Главная / Статьи / Методы испытаний кирпича

Методы испытаний кирпича

Опубликовано: 8.11.2022 Время на чтение: 14 мин

Качество кирпича - определяющий параметр, от которого напрямую зависит долговечность, тепло, внешний вид будущего дома. Для подтверждения соответствия продукции стандартам качества, установленным в ГОСТ, на каждом заводе проводятся испытания готовой продукции.

В данной статье подробно рассмотрена методика проведения испытаний наиболее значимых эксплуатационных характеристик кирпичных изделий, влияющих на выбор этого материала: геометрические параметры, правильность форм, соответствие размерам, прочность, плотность, водопоглощение и морозостойкость.

Содержание:

Геометрические размеры и правильность форм

Определение отклонений от номинальных размеров и форм

Контроль этих характеристик проводят для каждой партии кирпича. Для проверки из партии отбирают изделий: 35 - для кирпича, 25 - для крупноформатных блоков. В ходе испытания с помощью металлической линейки или штангенциркуля делают замеры размеров изделия, толщины наружных стенок, диаметра цилиндрических пустот (если они имеются), размеров квадратных и ширины щелевидных пустот, длины посечек, отбитостей ребер, радиуса закругления смежных граней и глубины фаски на ребрах лицевых изделий. Измерения производят так:

• Длину, ширину и толщину каждого изделия измеряют по краям и в середине ребер противоположных граней. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех измерений.
• Толщину наружных стенок пустотелых изделий 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, наибольшее значение принимают за результат.
• Ширину раскрытия трещин измеряют при помощи измерительной лупы, точность измерения составляет 0,1 мм.
• Глубину отбитости углов и ребер измеряют при помощи угольника и линейки по перпендикуляру от вершины угла или ребра, образованного угольником, до поврежденной поверхности.
• Отклонение от перпендикулярности граней определяют, прикладывая угольник к смежным граням изделия и измеряя металлической линейкой наибольший зазор между угольником и гранью. Наибольший из всех полученных измерений принимают за результат.
• Отклонение от плоскостности изделия определяют, прикладывая одну сторону угольника к ребру изделия, а другую - вдоль каждой диагонали грани и измеряя щупом, калиброванным в установленном порядке, или металлической линейкой наибольший зазор между поверхностью и ребром угольника. Наибольший из всех полученных измерений считается общим результатом для изделия.

Предельные отклонения от установленных стандартов

Предельные отклонения от номинальных размеров

Предельные отклонения от номинальных размеров на одном изделии не должны превышать, мм:

• по длине:
  - кирпича и камня без пазогребневого соединения ± 4,
  - камня с пазогребневым соединением ± 10;
• по ширине:
  - кирпича, камня шириной не более 120 мм ± 3,
  - камня шириной более 120 мм ± 5;
• по толщине:
  - кирпича лицевого ± 2,
  - кирпича рядового ± 3,
  - камня ± 4.

Предельные отклонения других параметров изделий

• Толщина наружных стенок пустотелого кирпича должна быть не менее 12 мм, камня – не менее 8 мм.
• Радиус закругления угла вертикальных смежных граней должен быть не более 15 мм, глубина фаски на горизонтальных ребрах - не более 3 мм.
• Размеры и число выступов пазогребневого соединения не регламентируют.
• Диаметр вертикальных цилиндрических пустот и размер стороны квадратных пустот должен быть не более 20 мм, ширина щелевидных пустот - не более 16 мм.
• Размер пустот изделий с пустотностью не более 13 % не регламентируют.
• Размеры горизонтальных пустот не регламентируют.
• Для камня допускаются пустоты (для захвата при кладке) общей площадью сечения, не превышающей 13 % площади постели камня.

Пустотность изделий

Пустотность определяют как отношение объема песка, заполняющего пустоты, к объему кирпича. Кирпич производят полнотелым (без пустот), полнотелым с технологическими пустотами (пустотность не более 13%), пустотелым (пустотность более 13%). Определение пустотности на предприятиях согласно ГОСТ относится к периодическим и проводится раз в месяц.

Методика опыта:

1. Для проведения теста методом случайного отбора получают три образца, измеряют их длину, ширину и толщину для расчета объема каждого изделия.
2. Укладывают образцы на листе бумаги на ровной поверхности отверстиями вверх.
3. Сухим кварцевым песком фракции 0,5–1,0 мм заполняют пустоты каждого из испытуемых кирпичей.
4. Затем изделия убирают, песок от каждого из них пересыпают в стеклянный мерный цилиндр и фиксируют его объем.
5. Проводят расчеты. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех параллельных определений и округляют до 1 %.

