Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение прочности кирпичной кладки

Определение прочности кирпичной кладки

Характеристикой прочности каменной кладки является ее расчетное сопротивление сжатию, которое назначается в зависимости от предела прочности на сжатие кирпича и раствора, на котором выполнена кладка.

Для определения предела прочности кирпича и раствора из тела кладки отбирается несколько образцов кирпича и несколько плиток раствора.

Испытания раствора на прочность проводят согласно требованиям ГОСТ 5802-86 “Растворы строительные. Методы испытаний”. Прочность раствора определяют путем испытания кубов с ребрами 2-4 см, изготовленных из двух пластинок, взятых из горизонтальных швов кладки. Пластинки изготавливают в виде квадрата, сторона которого в 1,5 раза должна превышать толщину пластинки. Склеивание пластинок для получения кубов с ребрами 2-4 см производят на гипсовом растворе. Толщина гипсового шва 1-2 мм.

Предел прочности раствора вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний не менее пяти кубов. Предел прочности на сжатие Rраствора каждого куба вычисляют с погрешностью до 0,1 кг/см 2 по формуле

где A – рабочая площадь сечения образца, см 2 ; P – разрушающая нагрузка, кг; R – предел прочности на сжатие, кг/см 2 .

Предел прочности кирпича при сжатии и изгибе определялся по [31]. Сначала проводят испытания целого кирпича на одноточечный изгиб. В результате испытаний на изгиб кирпич ломается на две половинки, которые укладывают постелями друг на друга и соединяют на гипсовом растворе, после чего их испытывают на сжатие (рис. 5.12). Толщина слоя гипсового раствора принимается не мене 5 мм.

Рис. 5.12. Схема испытаний кирпича на изгиб и сжатие

Предел прочности кирпича при изгибе Rизг, кг/см 2 , вычисляется с точностью до 0,5 кг/см 2 по формуле

где: P – разрушающая нагрузка в кг; L – расстояние между осями опор, см;
b – ширина образца в см; h – высота образца в см.

Предел прочности кирпича при сжатии определяют по формуле:

где F – площадь поперечного сечения образца, см 2 , вычисляемая как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхностей;
P – разрушающая нагрузка, кг;

R – предел прочности на сжатие, кг/см 2 .

Предел прочности кирпича назначается как минимальное значение из Rизг и Rсж:

Расчетное сопротивление каменной кладки сжатию назначается в соответствии со [31] в соответствии с табл. 5.10.

Расчетное сопротивления каменной кладки на тяжелых растворах

Марка кирпича RкирпичаРасчетные сопротивления сжатию кирпичной кладки в зависимости от марки раствора

Промежуточные значения в табл. 5.10 следует принимать по интерполяции.

Пример: Определить расчетное сопротивление кирпичной кладки сжатию.

Кирпич был испытан на изгиб и на сжатие. Результаты испытаний представлены в табл. 5.11.

Результаты испытания кирпича на сжатие и изгиб

№ п/пРазрушающая нагрузка при сжатии Nсж, кНРазрушающая нагрузка при изгибе Nизг, кНУсредненная площадь сечения половинок Aк, см 2Предел прочности при сжатии Rизг, МПаПредел прочности при изгибе Rсж, МПа
389,86158,82139,627,93110,29
339,98134,41136,4724,9193,34
358,1296,24139,0925,7566,84
345,31108,22137,6525,0975,15
398,1786,36137,7528,9159,97
Среднее арифметическое:26,5281,12

Средняя прочность кирпича установленная по результатам испытания 5 образцов составляет:
— при изгибе Rизг=81,12 МПа, (827,17 кг/см 2 );
— при сжатии Rсж=26,52 МПа, (270,38 кг/см 2 );
Rmin=26,52 МПа, (270,38 кг/см 2 ).

Из раствора были изготовлены кубы, которые были испытаны на изгиб. Результаты испытаний представлены в табл.5.12.

