Profilpipe.ru

Профиль Пипл
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить прочность силикатного кирпича

Техническая характеристика силикатного кирпича

Требования к техническим свойствам силикатного кирпича меняются в зависимости от области его применения, обычно определяемой строительными нормами, неодинаковыми в разных странах.

Прочность при сжатии и изгибе.

В зависимости от предела прочности на сжатие силикатный кирпич подразделяют на марки 75, 100, 125, 150 и 200.

Марка кирпича определяется его средним пределом прочности при сжатии, который составляет обычно 7,5 — 35 МПа. В стандартах ряда стран (Россия, Канада, США), наряду с этим, также регламентируют предел прочности кирпича при изгибе. Пустотелые камни средней плотностью 1000 и 1200 кг/м3 могут иметь марки 50 и 25. В большинстве стандартов предусмотрено определение прочности кирпича в состоянии и лишь в английском стандарте — в водонасыщенном.

В стандартах приведены средняя прочность кирпича данной марки и минимальные значения предела прочности отдельных кирпичей пробы, составляющие 75 — 80% среднего значения.

Водопоглощение — это один из важных показателей качества силикатного кирпича и является функцией его пористости, которая зависит от зернового состава смеси, её формовочной влажности, удельного давления при уплотнении. По 79 водопоглощение силикатного кирпича должно быть не менее 6%.

При насыщении водой прочность силикатного кирпича снижается по сравнению с его прочностью в состоянии так же, как и у других строительных материалов, и это, снижение обусловлено теми же причинами. Коэффициент размягчения силикатного кирпича при этом зависит от его макроструктуры, от микроструктуры цементирующего вещества и составляет обычно не менее 0,8.

Влагопроводность.

Она характеризуется коэффициентом влагопроводности, который зависит от средней плотности кирпича. При рср., примерно равной 1800 кг/м³, и различной влажности имеет следующие значения:

Таблица 1

W, % [pic]*10,9258111416,518,5
0 — 5, кгм²3,66,98,710,214,53073

Морозостойкость.

В нашей стране морозостойкость кирпича, особенно лицевого, является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. По 79 установлены четыре марки кирпича по морозостойкости. Морозостойкость рядового кирпича должна составлять не менее 15 циклов замораживания при температуре — 15 °С и оттаивания в воде при температуре 15 — 20 °С, а лицевого — 25, 35, 50 циклов в зависимости от климатического пояса, частей и категорий зданий, в которых его применяют.

Снижение прочности после испытания на морозостойкость по сравнению с водонасыщенными контрольными образцами не должно превышать 20% для лицевого и 35% для рядового кирпича первой категории и соответственно 15 и 20% для кирпича высшей категории качества.

Требования по морозостойкости к кирпичу марок 150 и выше предъявляются только в том случае, если его применяют для облицовки зданий. При этом кирпич должен пройти 25 циклов испытаний без снижения прочности более чем на 20%. По польскому стандарту силикатный кирпич всех видов должен выдерживать не менее 20 циклов замораживания и оттаивания без признаков разрушения. В стандартах Англии, США и Канады для облицовки наружных частей зданий, подвергающихся увлажнению и замораживанию, предусматривается кирпич повышенной прочности (21 — 35 МПа), но его морозостойкость не нормируется.

Морозостойкость силикатного кирпича зависит в основном от морозостойкости цементирующего вещества, которая в свою очередь определяется его плотностью, микроструктурой и минеральным составом новообразований. По данным П. Г. Комохова, коэффициент морозостойкости цементного камня из прессованного вяжущего автоклавной обработки колеблется после 100 циклов от 0,86 до 0,94. При этом с увеличением удельной поверхности кварца с 1200 до 2500 см²/г коэффициент морозостойкости несколько возрастает, а при дальнейшем увеличении дисперсности кварца он снижается.

В настоящее время в связи с применением механических захватов для съема и укладки сырца в сырьевую широту стали вводить значительно большее количество дисперсных фракций для повышения его плотности и прочности. Вследствие этого в структуре вырабатываемого сейчас силикатного кирпича заметную роль играют уже микрокапилляры, в которых вода не замерзает, чтозначительно повышает его морозостойкость.

Морозостойкость силикатных образцов зависит от вида гидросиликатов кальция., цементирующих зёрна песка (низкоосновных, высокоосновных или их смеси). После 100 циклов испытаний коэффициент морозостойкости образцов, предварительно прошедших испытания на атмосферостойкость, равнялся для низкоосновной связки 0,81, высокоосновной — 1,26 и их смеси — 1,65.

