Определение пустотности керамического кирпича

​Кирпич и камень рядовой керамический поризованный

Под поризованной керамикой ЛСР понимается кирпич, обладающий поризованной структурой и более крупным форматом. Поризованная керамика ЛСР – современный высокотехнологичный продукт одной из старейших отраслей производства керамического кирпича. Сегодня данная продукция используются в малоэтажном и многоэтажном строительстве для возведения наружных и внутренних стен. В отличие от традиционного полнотелого кирпича поризованная керамика ЛСР обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Благодаря пористой структуре и экологически чистому материалу керамические кирпичи и камни поддерживают здоровый микроклимат в помещении. В отличии от большинства современных утеплителей керамическая продукция является не горючей, не выделяет вредных токсических веществ при действии высоких температур, устойчива к воздействию агрессивных сред. Сегодня уже практически никто не оспаривает тот факт, что несомненными преимуществами продукции из поризованной керамики по сравнению с другими стеновыми материалами являются:

• Экологичность
• Высокие теплоизоляционные свойства
• Прочность
• Долговечность
• Теплоинерционность
• Хорошие звукоизоляционные свойства
• Простота кладки
• Экономичность
• Негорючесть

Экологичность

Поризованные блоки ЛСР производятся из экологически чистого природного материала – голубой кембрийской глины. Голубая глина широко используется в косметике и медицине. И как бы ни иронизировали над заботой об экологичности материалов, но согласитесь — каждому приятно есть из керамической посуды, а вот из посуды, сделанной из бетона или других стеновых материалов – вряд ли.

Теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства

Теплотехнические свойства крупноформатной керамики формируются за счет трех основных факторов: процента пустотности, плотности керамического черепка (или, как еще ее называют, степени поризации) и структуры пустот. Форма пустот в крупноформатных камнях ЛСР выполнена ромбовидной – при таком рисунке длина мостиков холода наибольшая, что позволяет обеспечить наилучшие теплотехнические характеристики. Следует также отметить, что микропоры в структуре теплой керамики также дополнительно увеличивают длину теплового потока. Относительно высокая пустотность поризованной керамики (52%) в сочетании с микропористой структурой обожженного черепка определяют низкую теплопроводность данного материала (0,16…0,18 Вт/(м∙°С)). По своим теплоизоляционным характеристикам этот мате- риал соизмерим с деревом и конструкционно теплоизоляционными ячеистыми бетонами (газобетон, пенобетон). За высокие теплоизоляционные свойства в народе поризованные керамические блоки получили название «теплая керамика». Несмотря на относительно низкую теплопроводность, поризованные изделия, в отличие от ячеистых бетонов, например, имеют достаточно высокое значение плотности (800 кг/ м3 ), что позволяет стенам, выложенным из этого материала приобретать свойства высокой тепловой инертности. Благодаря этому свойству интервал времени, в течении которого крайнее значение температуры с наружной стороны здания выравнивается с внутренней, существенно увеличивается. Это же в свою очередь приводит к тому, что при отсутствии систем кондиционирования существенно увеличивает срок комфортных условий жизни, а при их наличии существенно снижает энергопотребление данных систем. То есть зимой снижаются затраты на нагрев наружного воздуха, а летом на его охлаждение.

Долговечность

Отсутствие необходимости использования эффективных утеплителей, позволяет возводить гомогенные стеновые конструкции из современных керамических строительных материалов либо в один крупноформатный керамический камень, либо в несколько поризованных керамических кирпичей, либо поризованных керамических камней меньшего формата с облицовкой из пустотелого керамическиго кирпича. Такие гомогенные, то есть сделанные из одного и того же материала, стены более всего устойчивы к негативному воз- действию окружающей среды: температурным перепадам в сочетании с попеременным увлажнением и высушиванием, воздействию кислотных дождей и выхлопных газов, ветровым нагрузкам. Все это определяет их высокую (более 100 лет) долговечность и экономичность, если в расчет брать не только расходы на строительство, но и эксплутационные и ремонтные расходы.

Простота кладки

Самый крупный формат керамического камня – 14,3 НФ. Заменяет в кладке, по своему объему 14 кирпичей обычного формата, с учетом растворных швов. При этом крупноформатный камень благодаря высокой пустотности, остается легким по весу (22…23 кг) и простым в технологии кладки. Размер камня, наличие специальной пазогребневой структуры стыка боковых поверхностей существенно упрощает технологию кладки, снижает требования к профессиональному уровню каменщиков и в совокупности – позволяет в 2… 3 раза увеличить темпы строительства.