Результаты испытания раствора на сжатие

№ п/пРазмер грани растворного куба Lр, смПлощаль сечения растворного куба Aр=Lр 2 , см 2Разрушающая нагрузка Nр, кНПредел прочности Rсж, МПа
3.538.83
1.83.242.868.84
1.93.613.198.83
1.83.242.868.84
3.538.83
Среднее арифметическое:8.83
Читайте так же:
Откат с ios 11 кирпич

Средняя арифметическая прочность раствора, установленная по результатам испытания 5 образцов, составляет 8,83 МПа (90,05 кг/см 2 ).

Расчетное сопротивление каменной кладки сжатию определяли по табл. 5.10. Значение фактического расчетного сопротивления каменной кладки сжатию вычислялось по линейной интерполяции значений, приведенных в табл. 5.10. Результаты интерполяции и промежуточные интерполируемые значения представлены в табл.5.13.

Интерполяция значений расчетных сопротивлений каменной кладки

Марка кирпичаРасчетные сопротивления R, кгс/см 2 , сжатию каменной кладки
для раствора M100для раствора M75Марка раствора M90 по интерполяции
М30031,8
М25029,2
Расчетное сопротивление кладки при сжатии для кирпича M270 по интерполяции столбца для марки раствора М9030,24

В результате расчета (табл.5.13) установлено, что расчетное сопротивление каменной кладки при сжатии составляет R=3,02 МПа, (30,2 кг/см 2 )

Контрольные вопросы для самопроверки

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Характеристики кирпичной кладки

При строительстве кирпичного дома важно знать о свойствах кирпичной кладки:

  • прочность;
  • плотность;
  • сопротивление теплопередаче.

Прочность кирпичной кладки

зависит от свойств кирпича и раствора. Так, прочность на сжатие кирпичной кладки с использованием достаточно прочного раствора и стандартных методов возведения – не более 40-50% от прочности самого кирпича. Причина в следующем: поверхность кирпича, а также шва кладки не является идеально плоской; толщина и плотность слоя раствора горизонтального шва – неравномерна. По этой причине неравномерно распределяется и давление по поверхности кирпича, вызывая тем самым напряжения изгиба. Кирпич же, подобно бетону, хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению, изгибу – предел прочности кирпича на изгиб в 4-6 раз меньше предела прочности на сжатие. В результате разрушение кирпичной кладки происходит раньше достижения напряжением предела прочности кирпича на сжатие.

Разрушение кирпичной кладки начинается с появления в отдельных кирпичах вертикальных трещин в местах, расположенных под вертикальными швами, так как именно в них наблюдается концентрация напряжений растяжения и изгиба (рисунок а). Рост нагрузок приводит к увеличению трещин и разделению кирпичной кладки на столбики (рисунок б). В последствии столбики теряют устойчивость, выпучиваются, происходит окончательное разрушение кладки (рисунок в).

Характеристики кирпичной кладки

а – возникновение трещин в кирпиче;
б – расчленение кирпичной кладки на столбики;
в – выпучивание и разрушение кладки.
Свойства раствора также влияют на прочность кладки. Более слабый раствор легче сжимается, вызывая большие деформации кладки. Поэтому для повышения прочности используют раствор более высокой марки. Вместе с тем, повышение прочности раствора увеличивает прочность кладки незначительно. Большее влияние оказывает пластичность раствора, которая позволяет лучше расстилаться раствору по постели кирпича. В результате можно получить шов равномерной толщины и плотности, что повысит прочность кладки посредством уменьшения напряжений изгиба в отдельных кирпичах.

Влияние размера и формы кирпича на прочность кладки . При увеличении толщины кирпича количество горизонтальных швов кладки уменьшается, а сопротивление кирпича изгибу, наоборот, увеличивается. Поэтому при прочих равных условиях кладка из кирпичей большей толщины является прочнее. В свою очередь правильная форма кирпича позволяет лучше заполнять раствором шов кладки, лучше передавать нагрузки, лучше перевязывать кладку. В результате прочность кирпичной кладки увеличивается.

