Испытания кирпича в полевых условиях и в строительной лаборатории

Многие тысячелетия в разных уголках мира люди используют обожженную глину для строительства. Поэтому нет точных данных, кто, когда и как изобрел кирпич. Даже спустя века базовая технология его производства практически не изменилась, кирпич все также формуют и обжигают. И, несмотря, на все технологические новинки, кирпич присутствует на многих современных стройках, пусть даже просто в качестве декоративного элемента. Ведь люди, по-прежнему, хотят видеть его в своих домах, инстинктивно вспоминая теплые стены и очаги предков. Однако, есть у кирпича два существенных минуса: он не очень надежно держит это самое тепло и, в сравнении с другими материалами, является весьма догорим. Поэтому любому застройщику, принявшему решение использовать кирпич в проекте, важно быть уверенным в его качестве, чтобы не переплачивать в дальнейшем. Гарантией качества являются испытания кирпича в строительной лаборатории. Кирпич сжимают, сгибают, замораживают и погружают в жидкости, тем самым подтверждая характеристики, необходимые для строительства на века.

1. Когда и зачем следует проводить такие испытания
2. Контроль качества. Виды брака
3. Испытания на прочность
   • на сжатие
   • на изгиб
4. Испытания на морозостойкость
5. Испытания на водопоглощение

Когда и зачем следует проводить такие испытания

Если в проекте есть кирпич, его качество необходимо проверять. Это аксиома, ведь дело не только в прочности здания, но и в безопасности людей, которые этим зданием будут использоваться. Причем не важно, идет ли речь о новом строительстве или реконструкции старого здания. В первом случае, испытания кирпича защитят бюджет проекта от дополнительных затрат, ведь здание или сооружение будет изначально построено из проверенного материала. Во втором случае, специалисты лаборатории подтвердят прочность тех кирпичей, что были использованы в ходе строительства, или дадут рекомендации, где и как следует заменить или укрепить конструкционные сегменты с изношенными кирпичами.

Поэтому проводить испытания кирпича следует до начала строительства. Любого строительства.

Мы уже рассказывали подробно, какие виды кирпичей сегодня наиболее активно используются в строительстве и как отбирают образцы для разного вида испытаний. Поэтому сейчас расскажем непосредственно о самих испытаниях.

Контроль качества кирпича. Виды брака

Базовым испытанием кирпича является входной контроль качества. Можно сказать, что это даже еще не испытание, а специальный визуальный осмотр, которые даст специалисту предварительную информацию о поступившей на стройку партии кирпича. Бывают случаи, когда партия выбраковывается уже на этом этапе и дальнейшие испытания не требуются. Потребуется вернуть некачественный кирпич производителю и заменить его качественным.

В данном случае не стоит ориентироваться на те документы о сертификации качества, которые приходят вместе со строительным материалом, и полностью доверять информации в них. Безусловно, большинство производителей на рынке стараются ответственно подходить к изготовлению товара. Но, к сожалению, нередки случаи предоставления сфальсифицированных сертификатов. Даже в тех случаях, когда низкое качество кирпича будет выявлено в ходе строительства, но по договору поставщик полностью заменит такие кирпичи, застройщика ждет, в лучшем случае, замедление темпов строительства, в худшем – увеличение бюджета.

Оценка качества кирпича по внешнему осмотру и обмеру не займет много времени и не потребует существенных расходов. Специалист лаборатории отберет необходимое количество образцов из поступившей на стройку партии, в соответствии со стандартами испытания. Затем осмотрит их, простучит молотком, в случае необходимости, и измерит обыкновенной масштабной линейкой и стальным угольником.

По форме, размерам и объемной массе кирпич должен соответствовать требованиям ГОСТ. Например, для одинарного полнотелого кирпича стандартными размерами являются 250х120х65 мм. А если кирпич утолщенный и пустотелый — 250х120х88 мм.

В ходе визуального осмотра также выявляются пятна, выцветы, сквозные трещины и их протяженность, а также сколы, отбитости, притупленности ребер и углов каждого образца.

Далее следует проверка на качество обжига. Для этого образцы сначала сравнивают с эталоном, т.е. правильно обожженным кирпичом, чтобы понять, есть ли отличие по цвету. Недообожженый кирпич имеет более светлый оттенок, пережженый темнее эталона, особенно внутри.   Дополнительно кирпич простукивают молотком. Недожог при этом издает глухой звук, а пережог – звонкий.

Все замеры, результаты осмотра и недочеты заносят в лабораторный журнал и сравнивают с данными ГОСТ 530-2012. Допускаются следующие незначительные отклонения по внешнему виду (для не лицевых изделий):

• искривления граней и ребер, не более 3-4 мм;
• отбитости и притупленности ребер и углов, не более 1,5 мм;
• не более одной сквозной трещины до 30 мм.

К браку кирпичных изделий относят:

1. Недожег или пережег. Недообожженый кирпич теряет морозостойкость, пережженый будет просто крошиться.
2. Значительные отклонения по размерам, а также недопустимые искривления, сколы, трещины.
3. Наличие большого количества известковых включений, наличие которых ведет к образованию так называемых дутиков – крупных зерен, которые впитывают влагу, разбухают и разрушают кирпич изнутри.
4. Марку кирпича ниже М100, которую проверяют в ходе испытания на прочность.
5. Морозостойкость менее F25, проверить которую можно только в лабораторных условиях.

Испытания кирпича на прочность

Среди показателей качества кирпича, прочность всегда ставят на первое место. Она дает представление о том, какую нагрузку в килограммах выдерживает один квадратный сантиметр изделия. По результатам испытания на прочность кирпичу также присваивается или подтверждается марка. Она обозначается цифрой М и номером от 100 до 300 для керамических и силикатных кирпичей и до 1000 – для клинкерных.

Пределы прочности кирпича определяют в строительной лаборатории через механическое воздействие, путем испытаний на сжатие и изгиб, согласно ГОСТу Р 58527-2019.

Испытания кирпича на сжатие

В принципе суть эксперимента можно понять из названия. Кирпич равномерно сжимают в прессовальной установке, повышая нагрузку до момента его разрушения и отмечают максимальные показатели нагрузки. Особенностью этого испытания является то, что для его проведения используются сразу два кирпича или их половинки, связанные между собой цементным раствором, чтобы сымитировать кладку.

Сдвоенный, подготовленный к испытанию образец маркируют вертикальными осевыми линиями и устанавливают под пресс. Затем, с помощью верхней плиты, давят на него с постепенно возрастающей нагрузкой в течение 20-60 секунд. Всего проводят пять испытаний. Среднее арифметическое значение всех испытаний и является показателем предела прочности кирпича при сжатии.

Испытания кирпича на изгиб

Сложно представить, каким образом возможно изогнуть кирпич. Но именно такое испытание позволяет вычислить максимальную разрушающую нагрузку и является обязательным в комплексе экспериментов по выявлению марки кирпича. Однако, в отличие от испытания на сжатие, для исследования потребуется один целый образец.

Его также установят под пресс, но потребуется специальное приспособление, состоящее из трех опор. Две их них устанавливают под образец с отступом по краям и одну – сверху образца, по ширине и центру. Одна нижняя и верхняя опоры должны иметь цилиндрическую форму, чтобы перемещаться в месте соприкосновения с образцом. Последняя опора должна быть стационарной, конической.

Кирпич устанавливают симметрично на нижних опорах, давление пресса приходится на верхнюю опору, которая передает на кирпич нагрузку до 50 тонн. Нагрузка возрастает равномерно и непрерывно и должна обеспечить разрушение кирпича в пределах 20-60 секунд. За окончательное значение предела прочности на изгиб принимают среднее арифметическое значение из результатов десяти испытаний пяти образцов.

Испытания кирпича на морозостойкость

 Совсем недавно мы подробно рассказывали о том, почему необходимо проводить испытания материалов на морозостойкость. Резюмировать все объяснения можно двумя словами: морозостойкость=долговечность. А акцент еще раз сделаем на том, что показатель этот особенно важен для наших широт, где наблюдается неустойчивый и значительный перепад температур.

Об испытаниях морозостойкости бетона мы уже также поговорили, теперь подробно разберем испытания кирпича на морозостойкость, несмотря на то, что в массовом строительстве сегодня он используется скорее для внутренних перегородок и декора.

Для керамических и силикатных кирпичей морозостойкость проверяют по ГОСТу 7025-91 методом объемного замораживания с оценкой степени повреждений и потери массы. Для этого из партии случайным образом отбирают минимум пять образцов и производят их внешний осмотр на предмет выявления брака. Столько же образцов отбирают в качестве контрольных для сравнения.

Если образцы соответствуют нормативным размерам, то до начала испытания фиксируются допустимые отклонения. Образцы насыщают водой в течении 48 часов.

Затем запускаются циклы замораживания и оттаивания. Заморозку кирпичей производят в специальной холодильной камере с температурным режимом от минус 15 до минус 20°С, не менее четырех часов. Далее образцы погружают в сосуд с водой температурой +20±5°С для оттаивания. По продолжительности оттаивание составляет не менее половины времени замораживания.

После завершения испытаний все образцы также подвергаются тщательному визуальному осмотру. Недопустимыми дефектами считаются растрескивание, шелушение, выкрашивание, отколы кирпичей, тем более глубокие трещины. Согласно ГОСТу, осмотр изделий позволяет сделать заключение о соответствии их степени повреждений нормативным требованиям. Тем образцам, которые прошли выбраковку, присваивают степень морозостойкости от F25 до F300, в зависимости от количества циклов замораживания-оттаивания.

Потерю массы вычисляют по формуле. Она не должна превышать 10%.

В результате, в журнал испытаний заносят следующие данные:

• наименование и марка изделия;
• дата проведения испытаний;
• методика проведения испытаний;
• размеры каждого образца;
• описание дефектов до испытаний;
• температурный режим замораживания и оттаивания;
• число циклов замораживания и оттаивания;
• описание дефектов после испытания;
• контрольная масса каждого образца и ее потеря в %.

Испытания кирпича на водопоглощение

Еще одним физическим свойством кирпича является водопоглощение или способность впитывать в себя воду и удерживать её. Эта характеристика, также как морозостойкость, напрямую влияет на эксплуатационные свойства материалов. Чем ниже влагопоглощение, тем выше морозостойкость кирпича и, следовательно, его долговечность. Однако и слишком низкий показатель водопоглощения также является дефектом, как так делает кладку непрочной, а теплоизоляцию минимальной. Поэтому, в кирпиче должно быть достаточное количество пор, ни больше, ни меньше: до 10% от объема — для лицевой кладки, до 16% — для внутренней.

Испытания на водопоглощение кирпича также регулируются ГОСТом 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости». Для их проведения не потребуется сложного дорогостоящего оборудования.

Специалист выбирает три кирпича из партии или их половинки, осматривает, взвешивает и кладет на решетку в емкость с водой в пределах 15-25 градусов на двое суток. Уровень воды должен быть выше верхнего образца на 10 см. По истечению этого времени, кирпичи извлекают из воды. Керамические кирпичи подсушивают тряпкой, силикатные не подсушивают. Затем их повторно взвешивают.

Водопоглощение кирпича определяют по формуле, относят массу впитавшейся воды к массе самого образца и выражают получившееся значение в процентах. В случае отсутствия недопустимых дефектов, кирпич признается пригодным, а процент водопоглащения указывает на область его применения. Наиболее влагостойкие изделия могут использоваться для внешних конструкций и фундаментов, наименее влагостойкие – только для внутренних перегородок и декора.