Результаты исследования свойств высокопрочного кирпича из песка

Адмаев В. Таронов П. Сенцов Ю. Аникеев Б. Результаты исследования свойств высокопрочного кирпича из песка // Строительные материалы. 2002. №2. C.13, 14

Ранее [1] сообщалось о результатах работ, проводимых в Федеральном научно-производственном центре ?Алтай?, по созданию рецептуры и технологии изготовления кирпича и других строительных материалов из природного кремнезема (песка), что представляет большой интерес для организаций, ведущих строительство в тех районах России и зарубежья, где недостает традиционного для этой цели сырья - глины.

Разработанные рецептура и технология позволяют получать из песков разных месторождений высокопрочный обжиговый кирпич, соответствующий марке 300 по ГОСТ 530-95, когда предел прочности при сжатии составляет не менее 30 МПа, а при изгибе ? не менее 3,4 МПа. Кроме того, технология изготовления позволяет получать кирпич различной конфигурации (сплошной, с пустотами, с фасками на гранях и др.) и внешней поверхностью, удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к отделочному кирпичу.

Кирпич данного качества удалось получить из песков месторождений г. Бийска, Подмосковья, а также зарубежья ? Монголии, Объединенных Арабских Эмиратов, Канады и др. Испытания по стандартам России проведены в испытательных лабораториях и центрах: ?СибНИИстрой? (Новосибирск), ФНПЦ ?Алтай? (г. Бийск) и Стромтрест (Томск).

Для реализации возможности распространения технологии изготовления кирпича из песка за рубеж, в частности, на Американский континет, была проведена работа по исследованию его свойств согласно стандартам США. Из песка месторождения г. Бийска была изготовлена партия кирпича ?Modular? (100 шт.), соответствующая стандарту США ?Modular?. Кирпичи имеют пустоты (3 сквозных отверстия цилиндрической формы). Ниже приведены их геометрические размеры, мм: длина 200?2, ширина 100+2, высота 50?2, размер отверстий по диаметру 50, расстояние от боковой грани 25, от торцевой грани 15, между отверстиями 10.

Для сравнения из песка этой же партии было изготовлено 100 кирпичей по ГОСТ 530?95 без пустот. Технология изготовления (подготовка формовочной смеси, прессование, сушка, обжиг) кирпичей ?Modular? и кирпичей по стандарту России была одинакова. Испытания обоих типов кирпичей проведены компанией AGRA, отделением Burnaby laboratory (США) в соответствии с требованиями Американского общества по испытанию материалов (ASTM) С67-98а ?Стандартные методы проверки для образцов и тестирования кирпичей и структурных глиняных плиток?. Ниже приведены виды испытаний и количество испытуемых образцов: предел прочности при сжатии ? 10 образцов, коэффициент насыщения ? 10 образцов, замораживание и оттаивание ? 20 образцов.

В соответствии с техническими условиями С 62-92с ASTM [2] кирпичи по данным параметрам классифицируются по трем маркам (табл. 1).

Таблица 1

Марка кирпича

Физико-механические характеристики

Предел прочности при сжатии, МПа

Максимальное поглощение воды при 5-часовом кипении, %

Максимальный коэффициент насыщения

Средний по 5 кирпичам

Отдельный min

Средний по 5 кирпичам

Отдельный max

Средний по 5 кирпичам

Отдельный

Марка SW

20,7

17,2

17

20

0,78

0,8

Марка MW

17,2

15,2

22

25

0,88

0,9

Марка NW

10,3

8,6

не ограничено

не ограничено

Кирпич марки SW предназначен для использования там, где необходима высокая и однообразная устойчивость к повреждениям, причиняемым циклическим замораживанием и замораживанием в насыщенном влагой состоянии (суровые погодные условия).

Кирпич марки MW предназначен для использования в условиях, где допустима средняя устойчивость к цикличному замораживанию, или условиях, когда кирпич при замораживании может быть увлажнен, но не насыщен водой (средние погодные условия).

Кирпич марки NW с небольшим сопротивлением к разрушению при периодическом замораживании пригоден в конструкциях, защищенных от поглощения воды и замерзания (погодные условия с малыми вариациями).

В табл. 2 приведены результаты испытаний по определению прочности при сжатии и коэффициента насыщения монолитного кирпича, соответствующего ГОСТ 530?95, и кирпича с пустотами ?Modular?.

Таблица 2

Номер образца

Кирпич ГОСТ 530-95

Кирпич ?Modular?

Предел прочности при сжатии, МПа

Поглощение после 24 ч замачивания, %

Поглощение после 5 ч кипения, %

Коэффициент насыщения

Предел прочности при сжатии, МПа

Поглощение после 24 ч замачивания, %

Поглощение после 5 ч кипения, %

Коэффициент насыщения

1

56

4,13

6,45

0,64

69,5

5,63

7,31

0,77

2

53,4

3,93

6,11

0,64

74,2

5

7,22

0,69

3

52,4

5,9

7,96

0,74

52

5,65

7,49

0,75

4

52,3

6,17

8,11

0,76

52,3

8,77

11,14

0,79

5

52,9

6,56

8,35

0,79

76,4

7,93

9,87

0,8

Средний

53,4

5,34

7,4

0,71

64,8

6,6

8,61

0,76

Метод определения предела прочности при сжатии по требованиям ASTM соответствует российскому ГОСТ 530-95.

Метод определения коэффициента насыщения по стандартам ASTM заключается в следующем. Определяется поглощение (%) для каждого образца после 24-часового замачивания как 100; после кипячения в течение 5 ч как 10, где Wd, Ws - масса сухого образца и образца после замачивания, Wb - масса образца после кипячения. Тогда коэффициент насыщения равен отношению:




Учитывая данные табл. 2, можно заключить что по классификации американского стандарта ASTM кирпичи, изготовленные в ФНПЦ ?Алтай? в соответствии с ГОСТ 530?95, относятся к высшей марке SW и могут быть использованы в суровых погодных условиях.

Тест на замораживание и оттаивание соответствует российскому ГОСТ 530?95 на морозостойкость и является альтернативным определению коэффициента насыщения ASTM (определяется при несоответствии его требованиям стандарта ASTM).

В табл. 3 даны результаты испытаний на ?замораживание-оттаивание?.

Таблица 3

Номер образца

Кирпич по ГОСТ 530-95

Кирпич ?Modular?

Начальная масса, г

Конечная масса, г

Прибавка (потеря) после 50 циклов, %

Начальная масса, г

Конечная масса, г

Прибавка (потеря) после 50 циклов, %

1

1763

1763

0

702

703

+0,1

2

1856

1856

0

698

699

+0,1

3

1790

1790

0

707

708

+0,1

4

1896

1896

0

729

729

5

1758

1758

0

685

685

Все образцы, прошедшие 50 циклов ?замораживания-оттаивания?, не имеют следов разрушения, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 530-95 для кирпичей с морозостойкостью не менее 50 циклов. По стандарту ASTM не допускается

изменения по массе более чем на 0,5%, то есть все образцы удовлетворяют и этому требованию.

Таким образом, проведенные в США и по методикам, действующим в США, испытания кирпичей из песка, изготовленных по рецептуре и технологии ФНПЦ ?Алтай?, показали высокое качество и возможность применения их в строительстве объектов в районах с суровыми климатическими условиями.