Stanovení značky cihel podle pevnosti – zkušební metody

Pevnost cihly je vlastnost materiálu odolávat destrukci a deformaci pod vlivem namáhání vznikajících vnějším zatížením nebo jinými faktory (nerovnoměrné smršťování, zahřívání atd.). Pevnost materiálu je dána interakčními silami mezi jeho strukturními částicemi (atomy, molekulami). Je kvantifikována pevností v tahu, tzn. pevnost v tahu (pevnost v tahu) je napětí odpovídající největšímu (destruktivnímu) zatížení v okamžiku destrukce materiálu na jednotku plochy. Napětí je výslednice vnitřních sil na 1 cm2 průřezu materiálu. Lom je oslabení mezi částicemi, když je narušena kontinuita struktury. Existují křehké, tzn. okamžitá (bez deformace) a plastická (s deformací) destrukce materiálu.

Zařízení na výrobu cihel a dlaždic vyžaduje povinné testování zkušebních vzorků na pevnostní limity před spuštěním linky na plný výkon. Dále se blíže podíváme na metody a přístupy při určování pevnosti materiálů.

Cihla je stěnový materiál, takže během provozu podléhá tlakovému a ohybovému zatížení. Pro stanovení jakosti cihel podle pevnosti tlak i ohyb se zjišťují na celé cihle pomocí lisovacího zařízení (obr. 1).

K tomu se v místech podepření a zatížení povrch vyrovná cementovou nebo sádrovou maltou s pískem o složení 1:1 s W/C = 0,4-0,42 nebo se vyrovnají podložky z technické plsti nebo pryžových plátů. použitý.

Pevnost v ohybu R_IZG, MPa, vzorku se vypočítá pomocí vzorce

kde F je mez pevnosti, N (kgf); l je vzdálenost mezi osami podpěr, mm (cm); α je šířka vzorku, mm (cm); b je výška vzorku ve středu rozpětí, mm (cm).

Rýže. 1. Schéma zkoušení cihel na ohyb

Určení značky cihly pevností v tlaku

Pevnost v tlaku se stanovuje na vzorcích složených ze dvou celých cihel nebo dvou polovin. Podle GOST je povoleno určit značku cihel podle její pevnosti v tlaku při testování na půlkách cihel po testování na ohyb. Pro stanovení pevnosti v tlaku plastových tvarovaných cihel se vzorky ve tvaru krychle vyrobí ze dvou cihel nebo dvou polovin.

K tomu připravte cementovo-pískovou maltu o složení 1:1 s W/C = 0,4-0,42. Cihla se ponoří na 1 minutu do vody. Na vodorovnou desku se položí list papíru, vrstva malty o tloušťce 3–5 mm a první cihla nebo její polovina, poté vrstva malty a druhá část vzorku. V tomto případě by lomové plochy při použití půlek cihel měly směřovat v opačných směrech.

Horní povrch druhé cihly nebo poloviny se vyrovná cementovou maltou o tloušťce 3-5 mm, položí se list papíru a přitlačí se sklem.

Před zkouškou pevnostního stupně keramických cihel je vzorek uchováván po dobu 3 dnů v interiéru při teplotě (20±5) °C a relativní vlhkosti 60-80 %, aby se získala pevnost cementově pískové malty.

Při stanovení pevnosti v tlaku je možné použít k vyrovnání povrchů suchých vzorků podložky z technické plsti, pryžové tkané desky nebo lepenky.

Vzorky vyrobené technologií polosuchého lisování keramických cihel jsou zkoušeny za sucha, bez vyrovnávání jejich povrchů. Pevnost v tlaku R_SJ, MPa, určeno vzorcem

kde F je mez pevnosti, N (kgf); A je plocha průřezu vzorku jako aritmetický průměr ploch jeho horního a spodního povrchu, mm2 (cm2). Při výpočtu pevnosti v tlaku vzorků zesílených cihel se výsledky výpočtu vynásobí faktorem 1,2.

Na základě hodnot pevnosti v tlaku a ohybu určete značku cihly podle tabulky na obr. 2.

Rýže. 2. Stupeň pevnosti obyčejné hliněné cihly

Zjednodušený způsob, jak určit značku cihel podle síly

Kladivo o hmotnosti 1 kg se vezme za spodní část rukojeti, loket je přitisknut k tělu v pase, úderník se dotýká ramene. Úder se aplikuje na největší okraj cihly. V závislosti na stupni destrukce cihly podle tabulky na obr. 3 určit jeho značku.

Symbol pro nástěnné keramické materiály (cihly, kameny) kromě pevnostního ukazatele značky zahrnuje hodnotu mrazuvzdornosti v počtu cyklů zmrazování a rozmrazování a písmenná označení: K – keramika, P – obyčejná, L – přední, P – duté, O – jednoduché , U – zesílené (pro cihly), U – zvětšené (pro kámen), Pr – profil. STB je uvedeno na konci označení.

• Keramická obyčejná dutá jednoduchá cihla pevnosti 150, mrazuvzdornost F15 bude mít písmenné označení – cihla KRPO-150/15/STB1160-99;
• Zvětšený obyčejný keramický kámen pevnosti 150, mrazuvzdornost F15, bude mít písmenné označení – kámen KRU 150/15/STB1160-99.

Rýže. 3. Určení přibližné značky cihly

Pevnost cihel v tahu

Pevnost cihly v tahu se určuje zatížením zkušebních vzorků materiálu do destrukce pomocí hydraulických lisů nebo strojů na zkoušení tahem (pic.4). Zkouška se provádí na vzorcích (krychle, válce, hranoly, nosníky), jejichž tvar a rozměry jsou uvedeny v normách pro odpovídající materiál.

Rýže. 4. Stiskněte pro testování pevnosti cihly

Cihly v konstrukcích jsou vystaveny tlaku, tahu, kroucení, střihu a ohybu. Obecně platí, že některé stavební materiály dobře odolávají tlaku a jsou mnohem méně odolné vůči tahu a ohybu. Například materiály z přírodního kamene, beton atd. Proto se takové materiály používají v konstrukcích, které pracují především v tlaku. Kovy a dřevo mají vysokou pevnost, jak v tahu, tak v tlaku a ohybu. Proto se používají v konstrukcích vystavených ohybu, tlaku a tahu.

Zničení cihly ve fyzickém smyslu zároveň spočívá ve vzájemném oddělení částic materiálu. A rysem chování při zatížení např. kamenných (křehkých) materiálů je, že při stlačování se také hroutí od tahových napětí vznikajících ve směrech kolmých na působení tlakového zatížení, tzn. v důsledku prasknutí materiálu v příčném směru. Jejich destrukce je způsobena rozvojem separačních mikrotrhlin směřujících rovnoběžně s působící silou. Nejprve se v celém objemu objevují mikroskopické separační trhliny. S rostoucím zatížením se trhací mikrotrhliny spojují a vytvářejí viditelné trhliny směřující rovnoběžně nebo mírně nakloněné ke směru tlakových sil. Poté se trhliny otevírají, což je doprovázeno zdánlivým zvětšením objemu a dochází k úplné destrukci.

Sklon lomových trhlin je dán třecími silami, které vznikají na styčných plochách – mezi lisovacími deskami a čely vzorků (krychle, hranoly). Vzorky (krychle) proto po zničení dostávají podobu komolých jehlanů, nahoře složených. Pokud se při axiálním stlačování vzorku eliminuje vliv třecích sil mazáním kontaktních ploch, lomové trhliny se stanou vertikálními, paralelními s působením tlakové síly, a dočasný odpor se sníží přibližně na polovinu (obr. 5). Podle norem se však při stanovení pevnosti v tlaku zkouší vzorky materiálu bez mazání styčných ploch.

Rýže. 5. Schéma deformace vzorků betonu pod tlakem: a – za přítomnosti tření podél nosných rovin; b – při absenci tření

Pevnost v tlaku nebo v tahu se vypočítá vydělením maximálního zatížení při porušení vzorku (F) plochou původního průřezu (A):

Pevnost v ohybu se zjišťuje na vzorcích hranolů umístěných na dvou podpěrách. Síla (F) je obvykle aplikována uprostřed vzorku.

kde l je vzdálenost mezi podporami, cm; b – šířka vzorku, cm; h – výška, cm.

Zatížení se vyjadřuje v meganewtanech (MN), plocha – v metrech čtverečních (m2). Proto se pevnost v tahu, stejně jako napětí, v mezinárodní soustavě jednotek (SI) měří v MN/m2 nebo v MPa. Některé regulační dokumenty zachovávají rozměr ukazatele pevnosti v tahu v technické soustavě jednotek – kgf/cm2.

Pevnost zkoušených cihel je ovlivněna velikostí a tvarem vzorků, charakterem jejich povrchové úpravy, rychlostí nárůstu zatížení a dalšími faktory. Při zkoušení cihel je proto nutné striktně dodržovat pokyny normy.

Podle statistické teorie je pevnost vzorků omezena vadami obsaženými v jejich objemu. S rostoucím objemem vzorku se zvyšuje pravděpodobnost existence velkého defektu v něm. Proto se průměrná pevnost vzorků ze stejného materiálu zvyšuje se zmenšováním jejich velikosti. Tato závislost se nazývá faktor měřítka. Pro eliminaci vlivu měřítka při stanovení pevnosti materiálů je nutné buď striktně dodržovat standardní velikosti vzorků, nebo použít měřítkové koeficienty rovnající se poměru pevnosti vzorků libovolných velikostí k pevnosti standardních vzorků. .

Existuje teoretická (pevnost s ideální strukturou) a skutečná (technická) pevnost cihel. Teoretická pevnost odpovídá napětí vznikajícímu v cihle, rovnající se síle meziatomové přitažlivosti. Předpokládá se, že hodnoty pevnosti materiálů získané experimentálně jsou o několik řádů nižší než teoretické hodnoty pevnosti. To je způsobeno vadami ve struktuře stávajících materiálů, kvůli kterým je zatížení při testování rozloženo nerovnoměrně po průřezu vzorku.

Pevnost cihel v tlaku se pohybuje v poměrně širokých mezích. Například pro keramické cihly od 7,5 do 30 MPa, pro beton – až 115 MPa nebo více (obr. 6).

Rýže. 6. Pevnost a modul pružnosti některých stavebních materiálů

Na základě pevnosti se stavební materiály obvykle dělí na značky, třídy nebo třídy. Zkušební metody pro stanovení pevnosti zničením zkušebních vzorků se nazývají destruktivní. Tradiční metody stanovení pevnosti s výrobou standardních vzorků však ne vždy odpovídají skutečné pevnosti materiálu v konstrukcích. Výsledky by mohly být spolehlivější při testování vrtaných jader z konstrukce. To však povede k oslabení struktur.

Ve stavební praxi se využívají i nedestruktivní metody pevnostní kontroly. Kvantitativní hodnocení vlastností materiálu pomocí takových metod se provádí pomocí nepřímých ukazatelů – rychlosti šíření ultrazvukového pulsu (ultrazvuková metoda), frekvence přirozených vibrací (rezonanční), velikosti plastické deformace (mechanické) atd. .

Z mechanických metod je nejčastější metoda tzv. Mosstroy Research Institute pomocí kladiva navrženého K.P. Kashkarova nebo N.A. Fizdelja (obr. 7). Vychází ze skutečnosti, že při dopadu kladiva na povrch testovaného materiálu se současně vytvoří dva otisky: na materiálu a na referenční tyči v kladivu. Poté se na základě poměru průměrů výtisků a předem vytvořeného kalibračního grafu určí pevnost materiálu podle GOST 26690.

Koeficient konstrukční kvality (měrná pevnost) se posuzuje poměrem pevnosti materiálu k jeho průměrné hustotě. Nejúčinnější materiály jsou ty, které mají nejnižší hustotu a nejvyšší pevnost. Fyzikálně koeficient konstrukční kvality vyjadřuje maximální výšku sloupu z daného materiálu při vzniku destruktivních napětí v základu vlivem jeho vlastní hmoty.

Rýže. 7. Kashkarovovo kladivo pro stanovení pevnosti stavebních materiálů