исследование физико-технических свойств

исследования во ВНИИСТРОМ-е СССР

В 1.990 году в Научно – Производственном Объединении Стеновых и Вяжущих Материалов СССР (ВНИИСТРОМ им. П.П. Будникова) были досконально исследованы физико-технические свойства «гиперпрессованных» (правильнее было бы говорить «трибопрессованных») кирпичей, изготовленных из прессуемой смеси следующего компонентного состава:

• отсевы известняка – ракушечника – 84%
  (природная прочность известняка 30 кг/см2);
• портланд цемент серый – 7%
  (марка портланд цемента 300);
• вода проточная питьевая – 8%;

Ниже приводятся полученные результаты исследований физико-технических свойств сплошного гиперпрессованного кирпича и кладки из него:

• предел прочности (в соответствии с ГОСТ 379-79):
  «По пределу прочности и изгибу, кирпичи соответствуют марке «250»»;
• плотность (сухого кирпича):
  «2,19 г/см3 – выше плотности силикатного кирпича на 0,19 г/см3»;
• водопоглощение (в соответствии с ГОСТ 7025-78 ):
  «Водопоглощение: 4,7 – 4,8%, ниже керамического и силикатного»;
• теплопроводность (в соответствии с ГОСТ 7076-87 ):
  «Теплопроводность: 1,08 – 1,09 Вт/м?K, выше керамического, близко к силикатному»;
• структура (микроскопический и рентгенофазовый анализы):
  «Кирпич пористый, поры изолированные; размер крупных пор: 0,2 – 0,3 мм, мелких: 0,03 – 0,07 мм; основной фазой является кальцит; средний размер основной массы зёрен составляет: 0,1 – 0,3 мм».

Оценивалась долговечность сплошного кирпича. Были получены следующие результаты:

• морозостойкость (в соответствии с ГОСТ 7025-78 – материалы стеновые облицовочные):
  «Установлено, что кирпич из отсевов известняка выдержал без потери массы и без видимых повреждений 150 циклов попеременного замораживания и оттаивания. По морозостойкости этот кирпич характеризуется маркой МРЗ «150». Морозостойкость гиперпрессованного кирпича во много раз превышает этот показатель для керамического и силикатного кирпича, что свидетельствует о высокой долговечности нового вида стенового материала».
• стойкость к попеременному увлажнению и высушиванию (комплексные испытания в климатической камере FEUTRON – увлажнение, замораживание, оттаивание и сушка – 50 циклов):
  «Установлено, что потеря массы кирпича из отсевов известняка не превышала 1%, водопоглощение практически не изменилось, изменение прочности на сжатие не превысило 12% от начальных величин. Гиперпрессованный кирпич имеет высокую стойкость к попеременному замораживанию и оттаиванию, к увлажнению и высушиванию, что позволяет сделать вывод о его высокой долговечности».
• атмосферостойкость (после 50 циклов комплексных воздействий в камере FEUTRON - карбонизация кирпичей в среде углекислого газа 100% концентрации в течение 3-х суток):
  «Установлено, что гиперпрессованный кирпич имеет высокую стойкость к комплексному воздействию агрессивных факторов, что позволяет сделать вывод о его высокой долговечности».

Исследовались физико-технические свойства кладки из сплошного кирпича на цементно-песчаном растворе трёх марок, включая: предел прочности, деформативность и модуль деформации. Краткие основные выводы:

• «Кирпич гиперпрессованный может применяться для кладки несущих конструкций зданий с сухим, нормальным и влажным режимом эксплуатации, в том числе наружных и внутренних стен жилых зданий: для стен, подвалов и цоколей».
• «Сопротивление сжатию кладки из гиперпрессованного кирпича соответствует требованиям СНиП 11-22-81, для кирпича керамического и силикатного».
• «Упругая характеристика кладки из гиперпрессованного кирпича занимает промежуточное положение между упругими характеристиками кладки из сплошного керамического и силикатного кирпича (СНиП 11-22-81)».

Выше были приведены выдержки из ОТЧЁТА «ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ КИРПИЧА ФИРМЫ «ТРИБО-ТЕХНИКА ИНДУСТРИАЛ» И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕГО ПИРМЕНЕНИЮ»,

Подписанного 29 ноября 1.990 года, от имени ВНПО СТЕНОВЫХ И ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ, Генеральным Директором Господином ГУДКОВЫМ П.В., Руководителем Темы, Заместителем Генерального Директора, Доктором Технических Наук Господином АХУНДОВЫМ А. А., Ответственным Исполнителем, Ведущим Научным Сотрудником, Кандидатом Технических Наук Господином ХВОСТИНКОВЫМ С.И.

На основе результатов проведённых исследований, впервые в СССР, были введены Технические Условия на «КИРПИЧ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПЕРПРЕССОВАННЫЙ» ТУ 21-0284757-3-90, что было зарегистрировано в МЦСМ Госстандарта СССР под номером 005/023505, 07.12.1.990 года (см. «ГОСТы»).

качество традиционной кладки TRIBOPRESS

Сравнительные испытания прочности сцепления керамического и гиперпрессованного кирпичей с цементным раствором, проведённые в соответствии с ГОСТ-ами 24992-81 Конструкции каменные. Методы определения прочности сцепления в каменной кладке, показали повышенное сцепление гиперпрессованных по сравнению с керамическими (см. Строительство в сейсмичных районах, СНиП-7-81, раздел 12.1).

раствор и керамические кирпичи		раствор и гиперпрессованные кирпичи
По известным данным наиболее подходящими кладочными растворами для керамических кирпичей являлись известковые растворы. Открытие цемента и его широкое применение в строительстве, особенно в качестве «жидкого камня» - бетона, привело и к повсеместной замене известковых кладочных растворов на цементные. Адгезия цементных растворов к керамическим кирпичам определяет прочность сцепления раствора с кирпичом в районе 1,45 кг/см2, достаточную для кладки II-ой категории (нормальное сцепление с раствором от 1,20 до 1,80 кг/см2). Современный спектр цементных растворов очень широк, однако в традиционном строительстве при кладке керамического кирпича наиболее широко применяется цементный кладочный раствор простого состава: песок, цемент и вода.		Гиперпрессованные строительные материалы представляют собой «тощий бетон» глубокого прессования, в котором «нехватка» вяжущего, по сравнению с бетонным камнем, заменяется «холодной сваркой» наполнителя под высоким давлениям. Традиционными наполнителями гиперпрессованных кирпичей являются известняки. Химическое сродство элементов раствора на основе цемента к известняку выше чем к керамике. Гиперпрессованные материалы имеют в своём составе и сам цемент, что ещё больше увеличивает адгезию кладочных растворов на основе цемента. Повышенная адгезия цементных растворов к гиперпрессованным кирпичам определяет прочность сцепления раствора с кирпичом в районе 2,53 кг/см2, более чем достаточную для кладки I-ой категории (нормальное сцепление с раствором свыше 1,80 кг/см2).

Прочность сцепления с раствором СНИП П-7-81

В Российской Федерации, в РОСТОВАГРОПРОМСТРОЙ, в 1.996 году, были произведены сравнительные испытания прочности сцепления керамического и гиперпрессованного кирпича с цементным раствором, в соответствии с ГОСТ-ами 24992-81 Конструкции каменные. Методы определения прочности сцепления в каменной кладке - в 14 суточном возрасте. Использовался кладочный раствор с прочностью 100 кг/см², в 28 дневном возрасте.

Прочность сцепления керамических и гиперпрессованных кирпичей с раствором

Таким образом, прочность сцепления гладких гиперпрессованных кирпичей с цементным раствором выше керамических на 75%. Прочность сцепления гиперпрессованных кирпичей с насечкой с цементным раствором выше керамических на 98%. Выводы РОСТОВАГРОПРОМСТРОЙ:

• «Гиперпрессованный кирпич на основе тырсы по показателям сцепления с раствором 2,5 кг/см² (в 14 дн. возрасте) может применяться для сторительства любых зданий в сейсмичных районах, в т.ч. и для возведения кладки I категории.
• Применение гиперпрессованных кирпичей с рифлёной поверхностью увеличивает прочность сцепления с раствором до 2,9 кг/см² (в 14 дн. возрасте), что на 60% выше требований СНиП П-7-81 Строительство в сейсмичных районах (см. «ГОСТы»).

прочность кладки из гладких кирпичей НIPERPRESS

Прочность кладки из гиперпрессованных кирпичей на цементном растворе выше чем из керамических на том же растворе на 50-70%.

кладка		вертикальный шов		горизонтальный шов

вертикальный шов кладки		горизонтальный шов кладки
адгезионная площадь контакта: 481 см2/кирпич Внутрислойная прочность кладки из гиперпрессованных кирпичей традиционной геометрии (гладких) в 1,7 раз выше внутрислойной прочности кладки из керамических кирпичей той же геометрии и на том же растворе.		адгезионная площадь контакта: 300 см2/кирпич Послойная прочность кладки из гиперпрессованных кирпичей традиционной геометрии (гладких) на кладочном растворе в 1,7 раз выше послойной прочности кладки из керамических кирпичей той же геометрии и на том же растворе.

Имея в виду, что гиперпрессованные кирпичи сами по себе прочнее керамических на 50-70%, и их сцепление с раствором на 75-100% выше, чем с керамическими, прочность кладки из них выше чем из керамических на 50-70% (см. «ГОСТы»).

прочность кладки из антисейсмичных кирпичей НIPERPRESS

Швы в кладке антисейсмичных кирпичей имеют сложный рельеф и бульшую адгезионную площадь контакта чем швы в кладке гладких кирпичей.

кладка		вертикальный шов		горизонтальный шов

вертикальный шов кладки		горизонтальный шов кладки
адгезионная площадь контакта на 24% больше гладкого Имеет форму регулярно повторяющихся «клиньев», создаёт дополнительное сопротивление внутрислойному сдвигу антисейсмичной кладки (сверх адгезионного), равное усилию «раздавливания со срезом» клиньев шва раствора в каждом слое кладки.		адгезионная площадь контакта на 15% больше гладкого Вместе с системой «папа-мама» создаёт дополнительное сопротивление послойному сдвигу антисейсмичной кладки (сверх адгезионного), равное усилию «раздавливания» раствора шва, плюс усилию «среза» замков системы «папа-мама» по всей поверхности каждого слоя кладки.

Имея в виду, что гиперпрессованные антисейсмичные кирпичи сами по себе прочнее керамических в 2,5-3 раза, прочность кладки из них поднимается в 2,5-3 раза, при соответственном увеличении прочности используемого кладочного раствора (см. «ГОСТы»).

исследование физико-технических свойств