Изучалась также морозостойкость силикатных образцов, изготовленных на основе песков различного минерального состава. Были использованы наиболее распространенные пески: мелкий кварцевый, истый и с примесью 10% каолин итовой или монтмориллонитовой глины, полевошпатовый, смесь 50% полевошпатового и 50% мелкого кварцевого, крупный кварцевый, содержащий до 8% полевых шпатов.

Кремнеземистая часть вяжущего состояла из тех же, но размолотых пород. Соотношения между активной окисью кальция и кремнеземом в вяжущем назначали исходя из расчета получения цементирующей связки с преобладанием низко- или высокоосновных гидросиликатов кальция или их смеси. Количество вяжущего во всех случаях было постоянным. Однако, морозостойкость силикатных образцов после 100 циклов замораживания и оттаивания зависит не только от типа цементирующей связки, но и от минерального состава песка. Влияние минерального состава песка особенно сказывается при наличии связки из низкоосновных гидросиликатов кальция, когда в смесь введено 10% каолин итовой или монтмориллонитовой глины. Коэффициент морозостойкости при этом падает до 0,82. При повышении основности связки коэффициент морозостойкости составов, наоборот, повышается до 1,5, что свидетельствует о продолжающейся реакции между компонентами в процессе испытаний.

Из приведенных данных видно, что хорошо изготовленный силикатный кирпич требуемого состава является достаточно морозостойким материалом.

Атмосферостойкость.

Под атмосферостойкостью обычно понимают изменение свойств материала в результате воздействия на него комплекса факторов: переменного увлажнения и высушивания, карбонизации, замораживания и оттаивания.

Н. Н. Смирнов исследовал микроструктуру свежеизготовленных и пролежавших в кладке 10 лет образцов силикатного кирпича Кореневского, Краснопресненского, Люберецкого и Мытищинского заводов. Он установил, что в общем случае чешуйки новообразований за 10 лет частично замещаются вторичным кальцитом в результате карбонизации гидросиликатов кальция.

Гаррисон и Бесси испытывали в течение многих лет силикатный кирпич разных классов прочности, зарытый в грунт полностью или наполовину, а также лежащий в лотках с водой и на бетонных плитах, уложенных на поверхность земли. Они установили, что внешний вид кирпичей, лежавших 30 лет в земле с дренирующим и не дренирующим грунтом, мало изменился, но их поверхность размягчилась, а у кирпичей, частично зарытых в землю, открытая часть осталась без повреждений, хотя в некоторых случаях поверхность покрылась мхом.

Состояние кирпичей, находившихся 30 лет на бетонных плитах, зависело от их класса. Так, оказались без повреждений или имели незначительные повреждения 95% кирпичей класса 4 — 5 (28 — 35 МПа), 65% кирпичей класса 3 (21 МПа) и 25% кирпичей класса 2 (14 МПа). Все кирпичи класса 1 (7 МПа) имели повреждения уже через 16 лет. Все кирпичи, лежавшие 30 лет на земле в лотках с водой, получили повреждения, и чем ниже класс кирпича, тем раньше они появлялись: у кирпичей класса 1 — через 8 лет, класса 2 — через 19 лет; класса 3 — через 22 года и для классов 4 — 5 — через 30 лет.

Прочность кирпичей, пролежавших в земле 20 лет, уменьшилась примерно, вдвое. При этом наибольшее снижение прочности наблюдалось у кирпичей, находившихся в недренирующем глинистом грунте, а наименьшее — у кирпичей, наполовину зарытых в землю (стоймя). За 20 лет в зависимости от условий пребывания в грунте карбонизировалось 70 — 80% гидросиликатов кальция, причем в основном карбонизация произошла в первые 3 года. Таким образом, даже при таких исключительно жестких испытаниях силикатный кирпич классов 3 и 4 оказался достаточно стойким.

Общеизвестно, что прочность силикатного кирпича после остывания повышается. Именно поэтому по ранее действовавшему ОСТ 5419 предусматривалось определять его прочность не ранее чем через две недели после изготовления. Были проведены испытания кирпича на образцах, отобранных от большого, числа партий (в общей сложности 3 млн. шт.). По 10 кирпичей из каждой пробы раскалывали пополам, половинки разных кирпичей складывали попарно в определенной последовательности и испытывали сразу, а остальные укладывали на стеллажи и испытывали в той же последовательности через 15 сут. При этом было установлено, что прочность кирпича за это время возросла в среднем на 10,6%, влажность его уменьшилась с 9,6 до 3,5%, а содержание свободной окиси кальция снизилось на 25% первоначального. Таким образом, повышение прочности силикатного кирпича через 15 сут. после изготовления можно объяснить совместным влиянием его высыхания и частичной карбонизации свободной извести.