Читайте так же:
Максимальный предел прочности кирпича

Качественный шов кладки — необходимее условие повышение её прочности. Горизонтальные и вертикальные швы должны быть: хорошо заполнены раствором, равномерно уплотнены; одной толщины. При большей толщине шва трудно достигнуть его равномерной плотности, кирпич больше работает на изгиб, увеличивается деформация кладки и снижается её прочность.

В соответствии с п. 7.6 СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» толщина горизонтального шва кирпичной кладки должна составлять — 12 мм, допустимые отклонения -2;+3 мм; вертикального шва — 10 мм (-2;+2 мм).

Для выявления зависимости прочности кладки от качества швов был проведен эксперимент: одновременно двумя каменщиками была выполнена кладка с использованием одинаковых материалов. Каменщики имели разную квалификацию – высокую и низкую. В результате прочность кладки, выполненной высококвалифицированным каменщиком, составила 5 МПа, кладка низкоквалифицированного каменщика имела прочность 2,8 МПа, что в 1,8 раза меньше.

Плотность и теплосопротивление кирпичной кладки.

С одной стороны, долговечность кирпичных домов, их огнестойкость, бо’льшая химическая стойкость обусловлены плотной структурой кирпича. С другой стороны, большая плотность кирпича увеличивает теплопроводность кладки. Поэтому часто наружные кирпичные стены дома необходимо делать толще, чем требуется по расчетам прочности и устойчивости. При уменьшении плотности кирпича с 1800 кг/см 3 до 800 кг/см 3 толщина стен /потребность в материалах сокращаются на 55%, а масса стен уменьшается на 80%. Таким образом, кладка из кирпича более низкой плотности обладает более лучшими теплотехническими свойствами и требует меньшего количества строительных материалов.

Ниже приведены теплотехнические характеристики сплошных кирпичных кладок в соответствии с таблицей Г.2 ГОСТ530-2007:

Характеристики кирпичной кладки

Качество швов также влияет на теплотехнические свойства кирпичной кладки: стена, у которой плохо заполнены раствором швы, легко продувается и промерзает зимой.

Марки прочности и морозостойкости силикатного кирпича

Одна из наиболее привлекательных черт силикатного кирпича – прочность. Материал используют для многоэтажного строительства, причем весьма длительный срок. А это позволяет говорить о надежности СК.

К тому же силикатный кирпич обладает вполне доступной стоимостью, и если к материалам стен не предъявляют дополнительных требований – повышенная влагостойкость, теплоизоляция и прочее, то вполне подходит и для частного строительства, и для сооружения высоток.

Марки прочности силикатного кирпича

Понятно, что для зданий разной этажности подбирать необходимо материал с разной прочностью.

Марки прочности обозначаются литерой «М». Цифры, следующие за ней, указывают на предельное значение давления при сжатии, после действия которого материал разрушается. Регламентируются марки прочности силикатного кирпича по ГОСТ.

Нужно отметить еще одну особенность. СК выпускается двух видов – пустотелый и полнотелый. Поскольку плотность этих изделий различна, то и показатели прочности у них несколько отличаются. Причем прочность при сжатии является одинаковой для любого варианта, а вот прочность на изгиб существенно отличается. При выборе материала этот нюанс необходимо учитывать.

силикатный кирпич

Означает, что материал разрушается при давлении на сжатие, не превышающее 7,5 МПа. На практике это вполне приемлемый показатель для рядового кирпича. М75 – самая популярная марка для частного хозяйственного строительства, так как, обладая минимальной плотностью, отличается и минимально возможным весом.

Устойчивость к давлению на изгиб у полнотелого кирпича этой марки составит 1,6 МПа, а пустотелого – 0,8 МПа.

Кирпич силикатный марки М-100 можно повредить, оказывая давление более 10 МПа. На изгиб материал выдерживает давление равное 2,0 МПа, если это полнотелый, и 1,0 МПа пустотелый.

