Практическая работа №10 «Методика определения свойств стеновых керамических материалов в соответствии с ГОСТом»
план-конспект занятия

Практическая работа №10

«Методика определения свойств стеновых керамических материалов в соответствии с ГОСТом»

Цель работы: Изучить методику определения свойств стеновых керамических материалов в соответствии с ГОСТом»

Теоретические сведения

1. Виды керамических материалов и их классификация

Керамическими называют изделия и материалы, получаемые из глиняных масс или из их смесей с минеральными добавками путем формования и обжига.

Производство керамических изделий (в основном бытового назначения - посуда, вазы и т. п.) зародилось в глубокой древности, несколько тысяч лет до нашей эры. Значительно позднее стали изготовлять керамические строительные материалы - черепицу, облицовочные плиты и кирпич.

Сегодня керамические материалы и изделия используют для возведения стен и покрытий зданий, облицовки полов, стен, фасадов, кладки печей и дымовых труб, устройства канализации и дренажа и для других целей. Материал (тело), из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики называют керамическим черепком.

Строительные керамические изделия классифицируют по структуре керамического черепка, по их конструктивному назначению, состоянию поверхности и т.д.

По конструктивному назначению керамические материалы и изделия разделяют на следующие группы:

1. стеновые (кирпич, камни керамические, стеновые блоки и панели из кирпича);

2. для перекрытий (пустотелые камни, балки, панели перекрытия и покрытия из керамических камней);

3. для облицовки фасадов зданий (кирпич и керамические лицевые камни, фасадные плитки, ковровая керамика и др.);

4. для внутренней облицовки (глазурованные плитки и фасонные детали к ним, плитки для полов);

5. кровельные (глиняная черепица, пазовая штампованная и ленточная, плоская и волнистая ленточная и др.);

6. трубы канализационные и дренажные;

7. санитарно-технические (раковины, унитазы, смывные бачки и др.);

8. кислотоупорные (кирпич, плитки, трубы);

9. дорожные (кирпич, камни);

10. теплоизоляционные (пористо-пустотелые кирпичи и камни, перлитокерамика и др.);

11. заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит);

12. огнеупорные (кирпич и фасонные изделия).

По структуре черепка различают пористые и плотные керамические материалы. У пористых материалов черепок в изломе тусклого землистого вида, легко впитывает воду, пористость его более 5%. К пористым керамическим изделиям относят: кирпич, пустотелые камни, черепицу и др. Плотные материалы - белые или равномерно окрашенные, имеют спекшийся в изломе блестящий раковистый черепок, пористость которого не превышает 5%, не пропускают жидкости и газы. Среди плотных керамических изделий следует назвать плитки для полов, кислотостойкий кирпич и др.

Керамические изделия могут быть также глазурованными и неглазурованными. Глазурь - стекловидное покрытие, закрепленное обжигом, придает изделиям стойкость к внешним воздействиям, водонепроницаемость и высокие декоративные качества.

2. Методика определения марки всех видов керамического кирпича.

Марка кирпича и камней устанавливается по результатам их испытания на прочность при сжатии и изгибе для всех видов кирпича и только при сжатии для камней, проводимых в соответствии с ГОСТ 8462-85.

Испытания проводят на сухих образцах. Влажные образцы перед испытанием выдерживают не менее 3 сут в закрытом помещении при температуре (20±5)°С и подсушивают в течение 4 ч при температуре (Ю5±5) °С.

Образцы, отобранные для испытаний по внешнему виду, наличию дефектов и внешнему виду, должны удовлетворять требованиям стандарта (ГОСТ 530-95).

Предел прочности при сжатии кирпича определяют на образцах из двух целых кирпичей или из двух половинок. Кирпич делят на половинки распиливанием или раскалыванием. Кирпичи (или половинки) укладывают постелями друг на друга. Половинки размещают поверхностями раздела в противоположные стороны.

Испытания керамических камней проводят на целых образцах.

Опорная грань (постель) у кирпича и камней пластического формования всегда имеет существенные отклонения от плоскости, что не обеспечивает равномерности распределения нагрузки на всю плоскость образца. Поэтому при подготовке образцов к испытаниям производят выравнивание поверхностей, которые в конструкции и, соответственно, при испытании располагаются перпендикулярно направлению сжимающей нагрузки.