Термографическими и рентгеноскопическими исследованиями установлено, что после испытания образцов в климатической камере заметных изменений в цементирующей связке не отмечается, а после карбонизации гидросиликаты кальция превращаются в карбонаты и гель кремнекислоты, являющиеся стойкими образованиями, цементирующими зерна песка.

Таким образом, можно считать, что силикатный кирпич, изготовленный из песков различного минерального состава с использованием тонкомолотого вяжущего, является вполне атмосферостойким материалом.

Стойкость в воде и агрессивных средах.

Стойкость силикатного кирпича определяется степенью взаимодействия цементирующего его вещества с агрессивными средами, так как кварцевый песок стоек к большинству сред. Различают газовые и жидкие среды, в которых стойкость силикатного кирпича зависит от их состава. Из этих данных следует, что силикатный кирпич нестоек против действия кислот, которые разлагают гидросиликаты и карбонаты кальция, цементирующие зерна песка, а также против содержащихся в воздухе агрессивных газов, паров и пыли при относительной влажности воздуха более 65%. Необходимо отметить, что приведенные ориентировочные данные относятся к силикатному кирпичу по 53, требования к качеству которого значительно ниже, чем по 79.

Образцы силикатного кирпича подвергали воздействию проточной и непроточной дистиллированной и артезианской воды в течение более 2 лет. В основном коэффициент стойкости образцов падает в первые 6 мес., а затем остается без изменения. Более высокий коэффициент стойкости — у образцов, содержащих 5% молотого песка, а более низкий — у образцов, в состав которых введено 5% молотой глины. Образцы, содержащие 1,5% молотого песка, занимают промежуточное положение: их коэффициент стойкости составляет примерно 0,8, что следует признать достаточно высоким для рядового силикатного кирпича.

Аналогичные образцы подвергали воздействию сильно минерализованных грунтовых вод, содержащих комплекс солей, а также 5%-ного раствора Na2SO4 и 2,5%-ного раствора MgSO4.

Читать еще:  Керамические кирпичи пустотелые рядовые

Каждые 3 мес. определяли прочность и коэффициент стойкости образцов, находившихся в различных растворах. В растворе Na2SO4 прочность образцов снижается в основном в течение 9 мес., а к 12 мес. она стабилизируется и в дальнейшем не меняется. В отличие от этого прочность образцов, находившихся в растворе MgSO4, падает все время, и они начинают интенсивно разрушаться уже по истечении 15 мес.

Как правило, коэффициент стойкости образцов, содержащих 5% молотого песка, cоставляет в грунтовых водах и растворе Na2SO4 примерно 0,9, содержащих 1,5% молотого песка — 0,8, тогда как у образцов, в состав которых введено 5% молотой глины, в грунтовой воде и 5%-ном растворе Na2SO4 он достигает 0,7. Следовательно, образцы с молотой глиной нельзя признать достаточно стойкими к воздействию агрессивных растворов, а также мягкой и жесткой воды.

Таким образом, силикатный кирпич, в состав которого введено 5% молотого песка, обладает высокой стойкостью к минерализованным грунтовым водам, за исключением растворов MgSO4.

Жаростойкость.

К. Г. Дементьев, нагревавший силикатный кирпич при различной температуре в течение 6ч, установил, что до 200°С его прочность увеличивается, затем начинает постепенно падать и при 600’С достигает первоначальной. При 800°С она резко снижается вследствие разложения цементирующих кирпич гидросиликатов кальция.

Повышение прочности кирпича при его прокаливании до 200°С сопровождается увеличением содержания растворимой SiO2, что свидетельствует о дальнейшем протекании реакции между известью и кремнеземом.

Основываясь на данных исследований и опыте эксплуатации силикатного кирпича в дымоходах и дымовых трубах разрешается применять силикатный кирпич марки 150 для кладки дымовых каналов в стенах, в том числе от газовых приборов, для разделок, огнезащитной изоляции и облицовки; марки 150 с морозостойкостью Мрз35 — для кладки дымовых труб выше чердачного перекрытия.

Теплопроводность.

Теплопроводность сухих силикатных кирпичей и камней колеблется от 0,35 до 0,7 Вт/(мС) и находится в линейной зависимости от их среднейплотности, практически не завися от числа и расположения пустот.

Испытания в климатической камере фрагментов стен, выложенных из силикатных кирпичей и камней различной пустотности, показали, что теплопроводность стен зависит только от плотности последних. Теплоэффективные стены получаются лишь при использовании многопустотных силикатных кирпичей и камней плотностью не выше 1450 кг/м³ и аккуратном ведении кладки (тонкий слой нежирного раствора плотностью не более 1800 кг/м³, не заполняющего пустоты в кирпиче).

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе материалов стеновых, в том числе методы:

— определения предела прочности при сжатии керамического и силикатного кирпича и камней, блоков стеновых, бетонных камней, а также камней и блоков из природных материалов;

— определения предела прочности при изгибе кирпича (керамического, силикатного, бетонного).

Настоящий стандарт распространяется на изделия для кладки стен, сводов, перекрытий.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 166 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 288 Войлок технический тонкошерстный и детали из него для машиностроения. Технические условия

ГОСТ 379 Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия

ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 530 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия

ГОСТ 3749 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 6133 Камни бетонные стеновые. Технические условия

ГОСТ 6613 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 8736 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 23732 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 31360 Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 53228 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 57294/EN 771-6:2011 Изделия стеновые из природного камня. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие положения

3.1 Изделия для испытаний отбирают от партии.

3.1.1 Размер партии и число изделий, подлежащих испытанию для определения пределов прочности при сжатии и изгибе, устанавливают в нормативных документах или технических условиях на соответствующие виды кладочных изделий.

Изделия, отобранные для испытания, по внешнему виду и размерам должны удовлетворять требованиям нормативных документов.

Испытания изделий на сжатие проводятся, если отклонение от плоскостности их опорных поверхностей в местах приложения нагрузки составляет не более 0,1 мм на каждые 100 мм длины. Непараллельность опорных поверхностей должна быть не более 2 мм.

Поверхности изделий, не отвечающие данным требованиям, подлежат выравниванию. Допускается выравнивать опорные поверхности шлифованием, цементным раствором или использовать при проведении испытаний прокладки из технического войлока.

3.2 Средства измерений, применяемые для испытаний, должны быть поверены, а испытательное оборудование аттестовано по ГОСТ Р 8.568.

4 Определение предела прочности при сжатии

4.1 Предел прочности кладочных изделий при сжатии определяют воздействием равномерно распределенной и постоянно увеличивающейся нагрузки на образец до его разрушения с измерением максимального значения нагрузки. Испытания образцов осуществляют в направлениях приложения нагрузки, определенной в нормативных документах и проектной документации.

4.2 Средства измерений, вспомогательные устройства и материалы

Машина испытательная по ГОСТ 28840 с регулируемой скоростью приложения нагрузки и погрешностью измерения не более ± 2 %.

Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.

Угольник поверочный по ГОСТ 3749.

Весы лабораторные по ГОСТ Р 53228.

Щупы измерительные с точностью до 0,01 мм по нормативным документам производителя.

Сито с сеткой 1 мм по ГОСТ 6613.

Шкаф сушильный, обеспечивающий поддержание температуры (105 ± 5) °С с пределами допускаемой абсолютной погрешности ± 2 °С, по нормативным документам производителя.

Гладкая твердая плита (пластина) из высококачественной стали или матового стекла, поверхность которой имеет отклонение от расчетной плоскости не более 0,1 мм на каждые 100 мм длины.

Цемент марки не ниже 400 по ГОСТ 10178 или класса прочности 42,5 по ГОСТ 31108.

Песок кварцевый по ГОСТ 8736.

Вода для бетонов и строительных растворов по ГОСТ 23732.

Войлок толщиной до 10 мм по ГОСТ 288.

4.3 Подготовка к испытанию

4.3.1 Образец для определения предела прочности при сжатии кирпича состоит из двух целых кирпичей, уложенных «постелями» друг на друга.

4.3.2 Образцом для определения предела прочности при сжатии полнотелых и пустотелых образцов является целое изделие. При испытаниях полнотелых изделий длиной 500 мм и более и/или толщиной 300 мм и более допускается из них вырезать фрагменты-образцы.

Схема выпиливания образцов из полнотелых изделий приведена на рисунке А.1 (приложение А).

4.3.3 Плоскостность проверяют, измеряя щупом наибольший зазор между поверхностью образца и ребром угольника, накладываемого на диагонали опорной поверхности. Непараллельность опорных поверхностей определяют как разность между наибольшим и наименьшим значениями высоты образца, измеренными по четырем вертикальным ребрам.

Обработку поверхности при подготовке строительных блоков осуществляют в зависимости от их типов в соответствии с таблицей Б.1 (приложение Б).

4.3.4 При подготовке образцов к испытаниям на сжатие выравниванию подлежат поверхности, которые в конструкциях располагаются перпендикулярно направлению сжимающей нагрузки.

4.3.5 Образцы из керамического кирпича и камня пластического или другого вида формования подготавливают к испытаниям, выравнивая их опорные поверхности шлифованием.

Шлифованные образцы испытывают без использования раствора или прокладок из иных материалов.

Предел прочности при сжатии шлифованного изделия определяют по результатам испытаний в соответствии с 4.6.

Предел прочности при сжатии нешлифованного изделия принимают по результатам испытания шлифованного изделия с коэффициентом перехода предела прочности K1 который определяют по результатам испытаний в соответствии с приложениями В и Г.

4.3.6 Предел прочности силикатного кирпича и камня и керамического кирпича полусухого прессования определяют по результатам испытаний насухо, не производя выравнивания их поверхностей.

4.3.7 Предел прочности при сжатии бетонных камней определяют на целом камне. Опорные поверхности образцов выравнивают цементным раствором (см. 4.3.9), если их отклонение от плоскостности превышает 0,3 мм.

Допускается пересчитывать прочность на сжатие кладочных изделий в эквивалентную прочность в воздушно-сухом состоянии в соответствии с приложением Д.

4.3.8 Предел прочности при сжатии камней из горных пород и блоков из природного камня определяют на образцах, размеры которых указаны в нормативных и технических документах на данные виды кладочных материалов, утвержденных в установленном порядке. Опорные поверхности образцов выравнивают шлифованием или цементным раствором. Отклонение от плоскостности шлифованных поверхностей образцов не должно превышать 0,1 мм.

4.3.9 Цементный раствор для выравнивания поверхностей образцов по 4.3.7 и 4.3.8 подготавливают из равных по массе частей цемента М500 и песка, просеянного через сито с сеткой № 1,25 (В/Ц = 0,40 — 0,42).

4.3.10 Допускается при определении предела прочности при сжатии керамического кирпича и камней пластического или другого вида формования изготавливать образцы, выравнивая их опорные поверхности, применяя прокладки из технического войлока толщиной 5 — 10 мм.

4.4 Выдерживание образцов перед испытаниями

Читать еще:  Изготовление глиняного кирпича своими руками

4.4.1 Испытуемые образцы выдерживают до достижения установленного влажностного состояния в зависимости от требований нормативных и технических документов на изделия. Метод подготовки должен соответствовать одному из установленных в 4.3.

4.4.2 Подготовку к проведению испытаний образцов в воздушно-сухом состоянии осуществляют выдерживанием влажных испытуемых образцов в течение не менее 3 сут в помещении при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности воздуха от 60 % до 80 % до постоянной массы. Масса считается постоянной, если по результатам двух последовательных взвешиваний с интервалом не менее 24 ч потеря массы образца составляет не более 0,2 %.

4.4.3 Подготовка к испытаниям образцов методом высушивания

Сухое состояние образцов достигается с помощью одного из следующих методов:

а) высушиванием в сушильном шкафу при температуре (105 ± 5) °С до постоянной массы.

Примечание — После просушивания и до испытаний образцы выдерживают при температуре окружающей среды в течение 15 — 20 мин;

б) высушиванием в сушильном шкафу при температуре (70 ± 5) °С до постоянной массы.

После высушивания и до испытаний образцы выдерживают при температуре (20 ± 2) °С до достижения температурного равновесия. После этого в течение 24 ч проводят испытания.

4.4.4 Подготовка к испытаниям образцов методом погружения

Образцы погружают в воду с температурой (20 ± 5) °С, минимум, на 15 ч. Затем образцы вынимают и дают просохнуть в течение 15 — 20 мин.

4.5.1 В соответствии с нормативными документами на продукцию, в зависимости от принятого направления приложения нагрузки измеряют длину и ширину опорных поверхностей образца и определяют их площадь. Погрешность измерения — не более 1 мм.

4.5.2 На боковые поверхности образца наносят вертикальные осевые линии. Образец устанавливают в центре плиты пресса, совмещая геометрические оси образца и плиты.

4.5.3 Образцы с несквозными пустотами располагают пустотами вверх. Образцы, имеющие разную площадь пустот, располагают вверх поверхностью с большей площадью пустот.

4.5.4 Нагрузка на образец должна возрастать непрерывно и равномерно таким образом, чтобы до разрушения образца прошло не менее 60 с.

Значения скорости нагружения приведены в таблице 1.

Значение максимальной нагрузки регистрируют с точностью до 1 кН.

ГОСТ 24332-88 Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КИРПИЧ И КАМНИ СИЛИКАТНЫЕ

УЛЬТРАЗВУКОВО Й МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КИРПИЧ И КАМНИ СИЛИКАТНЫЕ

Ультразвуко вой метод определения прочности при сжатии

Silica bricks and stones. Ultrasonic method
of compressive strength determination

ГОСТ
24332 — 88

Дата введения 01.07.89

Несоблюдени е стандарт а пресл едуется по закону

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 прочност и 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 уста навливают дл я определения прочности изделий в про изводственных 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

Камень (к ирп ич) пустот елый

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

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

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

(1)

где 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 п п. 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.).

Допуска ется применение переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта и удовлетворяющих требован иям п п. 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, пред назначенные 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 зависимо стей

3.3.1. Для установления градуировочной зависимости отб ирают 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 8462-85не 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 п п. 3.3.3, 3.3.4 вносят в журнал по форме, приведенной в приложении 2.

3.3.7. Градуировочную зав исимость в первый год пр именения стандарта устанавливают четыре раза через каждые 3 мес, объединяя к аждый 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 совокупност и.

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, оценк и пригодност и и поверки завис имостей 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 издел иях определяют согласно п п. 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 п п. 3.3.3- 3.3.5 наносят 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.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Технические характеристики ультразвуковых приборов
для определения проч ности кирпича и камней

Характеристи ка

Технические характеристики приборов типов

Диапазон измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, мкс

8-8500 в ручном, до 9999 в автоматическом режиме

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА И КЛАДКИ НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ КОНТРОЛЯ

  • Авторы:ЗУБАНОВ С.В 1 , ТКАЧЁВ Е.В 1
  • Учреждения:
    1. Самарский государственный архитектурно-строительный университет
  • Выпуск: Том 3, № 3 (2013)
  • Страницы: 90-96
  • Раздел: Статьи
  • URL:https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/54132
  • DOI:https://doi.org/10.17673/Vestnik.2013.03.18
  • Цитировать

Полный текст

  • Аннотация
  • Полный текст
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Статистика

Аннотация

Представлены результаты определения прочности силикатного кирпича и кладки с учетом различных факторов приборами неразрушающего контроля. Приведены результаты экспериментальных исследований силикатного кирпича и кладки ультразвуковыми приборами поверхностного и сквозного прозвучивания.

Ключевые слова

Полный текст

Вода, проникающая в капилляры, оказывает разрушающее действие на строительные конструкции. Основные пути проникновения влаги в строительные конструкции это выпадение атмосферных осадков, движение грунтовых и талых вод, конденсация водяных паров, диффундирующих через толщу конструкций. Стены в процессе эксплуатации подвергаются воздействию влаги двояким образом. С одной стороны, представляют собой опасность атмосферные осадки. Дождь и снег в ветреную погоду, как известно, обильно смачивают фасад, и защита последнего посредством системы водостоков, выноса кровли над ним и таких архитектурных элементов, как карнизы и эркеры, оказывается малоэффективной. Но есть и еще один источник увлажнения диффузия водяного пара сквозь ограждающие конструкции из помещения наружу из-за разности парциальных давлений внутри здания и на улице. Установлено, что снижение прочности строительных материалов под воздействием влаги обусловлено адсорбированным облегчением деформаций. Одновременно, расклинивающее действие водных пленок приводит к снижению однородности структуры. При циклическом замораживании и оттаивании резко падает прочность пористых строительных материалов. Кроме того, вода при миграции в капиллярах переносит растворы солей, которые при кристаллизации приводят к снижению прочности. Силикатный кирпич это группа материалов так называемого автоклавного синтеза. Он готовится методом полусухого прессования из смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке воздействию насыщенного водяного пара при температурах 170-200 °С и давлении пара 8-12 атм. В результате синтеза гидросиликатов образуется искусственный камень. Силикатный кирпич характеризуется высокой механической прочностью, а также высокой теплопроводностью, обладает следующими гигиеническими параметрами: воздухопроницаемость стены толщиной 250 мм в тысячу раз выше, чем у бетонной стены толщиной 100 мм, и сопоставима с воздухопроницаемостью одного слоя обычных обоев; паропроницаемость в 4 раза лучше, чем у бетона, и в 2 раза по сравнению с деревом. Главным недостатком силикатного кирпича является высокий уровень водопоглощения, вследствие которого снижаются теплоизоляционные характерис-тики и морозостойкость. Из-за чувствительности к влаге силикатный кирпич категорически противопоказан для строительства фундаментов и цоколей, стен, соприкасающихся с влажными помещениями (без устройства сплошной гидроизоляции). Как следствие, теплоизоляционные характеристики материала (и так оставляющие желать лучшего) на практике становятся непредсказуемыми. Водопоглощение это один из важных показателей качества силикатного кирпича и является функцией его пористости, которая зависит от зернового состава смеси, ее формовочной влажности, удельного давления при уплотнении. По ГОСТ 379-95 [1] водопоглощение силикатного кирпича должно быть не менее 6 %. Для определения влагопоглощения кирпича был проведен эксперимент. В качестве образцов использовали три кирпича из одной партии. Эксперимент проводился при комнатной температуре. На рис. 1 показан график зависимости изменения влажности от времени нахождения в воде. Рис. 1. Графики зависимости изменения влажности от времени нахождения образцов в воде Во время проведения эксперимента образцы находились в воде с пятидесятипроцентным погружением в воду. Влажность замерялась каждый час в течение первых двенадцати часов. Последний замер был выполнен после замачивания в течение суток. В ходе анализа необходимо было установить, как изменится скорость прохождения ультразвука в зависимости от влажности и направления прозвучивания. Замеры производились при помощи прибора УК-14 ПМ, который изображен на рис. 3. Для каждого из образцов были построены графики зависимости скорости прохождения ультразвука по разным направлениям в зависимости от влажности. Рис. 2. Графики зависимости скорости прохождения ультразвука через образцы увлажненных кирпичей Рис. 3. Прибор УК-14 ПМ Для рис. 2 были построены линейные зависимости прохождения ультразвука от влажности силикатных кирпичей по различным направлениям (тычок, ложок, постель). Графики зависимостей представлены на рис. 4-6. В результате была получена следующая закономерность, показанная на рис. 7. Проведение обследования в зимнее время часто осложнено целым рядом факторов, наиболее значительным из которых является определение Линейная скорость прохождения ультразвука, км/с Рис. 4. График зависимости скорости прохождения ультразвука от влажности по ложку кирпича Линейная скорость прохождения ультразвука, км/с Рис. 5. График зависимости скорости прохождения ультразвука от влажности по тычку кирпича Линейная скорость прохождения ультразвука, км/с Рис. 6. График зависимости скорости прохождения ультразвука от влажности по постели кирпича Тычок Ложок Постель Линейная (тычок) Линейная (ложок) Линейная (постель) Рис. 7. График зависимости скорости прохождения ультразвука от влажности по трем направлениям кирпича прочности кирпича в реальных условиях при отрицательной температуре. Зимнее время для возведения каменных конструкций определяется среднесуточной температурой наружного воздуха 5 °С и ниже, а также минимальной суточной температурой, равной 0 °С и ниже. Прочность кирпичной кладки в основном зависит от прочности кирпича и в значительно меньшей мере от прочности раствора. Именно поэтому потеря 20 % прочности пластичным цементным раствором в дальнейшем мало отразится на несущей способности кладки. Необходимое же сцепление раствора с кирпичом под тяжестью сжатой кладки будет полностью обеспечено. В результате нахождения в условиях низкой температуры вода в порах материала кристаллизуется, и показания приборов могут оказаться завышенными. Для определения разницы в показаниях были использованы приборы неразрушающего определения прочности. Процесс выполнения замеров изображен на рис. 8-9. Результаты замеров скорости ультразвука приборами неразрушающего контроля представлены в табл. 1. Разница скорости ультразвука составляет от 3 до 10 % между замороженным и сухим состоянием. При обследовании и оценке технического состояния каменных конструкций необходимо учитывать особенности их работы и разрушения, обусловленные их структурой. Каменная кладка является неоднородным упругопластическим телом, состоящим из камней и швов, заРис. 