МАРКА КИРПИЧА
Марка кирпича позволяет определить его прочность и обозначается буквой «М» и числом (от М75 до М300, чем больше число тем прочнее кирпич) и морозостойкость — то есть способность выдерживать определённое количество циклов замораживания/оттаивания. Морозостойкость кирпича обозначается буквой «F» и числом (от F15 до F100), у лицевого кирпича марки F15 нет.
Прочность кирпича — основное свойство кирпича сохранять форму без деформаций и разрушений при определенных внутренних нагрузках, таких как сжатие и изгиб из-за наличие прослоек раствора, и других воздействиях.
Марка прочности — это главный показатель кирпича. Прочность кирпича определяют по цифровому значению рядом с маркировкой М. Она может быть М75,100,125,150,175,200,250,300. Цифры показывают давление в килограммах на 1 см2 поверхности, которое выдерживает кирпич данной марки.
Соответственно, забор можно сложить и из кирпича марки М-75, а многоэтажный дом – из кирпича марки не ниже М-150, при этом более прочные кирпичи кладут в основании здания и фундамент, так как нижние этажи выдерживают на себе нагрузку верхних, а верхнюю часть можно сложить из кирпича марки М-100.Также и для внутренних работ — несущие стены складывают из М125-М150, а внутренние перегородки-из М-100. Кирпичи марки М-200 используются для строительства шахт лифтов и дымовых труб и отвечают наивысшим требованиям качества.
Разные кирпичи (полнотелый или пустотелый), имеющие одинаковую маркировку прочности, будут иметь одинаковые свойства прочности. Самостоятельно проверить прочность кирпича можно, бросив его на деревянное покрытие с высоты человеческого роста. Прочный кирпич не должен разбиться.
Морозостойкость кирпича определяет количество циклов замораживания/оттаивания, которым подвергается кирпич без признаков деформации, снижения прочности или потери массы, что существенно важно в условиях нашего климата. При этом кирпич кладут в холодную воду на 8 часов и, после насыщения его водой, замораживают в морозильной камере при температуре -18оС в течение 8 часов, затем оттаивают в воде 8 часов при температуре до +2ооС и снова замораживают.
Водой кирпич насыщают потому, что морозостойкость любого материала зависит от его водопоглощения, ведь всем известно, что вода, замерзая и оттаивая, разрушает его. Марка F15 обозначает, что кирпич с данными характеристиками выдерживает не менее 15 циклов замораживания/оттаивания. Для наших широт рекомендуется использовать кирпич с морозостойкостью не менее F35, при этом лицевой кирпич, а также кирпич для подвалов, цоколей должен быть марки F 50.
Важно, что для наружных конструкций, таких как цоколь, фундамент, нельзя использовать пустотелый кирпич, так как попадание воды в его пустоты ускорит разрушения. Проверить морозостойкость можно, ударив по кирпичу твердым предметом. Звук удара должен быть звонким и чистым, что свидетельствует о хорошем качестве прессования, а соответственно и морозостойкости
МОРОЗОСТОЙКОСТЬ ОБЛИЦОВОЧНОГО ГИПЕРПРЕССОВАННОГО КИРПИЧА
Разрушительные усилия создаваемых льдом внутри облицовочного гиперпрессованного кирпича, зависит от объема, формы и размеров открытых пор, а также от механической прочности кирпича, степени его влагонасыщения, интенсивности промерзания. Все эти факторы во многом зависят от качественных особенностей сырья и характеристик, которыми располагает оборудование.
Объем открытых пор определяет водопоглотительную способность облицовочного кирпича. Однако опыт отечественных и зарубежных заводов и результаты исследовании показывают, что высокая способность кирпича к водопоглощению не всегда служит признаком его неморозостойкости.
Размеры пор и их форма оказывают существенное влияние на морозостойкость кирпича. Крупные поры облегчают льду выход на поверхность кирпича, некоторую часть его они поглощают. В результате давление на стенки пор уменьшается и кирпич предохраняется от разрушения. Кроме того, крупные поры не задерживают воду, поэтому изделия быстрее просыхают. Размер пор, однако, не должен превышать оптимальную для каждого конкретного случая величину, иначе механическая прочность кирпича резко снижается.
Конечно, чем выше механическая прочность гиперпрессованного кирпича, тем лучше он может противостоять разрушительному действию, вызываемому превращением воды, содержащейся в порах, в лед. Дело в том, что напряжения, возникающие при превращении воды в лед возрастают до наступления равновесия между ними и силами сопротивления стенок пор. При этом лед подвергается сжатию с такой же силой, с какой он действует на стенки пор. Известно, что при сжатии льда температура его плавления снижается, и если стойки пор и капиллярных путей будут достаточно прочными, то вода в них не замерзала бы даже при очень низких температурах.
Качественный гиперпрессованный кирпич имеет марку по морозостойкости F150, а потому идеально подходит в качестве облицовочного кирпича для экстерьерных работ.
ПРОЧНОСТЬ И МОРОЗОСТОЙКОСТЬ КИРПИЧА
Важнейшей характеристикой, определяющей во многом прочность и долговечность строений, является морозостойкость кирпича. В соответствии с ГОСТ 10060 морозостойкость - способность сохранять физико-механические свойства при многократном переменном замораживании и оттаивании.
Морозостойкость, во много, зависит от величины водоцементного соотношения, степени гидратации цемента, возраста бетона к моменту его замораживания и условия его твердения, расхода цемента на 1 м3, минералогического состава цемента и присутствия добавок.
Установлено влияние величины водоцементного отношения и воздухосодержания на морозостойкость гиперпрессованного кирпича. Повышение значения водоцементного отношения отрицательно сказывается на структуре цементного камня, вызывая увеличение содержания капиллярных и уменьшение содержания гелевых пор.
Огромную роль в обеспечении морозостойкости кирпича играет характер пористости и его капиллярно-поровая структура, обуславливающие водонасыщение. Сообщающиеся между собой поры и капилляры создают возможность водонасыщения кирпича. Воздух, вовлеченный в процессе перемешивания смеси, образует искусственные замкнутые поры, что, в свою очередь, способствует повышению морозостойкости прессованного кирпича. Поры же, содержащиеся в заполнителе, недоступны для воды, изолированы друг от друга, способствуют снижению морозостойкости.
Выявлена определенная тенденция к изменению морозостойкости цементного камня. Уменьшение капиллярной пористости цементного камня примерно от 18 до 8% сопровождалось заметным, но сравнительно небольшим повышением прочности и морозостойкости. Дальнейшее уменьшение капиллярной пористости до 4-1% и менее не сопровождалось резким изменением.
Существует множество гипотез о первоочередной роли того или иного фактора, вызывающего разрушение кирпича при попеременном его замораживании-оттаивании. Установлено, что основной причиной разрушения кирпича является изменение фазового состояния воды при воздействии отрицательных температур. При переходе воды в лед, происходит увеличение объема, в результате чего в цементном камне возникают напряжения. В связи с этим используют специальные средства защиты кирпича от разрушения.
Также причинами разрушения гиперпрессованного кирпича при действии мороза являются условия, при которых происходит процесс действия отрицательных температур, структура и свойства цементного камня. В зависимости от вышеперечисленных условий, разрушение кирпича может произойти посредством:
- действия в процессе образования льда гидростатического давления жидкости на стенки капилляров и пор цементного камня;
- воздействие гидравлического давления при миграции жидкости в поры, незаполненные водой;
- роста кристаллов льда и их давления на стенки капилляров и пор;
- температурных напряжений, в результате разницы температурных деформаций льда и цементного камня.
Прочность и морозостойкость кирпича зависит от соотношения величины разрушающих напряжений при замораживании-оттаивании, определяемых объемом и структурой порового пространства, и сопротивляемости материала, определяемой его прочностью и деформативностью при растяжении.
Прежде всего, снижение прочности кирпича в насыщенном состоянии при попеременном замораживании и оттаивании связано с накоплением местных повреждений структуры цементного камня при переходе жидкости в лед.
Установлено, что чем выше прочность кирпича в момент начала воздействия мороза, тем он эффективнее сопротивляется разрушению.
Одним из основных факторов, вызывающих разрушение насыщенного водой или, как в нашем случае, раствором соли цементного камня, является переход раствора в лед с увеличением в объеме. При переходе воды в лед происходит увеличение объема кирпича примерно на 9%. Если бы все поры были заполнены водой, то под воздействием растягивающих напряжений произошло разрушение кирпича при первом же цикле замораживания. Известно, что вода превращается в лед в капиллярах разного размера при различной температуре. Следовательно, объем воды, который перейдет в лед, и степень разрушения материала при капиллярах размера будут различными.
Немаловажное значение имеет среда оттаивания. Так в результате исследований выявлено, что при замораживании на воздухе, оттаивании в 5%-ом растворе хлористого натрия процесс разрушения ускоряется, чем при оттаивании в водном растворе. По мнению автора более интенсивное разрушение при оттаивании в растворе хлористого натрия связано с переходом безводной соли в кристаллогидрат со значительным увеличением в объеме; химическим взаимодействием раствора соли с продуктами гидратации цементного камня.
Большое влияние на морозостойкость цементного камня оказывает такой фактор как водопоглощение. После затворения цемента водой, изменение пористости происходит в первые 3 суток с интенсивным накоплением геля. Происходит увеличение объема твердой фазы, сопровождающееся заполнением мелких пор продуктами новообразований. При достижении определенной степени гидратации цемента система взаимосвязанных капилляров превращается в условно-дискретную. С образованием данной структуры порового пространства цементного камня его проницаемость резко снижается, и появляются условия для возникновения, так называемых «резервных» пор, которые и являются основой морозостойкого кирпича. В данном случае немаловажным фактором являются возраст образцов к моменту испытания и активность цемента.
При прохождении определенного периода времени твердения гиперпрессованного кирпича, в течении которого степень гидратации цемента достигнет такой величины, при которой в структуре цементного камня образуется достаточный объем условно замкнутых пор. Время получения морозостойкой структуры кирпича тем меньше, чем меньше величина В/Ц. Время же, необходимое для образования сообщающейся системы капилляров определяется видом, активностью цемента и его минералогическим составом.
Прежде всего, при оценке морозостойкости кирпича следует учитывать прочность цементного камня. При уплотнении бетонной смеси прессованием происходит:
- уплотнение структуры материала;
- увеличение плотности и, соответственно, прочности;
- снижение общей пористости.
По мере уплотнения материала снижается разрушительное действие мороза. Значительное влияние уплотнения бетонной смеси прессованием оказывает на общую пористость цементного камня, так как при этом происходит снижение начального водоцементного отношения и степени гидратации. К тому же уплотнение прессованием способствует получению материала высокой плотности и уменьшению количества внутренних дефектов и трещин. А как известно, равномерность распределения замкнутых воздушных пор, уменьшение их размеров и служат основными факторами повышения морозостойкости кирпича. Все перечисленные факторы в значительной степени оказывают влияние на прочность и морозостойкость кирпича.