Части половинок кирпича (или целые кирпичи) и опорные поверхности кирпича и камней стандарт рекомендует соединять и выравнивать цементным раствором. Состав раствора по ГОСТ 8462—85: цемент марки не ниже 400 – 1 мае. ч; песок крупностью не более 1,25 мм – 1 мае. ч; В/Ц- 0,40…0,42.

Изготовление образца для испытаний кирпича производят следующим образом. Кирпичи или его половинки полностью погружают в воду на 1 мин. После этого на горизонтально установленную пластину (металлическую или стеклянную) толщиной не менее 5 мм укладывают лист бумаги, слой раствора не более 5 мм и первый кирпич или его половинку. Затем опять слой раствора и второй кирпич (половинку). Излишки раствора удаляют, а края бумаги загибают на боковые поверхности образца. В таком положении образец выдерживают в течение 30 мин. После этого образец переворачивают и выравнивают другую опорную поверхность.

Общий вид образца, подготовленного к испытаниям, представлен на рис. 1, а. Отклонение от параллельности выравне-ных опорных поверхностей образца, определяемое по максимальной разности любых двух его высот, не должно превышать 2 мм.

Рис. 1. Схема испытаний кирпича на сжатие (а) и изгиб (6) при определении его марки по прочности: 1 – плита пресен; 2 – выравнивающий материал; 3 – кирпич

Выравнивание опорных поверхностей при изготовлении образца из керамического камня производят в той же последовательности.

Образцы после изготовления выдерживают 3 сут при температуре (20±5)°С и относительной влажности воздуха 60…80% для твердения цементного раствора.

Образцы из кирпича полусухого прессования испытывают «насухо», не производя выравнивания их поверхностей цементным раствором.

Кирпичи и камни пластического формования допускается испытывать на образцах, подготовленных другими способами:

а) опорные поверхности выравниваются шлифованием;

б) выравнивание производится гипсовым раствором;

в) с помощью прокладок из технического войлока, резино тканевых пластин (транспортерные ленты), картона и других материалов.

Образцы, изготовленные с применением гипсового раствора, испытывают не ранее чем через 2 ч после формования.

Стандарт оговаривает, что при арбитражных проверках и проверках потребителем образцы кирпича и керамических камней готовят, соединяя и выравнивая их по указанному выше методу, т. е. при помощи цементного раствора.

Испытания образцов производят в следующей последовательности. Образцы измеряют с погрешностью до 1 мм для вычисления площади его рабочей поверхности. Площадь поперечного сечения образца £ (м2) вычисляют как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней граней.

На боковые поверхности образца наносят вертикальные осе вые линии, с помощью которых образец устанавливают в цен тре плиты пресса. Наиболее пригоден для проведения испыта ний кирпича пресс с максимальным усилием 500 кН (50 т).

Образец прижимают верхней плитой пресса и включают масляный насос. Скорость подачи нагрузки должна быть такой, чтобы разрушение образца происходило через 20…60 с после начала испытаний.

Предел прочности при сжатии испытуемой партии кирпича и камней вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое значение результатов испытания всех пяти образцов.

Для определения марки кирпича проводят еще одно испытание — на изгиб.

Предел прочности при изгибе определяют на целом кирпиче по стандартной схеме.

В местах опирания и приложения нагрузки поверхность кирпича пластического формования выравнивают цементным или гипсовым раствором, шлифованием или с помощью прокладок.

У образцов перед испытанием измеряют с погрешностью 1 мм высоту и ширину в месте приложения нагрузки. Размеры вычисляют как среднее арифметическое значение результатов измерений двух средних линий на противоположных гранях образца.

При испытании образцов на изгиб используют специальное приспособление, фиксируемое на нижней плите пресса. Приспособление состоит из двух катков (подвижного и неподвижного), на которые устанавливается испытуемый кирпич. Сверху вдоль центральной линии (по выравнивающему слою) устанавливается каток, передающий нагрузку от верхней плиты пресса. Вся установка должна строго центрироваться. Диаметры применяемых катков — 10…20 мм; материал — сталь.

Кирпич с несквозными пустотами устанавливается так, чтобы пустоты располагались в растянутой (нижней) зоне образца.

Для испытаний рекомендуется пресс с максимальным усилием не более 50 кН (50 т). Нагрузка, подаваемая на образец, должна возрастать со скоростью, обеспечивающей его разрушение через 20…60 с после начала испытаний.

Предел прочности при изгибе образцов в партии вычисляют с точностью 0,05 МПа, как среднее арифметическое значение результатов испытаний установленного стандартом количества образцов. При вычислении предела прочности при изгибе не учитывают образцы, значение предела прочности которых имеет отклонения от среднего значения предела прочности всех образцов более чем на 50% (по одному в каждую сторону).

3. Методика определение морозостойкости всех видов керамического кирпича.

Морозостойкость керамических изделий определяют, как способность насыщенных водой образцов противостоять разрушающему воздействию замерзающей в порах и трещинах воды.

Морозостойкость зависит, прежде всего, от качества обжига керамических изделий, величины и характера пористости, степени насыщения пор водой, скорости промерзания изделий.

Для определения морозостойкости существует прямой стандартный метод попеременного замораживания и оттаивания образцов в специальных холодильных установках и целый ряд косвенных методов.

Определение морозостойкости проводят по ГОСТ 7025-91 «Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости». Используют пять целых образцов. Перед испытанием несмываемой краской фиксируют трещины, около ребер и другие дефекты. Образцы высушивают до постоянной массы и взвешивают, затем насыщают водой, как при определении водопоглощения.

Замораживание образцов в морозильной камере и их оттаивание производят в контейнерах, сваренных из стальных стержней или полос. Замораживают образцы при температуре –15-20оС; началом замораживания считают момент установления в камере температуры –15оС. Продолжительность одного замораживания образцов при установившейся температуре воздуха в камере –15оС должна быть 4 ч.

После окончания замораживания образцы в контейнерах полностью погружают в сосуд с водой, температура которой должна быть 15-20оС. Ее поддерживают на этом уровне в течение всего периода оттаивания образцов.

Продолжительность одного оттаивания образцов в воде должна быть не менее 2 ч.

Осмотр образцов производят после их оттаивания. Образцы считают выдержавшими испытание, если после требуемого числа циклов замораживания и оттаивания они не разрушаются или на их поверхности не будет обнаружено видимых повреждений.

При оценке морозостойкости кирпича по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания и оттаивания образцы высушивают при температуре 105-110оС до постоянной массы.

Потерю массы М образцов кирпичей вычисляют по формуле:

 (3.2)

где m1 – масса насыщенного образца перед испытанием, г.

m2 – масса насыщенного водой образца после испытания его на морозостойкость, г.

Внешним осмотром устанавливают наличие недожога в контролируемом кирпиче, для чего сравнивают отобранные образцы с эталоном (нормально обоженным кирпичом). Более светлый цвет кирпича, чем у эталона («алый» кирпич), и глухой звук при ударе по кирпичу молотком указывают на наличие недожога. Пережженный кирпич характеризуется оплавлением, вспучиванием, имеет бурый цвет и, как правило, искривлен. Недожженный и пережженный кирпич являются браком.

После внешнего осмотра кирпич измеряют по длине, ширине и толщине, а также определяют искривление поверхностей, ребер и длину трещин. Линейные размеры кирпича и размеры трещин проверяют металлической линейкой с точностью до 1 мм. Кирпич одинарный должен иметь следующие размеры, мм: длину 250, ширину 120 и толщину 65. Допускаемые отклонения размеров не должны превышать: по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.

Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и углами, четкими гранями и ровными лицевыми поверхностями. Результаты измерений сравнивают с данными, регламентированными ГОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические»:

а) искривление граней и ребер должно быть не более 3 мм;

б) сквозные трещины на ложковых гранях на всю толщину кирпича протяженностью по ширине кирпича до 30 мм включительно, не более одной;

в) отбитостей при притупленности ребер и углов размером по длине ребра должно быть не более 15 мм не более двух.

Известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича, не допускаются.