Определение прочности кирпича разрушающим методом

Определение прочности кирпичной кладки.

В составе любого обследуемого здания могут быть стальные, железобетонные, деревянные и каменные конструкции. Как любые строительные материалы, каменная кладка имеет свои параметры прочности. Каменная кладка состоит из непосредственно камня (различные по плотности блоки или кирпичи) и раствора (цементно-песчаного, глиняного или известкового). Каменная кладка образует строительную конструкцию (стену или колонну), работающую на сжатие (центральное или внецентренное), на сжатие с изгибом или на смятие.

Соответственно, каменная кладка имеет свойства сопротивления вышеперечисленным внешним воздействиям, называемыми расчетными сопротивлениями сжатию и смятию (это основные расчетные характеристики кладки).

При проведении технического обследования строительных конструкций зданий и сооружений выполняется этап по инструментальному контролю параметром прочности, и для каменной кладки это не исключение. Определение фактической прочности кирпичной кладки и дальнейшее соответствие ее проектным значениям либо выполнение расчета несущей способности является основным при оценке технического состояния каменных конструкций.

Определение фактической величины прочности кирпичной кладки достигается следующими способами:

разрушающим — при помощи приборов механического воздействия, или неразрушающим — наиболее часто использующимся при проведении натурных исследований.

При использовании разрушающего метода определения прочности кирпичной кладки стен или колонн производят отборку образцов необходимого размера высверливанием алмазным дисковым инструментом. Далее ослабленное место отбора восстанавливается замещающей кладкой либо бетоном или специальным ремонтным составом. После этого отобранный образец доставляется в лабораторию для разрушения его на специальном испытательном прессе или стенде.

При использовании неразрушающего метода определения прочности кирпичной кладки, данная работа делится на две составляющие:

определение прочности кирпича и определение прочности раствора. Прочность блока или кирпича может быть определена с помощью прибора «Оникс» или «ПроКондтрол» методом ударного импульса либо ударом бойка молотка.

Умение пользования последним способом достигается опытом при неоднократном инструментальном определением прочности бетона и камня прибором и молотком с дальнейшим сравнением результатов. В учебных пособиях приведены правила определения прочности кирпича и бетона при помощи удара молотка путем изучения следа от удара, однако, инженер-обследователь, как правило, помимо изучения следа от удара основывается на ощущениях и звуке при ударе. Ультразвуковой метод при определении прочности кирпичной кладки не используется, т.к. он основывается на зависимости между величиной скорости распределения ультразвука в теле кладки и параметров прочности, а кирпичная кладка имеет пустоты в кирпичах. Прочность раствора кладки можно определить по испытаниям отобранных горизонтальных образцов.

Также прочность раствора кладки определяют с помощью ножа: с достаточным усилием проводят лезвием ножа по раствору и смотрят какой остался след. Если на растворе остается только след (раствор царапается), то марка раствора выше М75, если раствор немного крошится, то марка М50, если раствор сильно выкрашивается, то от М10 до М25, если же раствор сильно выкрашивается, то прочность раствора от «нулевой» до М5. По результатам натурного обследования кирпича и раствора уже можно определить прочность самой кирпичной кладки при помощи таблицы 2 СНиП «Каменные и армокаменные конструкции».

Основные методы испытания кирпича

Кирпич — это достаточно распространенный материал для строительства зданий и сооружений, а значит, лаборатория строительных материалов достаточно часто проводит испытания кирпича.

Кирпич стали использовать очень давно, по некоторым источникам, в нашей стране его уже активно применяли в X веке. На данный момент существуют разные виды этого строительного материала, но самый распространенный — это керамический кирпич. Есть еще, например, шамотный, но его чаще используют в печах, так как он обладает высокой жаростойкостью, но вот для строительства больше подходит керамика.

В этой статье мы поговорим об основных методах исследования кирпича и показателях качества этого материала. Ведь для того, чтобы понимать методику, сначала необходимо знать, что мы будем определять.

Показатели качества кирпича

Качество кирпича определяют, опираясь на показатели его сцепления, прочности, геометрии, а также способности противостоять внешним воздействиям.

Итак, по порядку: какими показателями характеризуется качество керамического кирпича?

1. Начнем с геометрии и внешнего вида кирпича, то есть с того, что в принципе можно определить органолептически. Это в первую очередь размер самого изделия, а также пустот и трещин в нем, длина и глубина отбитости и притупленности. Также сюда относится показатель отклонения от перпендикулярности граней кирпича, то есть, проще говоря, его ровность. Сюда же можно отнести массу и среднюю плотность изделия.
2. Далее мы обсудим показатели прочности кирпича. Её определяют при сжатии и изгибе.
3. Что касается способности противостоять внешним факторам, то сюда относятся показатели влагопоглощения и морозостойкости кирпича.

Основные показатели, которые исследует строительная лаборатория, — это влагопоглощение, морозостойкость, прочность при сжатии и изгибе, а также средняя плотность.

Хотя, конечно, чтобы комплексно оценить качество кирпича, в лаборатории смотрят на общие показатели строительного материала и делают резюме. То есть логично предположить, что если кирпич недожженный, то и прочность у него будет ниже, то же самое касается известковых включений, которые нарушают целостность кирпича при воздействии на него внешних факторов. То есть лаборатория всегда старается дать наиболее объективную оценку, по крайней мере наша лаборатория.

Исходя из критериев качества, устанавливается марка прочности кирпича. По ГОСТу кирпич проверяется на прочность при изгибе и сжатии, по результатам испытаний ему ставят марку от М75 до М300 (кгс/м2). Всего их 8.

Методы исследования кирпича

Как и в случае с испытанием бетона , контроль качества кирпича определяют разрушающими методами. Их мы уже кратко описали: это контроль прочности при изгибе и сжатии. При сжатии кирпич сжимают под прессом (аналогично процессу испытания кубиков бетона), а при испытании на изгиб его просто пытаются сломать и вычисляют приложенные усилия.

Сейчас мы просто упомянем о морозостойкости и водопоглощении, а в будущем посвятим этим методам отдельную статью на нашем сайте.

С водопоглощением понятно: это способность кирпича вбирать в себя влагу за счет микротрещин и разнообразия составных частей кирпича. Определить её относительно нетрудно: сухой кирпич кладут в воду и насыщают влагой, после чего рассчитывают с учетом изменения массы то количество влаги, которое он в себя вобрал.

С морозостойкостью сложнее. Насыщенный влагой кирпич помещают в морозильную камеру (- 18 +-2 градуса) и ждут, пока он замерзнет. После замерзания его оттаивают при температуре 20 градусов. И так совершают несколько циклов до тех пор, пока на кирпиче не появятся дефекты или нарушение целостности. Таким образом определяют марку прочности кирпича (F25, F35, F50). У нас самый распространенный — это F35.

В ГОСТ 31937-2011 есть пункт, в котором написано, что на сплошных участках стен, а также в простенках можно проводить испытания кирпича и кладки неразрушающими методами контроля.

Неразрушающие методы контроля кирпича

Обычно определение прочности проводят механическими методами неразрушающего контроля. Однако для этого также существуют и приборы.

Для испытания используют ультразвук, а также проверяют прочность сцепления каменной кладки при помощи ПСО-10МГ4КЛ, ПСО-30МГ4КЛ.

При механических методах контроля используют инструменты типа молотков Шмидта, геофизические методы, эндоскопы и т.д. — в общем, методы, используемые при контроле качества бетона (метод пластической деформации, метод ударного импульса и т.д.).

В случае, если прочность стены имеет решающее значение, то необходимо установить этот показатель в лаборатории, а для этого в стене выбуривают кирпичные керны с последующими испытаниями разрушающими методами. При выбуривании керна происходит нарушение целостности стены, что нежелательно, поэтому неразрушающие методы имеют преимущество, однако они не всегда могут дать точный результат и имеют погрешности.

Исходя из вышенаписанного, отбор проб кирпича делают специалисты лаборатории, так как они нанесут лишь минимальные повреждения стене, которые никак не отразятся на её прочности. Если отбор произвести неправильно, это может повлечь за собой слабость конструкции. Поэтому будьте внимательны и доверяйте такое задание специалистам.

Регламентируют контроль качества кирпича по следующими ГОСТам: 530-2012, 7025-91, 58527-2019.

Заключение

Мы лишь затронули методы контроля качества кирпича. Если в одной статье подробно рассматривать каждый метод, то она превратится в книгу. Поэтому мы обязательно разместим у себя подробное описание каждого метода в отдельности, ведь они полны нюансов. Следите за нашим блогом и не пропускайте наши новые статьи!

Как всегда, если у вас возник вопрос, вы всегда можете задать его нашему специалисту в форме ниже, а также посетить нашу страницу «Лаборатория испытания кирпича и стеновых блоков» и заказать испытания кирпича в лаборатории.

Строительная лаборатория ООО «Бюро «Строительные исследования» занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

1. Заполнив форму на нашем сайте

+7(812)386-11-75 — главный офис в Санкт-Петербурге

+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) — отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

Определение прочности бетона неразрушающим методом

Прочность бетона – основная характеристика, по которой устанавливают способность бетонной или железобетонной конструкции выдерживать проектные нагрузки. Бетон набирает необходимую прочность постепенно в процессе твердения. Поэтому очень важно определять с высокой точностью значение прочности этого материала перед использованием изделий или конструкций в строительстве. Для определения прочности бетона используют два способа: исследование образца материала разрушающим методом и испытание качества бетона неразрушающим.

Испытание разрушающим методом заключается в отборе образцов выпиливанием или выбуриванием из тела конструкции. Затем каждый образец подвергается максимальному сжатию до разрушения с помощью специального лабораторного пресса, оснащенного измерительными приборами. Этот метод используется редко, так как трудоемок, требует дорогостоящего оборудования, при исследовании конструкция получает повреждения. К тому же каждый образец материала должен твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция.

Неразрушающий метод, напротив, не требует больших затрат, отбора образцов материала, и позволяет получить результаты испытаний с достаточной точностью, при этом бетон конструкций не подвергается повреждениям.

Виды испытаний

Неразрушающий метод контроля качества бетона подразделяется на две группы испытаний: прямых и косвенных. Прямые в свою очередь делятся на три вида:

с помощью отрыва металлических дисков; посредством отрыва со скалыванием; методом скалывания ребра.

Косвенный неразрушающий контроль прочности бетона осуществляется с помощью следующих исследований:

ультразвукового способа; метода упругого отскока; способа воздействия на бетон ударного импульса; метода пластической деформации.

Прямые виды испытаний

Испытание неразрушающим методом отрыва металлических дисков заключается в измерении напряжения, возникающего при отрыве от поверхности бетонной конструкции стального диска из стали. На основании результатов производится расчет прочности с учетом площадей диска и используемой площади конструкции. Следует указать, что этот способ используется редко из-за повышенной трудоемкости и невозможности применения для густоармированных конструкций. По результатам исследования неразрушающим способом составляется протокол, куда заносятся все полученные данные.

Неразрушающий вид испытаний методом отрыва со скалыванием состоит в измерении усилия, возникающего при отрыве специально установленного анкера из тела бетонной структуры. Величина усилия затем используется в расчете прочности, результаты исследований фиксируются в протоколе. Проверки этим способом характеризуются повышенной трудоемкостью, связанной с пробуриванием шпуров для установки анкера и невозможностью измерений прочности густоармированных конструкций и тонкостенных элементов.

Исследования методом скалывания ребра заключается в измерении усилия, которое необходимо для повреждения небольшого участка ребра конструкции и последующем расчете прочности бетона.

Косвенные виды испытаний бетона

С помощью ультразвука . Неразрушающий способ исследований с помощью ультразвуковых волн осуществляется путем измерения скорости их прохождения сквозь тело конструкции. Генерация и регистрация волн ультразвука производится специальными приборами, оборудованными датчиками. Бетон исследуется не только близко к поверхности, но и по всей толще конструкций. При этом можно установить не только марку по прочности, но и выявить дефекты, образовавшиеся при бетонировании. Расчет фактической прочности осуществляется на основании установленной зависимости скорости прохождения волн и прочности определенных марок бетона. Результаты заносятся в протокол.

Методом упругого отскока . Неразрушающий способ исследования посредством упругого отскока осуществляется с помощью специального ударного инструмента – склерометра или его разновидностей. Наиболее известным инструментом для измерений является склерометр (молоток) Шмидта. Склерометр оснащен пружиной и сферическим штампом. При ударе по поверхности происходит отскок ударника на определенное расстояние, которое фиксируется на специальной шкале и записывается в протоколе. Расчет фактической прочности материала производится на основании зависимости твердости поверхности и величины отскока штампа при ударе.

Методом ударного импульса . Определение прочности посредством ударного импульса производится специальными приборами, оборудованными узлом измерения с подшипником качения. При ударе бойком прибора по поверхности конструкции происходит вращение подшипника под воздействием возникающей волны энергии. Величина ударного импульса вращения подшипника фиксируется прибором и выдается в виде готового результата единицы измерения прочности, которая записывается в протоколе проверок.

Методом пластической деформации . Испытание неразрушающим способом пластической деформации осуществляется с помощью специальных инструментов – молотка Кашкарова и других приборов, способных оставлять отпечатки после ударного или вдавливающего воздействия. Молотком наносят удары по поверхности конструкции, измеряют глубину отпечатков и установленному соотношению размера отпечатка и твердости ударной части инструмента рассчитывают прочность материала.

Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона

Неразрушающий контроль – основные характеристики

К сложным факторам контроля конструкций относятся химическое, термическое и атмоферное воздействие. Неразрушающие методы испытаний требуют тщательной подготовки поверхности.

Адгезия

Методика оценки измерения прочности без разрушения адгезионного контакта определена ГОСТ 28574-2014. Неразрушающий способ состоит в измерении ультразвуковых либо электромагнитных волн.

Метод проверки с использованием адгезиметра применяется в диагностике повреждения штукатурных, окрасочных, облицовочных и прочих покрытий, для контроля и оценки качества стройматериалов и антикоррозийных работ.

Устройство определяет интенсивность адгезии величиной давления отрыва, необходимого для отделения покрывающего слоя.

Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры

Защитный слой обеспечивает прочность сцепления арматуры, устраняет воздействие агрессивных реагентов, предохраняет бетон от излишней влажности и температурных перепадов при эксплуатации. Толщина слоя зависит от характеристик применяемой арматуры, условий применения и назначения конструкции.

Методика неразрушающего контроля определена ГОСТом 2290493. Поиск арматуры с определением диаметра осуществляется с использованием специальных устройств – локаторов.

Морозостойкость

Количество циклов замораживания и размораживания бетона определяет показатель морозостойкости. ГОСТами обозначены 11 марок по устойчивости к перепадам температур. Количество допустимых переходов нулевой температурной отметки, после превышения которых начинается снижение характеристик прочности, указывается в маркировке.

Для контроля по показателю морозостойкости проводится испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость испытания невысока. Предъявляются повышенные квалификационные требования к исполнителям.

Влажность

Для получения достоверных результатов измерений влажности неразрушающим способом целесообразно применение различных способов. Устройства для определения показателей влажности основаны на взаимосвязи диэлектрической проницаемости конструкций и количестве содержащейся в них влаги.

Лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» оказывает услуги по испытанию строительных бетонов в Москве и области с выдачей соответствующих заключений и протоколов испытаний.

Обследование каменных конструкций

В общем случае программа обследования каменных конструкций включает следующие виды работ:

• осмотр и регистрацию выявленных повреждений и дефектов по их характерным признакам;
• натурные обмерные работы по измерению фактических размеров в плане и по высоте, а также внешних признаков повреждений и дефектов;
• инструментальное и лабораторное определение прочностных, теплотехнических и других характеристик каменных конструкций;
• поверочные расчеты прочности и устойчивости;
• испытание пробной нагрузкой (при необходимости).

Общий порядок проведения осмотра, обмерных работ и составления дефектной ведомости, а также уточнения расчетных схем, нагрузок и воздействий. При этом необходимо зафиксировать следующее:

• фактические размеры конструкций в плане и по высоте;
• осадки фундаментов, колон, стен, простенков, перекрытий и балок;
• отклонения от вертикали стен, простенков, колонн и смещения опорных частей балок, плит и прогонов;
• размеры сколов, вывалов, смещений рядов кладки, трещин;
• величины прогибов плит, балок, перемычек.

При инструментальном обследовании каменных конструкций устанавливаются:

• прочность каменной кладки, камней (кирпича) и раствора;
• влажность материала;
• морозостойкость и водопоглощение;
• плотность материалов;
• теплотехнические свойства ограждающих конструкций;
• состояние арматуры к кладке.

Ширину раскрытия трещин измеряют с помощью градуированных луп и микроскопов, пластмассовых или бумажных трафаретов с нанесенными линиями толщиной 0,05-2,0 мм.
Глубину трещин определяют по следу на поверхности вырубленного из конструкции с помощью стальных комбинированных щупов, а также ультразвуковых приборов.
За раскрытием трещин наблюдают с помощью гипсовых или других маяков, а также с помощью луп и микроскопов.

Прочностные характеристики каменной кладки наиболее рационально определять косвенно, по установленным маркам кирпича и раствора, при этом прочность компонентов каменной кладки может быть определена как разрушающими, так и неразрушающими методами.
К неразрушающим относится метод пластического деформирования с использованием склерометров.
Для определения прочности компонентов каменной кладки разрушающим методом при испытании на прессе в лабораторных условиях отбирают образцы в количестве:

• десять кирпичей из стен или столбов;
• пять образцов камней размером не менее 5х10х20 см из стен и столбов;
• образцы раствора в количестве, необходимом для склеивания с помощью гипсового раствора пяти образцов размером 7х7х7 см или 4х4х4 см.

Допускается определять прочность при сжатии камней на образцах-цилиндрах в количестве 5 шт. диаметром и высотой 5-10 см, вырубленных из каменной кладки специальной коронкой.

Предел прочности при сжатии кирпича определяют на образцах, состоящих из двух его половинок, а предел прочности камней — на целом камне.
Допускается определять предел прочности при сжатии на половинках кирпича, полученных после испытания его на изгиб.
Предел прочности при изгибе керамического и силикатного кирпичей определяют на целом кирпиче.

Пробы для определения прочности кирпичной кладки отбирают равномерно в следующих местах:

• в расчетных сечениях стен и столбов;
• в местах повреждений и дефектов.

В местах отбора проб ослабленные сечения должны быть восстановлены.