Несмотря на большой формат крупноформатные поризованные камни ЛСР на 35-47% легче аналогичных по объему пустотелых кирпичей, что позволяет существенно снизить нагрузку на фундамент, а следовательно и затраты на его изготовление. Кроме этого снижаются и затраты на перевозку данной продукции. Большой формат поризованных камней позволяет существенно ускорить ведение кладки – если из обычного кирпича за смену каменщик в среднем выкладывает 1–1,5 куба кладки, то из крупноформатных блоков за аналогичное время – до 8 кубов, что также ведет к снижению себестоимости кладки.

В ассортиментный ряд поризованной керамики ЛСР входит следующая номенклатура изделий:

• Камень рядовой поризованный формата 14,3 NF
• Камень рядовой поризованный формата 12,35 NF
• Камень рядовой поризованный формата 11,2 NF
• Камень рядовой поризованный формата 10,7 NF
• Камень рядовой поризованный формата 10,7 NF Теплый
• Камень рядовой поризованный формата 4,5 NF
• Камень рядовой поризованный формата 2,1 NF
• Кирпич рядовой поризованный формата 1 NF

Аббревиатура NF обозначает кирпич стандартного размера. Таким образом, по размеру один блок RAUF равен от 2,1 до 14,3 стандартных кирпичей. Вся продукция ЛСР выпускается в соответствие с ГОСТ 530-2012. Каждый формат камня имеет свои преимущества и позволяет наилучшим образом решить стоящие перед строителем задачи.

Исследование влияния способа подготовки образцов при испытании пустотелых кирпичей на сжатие

В предыдущей части наших исследований было доказано, что при испытании керамического полнотелого кирпича на сжатие способ подготовки образцов с применением прокладки из технического войлока является вполне оправданным наряду с базовым способом, когда образцы изготавливают, соединяя части образца и выравнивая их опорные поверхности цементным раствором [1].

В соответствии с приложением 2 ГОСТ 8462-85 [2] при испытании керамического кирпича и камня пластического формования образцы изготавливают, соединяя части образца и выравнивая их опорные поверхности цементным раствором, кроме того пунктом 2.9 допускается изготавливать образцы, выравнивая опорные поверхности шлифованием, гипсовым раствором или применяя прокладки из технического войлока, резинотканевых прокладок, картона и других материалов.

Целью данной работы являлось исследование возможности практического использования метода испытания образцов пустотелых кирпичей с применением прокладки из технического войлока путем применения рассчитываемых переходных коэффициентов к базовому методу.

В данной работе исследовались пустотелые кирпичи с различной пустотностью. Пустотность изделий определялась как отношение объёма песка, заполняющего пустоты кирпича, к объёму кирпича в соответствии с п.7.6 ГОСТа 530-2012 [3]. Образцы изготавливались из кирпичей со сквозными пустотами по технологии, исключающей заполнение пустот цементным раствором, применяя предназначенную для данных целей кладочную сетку для пустотелого кирпича из полимерного материала с размером ячейки 5×5 мм (С-5/0,1×100).

Ниже представлены некоторые примеры испытанных образцов:

· Кирпич керамический лицевой пустотелый размерами 250×85×65 мм, формата 07НФ, с пустотностью 30%, производства ОАО «Гжельский кирпичный завод».

В результате проведённых испытаний образцы, опорные поверхности которых были выровнены цементным раствором, показали разрушающую нагрузку от 485,2 до 687,4 кН, а образцы, опорные поверхности которых были выровнены прокладками из технического войлока, показали разрушающую нагрузку, находящуюся в интервале между 223,3 и 241,1 кН, что соответствует коэффициенту перехода K_пер, вычисленного по формуле

где R₁ – среднее арифметическое значение величин пределов прочности, полученных при сжатии образцов, опорные поверхности которых были выровнены цементным раствором, (601,42 кН);

R₂ – среднее арифметическое значение величин пределов прочности, полученных при сжатии образцов, опорные поверхности которых были выровнены прокладками из технического войлока (232,75 кН).

· Кирпич керамический лицевой пустотелый размерами 250×120×88 мм, формата 1,4НФ, с пустотностью 30%. Цвет-светлый.

Испытания, проведённые на образцах, опорные поверхности которых были выровнены цементным раствором, показали среднее арифметическое разрушающих нагрузок R₁=251,75, а на образцах, опорные поверхности которых были выровнены прокладками из технического войлока – R₂=254,7, что соответствует коэффициенту перехода K_пер=0,99.

· Таким же образом были испытаны лицевые, рядовые и клинкерные керамические пустотелые кирпичи с пустотностью от 16,7% до 37,7%. Коэффициенты перехода K_пер составили соответственно 1,7; 1,1; 1,9; 2,1; 1,8; 1,4; 2,4.

1) Не удалось обнаружить никакой корреляции между полученными результатами при определении наибольшей разрушающей нагрузки образцов пустотелых кирпичей, выравненных цементным раствором и прокладками из технического войлока.

2) На основании проведённых испытаний можно сделать вывод, что выравнивать опорные поверхности образцов изготовленных из керамических пустотелых кирпичей необходимо цементным раствором.

Список литературы

1. https://ceiis.mos.ru/presscenter/news/detail/2867828.html Результаты сравнительных испытаний полнотелого кирпича на определение наибольшей разрушающей нагрузки образцов выравненных цементным раствором и прокладками из технического войлока 17:11 28.04.2016

2. ГОСТ 8462-85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе».

3. ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».

Керамический (красный) кирпич в строительстве

Несмотря на появление новых разновидностей блоков и камня для стен, керамический кирпич был и остается основным кладочным материалом. Изготовители используют современные технологии и добавки, улучшая характеристики и повышая качество, а потребители на такие шаги отвечают взаимностью, покупая кирпич для строительства и облицовки.

Красный кирпич – это материал, производимый из глины путем обжига. Для изготовителей утверждены стандарты:

• ГОСТ 530-2012 (кладочный).
• ГОСТ 7484-78 (облицовочный).

Размеры керамического одинарного кирпича изначально продуманы таким образом, чтобы каменщик мог легко брать его одной рукой, а второй работать с раствором. Понятие кирпич применяется также к силикатным блокам аналогичной формы. Но кроме габаритов и названия эти изделия больше ничего общего не имеют, их состав и технологии производства кардинально отличаются.

Классификация проводится по нескольким параметрам:

• метод изготовления;
• геометрические размеры;
• наличие пустот;
• прочность;
• предназначение.

Преимущественно его производят методом полного обжига из раствора на основе глины с добавками и примесями, улучшающими технические характеристики. Способ называется пластическим формованием.

Второй – полусухое прессование. Изделия формируются из глины и подвергаются тепловой сушке или неполному обжигу. Их нельзя использовать в зонах повышенной влажности (цоколь, фундамент).

Размеры

В зависимости от линейных параметров кирпичи бывают:

• одинарные (250х120х65 мм);
• полуторные (250х120х88);
• двойные (250х120х140);
• нестандартные (четверной, восьмерной, реставрационный, европейский).

Кладка высотой 1 м при ширине швов 10 мм – это 13 линий одинарного, 10 – полуторного, 6,5 – двойного вида. Если купить керамический двойной кирпич, то это снизит стоимость, поскольку понадобится меньше раствора. С такой же целью используют рядовой пустотелый утолщенный кирпич.

По данному параметру различают полно- и пустотелые типы.

1. Первые не имеют отверстий вообще или производятся с технологическими дырами. Пустотность не превышает 13 %, максимальная масса – до 4,3 кг, объемный вес – 1 500 – 1 900 кг/м3. Цена полнотелого кирпича зависит от от его марки. Самыми дешевыми являются керамические изделия класса М50 и М75.

2. Пустотелые: имеются сквозные или закрытые с одной стороны отверстия. Пустотность – в пределах 13-45 %, масса – до 2 кг, объемный вес – 1 300 – 1 500 кг/м3. Обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, но их прочность невысокая. Не рекомендуется применять для кладки конструкций, имеющих соприкосновение с водой (цоколь, причал), ввиду того, что она разрушает кирпич.

Каждый из типов имеет свои плюсы и минусы, поэтому, какой купить для конкретного сооружения, определяет застройщик, предварительно послушав отзывы коллег.

Назначение

Выделяют такие виды:

• рядовой (обычный, строительный);
• облицовочный (лицевой);
• специальный (огнеупорный, шамотный).

Самым дешевым по цене будет первый, а наиболее дорогим – клинкерный и высококачественный шамотный.

Керамический кирпич может быть стандартным параллелепипедом, параллелепипедом со скругленными углами, а также иметь различные другие формы. В таком случае он называется фасонным и фигурным. Нестандартные конфигурации нужны для кладки арок, закруглений, декоративных углов и скосов.

Технические характеристики керамического (красного) кирпича

К таковым относятся:

• прочность;
• морозостойкость;
• теплопроводность;
• водопоглощение.

Маркируется в зависимости от прочности на сжатие. Данная физическая величина указывает, какую нагрузку может выдержать керамический материал и не разрушиться, измеряется в кг/см2. Марка М75 говорит о том, что 1 см2 выдерживает нагрузку 75 кг. Чем прочнее кирпич, тем большим является его вес. Данная характеристика также влияет на свойства лицевого красного кирпича.

Прочность бывает следующей:

• М50 (ограждения, ненагруженные конструкции);
• М75 и М100 (не несущие стены);
• М125 и М150 (арки, несущие стены);
• М175 и М200 (фундаменты, цоколи, опорные колонны);
• М250 и М300 (основания высотных зданий);
• М400 (клинкерный).

Эта характеристика зависит от наличия пор и пустот. Варьируется в диапазоне 0,45-0,8 Вт/(мх°C) для полнотелого и 0,3-0,55 Вт/(мх°C) для пустотелого.

Кирпич легко отдает тепло, поэтому стены толщиной меньше 1 м требуют дополнительной изоляции. Пустотелый тип за счет воздуха внутри отверстий имеет более низкую теплопроводность. Укладывая его, важно, чтобы в пустоты не попадал раствор, только в таком случае термопотери будут минимальными.

Рассчитывается путем нескольких измерений. Первый замер массы проводят после высушивания в печи при температуре 110 °C. Второй раз массу измеряют после того, как этот же кирпич пробыл в воде 2 суток. Отношение массы жидкости к кирпичу в процентах и будет показателем водопоглощения. Приемлемым считается коэффициент в пределах 6-14 %.

Коэффициент морозостойкости показывает, сколько циклов заморозки-оттаивания выдерживает кирпич. Варьируется, начиная с F15. Наружная кладка допускает применение изделий с параметрами F50 и более. Облицовочный кирпич может обладать повышенной морозостойкостью – до F150. Согласно отзывам и рекомендациям специалистов, для строительства в средней полосе России используют марку F35, но лучше купить F50.

Этот параметр дает представление о качестве материала. ГОСТ предполагает производство кирпича по эталону завода-изготовителя. На практике цвет больше принято называть кирпичным. Чем он насыщеннее, тем качественнее изделие.

Базовые расчеты материалов для сложного проекта проводятся только специалистами. Они учитывают все характеристики в комплексе и дают правильное решение для будущего сооружения (толщина стен, марка прочности керамических кирпичей и бетона). Размеры (одинарный, полуторный, двойной) выбирает застройщик.

Постройки хозяйственного назначения менее значимы, поэтому большинство хозяев берется возвести их своими силами. В принципе, с парой помощников задание вполне осуществимо, нужно только соблюдать строительные нормы. Например, первый ряд должен ложиться на гидроизоляцию и быть идеально подогнан по горизонту и прямолинейным направляющим.

Обязательно понадобятся такие инструменты для кладки:

• мастерок (кельма);
• молоток-кирка;
• расшивка.

Кроме того, нужны дополнительные приспособления:

• уровень;
• правило;
• отвес;
• шнур.

Важным моментом в процессе является раствор. Он должен быть необходимой прочности и консистенции. Существует инструмент для определения плотности – эталонный конус. Но за неимением его многие строители визуально убеждаются в готовности бетона.

Существует 2 основных метода кладки:

• вприсык (раствор раскладывается на стене, керамические кирпичи располагаются плашмя с небольшим наклоном и движением руки каменщика подгоняются к уложенным ранее);
• вприжим (технология укладки ложковых и тычковых кирпичей на жесткий состав).

Обязательной является перевязка – особый порядок расположения, используется в местах потери стеной прямолинейности (угол, проем). Существуют следующие виды: одно- и многорядная. Для первой характерно чередование ложковых и тычковых рядов. Также выделяют продольную, поперечную и вертикальную перевязку.

Отзывы и мнения

«Для облицовки взял в 2013 году керамический коричневый кирпич «бархат» (одинарный), производитель – «Керма», в принципе, доволен. Боя на поддоне практически не было. Бракованые с трещинами попадались, но редко; цвет ровный, без осветления. Две зимы выстоял идеально. Цена-качество вполне приемлемое, как для отечественного завода».

Николай Пашков, Москва.

«Приобрел прошлой весной Воротынский керамический кирпич (Калуга). Поставил на снег, 2 поддона перекосились и упали, появились трещины на боковых сторонах. Но не раскололся, так что весь пошел в кладку. Процент брака высоковат – из 20 поддонов порядка четырех отбраковали. Каменщик хвалил геометрию. Жена вначале нервничала, что цвет блоков отличается между собой, но в итоге готовая конструкция получилась как бы с отливом, что нам понравилось».

Михаил, Московская область.

«Купил кирпич голицынского завода М175, оттенок – абрикос, утолщенная стенка. С трещинками практически не попадался и битого мало. Грани без сколов и выемок, цвет ровный. Цена тоже нормальная».

«В конце мая 2014 купил двойной кирпич от «Михневской керамики». Пожалел сразу же, когда вскрыл защиту с паллет. Огромное количество боя. Самое удивительное, что не по углам, а в середине, получается, что сознательно положили брак. Качество отвратительное, раскалываются при легком ударе. Всю партию с трудом, но вернул на завод».

Игорь Савельев, Екатеринбург.

Испытание кирпича

Физико-механические характеристики кирпича – определяющие параметры при его выборе. От этого зависят долговечность, теплопроводность и внешний вид будущего здания. Документом, который подтверждает свойства материала, является сертификат соответствия: каждая партия кирпича, выпущенная на заводе, проходит испытания по ГОСТ 530-2012 и получает этот документ. Методы проверки при входном качестве сырья и материалов указываются в технологической документации изделий с учетом отраслевых требований.

Испытание кирпича может выполняться как перед началом строительных работ, так и в процессе кладки.

Что входит в экспертизу?

Комплекс лабораторных испытаний кирпича включает определение следующих параметров:

• геометрических размеров;
• правильности формы;
• наличия известковых включений;
• пустотности;
• скорости начальной абсорбции воды;
• наличия высолов;
• прочности на изгиб и сжатие;
• плотности, водопоглощения, морозостойкости.

Размеры кирпича при проведении испытаний (толщина стенок, диаметр пустот, отбитостей, ребер, радиусы закругления граней и глубина фаски на ребрах) определяются с помощью металлической линейки по ГОСТ 427 или штангенциркуля по ГОСТ 166. Длина и ширина каждого изделия меряются по краям и центру, а результатом измерения является среднеарифметическое значение. Для определения толщины также делают замеры в трех местах. Корректность формы проверяется с помощью угольника, который прикладывается к смежным граням изделия, а также линейки.

Чтобы выявить известковые включения, при лабораторных испытаниях кирпич пропаривается в специальном сосуде. Образцы, которые ранее не подвергались воздействию влаги, укладываются на решетку, помещенную в резервуар, в котором вода доводится до кипения (не менее 4 часов). Затем образцы проверяются.

Важным лабораторным испытанием является определение пустотности изделий (отношение объема песка, который заполняет пустоты, к объему кирпича).

Особенности испытания кирпича на изгиб

При проведении испытания на изгиб определяют предел прочности (в соответствии с требованиями ГОСТ 8462), а также прочность при сжатии (по ГОСТ 8462). Образцы проверяются в мокром состоянии. Опорные поверхности готовят посредством шлифовки, для клинкерного кирпича – выравнивают цементными растворами по 2.6 ГОСТ 8462. На них и укладываются образцы.

Для проведения испытания на изгиб кирпичи вымачиваются в воде в течение 5 минут. Затем на образцы наносятся цементные полоски поперек плоскости, ширина которых составляет 2–4 см. Одна из них располагается по центру верхней плоскости изделия, две – на нижней. Для испытания силикатного или шлакового кирпича на изгиб вышеуказанные полоски не наносятся. При проверке образцов с трещинами плоскость с дефектами размещается снизу. Аналогичным образом испытываются изделия с несквозными пустотами.

Образец укладывается на поперечные балки, а пресс оказывает нагрузку точно по центру, провоцируя растяжение до момента разрушения. Нагрузки возрастают постепенно. Разрушение происходит через 20 с после начала испытаний, результаты определяются по формуле Rизг=3PI/2bh2, где Р – максимальная нагрузка, I – расстояние между двумя опорами, b и h – ширина и высота кирпича (без учета выравнивающего слоя). Марка изделия по прочности (М) устанавливается в соответствии с таблицей 6 ГОСТ 530-2007.