8. Определение прочности кирпича с помощью прибора УК 14 ПМ Рис. 9. Определение прочности кирпича с помощью прибора УК 1401 Скорость распространения ультразвуковых волн для силикатного кирпича Таблица 1 Состояние образца УК-14ПМ УК 1401 Ложок Постель Ложок Постель Замороженное 3,1327 3,2051 3,3220 3,2794 3,0863 3,0635 3,3014 3,2938 2,8863 2,9668 3,1019 3,0700 Сухое 3,0504 3,1413 3,3527 3,3069 3,0048 3,0643 3,3084 3,2792 2,9314 2,9574 3,0377 3,1500 полненных раствором. Этим обусловливаются следующие особенности ее работы: при сжатии кладки усилие передается неравномерно вследствие местных неровностей и неодинаковой плотности отдельных участков затвердевшего раствора. В результате камни подвергаются не только сжатию, но также изгибу и срезу. Характер разрушения кладки и степень влияния многочисленных факторов на прочность объясняется особенностями ее напряженного состояния при сжатии. Разрушение обычной кирпичной кладки при сжатии начинается с появления отдельных вертикальных трещин, как правило, над и под вертикальными швами, что объясняется явлением изгиба и среза камня, а также концентрацией растягивающих напряжений над этими швами. В ходе проведения обследования для оценки прочности кирпичной кладки извлекаются образцы из менее нагруженных мест, например, в подоконной зоне. Прочность кирпича и раствора кладки в простенках и в сплошных участках стен в наиболее нагруженных местах обычно оценивается с помощью методов неразрушающего контроля. Для определения влияния дефектов на показания приборов неразрушающего определения прочности был поставлен эксперимент, который преследовал несколько целей: Оценить возможность применения неразрушающих методов для определения прочности каменной кладки. Сравнить показания прибора сквозного (УК14 ПМ) и поверхностного (УК 1401) прозвучивания. Выявить изменение прочности кладки из силикатного кирпича в зависимости от возможных повреждений. Повреждения и дефекты в кладке встречаются достаточно часто. Наиболее распространенными из них являются: некачественная перевязка швов каменной кладки; утолщение горизонтальных швов в каменной кладке; плохое заполнение вертикальных швов в каменной кладке; некачественное армирование каменной кладки; кладка кирпича на обледенелую поверхность; снижение марки кирпича и раствора; «подмолаживание» раствора. Моделирование кладки предполагало создание нескольких партий образцов с повреждениями и ряд контрольных образцов без них для оценки расхождения результатов. В данном случае рассматривались пять моделей кладки: без повреждений; без заполнения вертикальных швов; несквозная трещина в среднем ряду кладки; несквозная трещина на три ряда кладки; сквозная трещина на три ряда кладки. Каждая модель предполагала создание трех образцов для минимизации появления случайного результата. Размеры образцов представлены на рис. 10. Рис. 10. Размеры кирпичной кладки из моделей кирпича Третья, четвертая и пятая модели предполагали наличие трещин. Схема образцов изображена на рис. 11-13. Рис. 11. Несквозная трещина в среднем ряду кладки Рис. 12. Несквозная трещина на три ряда кладки Рис. 13. Сквозная трещина на три ряда кладки В процессе эксперимента замеры осуществлялись двумя приборами: УК-14 ПМ и УК 14-01. На рис. 14-15 изображены направления прохождения ультразвука для каждого из них. Рис. 14. Точки замера скорости прохождения ультразвука прибором сквозного прозвучивания УК-14 ПМ Рис. 15. Точки замера скорости прохождения ультразвука прибором поверхностного прозвучивания УК 1401 Результаты проведения эксперимента представлены в табл. 2. В ходе замера образца под номером три в пятой модели прибор УК -1401 не показал значения скорости ультразвука из-за повреждения. Средние значения прохождения скорости ультразвука в кирпичной кладке в разных направлениях представлены в табл. 3. Значения скорости ультразвука в кирпичной кладке Таблица 2 Модель Номер образца УК -14 ПМ УК -1401 Разница, % 1 1 3,005 2,726 9,28 2 3,024 2,237 26,03 3 3,031 2,355 22,31 2 1 2,284 1,803 39,58 2 3,051 1873 38,61 3 2,873 1,880 34,56 3 1 2,949 2,612 11,43 2 2,983 2,203 26,15 3 2,958 2,672 9,67 4 1 2,902 2,066 28,81 2 2,935 2,394 18,43 3 2,874 2,467 14,16 5 1 2,898 2,108 27,26 2 2,809 1,975 29,69 3 2,524 Средние значения прохождения скорости ультразвука в кирпичной кладке Таблица 3 Направление Скорость, км/с Тычок 3,018 Два ложка + шов 2,898 Два ложка + воздух 2,908 При наличии дефекта От 2,62 до 2,985 По результатам эксперимента можно сделать следующие выводы: Методы сквозного и поверхностного прозвучивания при исследовании кладки без повреждений дают сопоставимые результаты. Если же в ней выявлены нарушения, то результаты имеют значительное расхождение. Применение разных методов неразрушающего определения прочности кладки из силикатного кирпича возможно только после создания специальной методики. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия. Госстрой СССР [Текст]. – М., 1995. ГОСТ 24332-88. Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии [Текст] / Госстрой СССР. – М., 1988. Зубанов, С.В. Возможность моделирования кирпичной кладки и оценка ее прочностных характеристик ультразвуковым методом. МСНТ. Итоги диссертационных исследований [Текст] / С.В. Зубанов // Материалы IV Всероссийского конкурса молодых ученых. – М., 2012. © Зубанов С.В., Ткачёв Е.В., 2013

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector