Зависимость прочности кирпича от его плотности

Марки красного керамического кирпича: всё, что необходимо о них знать

В зависимости от условий применения необходимо выбирать красный кирпич, обладающий определенными характеристиками. Об этом наиболее красноречиво говорят его марка, определяющая предел прочности при сжимании, а также показатель морозоустойчивости.

Марки керамического кирпича по плотности и прочности

Плотность – параметр, определяющий вес материала определенного объема. У облицовочных изделий достигает значений от 1,3 до 1,45 тонны на кубический сантиметр. При этом показатель пористости может доходить до 14 процентов (минимум – 6 процентов). Что касается прочности, то она показывает, какую нагрузку (в килограммах) способен принять на себя один квадратный сантиметр поверхности кирпича.

Прочность обозначается марками, где после буквы «М» стоит данный показатель. Марок керамических облицовочных кирпичей семь: от М75 до М300. Но для облицовки, как правило, не требуются слишком высокие марки – ведь материал не испытывает таких нагрузок, как, скажем, рядовой кирпич при кладке фундамента. Или несущих стен. Поэтому облицовочные изделия марки М300 не выпускают вообще.

Керамический кирпич, используемый для облицовочных работ, в большинстве своем имеет пустоты внутри. Так можно решить две задачи сразу: сделать более простой и удобной его кладку, а также улучшить теплосбережение обложенных данным материалом стен. Но на предел прочности пустотелость не влияет. Мы решили не подавать марки керамического кирпича по прочности в виде таблицы, ограничившись кратким описанием достоинств каждой из них.

Более подробно о видах и марках красного кирпича расскажет данное видео:

Изделия данного типа отличаются наименьшей прочностью, зато стоят дешевле всего. Что позволяет значительно уменьшить расходы на строительные работы.

В основном кирпич керамический марки 75 бывает рядового типа. Используется для возведения стен малоэтажных зданий, а также различных построек.

Итак, технические характеристики керамического рядового полнотелого обыкновенного красного кирпича марки 100. В рядовом исполнении – один из самых востребованных бюджетных вариантов.

Более прочен, чем М75, подходит для возведения стен (несущих и наружных). Универсальность данного материала позволяет использовать его для многих малоэтажных сооружений (не превышающих три этажа).

Лицевой кирпич этой марки подходит как для обкладывания наружных фасадов строений с различным количеством этажей, так и для изготовления декоративных построек, заборов. Из рядового кирпича строят здания до трех этажей, колонны, столбы, перегородки.

Для облицовки, как правило, применяют пустотелый вариант исполнения, обладающий следующими характеристиками:

• Вес одной штуки – от 2,2 до 2,5 килограмма.
• Прочность (по сжатию и изгибу) – от 1,4 до 1,6 МПА.
• Поглощение жидкости (воды) – не более 8 процентов.
• Коэффициент теплопроводности – от 0,2 до 0,26 Ватта на метр на градус Цельсия.

Полнотелый кирпич данной марки обладает таким же запасом прочности, но большим коэффициентом теплопроводности (0,513 Ватта на метр на градус Цельсия) и более солидным весом (до 3,5 килограмма). Кирпич керамический утолщенный марки 125 имеет приемлемую цену.

Одна из популярных марок (М150) керамическо полнотелый кирпич марки м150 гост.

• В рядовом варианте исполнения подходит для сооружения цокольной части строений, а также фундаментов, стен домов (в том числе многоэтажных).
• Для кладки стен, как несущих, так и наружных, часто используют двойной кирпич этой марки.
• Лицевой кирпич подходит для облицовки зданий, а также возведения различных построек (беседок, заборов, скамеек на дачном участке).

М200 и М250

Качественные и надежные изделия. Способны выдержать солидные нагрузки и обладающие отличной водостойкостью.

• Рядовые кирпичи этих марок можно использовать для возведения оснований домов и для строительства многоэтажных зданий.
• Облицовочный вариант подходит не только для выполнения всех перечисленных выше работ, но и для выкладывания прочных и красивых дорожек (например, на участке возле коттеджа).

Как уже упоминалось, характерна только для рядового кирпича. Такой стройматериал применяется в местах, испытывающих сильные нагрузки.

Например, для закладки фундамента дома, имеющего много этажей. Или сооружения подвала, стены которого требуется дополнительно укрепить. В огнеупорном варианте кирпич данной марки хорош для кладки каминов и печек.

Характеристика по морозостойкости

Данная характеристика показывает, сколько раз увлажненный материал способен выдержать заморозку и разморозку (температура при замораживании должна составлять минус 18 градусов Цельсия с погрешностью до 2 градусов). Это показатель стоит в обозначении марки после буквы «F». Существуют следующие основные марки по этому параметру: F100, F75, F50, F 35, F30, F25, F15.

При этом стоит знать, что испытания кирпичей проводятся в лабораторных экстремальных условиях. Так что, скажем, Марка F50 на деле может выдержать не пятьдесят циклов заморозки-разморозки, а значительно больше. Тем более зима зиме рознь, некоторые совсем теплые бывают.

Согласно ДСТУ Б В.2.7-61-97, кирпич, используемый для облицовки, обязан иметь марку, которая не ниже F25. Поэтому особенно следует обращать внимание на тот факт, что для лицевого кирпича, в отличие от рядового, марки F15 не существует.

О том, как происходит испытание красного кирпича на прочность, расскажет данный видеосюжет:

Керамический кирпич

1. Состав
2. Виды
3. Характеристики кирпича
4. Достоинства и недостатки

Строительный (керамический) кирпич – это строительный материал, предназначенный для возведения несущих стеновых конструкций и межкомнатных перегородок.

Керамический кирпич получают путем формовки, прессования и обжига легкоплавких глиняных масс. Обжиг сырья производится при температуре 900 – 1 100 С, после чего материал приобретает прочность камня и низкое влагопоглощение и полностью готов к решению любых архитектурно-строительных задач.

Состав керамического кирпича

Самый лучший керамический кирпич изготавливается из глины мелких фракций и постоянного состава. Процесс добычи сырья в этом случае происходит с применением одноковшового экскаватора, не смешивающего слои глины. Но таких карьеров осталось довольно мало. Экскаваторы роторного типа смешивают все слои глины и измельчают их, поэтому для производства высококачественного керамического кирпича из подобного сырья следует точно соблюдать технологию обжига.

Глина представляет собой смесь легкоплавких и тугоплавких элементов. При правильном обжиге легкоплавкие компоненты связывают и растворяют свои более тугоплавкие аналоги, от соотношения этих ингредиентов зависит структурный состав кирпича. Технология правильной формовки и сушки сырья направлена на придание ему максимальной прочности при сохранении заданной формы. Форма и технические характеристики керамического кирпича регламентируются ГОСТ 530–2007.

Классификация и подвиды керамического кирпича.

Кирпич керамический различается по технологии изготовления: обожженный и необожженный.

• Необожженный керамический кирпич (адоба) изготавливается методом сушки на открытом воздухе, при этом получается материал с низкими техническими характеристиками и в современном строительстве практически не используется.
• Обожженный кирпич подвергается термическому воздействию в специальных печах и туннелях, что придает ему высокую прочность и низкую влагопроницаемость.

Керамический кирпич изготавливается в полнотелом и пустотелом варианте.

• Полнотелый кирпич более тяжел и обладает повышенной теплопроводностью, поэтому постепенно вытесняется пустотелым материалом.
• Пустотелый кирпич изготавливается с созданием внутренних полостей различной формы и размера. Объем полостей может доходить до 55% от общего объема изделия. Полости понижают теплопроводность материала, позволяя укладывать более тонкие стены.

По качеству изготовления кирпич подразделяется на обычный и лицевой.

Прочностные характеристики керамического кирпича определяются его маркой: от М100 до М300. Числовое значение марки указывает максимальное давление, которое может принять материал, измеряется в кг/см 2.

По размерам керамический кирпич подразделяется на три основные группы:

• Одинарный кирпич — 250 х 120 х 65 мм;
• Полуторный кирпич — 250 х 120 х 88 мм;
• Двойной кирпич — 250 х 120 х 140 мм.

Также в нашей стране используется другой стандарт:

• 0,7 НФ (Евро) — 250 х 85 х 65 мм;
• 1,3 НФ (модульный одинарный) — 288 х 138 х 65 мм.

Размер кирпича тщательно продуман, поскольку его ширина составляет половину длины с 10 миллиметровым допуском на шов раствора. Полнотелый двойной кирпич в соответствии с ГОСТ называется керамическим камнем и является самым экономичным из вышеперечисленных материалов.

Кирпич различается по цвету: от светло-желтого, до темно-коричневого, в зависимости от применяемого сырья. В настоящее время активно используется пигментация керамического кирпича с приданием материалу различных цветовых оттенков.

Технические характеристики керамического кирпича.

• Прочность — 100 – 300 кг/кв.см. Прочность материала регламентируется его маркой и зависит от плотности и технологии изготовления. Самыми востребованными материалами считаются М 150 и М 200.
• Объемный вес: кирпич полнотелый — 1 600 – 1 900 кг/куб.м; кирпич пустотелый — 1 100 – 1 450 кг/куб.м. Удельный вес материала зависит от объема внутренних пустот кирпича. С увеличением объема полостей уменьшается теплопроводность материала и увеличивается экономичность.
• Теплопроводность — 0,6 – 0,7 Вт/м Град для полнотелых кирпичей; 0,3 – 0,5 Вт/м Град для пустотелого материала. Керамический кирпич обладает довольно низкой теплопроводностью, что позволяет возводить энергоэффективные сооружения.
• Морозостойкость — циклы 50 – 100 F . Керамический кирпич прекрасно переносит перепады температур и при правильном формировании кладки и постоянном внутреннем обогреве может прослужить 100 и более лет.
• Усадка — 0,03 – 0,1 мм/м. Этот показатель у кирпичной кладки очень незначителен и поэтому здания, возведенные из керамического кирпича, редко трескаются.
• Водопоглощение — 6 — 14 % . Высокое влагопоглощение отрицательно влияет на качество строительных материалов. Керамический кирпич обладает довольно низким влагопоглощением и поэтому имеет высокие прочностные характеристики во всех условиях эксплуатации.
• Паропроницаемость – 0,14 – 0,17 Мг/(м*ч*Па). Этот показатель является достаточным для создания в помещении комфортной влажности.
• Огнестойкость – 10 часов. Это очень высокий показатель, позволяющий кирпичной кладке долгое время сопротивляться действию высоких температур, и поэтому материал считается практически негорючим.
• Стоимость: 6 – 8 руб./шт. — полнотелый кирпич, 7 – 9 руб./шт. — пустотелый кирпич. Стоимость материала практически не зависит от его конструктивных особенностей. Стоимость лицевого кирпича составляет 18 – 25 руб./ шт.
• Звукоизоляция – хорошая. Звукоизоляционные характеристики керамического кирпича отвечают требованиям СНиП 23-03-2003
• Максимальная этажность строения — не ограничена. Прочностные характеристики материала позволяют возводить сооружения большой этажности.

Достоинства и недостатки керамического кирпича

Керамический кирпич обладает рядом преимуществ, что сделало этот материал очень востребованным на рынке.

Достоинства

• Кирпич отличается высокой прочностью, а его небольшие размеры позволяют возводить самые сложные архитектурные формы и реализовывать необычные решения.
• Привлекательный внешний вид отделочного кирпича дает возможность не применять дополнительного декорирования при оформлении внешних поверхностей стены.
• В отличие от бетонных плит кирпич обладает большей теплоемкостью, поэтому в помещении тепло зимой и прохладно летом.

Недостатки

• При недостаточном отоплении в зимний период кирпичный дом охлаждается, для его последующего нагрева необходимо затратить довольно продолжительное время.