Читайте так же:
Курсовой проект производство керамического кирпича

Рядовой кирпич М100 используется для сооружения 2–3-этажных коттеджей и таунхаусов. Для облицовки используется силикатный камень или двойной кирпич такой марки. Показатели прочности лицевого СК считаются недостаточными.

Кирпич силикатный марки М-125 отличается чуть более высокой стойкостью к давлению – предел составляет 12,5 МПа. Прочность на изгиб – 2,4 и 1,2 МПа у разных типов СК, соответственно.

Применение материала такое же – малоэтажное строительство. Допускается использовать для облицовки и лицевой кирпич, и лицевой камень марки М125.

Далее мы поговорим о самой популярной марке полнотелого белого одинарного, полуторного, двойного силикатного кирпича, М-150, его размерах, характеристиках и особенностях.

При стойкости к сжатию, достигающей 15 МПа и стойкости на изгиб равной 2,7 и 1,5 соответственно, СК можно применять для возведения несущих и самонесущих стен при сооружении 5–6-этажных зданий.

Облицовочный СК такой прочности применяется без ограничений. На этом уровне более важным оказывается показатель морозостойкости материала.

Прочность на сжатие достигает 17,5 МПа, а при изгибе материал начинает разрушаться при превышении нагрузки в 3,0 и 1,6 для полнотелого и пустотелого блока. Такая стойкость позволяет использовать СК не только для жилого строительства, но и для промышленного.

Кирпич марки М175 часто используют при сооружении подземных конструкций, но только при условии хорошей гидроизоляции или отсутствия контактов с грунтовыми водами.

силикатный кирпич м

Кирпич силикатный марки М-200 используют для возведения 9- и 10-этажных строений, а также при сооружении промышленных объектов. М200 выдерживает давление в 20 МПа, стойкость на изгиб несколько ниже – до 3,2 и 1,8 МПа.

Для строительства подземных и наземных конструкций промышленного назначения необходимо подбирать материал не только прочный, но и с высоким классом морозостойкости. Последний предполагает и меньший уровень водопоглощения.

СК такой марки выдерживает давление до 25 МПа при сжатии и 3,5 и 2 МПа на изгиб. Это материал, предназначенный для многоэтажного строительства любого плана и любых надземных конструкций. Цена на кирпич силикатный марки 250 соответствующая.

Про испытание на прочность силикатного кирпича из золы марки М-240 расскажет данное видео:

Выдерживает нагрузку в 30 МПа, что является максимумом для этого типа материала. Стойкость на изгиб составляет 4 и 2,4 МПа. Помимо высотного строительства, СК используют для усиления любых конструкций, нуждающихся в этом, в том числе и подвалов и подземных сооружений при условии качественной гидроизоляции.

Достигается такая прочность не только за счет высокой плотности материала, но и благодаря введению ингредиентов, увеличивающих этот показатель.

Классы морозостойкости

Этот показатель определяет, какое количество замораживаний и оттаиваний может выдержать СК без существенной утраты внешнего вида – появления шелушений, сколов, или потери технических характеристик. Допустимым считается снижение показателя прочности на 25% для рядового блока и 20% для облицовочного.

  • В испытаниях участвуют не менее 20 образцов материала из партии. 10 из них являются шаблонами для сравнения и удерживаются в гидравлической ванной во время исследований. Перед экспериментом образцы насыщаются водой, то есть, выдерживаются под толщей воды в 2 см не менее 48 часов, а затем взвешиваются.
  • Морозильную камеру заполняют не более, чем на 50%. Началом опыта является достижение в ней температуры в -15 С. В течение не менее чем 4 часов она должна удерживаться на уровне от -15 до -20 С. Затем замороженные пробы помещают в сосуд с водой при температуре +20 и выдерживают до полного оттаивания. Температура поддерживается термостатом.
  • Такой цикл называют полным, он длится не менее 24 часов. После каждого цикла образец осматривается на предмет внешнего разрушения. Класс морозостойкости присуждается по тому числу циклов, которые СК выдержал без разрушения. Также проводится проверка на прочность и опытного образца и эталона.
Читайте так же:
Кирпич керамический полнотелый одинарный технические характеристики

По ГОСТу выделяют следующие классы:F15, F25, F35, F50, что соответствует числу возможных циклов и, по сути, указывает на долговечность СК.

Марки прочности и морозостойкости – вполне объективные и надежные показатели материала. Эти данные нужно обязательно учитывать при выборе.

Про прочность и морозостойкость, а также применение такого силикатного кирпича в строительстве расскажет следующее видео:

Силикатный кирпич

Силикатные кирпичи состоят из смеси песка (около 90%), извести (около 10%), а также добавок. Они применяются для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для облицовки. Силикатный кирпич не используется для стен в условиях повышенной влажности, поскольку хорошо впитывает влагу, а также для кладок, подвергающихся воздействию высоких температур, так как при высокой температуре происходит разложение гидратных составляющих кирпича. Силикатный кирпич характеризуется высокими механической прочностью и теплопроводностью (выше, чем керамический). По прочности силикатные изделия изготавливают следующих марок: 75, 100, 125, 150, 250, 300.

В зависимости от средней плотности полнотелые изделия подразделяют на пористые со средней плотностью до 1500 кг/м 3 и плотные — свыше 1500 кг/м 3 .

Как и керамический кирпич, силикатные изготавливают лицевыми и рядовыми. Лицевые изделия выпускаются гладкими, как неокрашенными (имеющими цвет сырья, из которого они изготовлены), так и окрашенными в массе или с поверхностной окраской лицевых граней.

Свойства силикатного кирпича

Прочность при сжатии и изгибе

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/м 3 могут иметь марки 50 и 25. В большинстве стандартов предусмотрено определение прочности кирпича в воздушно-сухом состоянии.

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

Водопоглощение — 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. Водопоглощение силикатного кирпича должно быть не менее 6%.

При насыщении водой его прочность снижается по сравнению с прочностью в воздушно-сухом состоянии так же, как и у других строительных материалов. Коэффициент размягчения силикатного кирпича зависит от его макроструктуры, микроструктуры цементирующего вещества и составляет обычно не менее 0,8.

Морозостойкость

Морозостойкость кирпича, особенно лицевого, является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. По ГОСТ 379-79 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%.

Морозостойкость силикатного кирпича зависит в основном от морозостойкости цементирующего вещества, которая в свою очередь определяется его плотностью, микроструктурой и минеральным составом новообразований.

Читайте так же:
Жидкость для удаления пятен кирпич

Морозостойкость силикатных образцов зависит от вида гидросиликатов кальция, цементирующих зерна 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.

Атмосферостойкость

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

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 известково-кремнеземистого 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 из них. Различают газовые и жидкие среды, в которых стойкость силикатного кирпича зависит от их состава. Из этих данных следует, что силикатный кирпич не стоек 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%.

Как правило, коэффициент стойкости образцов, содержащих 5% молотого песка, составляет в грунтовых водах и растворе Ма2504 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 Ма2504 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 ведам, за исключением растворов Мд304. Жаростойкость

Опытным путем установлено, что при нагревании шлакового кирпича до 200°С его прочность увеличивается, а при дальнейшем нагревании снижается и при 600°С достигает первоначальной величины. 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 Si02, 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 Мрз 35- для кладки дымовых труб выше чердачного перекрытия.

Теплопроводность

Теплопроводность сухих силикатных кирпичей и камней колеблется от 0,35 до 0,7 Вт/(м°С) и находится в линейной зависимости от их средней плотности, практически являясь независимой 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/м 3 и аккуратном ведении кладки (тонкий слой нежирного раствора плотностью не более 1800 кг/м 3 , не заполняющего пустоты в кирпиче).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector