Лабораторные испытания кирпичей

Кирпич – один из строительных материалов, наиболее часто применяющихся на практике при закладке фундаментов, возведении стен и перегородок. Это обусловлено его доступностью, невысокой стоимостью, технологичностью применения и комплексом уникальных технических качеств, основные из которых прочность, несущая способность и длительный срок службы. Так, здания и сооружения, построенные из кирпича сотни лет тому назад, можно и сегодня встретить во многих местах по всему миру.

Основные виды современного кирпича – керамический и силикатный, технические условия изготовления этих материалов регламентируют ГОСТ 530-2012 и ГОСТ 379-2015. Данные документы устанавливают требования к внешнему виду кирпичей, нормативные прочностные характеристики, предусматривают необходимость всесторонней пооперационной проверки качества и строгого соблюдения технологии на всех этапах их изготовления, начиная с входного контроля соответствия сырья, и заканчивая приемкой готовой продукции. Приемочный контроль является завершающей фазой производственного цикла и включает в себя приемо-сдаточные и периодические испытания для сравнения фактической марки и других параметров с нормативами. Эта работа проводится службой технического контроля завода-изготовителя, но в некоторых случаях для обеспечения объективности результатов по оценке качества продукции к исследованиям привлекаются независимые экспертные организации, имеющие соответствующую лицензию и аккредитацию. В столичном регионе – это строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Заказать лабораторные испытания кирпича в Москве можно, оставив заявку на страницах этого сайта, услуги предоставляются на договорной основе, оперативно, недорого, с гарантией объективности полученных результатов.

Виды и назначение кирпича

За многовековую историю использования кирпича технология его изготовления принципиально не изменилась, но усовершенствовалась внедрением инноваций и особенностей, позволивших значительно расширить пути применения материала. В первую очередь это относится к внешнему виду и некоторым качественным показателям. По типоразмерам современный кирпич подразделяется на следующие форматы с размерами в миллиметрах:

-одинарный, 1НФ (нормальный формат) — 250 х 120 х 65;

-половинный, 0,5НФ — 250 х 60 х 65;

-полуторный, 1,4НФ — 250 х 120 х 88;

-двойной, 2,1НФ — 250 х 120 х 138;

-формат «евро», 0,7НФ — 250 х 85 х 65;

-кирпич «евро» утолщенный 0,96НФ — 250 х 85 х 88.

Помимо размеров, материал подразделяется на типы, учитывающие особенности его изготовления и определяющие приоритетные пути его использования:

-рядовой — полнотелый и пустотелый (с пустотами) кирпич для кладки и заполнения проемов фундаментов, возведения несущих стен, и перегородок в зданиях любого назначения и этажности;

-облицовочный, цветной, стандартный, фигурный и фактурный камень для декоративно-защитной отделки внешней стен зданий, сооружений;

-кирпич механической и ручной формовки.

-клинкерный — материал повышенной прочности и декоративности для облицовки фасадов и цоколей зданий.

При выборе кирпича для кладки или облицовки строительных конструкций принимаются во внимание следующие технические характеристики материала:

-внешний вид;

-марка (М) по прочности на сжатие — от 25 до 1000 кг/см2 (в зависимости от типа кирпича);

-прочность на изгиб;

-морозостойкость (F) — от 25 до 300 циклов замораживания/оттаивания;

-водопоглощение — от 6 до 16 %;

-теплопроводность;

-плотность — от 700 до 2400 кг/м3;

-пустотность;

-наличие высолов;

-кислотность (клинкерный кирпич);

-экологичость (активность естественных радионуклидов).

Технические характеристики кирпича закладываются в материал на стадии изготовления и уточняются в ходе приемочного контроля. Государственные стандарты определяют приоритетные критерии качества – это внешний вид и размеры, прочность на сжатие и при изгибе, средняя плотность, морозостойкость. При этом, если внешний вид можно оценить визуально, то остальные параметры определяются в ходе лабораторных испытаний каждой партии и указываются в сопроводительных документах (паспорте). Технические характеристики, не относящиеся к приоритетным, проверяются лабораторно один раз в месяц, квартал или год и тоже отражаются в документации, сопровождающей отпускаемый потребителю материал.

Качество кирпича определяет основные параметры эксплуатации сделанных их него конструкций, в первую очередь промышленную безопасность и срок службы. Нормы проектирования предусматривают возможность использования для различных по значимости строений материала с разной маркой по прочности. Методики ее установления определяют ГОСТ 530-2012 и ГОСТ Р 58527-2019. По результатам испытаний кирпичу присваивается одна из 16-ти марок, от М25 до М1000. Такое деление позволяет подобрать и купить материал, который по качеству и цене оптимален для практического применения.

Лабораторные испытания кирпичей с целью определения прочности на сжатие проводятся на предварительно подготовленных образцах, изъятых из проверяемой партии материала. Это два произвольно отобранных и совмещенных постелями изделия. Их опорные поверхности замеряются, выравниваются цементным раствором, шлифуются. Для исследований используется комплект специальных принадлежностей, поверенного оборудования и инструментов. Определение прочности кирпича на сжатие производится при помощи испытательной машины с регулируемой скоростью приложения нагрузки (пресс). Нагружение образца производится равномерно, непрерывно, с условием, чтобы время до момента его разрушения составляло не менее 60-ти секунд. Максимальная нагрузка регистрируется с точностью до 1 кН. Предел прочности испытуемого кирпича в МПа вычисляется по формуле:

Rсж = P/F,

где P – усилие, приведшее к разрушению в Н,

F – площадь поперечного сечения образца в мм2.

Марка материала в партии определяется как среднеарифметическое значение по результатам испытаний установленного нормативом количества образцов. Кроме вышеописанного метода, существуют и другие разрушающие и неразрушающие методы определения марки кирпича. Наиболее известные – испытание образца ударами молотка до разрушения, использование ультразвуковых волн и определение прочности по величине пластической деформации.

Определение предела прочности кирпича при изгибе производится приложением вертикальной сосредоточенной нагрузки к образцу, установленному на две горизонтальные опоры. Средства измерений и оборудование, необходимое для проведения исследований те же, что и при определении марки на сжатие, но с добавлением устройства в виде подвижно-регулируемой системы, состоящей из двух нижних и одной верхней опор.

Нагружение образца в виде целого кирпича с выровненными и отшлифованными поверхностями производится равномерно, непрерывно. Усилие, приведшее к разрушению испытуемого изделия, замеряется с точностью до 0,1 кН и ложится в основу расчета предела прочности материала. Испытание считается завершенным успешно, если образец разрушился через 20 – 60 секунд после начала приложения нагрузки. Предел прочности кирпича при изгибе (Rизг.) определяется по формуле:

Rизг. = 3 P I / 2 b h2,

где P – максимальная разрушающая нагрузка (Н);

      I – расстояние между осями нижних опор (мм);

      b – ширина кирпича в середине пролета (мм);

      h – высота образца в средней части без выравнивающего слоя (мм).

Прочность кирпича на изгиб в конкретной партии определяется как среднеарифметическое значение по результатам испытаний количества образцов, установленного нормативом.

Средняя плотность партии кирпича определяется по методике ГОСТ 7025-91. Техническое обеспечение исследований – электрошкаф сушильный, лабораторные весы, металлическая линейка. Испытания проводятся на трех образцах известного объема и высушенных до постоянной массы. Средняя плотность определяется по формуле:

Рср = m/v*1000,

где m – масса образца (г), v – объем кирпича (см3), 1000 – коэффициент перевода единицы измерения в кг/м3.

Искомое значение средней плотности определяется как среднее арифметическое значение результатов испытаний всех образцов, рассчитанное с точностью до 10 кг/м3.

Водопоглощение и морозостойкость кирпича не входят в число показателей, определяемых для каждой партии производимого материала, исследование этих свойств проводится, соответственно, один раз в месяц и один раз в квартал. Тем не менее, эти параметры оказывают большое влияние на качество кирпича и, в конечном итоге, на долговечность и эксплуатационную безопасность зданий, сооружений. Методы их определения регламентирует ГОСТ 7025-91. Влагопоглощение кирпича показывает, какое количество воды в процентах от своей массы он может вобрать в себя при полном погружении. Испытания проводятся в лабораторных условиях как минимум на 3-х образцах в виде целых кирпичей или половинок следующими способами – при атмосферном давлении, под вакуумом, в кипящей воде. Работа предусматривает взвешивание сухих образцов, насыщение их влагой, высушивание, повторное взвешивание. Полученные результаты заносятся в рабочий журнал, водопоглощение кирпича определяется по формуле:  
W = (m1 - m) / m * 100%

где, W – процент водопоглощения;

       m, m1– массы образцов, высушенных и насыщенных водой (г).

За фактический результат принимается среднее арифметическое значение анализов образцов, рассчитанное с точностью до 1 %.

Контроль морозостойкости кирпича осуществляется объемным или односторонним замораживанием образцов в морозильной камере с принудительной вентиляцией и контролируемой температурой в пределах от –15 до –20°С. Испытания проводятся с анализом потери массы (не менее 5 образцов) и потери прочности (не менее 20 образцов). Исследования предусматривают циклическое замораживание и оттаивание насыщенных водой образцов кирпича. При оценке морозостойкости по потере прочности после определенного стандартом числа циклов замораживания/оттаивания проводится визуальный осмотр и фиксируются появившиеся дефекты. Оценка морозостойкости по потере массы проводится также после предварительного взвешивания, стандартного числа циклов замораживания/оттаивания, высушивания образцов до постоянной массы и окончательного взвешивания по формуле: 

W = (m - m6) / m * 100

За значение потери массы принимается среднее арифметическое значение результатов потери массы всех образцов, рассчитанное с точностью до 1%.

Определение морозостойкости односторонним замораживанием производится на образцах, собранных в виде небольшого фрагмента ограждающей конструкции, циклическим процессом заморозки в морозильной камере и оттаивания дождеванием. Как и в предыдущем варианте испытаний, анализ параметра исследуемого параметра производится по потере прочности и потере массы.

Марка кирпича по прочности на сжатие и изгиб, средняя плотность, водопоглощение, морозостойкость и другие параметры в обязательном порядке принимаются во внимание при выборе материала для строительства. Так, для облицовочных работ необходим материал с минимальной впитывающей способностью, для возведения внутренних стен и перегородок можно использовать менее влагостойкий кирпич, он дешевле. Знание показателей качества кирпича может потребоваться для проверки соответствия заявленных производителем параметров материал факту, для экспертной оценки прочности существующих кирпичных конструкций по требованию контролирующих органов. В этом плане, именно независимые лабораторные исследования могут предотвратить неоправданные материальные затраты при покупке некондиционной продукции, быть решающим аргументом при экспертной оценке эксплуатационной безопасности строений в ходе возможных судебных разбирательств.