Кирпич керамический одинарный предел прочности при сжатии мпа

Плотность – параметр, определяющий вес материала определенного объема. У облицовочных изделий достигает значений от 1,3 до 1,45 тонны на кубический сантиметр. При этом показатель пористости может доходить до 14 процентов (минимум – 6 процентов). Что касается прочности, то она показывает, какую нагрузку (в килограммах) способен принять на себя один квадратный сантиметр поверхности кирпича.

Прочность обозначается марками, где после буквы «М» стоит данный показатель. Марок керамических облицовочных кирпичей семь: от М75 до М300. Но для облицовки, как правило, не требуются слишком высокие марки – ведь материал не испытывает таких нагрузок, как, скажем, рядовой кирпич при кладке фундамента. Или несущих стен. Поэтому облицовочные изделия марки М300 не выпускают вообще.

Керамический кирпич, используемый для облицовочных работ, в большинстве своем имеет пустоты внутри. Так можно решить две задачи сразу: сделать более простой и удобной его кладку, а также улучшить теплосбережение обложенных данным материалом стен. Но на предел прочности пустотелость не влияет. Мы решили не подавать марки керамического кирпича по прочности в виде таблицы, ограничившись кратким описанием достоинств каждой из них.

Более подробно о видах и марках красного кирпича расскажет данное видео:

Изделия данного типа отличаются наименьшей прочностью, зато стоят дешевле всего. Что позволяет значительно уменьшить расходы на строительные работы.

В основном кирпич керамический марки 75 бывает рядового типа. Используется для возведения стен малоэтажных зданий, а также различных построек.

Итак, технические характеристики керамического рядового полнотелого обыкновенного красного кирпича марки 100. В рядовом исполнении – один из самых востребованных бюджетных вариантов.

Более прочен, чем М75, подходит для возведения стен (несущих и наружных). Универсальность данного материала позволяет использовать его для многих малоэтажных сооружений (не превышающих три этажа).

Лицевой кирпич этой марки подходит как для обкладывания наружных фасадов строений с различным количеством этажей, так и для изготовления декоративных построек, заборов. Из рядового кирпича строят здания до трех этажей, колонны, столбы, перегородки.

Для облицовки, как правило, применяют пустотелый вариант исполнения, обладающий следующими характеристиками:

• Вес одной штуки – от 2,2 до 2,5 килограмма.
• Прочность (по сжатию и изгибу) – от 1,4 до 1,6 МПА.
• Поглощение жидкости (воды) – не более 8 процентов.
• Коэффициент теплопроводности – от 0,2 до 0,26 Ватта на метр на градус Цельсия.

Полнотелый кирпич данной марки обладает таким же запасом прочности, но большим коэффициентом теплопроводности (0,513 Ватта на метр на градус Цельсия) и более солидным весом (до 3,5 килограмма). Кирпич керамический утолщенный марки 125 имеет приемлемую цену.

Одна из популярных марок (М150) керамическо полнотелый кирпич марки м150 гост.

• В рядовом варианте исполнения подходит для сооружения цокольной части строений, а также фундаментов, стен домов (в том числе многоэтажных).
• Для кладки стен, как несущих, так и наружных, часто используют двойной кирпич этой марки.
• Лицевой кирпич подходит для облицовки зданий, а также возведения различных построек (беседок, заборов, скамеек на дачном участке).

М200 и М250

Качественные и надежные изделия. Способны выдержать солидные нагрузки и обладающие отличной водостойкостью.

• Рядовые кирпичи этих марок можно использовать для возведения оснований домов и для строительства многоэтажных зданий.
• Облицовочный вариант подходит не только для выполнения всех перечисленных выше работ, но и для выкладывания прочных и красивых дорожек (например, на участке возле коттеджа).

Как уже упоминалось, характерна только для рядового кирпича. Такой стройматериал применяется в местах, испытывающих сильные нагрузки.
Например, для закладки фундамента дома, имеющего много этажей. Или сооружения подвала, стены которого требуется дополнительно укрепить. В огнеупорном варианте кирпич данной марки хорош для кладки каминов и печек.

Выбор материала для стен: силикатный кирпич

Силикатный кирпич — это один из видов искусственного камня, используемого для возведения стен в зданиях и сооружениях. Получают данный материал в автоклаве по следующей технологии. В начале готовят сухую смесь путем смешивания мелкого кварцевого песка и воздушной извести с добавками в соотношении 9:1. После этого с применением пресса из смеси формуют заготовки определенных размеров. Далее эти заготовки подвергаются воздействию водяным паром при температуре 170-200°С и давлении 8-12 атм. В заключении полученные кирпичи охлаждают.

Впервые вышеизложенная технология изготовления силикатного кирпича была предложена немецким ученым Михаэлисом в начале 80-х годов 19 века. Но на западе в те времена она так и не прижилась. Производство силикатного кирпича в промышленных масштабах началось к концу того же века в Российской Империи.

В настоящее время силикатный кирпич является одним из самых популярных материалов для стен. Выпускается он как в белом, так и в цветном варианте (при применении специальных щелочных пигментов). Его плотность начинается от 1 000 кг/м 3 , прочность на сжатие от 100 кг/см 2 , а марка по морозостойкости от F15.

Виды силикатного кирпича

По размеру (наиболее распространенные):

• Одинарный — размеры 250х120х65 мм.

• Полуторный — размеры 250х120х88 мм.

• Двойной — размеры 250х120х138 мм.

По способу заполнения:

• Полнотелый — тело кирпича не имеет никаких отверстий. Средняя плотность — более 1500 кг/м 3 . Такие кирпичи обладают повышенной прочностью на сжатие, что позволяет использовать их в возведении несущих стен и колонн. Недостатком же у данного материала выступают большой показатель теплопроводности и высокая цена.

• Пустотелый — в теле кирпича имеются два и более отверстий. Средняя плотность — менее 1500 кг/м 3 . У таких кирпичей в отличие от полнотелых меньше показатель теплопроводности и ниже цена. Но из-за своей невысокой прочности на сжатие, его используют чаще всего для возведения перегородок и других ненагруженных стен.

По марке (прочности):

Примечания:

1) Предел прочности при изгибе определяют по фактической площади изделия без вычета площади пустот.

2) Марка по прочности лицевого кирпича должна быть не менее М125, лицевых камней — М100.

Требуемая толщина стены

Основные характеристики силикатного кирпича

от 4 000 руб./куб.м.

зависит от того, в каких условиях силикатный кирпич находится все время эксплуатации. Так, если он периодически подвергается воздействию влаги и высоких (не естественных) температур, срок службы у него будет гораздо меньше, чем если бы этот кирпич находился в сухих условиях.

дома из силикатного кирпича требуют усиленных фундаментов. Поэтому под несущие стены из этого материала чаще всего делают монолитную или сборную железобетонную ленту, иногда, с уширенной подошвой. Эта лента, либо закладывается на глубине ниже глубины промерзания грунта, либо выполняется мелкозаглубленной с применением свай. Не редки случаи, когда под кирпичный дом выполняется монолитная железобетонная плита.

на стены из силикатного кирпича можно опирать как деревянное, так и железобетонное перекрытия в сборном или монолитном исполнении

масса зависит от плотности изделия

возможно в отдельных случаях строительство и 14-ти этажного дома

для соединения кирпичей между собой обычно используется цементно-песчаный раствор марок М50 и М75

материал не требует никакого обслуживания.