Область применения материала и транспортировка

Керамический кирпич, являясь универсальным материалом, широко применяется для строительства объектов разнообразного назначения, возведения несущих конструкций и межкомнатных перегородок. При помощи этого материала можно решить самые сложные архитектурные задачи и даже реставрировать исторические объекты.

Керамический кирпич транспортируется на поддонах, соответствующих ГОСТ 25706—83. автомобильным или железнодорожным транспортом и маркируется производителями в соответствии с ГОСТ 14192.

Прочность на сжатие кирпича м100. Определение марки кирпича

→ Кирпич и камни керамические

Определение марки кирпича по прочности

Марка кирпича и камней устанавливается по результатам их испытания на прочность при сжатии и изгибе для всех видов кирпича и только при сжатии для камней, проводимых в соответствии с ГОСТ 8462-85.

Испытания проводят на сухих образцах. Влажные образцы перед испытанием выдерживают не менее 3 сут в закрытом помещении при температуре (20±5)°С и подсушивают в течение 4 ч при температуре (Ю5±5) °С.

Образцы, отобранные для испытаний по внешнему виду, наличию дефектов и внешнему виду, должны удовлетворять требованиям стандарта (ГОСТ 530-95).

Предел прочности при сжатии кирпича определяют на образцах из двух целых кирпичей или из двух половинок. Кирпич делят на половинки распиливанием или раскалыванием. Кирпичи (или половинки) укладывают постелями друг на друга. Половинки размещают поверхностями раздела в противоположные стороны.

Испытания керамических камней проводят на целых образцах.

Опорная грань (постель) у кирпича и камней пластического формования всегда имеет существенные отклонения от плоскости, что не обеспечивает равномерности распределения нагрузки на всю плоскость образца. Поэтому при подготовке образцов к испытаниям производят выравнивание поверхностей, которые в конструкции и, соответственно, при испытании располагаются перпендикулярно направлению сжимающей нагрузки.

Части половинок кирпича (или целые кирпичи) и опорные поверхности кирпича и камней стандарт рекомендует соединять и выравнивать цементным раствором. Состав раствора по ГОСТ 8462-85: цемент марки не ниже 400 – 1 мае. ч; песок крупностью не более 1,25 мм – 1 мае. ч; В/Ц- 0,40…0,42.

Изготовление образца для испытаний кирпича производят следующим образом. Кирпичи или его половинки полностью погружают в воду на 1 мин. После этого на горизонтально установленную пластину (металлическую или стеклянную) толщиной не менее 5 мм укладывают лист бумаги, слой раствора не более 5 мм и первый кирпич или его половинку. Затем опять слой раствора и второй кирпич (половинку). Излишки раствора удаляют, а края бумаги загибают на боковые поверхности образца. В таком положении образец выдерживают в течение 30 мин. После этого образец переворачивают и выравнивают другую опорную поверхность.

Общий вид образца, подготовленного к испытаниям, представлен на рис. 1, а. Отклонение от параллельности выравне-ных опорных поверхностей образца, определяемое по максимальной разности любых двух его высот, не должно превышать 2 мм.

Рис. 1. Схема испытаний кирпича на сжатие (а) и изгиб (6) при определении его марки по прочности: 1 – плита пресен; 2 – выравнивающий материал; 3 – кирпич

Выравнивание опорных поверхностей при изготовлении образца из керамического камня производят в той же последовательности.

Образцы после изготовления выдерживают 3 сут при температуре (20±5)°С и относительной влажности воздуха 60…80% для твердения цементного раствора.
Образцы из кирпича полусухого прессования испытывают «насухо», не производя выравнивания их поверхностей цементным раствором.

Кирпичи и камни пластического формования допускается испытывать на образцах, подготовленных другими способами:
а) опорные поверхности выравниваются шлифованием;
б) выравнивание производится гипсовым раствором;
в) с помощью прокладок из технического войлока, резино тканевых пластин (транспортерные ленты), картона и других материалов.

Образцы, изготовленные с применением гипсового раствора, испытывают не ранее чем через 2 ч после формования.

Стандарт оговаривает, что при арбитражных проверках и проверках потребителем образцы кирпича и керамических камней готовят, соединяя и выравнивая их по указанному выше методу, т. е. при помощи цементного раствора.

Собственно испытания образцов производят в следующей последовательности. Образцы измеряют с погрешностью до 1 мм для вычисления площади его рабочей поверхности. Площадь поперечного сечения образца £ (м2) вычисляют как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней граней.

На боковые поверхности образца наносят вертикальные осе вые линии, с помощью которых образец устанавливают в цен тре плиты пресса. Наиболее пригоден для проведения испыта ний кирпича пресс с максимальным усилием 500 кН (50 т).

Образец прижимают верхней плитой пресса и включают масляный насос. Скорость подачи нагрузки должна быть такой, чтобы разрушение образца происходило через 20…60 с после начала испытаний.

Предел прочности при сжатии испытуемой партии кирпича и камней вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое значение результатов испытания всех пяти образцов.

Для определения марки кирпича проводят еще одно испытание — на изгиб.

Предел прочности при изгибе определяют на целом кирпиче по стандартной схеме.

В местах опирания и приложения нагрузки поверхность кирпича пластического формования выравнивают цементным или гипсовым раствором, шлифованием или с помощью прокладок.

У образцов перед испытанием измеряют с погрешностью 1 мм высоту и ширину в месте приложения нагрузки. Размеры вычисляют как среднее арифметическое значение результатов измерений двух средних линий на противоположных гранях образца.

При испытании образцов на изгиб используют специальное приспособление, фиксируемое на нижней плите пресса. Приспособление состоит из двух катков (подвижного и неподвижного), на которые устанавливается испытуемый кирпич. Сверху вдоль центральной линии (по выравнивающему слою) устанавливается каток, передающий нагрузку от верхней плиты пресса. Вся установка должна строго центрироваться. Диаметры применяемых катков — 10…20 мм; материал — сталь.

Кирпич с несквозными пустотами устанавливается так, чтобы пустоты располагались в растянутой (нижней) зоне образца.

Предел прочности при изгибе образцов в партии вычисляют с точностью 0,05 МПа, как среднее арифметическое значение результатов испытаний установленного стандартом количества образцов. При вычислении предела прочности при изгибе не учитывают образцы, значение предела прочности которых имеет отклонения от среднего значения предела прочности всех образцов более чем на 50% (по одному в каждую сторону).

Прочность кирпича — это основа, от чего зависит качество нашего сооружения и его долговечность. Прочность кирпича, на что нужно обратить внимание при выборе марки кирпича для небольшого подсобного сооружения так и для стройки собственного дома.

Появилась идея построить дом

Если мы решили построить настоящий дом, который простоит не одну сотню лет то, прежде всего, обратимся к самому подходящему для этих целей стройматериалу – . Почему? Из-за его высокой прочности. Это подтверждается тысячами домов из кирпича, которые простояли уже более 100 лет. Дома из кирпича успешно противостоят всем внешним природным факторам: дождь, мороз, жару и ветер. Ему не страшны ни грибки, ни вредители. Дома из кирпича синонимы безопасности и долговечности. И все это благодаря главному фактору – прочности кирпича. Одним из самых главных свойств кирпича является прочность. Прочность кирпича характеризуется его марками: М50, М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250 и М300. Что обозначают эти цифры? Они показывают допустимую нагрузку на один квадратный сантиметр кирпича, в килограммах. Сама прочность – это способность сопротивляться напряжениям и деформациям не разрушаясь. Например – кирпич М125. Это обозначает, что кирпич выдержит нагрузку в 125 кг на 1 квадратный сантиметр. Значит при площади кирпича 300 квадратных сантиметров, чтобы разрушить наш кирпич понадобится нагрузка 37500 кг., т.е 37,5 тонн. В тоже время необходимо помнить, что придел прочности кирпича при изгибе составляет лишь 20% от предела прочности при сжатии. Также следует учесть такой параметр, как прочность самой кирпичной кладки. Которая становит максимум 40 — 50% от прочности самого кирпича. Потому что положить раствор идеально ровно и плотно по всей площади кирпича невозможно. Вот тут и возникают дополнительные силы на изгиб сжатие.