Важно знать: масса щелевого кирпича меньше, чем у полнотелого; щелевой кирпич «теплее», что позволяет возводить стены меньшей толщины без ухудшения теплопроводности, однако запрещается использовать его для кладки фундаментов, подвалов, цоколей, так как замерзание воды, попавшей в пустоты кирпича, приводит к его разрушению.

Предел прочности при сжатии и изгибе

Прочность - одна из важнейших характеристик кирпича, это способность в определенных условиях и пределах принимать нагрузки, вызывающие в нем внутренние напряжения, без разрушения. Прочность материала характеризуется напряжением в образце материала в момент его разрушения.

Контроль прочности кирпичей и крупноформатных блоков на сжатие и изгиб проводится для каждой изготовленной партии. Для теста отбирают 5 - 10 образцов. Образцы испытывают в воздушно-сухом состоянии.

Предел прочности при сжатии

Кирпич - стеновой материал, находясь в кладке, в основном, испытывает сжимающие нагрузки. Предел прочности на сжатие определяют, воздействуя на образец равномерно распределенной и постоянно увеличивающейся вплоть до его разрушения нагрузкой. Методика включает следующие этапы:

1. Подготовка образца. Опорные поверхностей изделий выравнивают шлифованием. Отклонение от плоскостности опорных поверхностей испытываемых образцов не должно превышать 0,1 мм на каждые 100 мм длины. Образец измеряют по средним линиям опорных поверхностей с погрешностью до ±1 мм. На боковые поверхности наносят осевые линии.
2. 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 минуту. Значение разрушающей (максимальной) нагрузки регистрируют.
3. Обработка результатов. Значение предела прочности при сжатии изделий R_сж, МПа (кгс/см²) вычисляют по формуле:
   R_сж = P / F,
   где Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, Н (кгс)
   F - площадь поперечного сечения образца (без вычета площади пустот), мм² (см²).
   Значение предела прочности при сжатии образцов вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднеарифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

Предел прочности при изгибе

Изгибающие нагрузки кирпич в кладке испытывает при опирании на балку, перекрытие. Предел определяют измерением разрушающей нагрузки, передаваемой вертикально через верхнюю опору прибора на образец, установленный на двух нижних опорах.

1. Подготовка образца. Подготовка опорной поверхности проводится так же, как при испытании прочности на сжатие. Измерение ширины и толщины испытуемого изделия делают в месте приложения нагрузки.
2. Проведение испытания. Расстояние между осями нижних опор машины для испытания прочности на изгибе устанавливают равное 4/5 длины образца. Образец устанавливают на нижних опорах симметрично. Нагрузку прикладывают в центре изделия через верхнюю опору. Нагрузку на образец увеличивают равномерно и непрерывно со скоростью, обеспечивающей его разрушение через не ранее чем через 1 минуту. Значение разрушающей (максимальной) нагрузки регистрируют с точностью до 0.1 кН.
3. Обработка результатов. Значение предела прочности при изгибе изделий R_изг , МПа (кгс/см²) вычисляют по формуле:
   R_изг = 3/2Pl / bh²,
   где Р - разрушающее усилие, кН
   l - расстояние между опорами, см
   b и h - ширина и высота образца, см.
   Значение предела прочности при изгибе вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднеарифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

Важно знать: показателем прочности кирпича является марка, обозначается «М» с цифровым значением. Цифры показывают, какую нагрузку на 1 см2 может выдержать кирпич. Например, М100 обозначает, что кирпич выдерживает нагрузку 100 кг на 1 см2.

Плотность, водопоглощение и морозостойкость кирпича

Данные параметры находятся в прямой зависимости от основной структурной характеристики кирпича - пористости. Именно степень заполнения объёма материала порами определяет такие его свойства, как водопоглощение, теплопроводность, акустические свойства, морозостойкость, прочность и др. Чем выше плотность кирпича, тем выше его теплопроводность (стены из более плотного кирпича «холоднее»), кирпич с высоким водопоглощением имеет меньшую морозостойкость и долговечность.

Среднюю плотность, водопоглощение и морозостойкость кирпичных изделий определяют по методике, описанной в ГОСТ 7025-91.

Определение плотности кирпича

Тест средней плотности кирпича проводят для каждой изготовленной партии для чего отбирают три образца.