при строительстве дома из силикатного кирпича целесообразно использовать для фасада цветной силикатный кирпич

Использование в цоколе и подвале

в цоколе и подвале данный кирпич использовать можно, то при этом нужно быть готовым к последствиям: снижение прочности, трещины и потемнение

Плюсы и минусы силикатного кирпича

Плюсы (+):

• долговечность— сооружение из силикатного кирпича, где стены защищены от влаги и высоких температур, может прослужить 200 лет;

• высокая прочность — силикатный кирпич способен воспринимать большую нагрузку на сжатие. А это значит, при использовании железобетонного перекрытия не требуется устройство под него монолитного пояса;

• доступность— силикатный кирпич является одним из самых популярный строительных материалов. Поэтому купить его не составит труда;
  

• пожаробезопасность — материал не горит и не поддерживает горение;

• большой ассортимент — существует много видов силикатного кирпича, которые отличаются друг от друга по исполнению, цвету и размеру;

• необязательность отделки — дополнительная отделка силикатного кирпича выполняется по желанию. Его можно просто покрасить;

• звукоизоляционные свойства — этот материал отличается хорошими звукоизоляционными свойствами;

• надежность— стены из силикатного кирпича хорошо защищают от внешних угроз;

• ровная геометрия — элементы имеют ровные грани и по размеру максимально схожи друг с другом. Чего нельзя сказать о керамическом кирпиче;

Минусы (-):

• дороговизна — силикатный кирпич стоит значительно дороже дерева и ячеистого бетона, но дешевле как минимум на 15-10% керамического кирпича;

• высокое влагопоглощение — данный материал способен впитывать влагу. Это свойство приводит к понижению таких показателей, как морозостойкость и прочность. Кроме этого, силикатный кирпич от влаги безвозвратно темнеет и может покрыться грибком;

• трудоемкость — большой вес кирпича и малые размеры делают процесс возведения стен из него очень сложным и долгим;

• низкая жаростойкость — силикатный кирпич не рекомендуется использовать для кладки дымоходов и печей;

• большая теплопроводность— при возведении несущих стен жилого дома с умеренным климатом потребуется большая их толщина;

• плохо отдает влагу — забирая влагу из помещения, данный материал потом долго высыхает. Это отрицательно сказывается на его теплопроводящих качествах. Особенно данный эффект усугубляется, если точка росы образовывается в толще кладки. Для сравнения, керамический кирпич отдает влагу в 3-4 раза быстрее.

Кирпич керамический рядовой полнотелый одинарный М-150, М-200, М-300 ГОСТ 530-2007

• Марка (тип): М-150, М-200, М-300
• ГОСТ, ТУ: ГОСТ 530-2007
• Длина, мм: 250
• Ширина, мм: 120
• Высота, мм: 65
• Масса, кг: 4,10
• Изготовители: ОАО «Победа ЛСР» завод «Ленстройкерамика»
• Код ОКП: 5741210004

Характеристики

• Плотность, кг/м3: 2100
• Морозостойкость, циклы: 75
• Теплопроводность, Вт/м°С: 0,72 при влажности 0%
• Водопоглощение, %: 6

Область применения: Применяется в строительных конструкциях с повышенными требованиями по прочности и надежности, при возведении несущих стен, цокольных этажей, опорных колонн и других, сильно нагруженных конструкций зданий.

Способы определения прочности: испытание бетона на сжатие

Существует два метода:

• разрушающий;
• неразрушающий.

При первом способе измеряют минимальные усилия, приложенные для поломки кубов и цилиндров, которые вырезают, выпиливают или выбуривают из целых изделий. Скорость увеличения силы нагрузки при этом постоянна. После выполнения испытания вычисляется итоговое значение таких усилий.

При втором способе нахождения требуемого показателя воздействуют механически на заданное место (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок). Точка приложения прибора не должна быть на краю или напротив арматуры. Далее находят результат по выраженной градации.

Рассчитывать на полную правдивость не стоит, имеется погрешность до 10 % для каждого из видов проверок.

Как выбирают образцы при разрушающем методе

1. Пробы из бетонной смеси.

Для испытаний приготавливают образцы кубической и цилиндрической формы. Эталонным считается куб с длинной грани 150 мм.

• Все экземпляры создают в специальных формах, перед использованием конструкции смазывают маслом. Далее наполнят её бетонной смесью и уплотняют.
• Утрамбовывают при помощи штыкования стальным стержнем, виброплощадки или глубинного вибратора.
• Через сутки все затвердевшие образцы достают и размещают в боксе с нормальными условиями (влажность – 95%, температура – +20 °С). Иногда заготовки размещают в водной среде или в автоклаве.

1. Образцы из готовых бетонных изделий.

Экземпляры для проверки прочности получают методом вырубки, выпиливания или выбуривания из целых изделий. В месте отбора не должно быть арматуры в точке, где извлечение не понесёт за собой снижение несущей способности. Пробы делают вдали от стыков и края изделия. Образцы извлекают из средней части пробы как на рисунке.

Предварительная подготовка к испытаниям

Прежде чем приступить непосредственно к испытаниям, все образцы измеряют и осматривают – нет ли трещин, сколов, рытвин. Если имеются скалывания более 10 мм, рытвины диаметром 10 мм и более и глубиной от 5 мм, образцы выбраковывают.

Также производят обмеры на наличие линейной погрешности, несоответствие перпендикулярности близлежащих граней, смещения от прямолинейности и плоскостности. Если обнаружены такие недочёты, грани и плоскости подвергают шлифованию или выравнивают быстротвердеющим веществом толщиной не больше 5 мм.

Как образцы бетона проходят испытания

Все приготовленные образцы одной группы испытывают на прочность в течение одного часа. Силовое нагружение производят не прерываясь, с постоянной скоростью увеличения нагрузки до разрушения. При этом, время от начала нагружения до его окончания – не меньше 30 с.

Во время проверки пользуются специальными строительными стендами:

• образцы кладут на нижнюю плиту пресса по центру;
• после совмещают верхнюю плиту и экземпляр, чтобы они находились плотно друг к другу;
• далее подают силовую нагрузку со скоростью 0,6±0,2 МПа/с.

Расчёты испытаний: формула

Прочность бетона на сжатие (R, МПа) считают с погрешностью до 0,1 МПа по формуле:

Обозначения:

• F – максимальная сила, Н;
• A – площадь грани под нагрузкой, мм;
• α – масштабный коэффициент, который приводит прочность к эталонной;
• K_W – коэффициент, необходимый для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов.

Коэффициенты высчитывались экспериментально и представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Масштабный коэффициент α

K_W = 1, исключение – ячеистый бетон, его можно найти в таблице ГОСТа 10180.

Показатель прочности бетона рассчитывают как среднее арифметическое от прочности всех образцов, участвовавших в проверке: если образцов 3, то среднее арифметическое значение двух образцов с высшей прочностью.

Показатель прочности на сжатие – это такой показатель, который невозможно подделать. Проверку этой характеристики выполняют только аккредитованные лаборатории и строительные организации, которые сами подвергаются неоднократным проверкам – у них есть лицензии, подтверждающие право на выполнение тех или иных работ.

Напряжения при растяжении-сжатии

Определенная методом сечений продольная сила N, является равнодействующей внутренних усилий распределенных по поперечному сечению стержня (рис. 2, б). Исходя из определения напряжений, согласно выражению (1), можно записать для продольной силы:

где σ — нормальное напряжение в произвольной точке поперечного сечения стержня.
Чтобы определить нормальные напряжения в любой точке бруса необходимо знать закон их распределения по поперечному сечению бруса. Экспериментальные исследования показывают: если нанести на поверхность стержня ряд взаимно перпендикулярных линий, то после приложения внешней растягивающей нагрузки поперечные линии не искривляются и остаются параллельными друг другу (рис.6, а). Об этом явлении говорит гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли): сечения, плоские до деформации, остаются плоскими и после деформации.

Так как все продольные волокна стержня деформируются одинаково, то и напряжения в поперечном сечении одинаковы, а эпюра напряжений σ по высоте поперечного сечения стержня выглядит, как показано на рис.6, б. Видно, что напряжения равномерно распределены по поперечному сечению стержня, т.е. во всех точках сечения σ = const. Выражение для определения величины напряжения имеет вид:

Таким образом, нормальные напряжения, возникающие в поперечных сечениях растянутого или сжатого бруса, равны отношению продольной силы к площади его поперечного сечения. Нормальные напряжения принято считать положительными при растяжении и отрицательными при сжатии.

Методы и испытания бетона на прочность

Для определения марки и класса бетона используют разнообразные методы – все они относятся к категориям разрушающих и неразрушающих. Первая группа предполагает проведение испытаний в условиях лаборатории посредством механического воздействия на образцы, которые были залиты из контрольной смеси и полностью выстояны в указанные сроки.

• Воздействие ударом.
• Разрушение частичное.
• Исследование с использованием ультразвука.

Ударное воздействие может быть разным – самым примитивным считается ударный импульс, который фиксирует динамическое воздействие в энергетическом эквиваленте. Упругий отскок определяет параметры твердости монолита в момент отскока бойка ударной установки.

Также используется метод пластической деформации, который предполагает обработку исследуемого участка особой аппаратурой, которая оставляет на монолите отпечатки определенной глубины (по ним и определяют степень прочности).

Частичное разрушение также может быть разным – скол, отрыв и комбинация данных способов. Если для испытаний используется метод скола, то ребро изделия подвергают особому скользящему воздействию для откалывания части и определения прочности. Отрыв предполагает использование специального клеящего состава, которым на поверхности крепят металлический диск и потом отрывают. При комбинировании данных способов анкерное устройство крепят на монолит, а потом отрывают.

Когда используется ультразвуковое исследование, применяют специальный прибор, способный измерить скорость прохождения ультразвуковых волн, проникающих в монолит. Основное преимущество данной технологии – она позволяет изучать не только поверхность, но и внутреннюю структуру бетона. Правда, в процессе исследований велика вероятность погрешности.

Прочность металлов

Физику прочности основал Галилей: обобщая свои опыты, он открыл (1638 г.), что при растяжении или сжатии нагрузка разрушения P для данного материала зависит только от площади поперечного сечения F. Так появилась новая физическая величина — напряжение σ=P/F — и физическая постоянная материала: напряжение разрушения [4].

Физика разрушения как фундаментальная наука о прочности металлов возникла в конце 40-х годов XX века [5]; это было продиктовано острой необходимостью разработки научно обоснованных мер для предотвращения участившихся катастрофических разрушений машин и сооружений. Раньше в области прочности и разрушения изделий учитывалась только классическая механика, основанная на постулатах однородного упруго-пластического твёрдого тела, без учёта внутренней структуры металла. Физика разрушения учитывает также атомно-кристаллическое строение решётки металлов, наличие дефектов металлической решётки и законы взаимодействия этих дефектов с элементами внутренней структуры металла: границами зёрен, второй фазой, неметаллическими включениями и др.

Большое влияние на прочность материала оказывает наличие ПАВ в окружающей среде, способных сильно адсорбироваться (влага, примеси); происходит уменьшение предела прочности.

К повышению прочности металла приводят целенаправленние изменения металлической структуры, в том числе — модифицирование сплава.

Учебный фильм о прочности металлов (СССР, год выпуска:

Предел прочности металла

Предел прочности меди. При комнатной температуре предел прочности отожжённой технической меди σ_В=23 кгс/мм 2 [8]. С ростом температуры испытания предел прочности меди уменьшается. Легирующие элементы и примеси различным образом влияют на предел прочности меди, как увеличивая, так и уменьшая его.

Предел прочности алюминия. Отожжённый алюминий технической чистоты при комнатной температуре имеет предел прочности σ_В=8 кгс/мм 2 [8]. С повышением чистоты прочность алюминия уменьшается, а пластичность увеличивается. Например, литой в землю алюминий чистотой 99,996% имеет предел прочности 5 кгс/мм 2 . Предел прочности алюминия уменьшается естественным образом при повышении температуры испытания. При понижении температуры от +27 до -269°C временное сопротивление алюминия повышается — в 4 раза у технического алюминия и в 7 раз у высокочистого алюминия. Легирование повышает прочность алюминия.

Предел прочности сталей

В качестве примера представлены значения предела прочности некоторых сталей. Эти значения взяты из государственных стандартов и являются рекомендуемыми (требуемыми). Реальные значения предела прочности сталей, равно как и чугунов, а также других металлических сплавов зависят от множества факторов и должны определяться при необходимости в каждом конкретном случае.

Для стальных отливок, изготовленных из нелегированных конструкционных сталей, предусмотренных стандартом (стальное литьё, ГОСТ 977-88), предел прочности стали при растяжении составляет примерно 40-60 кг/мм 2 или 392-569 МПа (нормализация или нормализация с отпуском), категория прочности К20-К30. Для тех же сталей после закалки и отпуска регламентируемые категории прочности КТ30-КТ40, значения временного сопротивления уже не менее 491-736 МПа.

Для конструкционных углеродистых качественных сталей (ГОСТ 1050-88, прокат размером до 80 мм, после нормализации):

• Предел прочности стали 10: сталь 10 имеет предел кратковременной прочности 330 МПа.
• Предел прочности стали 20: сталь 20 имеет предел кратковременной прочности 410 МПа.
• Предел прочности стали 45: сталь 45 имеет предел кратковременной прочности 600 МПа.

Категории прочности сталей

Категории прочности сталей (ГОСТ 977-88) условно обозначаются индексами «К» и «КТ», после индекса следует число, которое представляет собой значение требуемого предела текучести. Индекс «К» присваивается сталям в отожженном, нормализованном или отпущенном состоянии. Индекс «КТ» присваивается сталям после закалки и отпуска.

Предел прочности чугуна

Метод определения предела прочности чугуна регламентируется стандартом ГОСТ 27208-87 (Отливки из чугуна. Испытания на растяжение, определение временного сопротивления).

Предел прочности серого чугуна. Серый чугун (ГОСТ 1412-85) маркируется буквами СЧ, после букв следуют цифры, которые указывают минимальную величину предела прочности чугуна — временного сопротивления при растяжении (МПа*10 -1 ). ГОСТ 1412-85 распространяется на чугуны с пластинчатым графитом для отливок марок СЧ10-СЧ35; отсюда видно, минимальные значения предела прочности серого чугуна при растяжении в литом состоянии или после термической обработки варьируются от 10 до 35 кгс/мм 2 (или от 100 до 350 МПа). Превышение минимального значения предела прочности серого чугуна допускается не более, чем на 100 МПа, если иное не оговорено отдельно.

Предел прочности высокопрочного чугуна. Маркировка высокопрочного чугуна также включает в себя цифры, обозначающие временное сопротивление при растяжении чугуна (предел прочности), ГОСТ 7293-85. Предел прочности при растяжении высокопрочного чугуна составляет 35-100 кг/мм 2 (или от 350 до 1000 МПа).

Из вышеизложенного видно, что чугун с шаровидным графитом может успешно конкурировать со сталью.

Подготовлено: Корниенко А.Э. (ИЦМ)

Лит.:

1. Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение. Справ. изд. Пер. с нем. – М.: Металлургия, 1982. – 480 с.
2. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. — ISBN 5-217-00241-1
3. Жуковец И.И. Механические испытания металлов: Учеб. для сред. ПТУ. — 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1986. — 199 с.: ил. — (Профтехобразование). — ББК 34.2/ Ж 86/ УДЖ 620.1
4. Штремель М.А. Прочность сплавов. Часть II. Деформация: Учебник для вузов. — М.:*МИСИС*, 1997. — 527 с.
5. Мешков Ю.Я. Физика разрушения стали и актуальные вопросы конструкционной прочности // Структура реальных металлов: Сб. науч. тр. — Киев: Наук. думка, 1988. — С.235-254.
6. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. Издание четвёртое. — Л.: «Наука», Ленингр. отд., 1972. 424 с.
7. Получение и свойства чугуна с шаровидным графитом. Под редакцией Гиршовича Н.Г. — М.,Л.: Ленинградское отделение Машгиза, 1962, — 351 с.
8. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. — М.: Металлургия, 1980. 296 с.

Конкурс «Я и моя профессия: металловед, технолог литейного производства». Узнать, участвовать >>> —>