Для различных сооружений применяют разные марки кирпича

Если мы хотим построить одно или двух этажный дом то нам вполне хватит марки кирпича М100. Если речь идет о многоэтажном строительстве, то тут уже речь должна идти о М200. Проектные организации в ходе проектирования рассчитывают марку кирпича исходя из исходных данных. Хотя при расчетах толщины стен в малоэтажных зданиях на первое место выходит уже теплопроводность кирпича. Как проверяется прочность кирпича? В лаборатории на большом прессе. Под пресс кладут кирпич, а на него укладывают второй. Запускают агрегат. Пресс давит на кирпич с постепенным увеличением давления, которое отображается на манометре. В момент разрушения кирпича фиксируются данные датчика. На больших предприятиях проверяется каждая партия кирпича на прочность. В кустарных условиях маленьких цехов такие испытания не проводятся. И строить с кирпича, выпущенным на таких кустарных производствах, можно лишь сарайчики или другие вспомогательные помещения типа туалета.

Кратко рассмотрим, какая прочность у разных видов кирпичей

Силикатный кирпич делается из песчано-известковой смеси (соотношение 9:1) с пропаркой в автоклаве. Он производится быстро и относительно дешев. Прочность такого кирпича будет становить максимум М200. Красный керамический производится с помощью обжига глиняной смеси с разными добавками. В результате получается каменистая структура. В этих кирпичей уже появляется марка – М300. Гиперпрессованный кирпич, в его состав входят цемент, известняк, разные шлаки, ракушечник и тому подобное. В процессе первого месяца хранения марка такого кирпича может уже становить М350. Клинкерный кирпич, тут уже присутствуют марки аж до М 1000. Изготовляется так же как и простая керамика, только при более высокой температуре, что вызывает более глубокое спекание частиц. С такого кирпича можно строить не только дома, но и тротуары с дорожным покрытием. Следует отметить что марки прочности у импортного кирпича, такие же как и у отечественного, но у импортного кирпича более широкая цветовая гамма.

Цель работы: выработать умение оценивать качество керамического кирпича и определять его маркировку по пределу прочности.

Материалы и аппаратура: образцы кирпича, металлическая измерительная линейка, сито №1,25, пластины металлические, картон, приспособление для раскалывания кирпича на прессе, приспособление для испытания образцов на изгиб.

Общие сведения

Керамическими называют материалы и изделия, получаемые из глиняных масс или их смесей с минеральными добавками путем формования, сушки и обжига при температуре 900-1300 С. В результате обжига глиняная масса превращается в искусственный камень, обладающий высокой прочностью и плотностью, водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и долговечностью.

Керамический (красный) кирпич — кирпич, производимый из глины с применением различных добавок (для регулирования тех или иных свойств) с последующим обжигом.

Керамический кирпич и камни применяют для кладки каменных и армокаменных наружных, внутренних стен и других элементов зданий и сооружений с последующей их отделкой или без нее, лицевые для облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.

1. Оценка качества керамического кирпича путем внешнего осмотра и обмера

Внешним осмотром устанавливают наличие пережога или недожога в контролируемом кирпиче, для чего сравнивают отработанные образцы с эталоном (нормально обожженным кирпичом). Более светлый цвет кирпича, чем у эталона («алый» кирпич), и глухой звук при ударе по кирпичу молотком указывает на наличие недожога. Пережженный кирпич характеризуется оплавлением и вспучиванием, имеет бурый цвет и, как правила, искривлён. Недожженный кирпич и пережженный кирпич является браком.

После внешнего осмотра кирпич измеряют по длине, ширине и толщине, а также определяют искривление поверхностей и ребер, длину трещин. Линейные размеры кирпича и размеры трещин проверяют металлической линейкой с точностью до 1 мм.

Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми рёбрами и углами, с чёткими граням и ровными лицевыми поверхностями. Искривление поверхностей и ребер, отбитость или притупленность рёбер и углов устанавливают при помощи металлического угольника и линейки с точностью до 1 мм. В лаборатории кирпич укладывают на ровный стол. К проверяемой поверхности прикладывают ребром металлическую линейку или треугольник в таком направлении, чтобы выявить максимальное значение прогиба поверхностей

Таблица 1– Оценка качества кирпича путем внешнего осмотра и обмера

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ КАМЕННОЙ КЛАДКИ

Способность кладки воспринимать, не разрушаясь, нагрузку от вышележащих конструкций и других воздействий называют прочностью.

Прочность кладки зависит от свойств кирпича (камня) и раствора, из которых кладка сложена. Предел прочности при сжатии, например, кирпичной кладки, выполненной даже на высокомарочном растворе, при обычных методах возведения составляет не более 40. 50 % предела прочности кирпича. Объясняется это тем, что поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские, плотность и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинакова и вследствие этого давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича и вызывает в нем кроме напряжений сжатия напряжение изгиба и среза. Поэтому каменные материалы, слабо сопротивляющиеся изгибу, разрушаются в кладке раньше, чем сжимающие напряжения в них достигнут предела прочности при сжатии. Например, кирпич имеет в 4. 6 раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии.

Напряженное состояние в кладке возникает не только от сжимающих, а и от горизонтальных, изгибающих, вибрационных и других нагрузок. Способность кладки сохранять свое положение при действии этих нагрузок называют устойчивостью. Предельные величины ее предусмотрены «Строительными нормами и правилами». Под воздействием внешних нагрузок в кладке создается напряженное состояние, которое распространяется по схеме, показанной на рис.10.

Рис.10. Схема распространения напряжений в кладке

1 — кладка, воспринимающая нагрузку;

2 — опорная подушка;

Способность кладки сохранять свое положение при действии горизонтальных (например, ветровых) нагрузок называют устойчивостью. Это свойство ограничивает высоту кладки в зависимости от ее толщины и величины ветровых нагрузок. Например, стенка толщиной 250 мм при ветровой нагрузке более 400 Па не должна быть выше 2,25 м.

Если постепенно увеличивать нагрузку на кладку до величины, превышающей предел прочности ее, то сначала в отдельных кирпичах появятся вертикальные трещины (рис.11, а) преимущественно под вертикальными швами, там, где концентрируются напряжения растяжения и изгиба. При росте нагрузки трещины увеличатся, разделяя кладку на столбики (рис.11, б). Окончательное разрушение кладки происходит из-за выпучивания этих столбиков в результате потери ими устойчивости (рис.11, в). Напряженное состояние при осевом сжатии кладок из других каменных материалов аналогично напряженному состоянию кирпичной кладки.

Рис.11. Стадии разрушения кладки под нагрузкой

а — трещины в кирпичах;

б — разделение кладки на столбики;

в — выпучивание и разрушение кладки.

Внешние нагрузки, действующие на кладку, создают в ней напряженное состояние (рис.11). При нормальной эксплуатации (первая стадия) внутренние напряжения не вызывают видимых повреждений кладки. При увеличении нагрузки (вторая стадия) в отдельных кирпичах появляются трещины. Продолжающийся рост нагрузки приводит к развитию вертикальных трещин (третья стадия), однако кладка еще способна воспринимать действующие на нее внешние силы. Дальнейшее нарастание нагрузки расслаивает кладку на тонкие столбики (четвертая стадия). Кладка разрушается из-за выпучивания столбиков, т.е. из-за потери устойчивости конструкции, расчлененной вертикальными трещинами.

Рис.11. Стадии работы кладки при возрастании внешней нагрузки

а — первая; б — вторая; в — третья; г — четвертая; 1 — силы внутреннего напряжения; 2 — появление трещин; 3 — развитие вертикальных трещин: 4 — расслоение кладки

Как видно из графика (рис.12), прочность кладки мало зависит от системы перевязки швов.

Рис.12. График, иллюстрирующий прочность кладки

а — однорядной; б — многорядной; в — трехрядной

Толщина швов. С увеличением толщины швов уменьшается прочность кладки. Это обусловлено тем, что прочность раствора всегда меньше прочности кладочного материала. Однако и уменьшение толщины швов не повышает прочности кладки, так как уложенные кирпичи неровностями граней касаются друг друга и в этих местах вместо сжатия работают на изгиб, что снижает прочность кладки. Чтобы все кирпичи, уложенные в конструкции, работали на сжатие, нормируют толщину горизонтальных и вертикальных швов: толщина горизонтальных швов 10. 15 мм, вертикальных — 8. 15.

Влияние свойств раствора на прочность кладки. Чем ниже марка раствора в кладке, тем легче он сжимается и, следовательно, тем больше общие деформации кладки, а в каждом кирпиче — напряжения изгиба и среза. Поэтому, чтобы получить более прочную кладку, применяют соответственно раствор более высокой марки.

Однако повышение прочности раствора незначительно увеличивает прочность кладки. Гораздо большее значение имеет пластичность раствора. Пластичные растворы лучше расстилаются по постели кирпича, обеспечивая равномерную толщину и плотность шва. Это повышает прочность кладки за счет уменьшения напряжения изгиба и среза в отдельных кирпичах.

Влияние размеров и формы каменных материалов на прочность кладки. С увеличением высоты камня уменьшается количество горизонтальных швов в кладке и увеличивается пропорционально квадрату высоты камня сопротивление его изгибу. В связи с этим при одинаковой прочности камней более прочной оказывается кладка, выполненная из камней большей высоты.

При правильной форме камней швы в кладке заполняются раствором равномернее, чем при неправильной, лучше передается нагрузка от камня к камню, лучше перевязывается кладка и прочность ее более высока. На снижение прочности бутовой кладки, например, влияет главным образом то, что неправильная форма камней обеспечивает их соприкосновение лишь через от дельные участки, не создает хорошей перевязки кладки, значительную часть которой приходится заполнять раствором.

Влияние качества швов кладки на ее прочность. Хорошее заполнение горизонтальных и вертикальных швов раствором, равно мерное уплотнение и одинаковая толщина швов, правильная перевязка обеспечивают высокую прочность кладки. Низкое качество кладки, применение растворов, не соответствующих требованиям проекта, могут привести к разрушению кладки.

Чем толще шов, тем труднее достигнуть равномерной его плотности и тем в большей степени кирпич работает в кладке на изгиб и срез. При толстых швах увеличивается деформация и снижается прочность кладки. Поэтому для каждого вида кладки установлена определенная толщина швов, увеличение которой снижает прочность конструкций. Насколько качество кладки характеризуется равномерностью заполнения раствором и уплотнения горизонтальных швов, можно видеть на примере одного из испытаний. Одновременно из одного и того же кирпича и раствора выполняли кладку высококвалифицированные каменщики и каменщики низкой квалификации. Предел прочности кладки, выполненной высококвалифицированными каменщиками, оказался 5 МПа, каменщиками низкой квалификации — 2,8 МПа, т. е. в 1,8 раза меньше.

Плотность кладки обусловливает такие качества каменных конструкций, как высокая огнестойкость, большая по сравнению с другими материалами химическая стойкость, сопротивляемость атмосферным воздействиям и, как следствие этого, большая долговечность. В то же время большая плотность увеличивает теплопроводность кладки, поэтому нередко наружные кирпичные стены зданий приходится делать намного толще, чем это требуется по условиям прочности и устойчивости.

При уменьшении плотности каменных материалов с 1800 (кладка из керамического кирпича) до 800 (камни из ячеистого бетона) толщина стен и потребность в материалах уменьшаются на 55 %, а масса стен — на 80 %. Это значит, что для кладки выгодно применять материалы более низкой плотности (пустотелые, пористые), обладающие хорошими теплотехническими свойствами.

На теплотехнические свойства каменных конструкций влияет также качество кладки: стены с плохо заполненными раствором швами легко продуваются и промерзают зимой.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет