соответствующие значения магнитных моментов насыщения, и по формуле (5) вычисляется пористость материала, из которого изготовлен кирпич.

Из силикатного кирпича марки М-100 вытачивается маленький гладкий цилиндр с диаметром основания 6 мм и высотой 8 мм. В течение суток цилиндр высушивается в сушильной печи при температуре 110°С. Затем в стакане с 13%-ной магнитной жидкостью цилиндр пропитывается ею в течение 3 суток. Впоследствии проводится измерение магнитных моментов пропитавшегося магнитной жидкостью цилиндрического образца и использующейся магнитной жидкости такого же объема и формы, что и образец. Магнитные измерения по времени занимают 1 час и производятся на вибрационном магнитометре, сопряженном с помощью специального программного обеспечения с компьютером. По измеренным кривым намагничивания пропитанного магнитной жидкостью цилиндрического образца материала (фиг.2, образец 2) и магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и образец (фиг.2, магнитная жидкость), определяются соответствующие значения магнитных моментов насыщения, и по формуле (5) вычисляется пористость материала, из которого изготовлен кирпич.

Таким образом, предлагаемый способ определения пористости материалов позволяет быстро, эффективно и просто получать точный результат.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

— уменьшение материальных и временных затрат;

— уменьшение трудоемкости процесса измерения и обработки результатов;

— высокая точность получаемых результатов;

— физические свойства использованной для измерений магнитной жидкости не нарушаются, вследствие чего ее можно использовать многократно.

Способ определения пористости керамических и силикатных материалов, отличающийся тем, что в качестве заполняющей поры среды используется магнитная жидкость средней концентрации 10-15%, и основанный на измерении магнитных моментов насыщения образца, пропитанного магнитной жидкостью, и магнитной жидкости такого же объема и такой же формы, что и образец, с помощью вибрационного магнитометра, с последующим вычислением пористости материала как отношения соответствующих магнитных моментов насыщения.

Читайте так же:
Какая дрель нужна для кирпича

Как найти пористость кирпича

Удельный вес (у) — вес единицы объема абсолютно плотного материала Удельный вес керамических материалов, имеющих пористое строение (кирпич и ему подобные, а также строительный фаянс), находится в пределах от 2,5 до 2,65 г/см 3 , а материалов, имеющих плотное строение (плитки для пола), — от 2,7 до 2,8 г/см 3 .

Объемный весоб) — вес единицы объема материала в естественном состоянии. Объемный вес колеблется в пределах от 0,1 г/см 3 для хорошо вспученого перлита до 2,4 г/см 3 для плотного клинкера, фарфора. Кирпич глиняный обыкновенный имеет сравнительно большой объемный вес (до 1,9 г/см 3 ), поэтому для его снижения делают кирпич повышенной пористости, пустотелым. Кирпич строительный легкий имеет объемный вес около 0,7 г/см 3 .

Объемный насыпной весоб.н) — вес единицы объема сыпучего материала, высушенного до постоянного веса или естественной влажности, рыхлонасыпанного с высоты 10 см в мерный сосуд объемом от 1 до 50 л (в зависимости от предельной крупности зерен материала).

Объемный насыпной вес является важной характеристикой свойств пористых заполнителей. В зависимости от него пористые заполнители подразделяются на марки: 100, 150, 200 и т. д. Это означает, что объемный насыпной вес данного материала должен быть соответственно 100, 150, 200 кг/м 3 и т.д.

Пористость (р) — степень заполнения объема материала порами. Пористость колеблется в широких пределах — практически от 0,0% для фарфора до 60-80% для легкого кирпича и керамзита. Пористость кирпича глиняного обыкновенного 20-40%.

Пустотность — степень заполнения объема материала или изделия пустотами (воздушными полостями). Например, для стеновых камней пустотность составляет 22-52%, для кирпича пустотелого — 15-50%. В зарубежных странах изготовляют камни с пустотностью 62%.

Водопоглощение (W) — свойство материала впитывать и удерживать в себе воду, характеризуемое степенью заполнения пор материала водой при его кипячении, выраженное в процентах к весу в сухом состоянии. Для керамических материалов и изделий водопоглощение можег колебаться от 0,0% для твердого фарфора до 60-70% для легковесного кирпича. Оно регламентируется соответствующими нормативными документами, так как от этого показателя зависит качество изделия.

Водопроницаемость (Qв) — способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость как показатель свойств имеет большое значение для кровельных (черепица), санитарно-строительных и других керамических материалов и изделий. Водопроницаемость керамических материалов может быть снижена обжигом до спекания, глазурованием и другими средствами.

Газопроницаемость (Qг, м 3 /м 2 ·ч) — способность материала пропускать (или не пропускать) газ (воздух). Это свойство в большей мере относится к пористой керамике, предназначенной для очистки воздуха и газов от пыли и других механических примесей. Она должна иметь пористость в пределах 30-50% с равномерно распределенными порами диаметром 70-200 мк, высокую проницаемость. Например, пористые трубы внутренним диаметром 40-60 мм и длиной 300-1000 мм, пористостью 45-50%, размером пор 80-100 мк имеют газопроницаемость 300-400 м 3 /м 2 ·ч при атмосферном давлении и температуре 20 °С.

Предел прочности при сжатии (?к ) · Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению от действия внутренних напряжений, возникающих при приложении нагрузки или других факторов. Предел прочности при сжатии для керамики колеблется в большом интервале: от 35 кг/см 2 для кирпича строительного легкого до 5500 кг/см 2 для технического фарфора. Кирпич Далее везде температура а градусах Цельсия (°С) глиняный обыкновенный пластического прессования марки 200 имеет прочность 200 кг/см 2 и выше. Для пустотелых изделий прочность определяют с учетом всей площади изделий, испытывающей нагрузку, без вычета площади пустот (брутто).

Строительные свойства керамики могут быть охарактеризованы также коэффициентом конструктивного качества (к.к.к.), который равен отношению предела прочности материала к его объемному весу. Например, для кирпича глиняного обыкновенного марки 100 в кладке к.к.к.= 100/1800=0,055, т. е. выше, чем для обыкновенного бетона (0,040).

Предел прочности при изгибе (?и). Находясь в кладке, кирпич работает на изгиб. ГОСТ 530-2007 регламентирует предел прочности кирпича при изгибе. Так как керамические материалы преимущественно хрупкие, то для них этот показатель невысокий. Например, для кирпича глиняного обыкновенного марки 200 ?и=26-34 кг/см 2 , для фарфоровых изделий — до 1200 кг/см 2 .

Предел прочности при разрыве (?р). Он соответствует условному напряжению, которое может выдержать образец или изделие из керамики без разрушения. На разрыв должны работать канализационные трубы, так как при эксплуатации в них создается гидростатическое давление, вызывающее растягивающие усилия в стенках труб. Поэтому необходимо, чтобы черепок был высокопрочным, а труба при испытании на гидростатическое давление должна выдерживать не менее 2 ат. В настоящее время изготовляют и применяют трубы, выдерживающие гидростатическое давление выше 10 ат. Высоким пределом прочности при разрыве обладает новый керамический материал — керамическое волокно.

Предел прочности при ударе (?у) характеризует ударную вязкость — свойство, которым должны обладать материалы, применяемые для дорожного покрытия и полов.

Прочность на истирание (?ист) определяется отношением потери в весе образца после испытания на истирание к площади истирания. Такой прочностью должны обладать плиты и плитки для полов, кирпич для дорожных
одежд и др. Например, плитки для полов при стандартном испытании не должны иметь потерю в весе более 0,1 г/см 2 .

Читайте так же:
Восстановление кирпича lenovo a820

В ряде случаев эти материалы подвергаются не только истиранию, но и износу — совместному действию истирания и удара, поэтому такие материалы должны хорошо работать и на износ.

Как найти пористость кирпича

Легкими называют кирпич и керамические камни имеющие объемный вес менее 1600 кг/м3

По структуре легкие кирпич и камни разделяются на:

  1. изделия повышенной пористости,
  2. пустотелые
  3. комбинированные, например пористо — дырчатые.

В зависимости от сырья, из которого они изготовлены, легкие кирпич и камни бывают глиняные, трепельные и смешанные (глино-трепельные и глино-шлаковые).

Различают следующие виды легкого кирпича:

  • строительный с объемным весом 1000—1600 кг/м3 и прочностью 50—150 кг/см2, достаточной для кладки несущих стен;
  • теплоизоляционный (для стен) с объемным весом 700— 1000 кг/м3 и невысокой прочностью (35—50 кг/см2); он используется для заполнения каркасных стен;
  • специальный теплоизоляционный, имеющий объемный вес 500—700 кг/м3 и низкую прочность (5—15 кг/см2). Такой кирпич применяется для изоляции котлов, труб и печей в условиях высоких температур (до 900°);

Теплоизоляционный кирпич, изготовленный из огнеупорной глины (легкий шамотный кирпич) применяется и при более высоких температурах (до 1300°).

самый легкий кирпич по весу

Производство

Кирпич повышенной пористости изготовляется крупно- и мелкопористым.
Сравнительно крупные поры в кирпиче образуются, когда к глине примешивают древесные опилки, мелко нарезанный торф (или солому, шелуху от семячек и т. п.), а также часть угля, применяемого при обжиге кирпича. Эти добавки во время обжига выгорают, образуя газы и оставляя в кирпиче поры. Для производства кирпича выгодно использовать также шахтные глинистые отвалы, содержащие значительное количество угля.

Новый вид кирпича и пустотелых камней—глино-шлаковых — предложен Н. И. Бубновым, Д. А. Шапошниковым и В. Ф. Максимовым. В состав материала входит не менее 50% глины, до 40% топливного (котельного) шлака крупностью 5—6 мм и 10% древесных опилок. Опилки и остатки несгоревшего угля в шлаке выгорают, тем самым ускоряется сушка и обжиг кирпича, экономится топливо при обжиге; кирпич получается облегченным и менее теплопроводным, чем обычный; его прочность при сжатии 75—150 кг/см2.

Из трепела

При изготовлении кирпича из трепела или из смеси его с глиной получается мелкопористый кирпич.
Трепел состоит в основном из аморфного кремнезема SiО2 и представляет собой легкую осадочную породу пористого строения. Объемный вес трепела различных месторождений 500 — 1000 кг/м3, а глины (для сравнения) — 1600 кг/м3.

Трепел применяют как добавку к глине или в качестве основного сырья в тех случаях, когда необходимо получить кирпич с объемным весом менее 1200 кг/м3. Объемный же вес кирпича из глины с опилками 1200—1400 кг/м3.

С добавкой опилок

Производство кирпича с добавкой опилок состоит в общем из тех же процессов, что и производство обыкновенного кирпича. Различны лишь способы формовки.
Обычные ленточные прессы пригодны для формования кирпича средней пористости (с объемным весом около 1400 кг/м3). Масса, которая идет на изготовление более легкого кирпича, недостаточно пластична. Поэтому для ее формовки применяют прессы, в которых каждый кирпич формуется в отдельности.

легкий кирпич для строительства

Сушка сырца повышенной пористости протекает быстрее, чем сушка сырца обыкновенного кирпича.
Производство сплошного трепельного кирпича имеет некоторые особенности. Куски трепела дробят на вальцах, затем увлажняют и перемешивают в мешалке. После этого снова измельчают на бегунах или вальцах, и масса поступает на пресс.

Производство трепельного кирпича можно также вести по способу полусухого прессования. Обжигается он при 1000—1050°. Цвет трепельного кирпича—светло- или желто-красный.
Размеры этого кирпича такие же, как и обыкновенного глиняного. Некоторые заводы выпускают трепельный кирпич удвоенной высоты 250 X 120 X 140 мм (в данном случае учитывается возможность его перевязки с обыкновенным кирпичом; толщина шва равна примерно 10 мм). Применение такого кирпича выгодно, так как уменьшается количество швов в кладке стен.

Кирпич повышенной пористости

Кирпич повышенной пористости в тех случаях, когда он используется для кладки наружных стен зданий, должен быть морозостойким.
Методы испытания и приемки этого кирпича те же, что и обыкновенного. Добавляется лишь испытание на отсутствие размягчения при погружении кирпича в воду. Этот кирпич имеет низкую теплопроводность, которая уменьшается пропорционально его объемному весу.
Использование кирпича повышенной пористости дает возможность уменьшать толщину наружных стен. При этом сокращается трудоемкость кладки, снижаются транспортные расходы, вес стен и их стоимость.

легкий кирпич для внутренней отделки

Однако вследствие пониженной прочности пористого кирпича из него нельзя возводить высокие несущие стены. Можно возводить только невысокие стены, стены верхних этажей или делать заполнение каркасных зданий. Стены, выложенные из очень пористого кирпича, из-за большого водопоглощения и воздухопроницаемости необходимо штукатурить или облицовывать камнем, специальными плитами, облицовочным кирпичом и т. п

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector