Определение предела повышенной прочности кирпича на сжатие и на изгиб

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.

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.

Марка применяемого раствора тоже оказывает влияние на результат. Ее обозначение считается прямым указанием на давление в кгс/см², которое является разрушающим. К примеру, цементный раствор М25 способен выдержать давление в 25 кгс/см², М100-100 кгс/см² и т.д. Чем больше в растворе цемента, тем выше его марка. К примеру, для раствора М200 рекомендуется применение цемента М500. Большое значение при кладке стен придается равномерности заполнения всех швов раствором. Надежность кладки в большей степени зависит от опыта каменщика, нежели от марки кирпича.

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.

Определение прочности бетона ультразвуковым методом

Контроль прочности бетона по каждому виду нормируемой прочности, указанному в пункте 4.2 ГОСТ 18105-2010, проводят по одной из следующих схем:

— схема А — определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют не менее 30 единичных результатов определения прочности, полученных при контроле прочности бетона предыдущих партий БСГ или сборных конструкций в анализируемом периоде;

— схема Б — определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют не менее 15 единичных результатов определения прочности бетона в контролируемой партии БСГ или сборных конструкций и предыдущих проконтролированных партиях в анализируемом периоде;

— схема В — определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют результаты неразрушающего контроля прочности бетона одной текущей контролируемой партии конструкций, при этом число единичных значений прочности бетона должно соответствовать требованиям 5.8;

— схема Г — без определения характеристик однородности бетона по прочности, когда при изготовлении отдельных конструкций или в начальный период производства невозможно получить число результатов определения прочности бетона, предусмотренное схемами А и Б, или при проведении неразрушающего контроля прочности бетона без построения градуировочных зависимостей, но с использованием универсальных зависимостей путем их привязки к прочности бетона контролируемой партии конструкций.

Схемы В и Г применяются при контроле прочности бетона на участках строительства с использованием неразрушающих методов определения прочности.

Неразрушающие механические методы определения прочности бетона — определение прочности бетона непосредственно в конструкции при локальном механическом воздействии на бетон (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок).

Различаются прямые (стандартные) и косвенные неразрушающие методы определения прочности:

— прямые (стандартные) неразрушающие методы определения прочности бетона: методы, предусматривающие стандартные схемы испытаний (отрыв со скалыванием и скалывание ребра) и допускающие применение известных градуировочных зависимостей без привязки и корректировки.

— косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям.

В общем неразрушающие механические методы определения прочности бетона основаны на связи прочности бетона с косвенными характеристиками прочности:

— метод упругого отскока на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

— метод пластической деформации на связи прочности бетона с размерами отпечатка на бетоне конструкции (диаметра, глубины и т.п.) или соотношения диаметра отпечатка на бетоне и стандартном металлическом образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;

— метод ударного импульса на связи прочности бетона с энергией удара и ее изменениями в момент соударения бойка с поверхностью бетона;

— ультразвуковой метод определения прочности бетона: на связи скорости прохождения ультразвука через толщу бетона;

— метод отрыва на связи напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

— метод отрыва со скалыванием на связи прочности бетона со значением усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства;

— метод скалывания ребра на связи прочности бетона со значением усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции.

В данной статье будет рассмотрен подробно ультразвуковой метод определения прочности бетона.

Испытания проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля прочности» и ГОСТ 17624-2012 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»

Ультразвуковые измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания.

-определение прочности бетона монолитных конструкций проводят методом поверхностного прозвучивания;

-сквозное прозвучивание конструкций допускается проводить при возможности измерения базы прозвучивания (размер базы должен быть не менее 120 и не более 200 мм)

Рисунок 1. Схемы испытания бетона ультразвуковым методом

Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений.

На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя, в двух взаимно перпендикулярных направлениях под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно к ней (при прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями)

Рисунок 2. Расположение линии прозвучивания

1- положение прибора;

2- расположение арматуры.

Отклонение отдельных результатов измерений скорости или времени распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2%. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при вычислении среднеарифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

Для определения отпускной и передаточной прочности бетона сборных конструкций неразрушающими методами число контролируемых конструкций каждого вида принимают не менее 10% или не менее 12 конструкций из партии. Если партия состоит из 12 конструкций и менее, проводят сплошной контроль. При этом число контролируемых участков должно быть не менее одного на 4 м длины линейных конструкций и не менее одного на 4 м 2 площади плоских конструкций.

При определении прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном возрасте контролируют не менее одной конструкции каждого вида (колонна, перекрытие, стена и тд.)

При определении прочности бетона всех монолитных конструкций партии в проектном возрасте проводят сплошной контроль, при этом число участков должно быть не менее:

— трех на каждую захватку — для плоских конструкций (стен, перекрытий, фундаментных плит);

— одного на 4 м длины (или трех на захватку) — для каждой линейной горизонтальной конструкции (балка, ригель);

— шести на каждую конструкцию — для линейных вертикальных конструкций (колонна, пилон).

Общее число участков измерений для расчета характеристик однородности прочности бетона партии конструкций должно быть не менее 20.

Для расчета прочности бетона в конструкциях производится расчет фактического класса бетона по ГОСТ 18105-2010 схема «Г». Значения, полученные в ходе испытаний, пересчитываются согласно следующим формулам:

R_m — средняя фактическая прочность бетона конструкции по данной захватке

R_i — единичное значение прочности бетона участка конструкции по данной захватке, МПа;

n — общее число единичных значений прочности бетона конструкции по данной захватке.

Результаты определения прочности бетона оформляют в заключении (протоколе).

Лабораторная работа № 3 Оценка соответствия кирпича требованиям госТа осмотром и обмером. Определение прочности керамического материала

Цель работы: оценка соответствия кирпича требованиям ГОСТов осмотром и обмером. Определение марки кирпича.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

свойства и принципы производства керамики,

основные виды и область применения керамики.

уметь:

оценивать качества кирпича осмотром и определять его марку,

определять назначение плиток и стеклянных изделий.

образцы керамических стеновых и облицовочных материалов.

Порядок выполнения лабораторной работы:

Керамическими называют искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования, сушки и последующего обжига. После обжига керамические

Рис 1. Керамический кирпич полнотелый (а), с 32 (6), 18 (в) и 28 (г) пустотами

1 — постель; 2 — ложок; 3 — тычок

Для оценки качества керамических материалов в лаборатории проверяют следующие основные их свойства: внешний вид, форму и размеры, степень обжига, предел прочности при сжатии и изгибе, водопоглощение, мо-розостойкость.

Рис 2. Пустотелые керамические камни с 7 (а) и 18 (6) пустотами

Керамический кирпич в основном применяют для кладки стен зданий, поэтому к нему как к стеновому материалу предъявляют требования по прочности и теплопроводности. Желательно, чтобы он обладал наибольшей прочностью при возможно меньшей теплопроводности, что позволит уменьшить толщину и массу стены и снизить стоимость конструкции. Теплопроводность кирпича в значительной мере зависит от его водопоглощения. Чем выше водопоглощение, тем больше пористость и, соответственно, меньше теплопроводность.

Для оценки качества керамического кирпича согласно ГОСТ 530-95 отбирают среднюю пробу от каждой партии кирпича (за партию принимают 100 тыс. шт) и не менее 30 шт. направляют на испытание в лабораторию. При поступлении на строительство кирпича в количестве менее 100 тыс. шт. пробу отбирают как от целой партии.

Для выполнения лабораторных работ по этой теме подгруппу студентов разделяют на бригады по два-три человека так, чтобы общее число испытаний кирпичей равнялось пяти. Каждая бригада выполняет испытание одного образца-кирпича. Результаты испытаний, полученные каждой бригадой, заносят затем в общую таблицу отчета для лабораторных и практических работ, на основании которых делают выводы о качестве кирпича.

Определение качества кирпича по внешнему осмотру и обмеру

Внешним осмотром устанавливают наличие недожога в контролируемом кирпиче, для чего сравнивают отобранные образцы с эталоном (нормально обожженным кирпичом). Более светлый вид кирпича, чем у эталонного («алый» кирпич), и глухой звук при ударе по кирпичу молотком указывают на наличие недожога. Пережженный кирпич характеризуется оплавлением и вспучиванием, имеет бурый цвет и, как правило, искривлен. Недожженный и пережженный кирпич является браком.

После внешнего осмотра кирпич измеряют по длине, ширине и толщине, а также определяют искривление поверхностей ребер и длину трещин.

Линейные размеры кирпича и размеры трещин проверяют металлической линейкой с точностью до 1 мм. Кирпич одинарный должен иметь следующие размеры, мм: длину 250, ширину 120, толщину 65; кирпич модульный — длину 250, ширину 120 и толщину 88. Допускаемые отклонения от этих размеров для кирпича не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.

Рис 3. Измерение искривления поверхности и ребер кирпича

1 — стальной угольник; 2 — стальная линейка; 3 — кирпич

или треугольник в таком направлении, чтобы выявить максимальное значение

прогиба поверхности (рис.3). Максимальное значение зазора между ребром линейки и проверяемой поверхностью изделия измеряют специально изготовляемыми для этой цели калибрами. Результат измерений записывают в отчет по лабораторным и практическим работам и сравнивают с данными ГОСТ 530-95.

По форме и внешнему виду кирпича стандартом допускаются

искривление граней и ребер кирпича — по постели не более 3 мм и по ложку не более 4 мм;

сквозные трещины на ложковых гранях (т.е. на сторонах размером 250х65 и 250х88 мм) на всю толщину кирпича протяженностью по ширине кирпича до 30 мм включительно — не более одной (кирпич, имеющий сквозную трещину протяженностью более 30 мм, относится к половняку);

отбитости или притупленности ребер и углов размером по длине ребра не более 15 мм — не более двух.

Известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича, не допускаются.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Государственный стандарт СССР ГОСТ 24332-88
«Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии»
(утв. постановлением Госстроя СССР от 15 августа 1988 г. N 162)

Silica bricks and stones. Ultrasonic method of compressive strength determination

Дата введения 1 июля 1989 г.

Взамен ГОСТ 24332-80

Настоящий стандарт распространяется на рядовые и лицевые кирпич и камни силикатные, изготовленные способом прессования (далее — изделия), и устанавливает ультразвуковой импульсный метод (далее — ультразвуковой метод) определения предела прочности при сжатии (далее — прочности) этих изделий.

1. Общие положения

1.1. Ультразвуковой метод применяют для определения прочности изделий при их приемке техническим контролем предприятия-изготовителя, а также при контрольной проверке качества изделий государственными и ведомственными инспекциями по качеству или потребителем.

1.2. Ультразвуковой метод основан на связи между временем распространения ультразвуковых колебаний в изделии и его прочностью.

1.3. Ультразвуковые измерения в изделиях проводят способом сквозного соосного прозвучивания согласно черт. 1 и 2.

1.4. Прочность изделий определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям первого и (или) второго типа.

Градуировочную зависимость первого типа устанавливают по результатам ультразвуковых измерений горячих образцов непосредственно после автоклавирования и механических испытаний тех же образцов после их остывания не менее чем через 24 ч.

Градуировочную зависимость второго типа устанавливают по результатам ультразвуковых измерений остывших образцов не менее чем через 24 ч после автоклавирования и механических испытаний тех же образцов.

Градуировочную зависимость первого типа устанавливают для определения прочности изделий в производственных условиях. Градуировочную зависимость второго типа устанавливают для экспертного определения прочности, а также для определения прочности изделий на стройке или в других случаях.

1.5. Прочность изделий, определенная по градуировочной зависимости первого типа, соответствует прочности тех же изделий, определенной по градуировочной зависимости второго типа.

Схемы расположения преобразователей

2. Аппаратура и материалы

2.1. Ультразвуковые измерения проводят при помощи приборов, предназначенных для измерения времени распространения ультразвука в кирпиче, камнях и бетоне, аттестованных по ГОСТ 8.383-86.

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду «ГОСТ 8.383-80»

Согласно постановлению Госстандарта РФ от 27 сентября 2001 г. N 394-ст взамен ГОСТ 8.383-80 с 1 декабря 2001 г. на территории РФ действуют ПР 50.2.009-94

2.2. Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения (дельта) времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

дельта = +-(0,01t + 0,1), (1)

t — время распространения ультразвука, мкс.

2.3. Типы ультразвуковых приборов и их технические характеристики приведены в приложении 1.

Допускается применение других ультразвуковых приборов, предназначенных для испытания кирпича, камней и бетона, если эти приборы удовлетворяют требованиям пп. 2.1 и 2.2.

2.4. Между поверхностями изделия и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют вязкие контактные материалы (солидол по ГОСТ 4366-78, технический вазелин по ГОСТ 5774-76 и др.).

Допускается применение переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта и удовлетворяющих требованиям пп. 2.1 и 2.2.

2.5. При ультразвуковых измерениях для установления градуировочной зависимости и определения прочности изделия ультразвуковым методом способ контакта должен быть одинаков.

3. Подготовка и проведение испытания

3.1. Перед испытанием проводят проверку используемых приборов в соответствии с документацией по эксплуатации и установлению градуировочной зависимости для испытываемых изделий.

3.2. Изделия, предназначенные для испытаний и установления градуировочной зависимости, по размерам и внешнему виду должны соответствовать ГОСТ 379-79 и не должны иметь в зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью изделия раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм и диаметром более 6 мм, выступов более 0,5 мм, а также трещин. Поверхность изделия должна быть очищена от пыли.

3.3. Установление градуировочных зависимостей

3.3.1. Для установления градуировочной зависимости отбирают не менее чем по 5 изделий одного вида от каждой из 20 или более партий, изготовленных из одного сырья и по одной и той же технологии. При этом изделия нумеруют.

3.3.2. Измерения времени распространения ультразвука в изделиях проводят спустя 0,5 ч, но не более 1 ч после их выгрузки из автоклава при установлении градуировочной зависимости первого типа и (или) спустя не менее 24 ч после выгрузки изделий из автоклава при установлении зависимости второго типа.

3.3.3. За время распространения ультразвука в изделии принимают среднее арифметическое значение результатов измерений при трех последовательных установках преобразователей на этом изделии в одних и тех же точках.

3.3.4. Отклонение отдельного результата измерения времени распространения ультразвука в изделии от среднего арифметического значения для этого изделия не должно превышать 2%.

Результаты измерения времени распространения ультразвука в изделии, не удовлетворяющие этому условию, исключают, а это изделие заменяют другим изделием того же вида.

3.3.5. Прочность прозвученных изделий определяют по ГОСТ 8462-85 не ранее чем через 24 ч после автоклавной обработки. При этом прочность кирпича определяют на образцах, состоящих из двух половинок одного кирпича.

3.3.6. Результаты измерений по пп. 3.3.3, 3.3.4 вносят в журнал по форме, приведенной в приложении 2.

3.3.7. Градуировочную зависимость в первый год применения стандарта устанавливают четыре раза через каждые 3 мес, объединяя каждый раз результаты измерений с последующими результатами, используемыми для установления зависимостей:

первый раз — по результатам измерений не менее чем 100 изделий;

второй раз — по объединенным результатам измерений первого раза и измерений второго раза, но не менее 200 изделий в общей совокупности;

третий раз — по объединенным результатам предшествующих измерений, но не менее 300 изделий в общей совокупности;

четвертый раз — по объединенным результатам предшествующих измерений, но не менее 400 изделий в общей совокупности.

3.3.8. Градуировочную зависимость, построенную по объединенным результатам измерений за год, принимают за итоговую.

3.3.9. Расчет, оценку пригодности и поверку зависимостей, построенных по пп. 3.3.8, 3.3.9, проводят в соответствии с приложением 3 или 4.

3.3.10. Примеры расчета, оценки пригодности и поверки зависимостей приведены в приложении 5.

3.4. Для проведения испытаний отбор изделий проводят по ГОСТ 379-79.

3.5. Схемы установки преобразователей принимают согласно п. 1.3 (черт. 1 и 2).

3.6. Время распространения ультразвука в изделиях определяют согласно пп. 3.3.4, 3.3.5.

3.7. Прочность контролируемого изделия находят по градуировочной зависимости в соответствии со средним значением времени распространения ультразвука, определенным для данного изделия, и типом градуировочной зависимости.

Градуировочную зависимость используют на участке между минимальным и максимальным значениями времени распространения ультразвука, полученными при установлении зависимости.

4. Оформление результатов

4.1. Результаты измерений по пп. 3.3.3-3.3.5 заносят в журнал испытаний по форме, приведенной в приложении 6.

4.2. По полученным индивидуальным значениям прочности изделий, отобранных от данной партии, находят их среднее арифметическое и минимальное значения прочности.

Марку прочности изделий в партии назначают в соответствии с ГОСТ 379-79.

Технические характеристики ультразвуковых приборов для определения прочности кирпича и камней

│ Характеристика │ Технические характеристики приборов типов │