Методика опыта:

1. Определяют объем образцов по их геометрическим размерам, измеренным с погрешностью не более 1 мм в трех местах - по ребрам и середине грани. За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений.
2. Образны очищают от пыли и высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу.
3. Проводят расчеты. Среднюю плотность образца (ρ_ср), кг/м1, вычисляют по формуле:
   ρ_ср= (m / V) 1000
4. За значение средней плотности принимают среднее арифметическое результатов средней плотности всех образцов, рассчитанное с точностью до 10 кг/м³.

Определение водопоглощения кирпича

Водопоглощение – способность материала впитывать воду. Объёмное водопоглощение выражается в процентах как отношение объёма поглощённой воды к объёму образца. Испытание не относится к приемосдаточным и проводится ежемесячно на минимум трех образцах.

1. Подготовка образца. Образцы керамических изделий предварительно высушивают до постоянной массы. Силикатные изделия тестируют без подготовки.
2. Проведение испытания. Образцы укладывают в один ряд по высоте на решетку в сосуд с водой температурой 20±5 °С так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на 2–10 см и оставляют на 48 ч. Насыщенные водой образцы вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу образца, насыщенного водой. Взвешивание каждого образца должно быть закончено не позднее 2 мин после его удаления из воды. После взвешивания образцы силикатных изделий высушивают до постоянной массы.
3. Обработка результатов. Водопоглощение образцов W по массе в процентах вычисляют по формуле, вычисляют по формуле:
   W = (m₁ - m) / m,
   где m₁ - масса образца, насыщенного водой, г;
   m - масса образца, высушенного до постоянной массы, г.
   За значение водопоглощения изделий принимают среднее арифметическое результатов определения водопоглоoения всех образцов, рассчитанное с точностью до 1 %.

Определение морозостойкости методом объемного замораживания

Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. Характеризуется числом циклов замораживания (при температуре не выше -18°С) и оттаивания (в воде), которое он выдерживает без снижения прочности и потери массы или появления внешних повреждений, указанных в ГОСТе. По морозостойкости материалы подразделяют на марки: 25; 35; 50; 75; 100 и т.д. Например, марка по морозостойкости кирпича F25 означает, что кирпич в насыщенном водой состоянии выдерживает не менее 25 циклов «замораживания-оттаивания» без снижения прочности и внешних повреждений.

Тест проводят с периодичностью раз в квартал, количество образцов - не менее пяти. Испытание проводят с использованием морозильной камерой с принудительной вентиляцией и автоматически регулируемой температурой от -15 до -20°С.

1. Подготовка образца. Отобранные образцы по внешнему виду и размерам должны соответствовать требованиям ГОСТ. На образцах фиксируют имеющиеся трещины, околы ребер, углов и другие дефекты. Образцы насыщают водой, либо используют после контроля водопоглощения. Образцы укладывают в контейнеры, дальнейшее тестирование буде проводиться в них.
2. Проведение испытания. Образцы укладывают в морозильную камеру с температурой воздуха в ней не выше -15°С. После закладки образцов температура в камере повышается, поэтому за начало замораживания принимают момент, когда температура в камере возвращается к исходным -15°С. Процесс замораживания длится непрерывно не менее 4 часов, после его окончания приступают к оттаиванию, для чего контейнер с образцами погружают в сосуд с водой комнатной температуры. Процесс оттаивания длится не менее половины продолжительности замораживания, все это время температуру воды поддерживают с помощью термостата на одном уровне (20±5 °С). Одно замораживание с последующим оттаиванием составляет один цикл, который длится не менее суток. Оценку степени повреждений всех образцов проводят через каждые пять циклов замораживания и оттаивания.
3. Обработка результатов. При оценке морозостойкости по степени повреждений после проведения требуемого числа циклов замораживания - оттаивания проводят визуальный осмотр образцов и фиксируют появившиеся дефекты, делают заключение о соответствии степени этих повреждений ГОСТ. При оценке морозостойкости по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания - оттаивания образцы высушивают до постоянной массы, затем сравнивают с контрольными. При оценке морозостойкости по потере прочности при сжатии после проведения требуемого числа циклов замораживания - оттаивания проводят контроль прочности на сжатие описанным выше методом, сравнивают с контрольными образцами. За значение потери массы или прочности изделий принимают среднее арифметическое результатов определений потери массы или прочности всех образцов, рассчитанное с точностью до 1%.

Важно знать: чем выше плотность кирпича, тем выше его теплопроводность (стены из более плотного кирпича «холоднее»), а чем больше водопоглощение материала, тем выше его теплопроводность, ниже морозостойкость и долговечность.