ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

3.2. Керамічні матеріали

Керамікою називають матеріали та вироби, які одержують випаленням до спікання глин та їх сумішей з мінеральними добавками. У будівництві використовують такі керамічні матеріали та вироби: будівельні цеглу і камені керамічні звичайні та пустотілі, дорожню клінкерну цеглу, фасадні та облицювальні плитки, плитки для підлог, стрічкову та пазову черепицю, керамічні труби, керамдор (важкий керамічний щебінь), керамзит (полегшений керамічний гравій) та ін.

Дорожня клінкерна цегла

Дорожня клінкерна цегла являє собою виріб у формі прямокутного паралелепіпеду розмірами 220 × 110 × 65 мм або 220 × 110 × 75 мм, одержаний в результаті випалення до повного спікання без склування поверхні з тугоплавких клінкерних глин.

Для випробувань від партії клінкерної цегли у 20000 шт. відбирають пробу у 10 цеглин. Якість їх оцінюють витриманістю форми та розмірів, однорідністю та щільністю черепка, звуком під час удару молотком, показниками фізико-механічних властивостей. Фізичні властивості визначають на цілих цеглинах за тією ж методикою, як і при випробуванні скельних гірських порід (див. розд. 2). Для визначення міцності при стиску висвердлюють та випилюють з цеглини відповідно зразки-циліндри висотою та діаметром 50 мм та зразки-куби, розмір ребра яких дорівнює 50 мм. За результатами випробувань клінкерну цеглу поділяють на 3 сорти

(табл. 3.6).

Таблиця 3.6

Фізико-механічні властивості дорожньої клінкерної цегли

	Показник		Сорт
		перший	другий	третій
	Водовбирання за масою,% не більш	2	4	6
	Морозостійкість, число циклів, не менш	100	50	50
	Границя міцності на стиск	100	70	40
	у водонасиченому стані, МПа не менше
	Міцність при ударі (на копрі Педжа), МПа	1,5	1,2	0,8
	не менше

71

Цегла та каміння будівельні керамічні

Цегла та каміння будівельні керамічні – це штучні вироби для мурування зовнішніх і внутрішніх стін будинків та споруд. Класифікація виробів залежно від розмірів наведена у табл. 3.7.

Таблиця 3.7

Класифікація будівельних керамічних виробів за розмірами

		Номінальні розміри (мм) по			Коефі-
					цієнт
	Тип виробу				перера-
		довжині	ширині	товщині	хунку
					на
					умовну
					цеглу
1.	Цегла звичайних розмірів	250	120	65	1,00
2.	Цегла потовщена	250	120	88	1,05
3.	Цегла модульних розмірів	288	138	63	1,28
4. Цегламодульнихрозмірівпотовщена		288	138	88	1,79
5.	Цегла потовщена з горизонтальним	250	120	88	1,35
розташуванням порожнин
6.	Каміння звичайних розмірів	250	120	138	2,12
7.	Каміння модульних розмірів	288	138	138	2,81
8.	Каміння модульних розмірів збіль-	288	288	88	3,74
шене
9.	Каміння збільшене	250	250	138	4,42
10. Каміння збільшене з горизонталь-		250	250	120	3,85
ним розташуванням порожнин

Цегла будівельна керамічна – штучний камінь у вигляді прямокутного паралелепіпеду, виготовлений шляхом формування та випалення з легкоплавких цегляних глин та їх сумішей з опіснюючими добавками.

За величиною середньої густини після висушування до постійної маси розрізняють цеглу звичайну – середня густина більш 1600 кг/м3, умовно ефективну – 1400–1600 кг/м3 та ефективну – менше 1400 кг/м3. Керамічне каміння умовно ефективне має середню густину 1450–1600 кг/м3, ефективне – не більше 1450 кг/м3. Розмір партії керамічних будівельних цегли та каміння установлюють

72

у кількості не більше добового вироблення печі заводу-виготовлювача. Кожна партія складається з виробів одного виду та марки. Для контролю від кожної партії відбирають вироби у кількості 0,5 %, алене більше 100 шт. з різних клітин та піддонів у заздалегідь зазначеній послідовності.

Якість будівельної керамічної цегли оцінюють витриманістю форми та розмірів, однорідністю структури та текстури черепка, наявністю або відсутністю тріщин та сторонніх включень, показниками фізико-механічних властивостей.

Цеглу вимірюють у трьох місцях з похибкою до 1 мм металічним вимірювальним інструментом або спеціальними контрольними шаблонами по ребрах та середині грані і обчислюють середнє арифметичне значення. Допустимі відхилення від розмірів цегли по довжині ±5 мм, по ширині ±4 мм, по товщині ±3 мм. Допустима непрямолінійність ребер та граней цегли по постілі – не більш 3 мм, по ложку – не більше 4 мм. У одній цеглі відбитостей кутів глибиною від 10 до 15 мм допускається не більш двох; тріщин шириною більше 0,5 мм та товщиною до 30 мм – не більш однієї на ложковій або тичковій грані.

Середню густину, водовбирання та морозостійкість будівельної керамічної цегли визначають на цілих виробах за методикою ГОСТ 7025, як і для стінових матеріалів з гірських порід. Випробування зразків на водовбирання полягає у витримуванні їх у воді при температурі (15–20) °С протягом 48 год або у киплячій воді протягом 4 год. При витримуванні у киплячій воді зразки укладають до посудини з водою у один ряд на решітку, нагрівають воду до кипіння, підтримують кипіння протягом 4 год і потім охолоджують посудину до температури (20–30) °С шляхом безперервного доливання холодної води.

Водовбирання рядових керамічних виробів, висушених до постійної маси, має бути для повнотілої цегли не менше 8 % за масою, для порожнистих виробів – не менше 6 % за масою. Вироби мають бути морозостійкими і у стані водовбирання витримувати без ознак видимих пошкоджень (розшаровування, лущення, розтріскування, викришування) не менше 15, 25, 35 та 50 циклів перемінного заморожування та розморожування для марок з морозостійкості відповідно F15, F25, F35 та F50.

Морозостійкість будівельної керамічної цегли визначають шляхом багаторазового об’ємного або одностороннього заморожу-

73

вання зразків після їх водовбирання у повітряному середовищі при температурі мінус (15–20) °С та відтавання у воді при температурі плюс (15–20) °С. Для одностороннього заморожування зволожені водовбиранням зразки установлюють до теплоізоляційної касети, а між ними розміщують пластини з пористої гуми. Під час заморожування тепло відводять тільки з однієї сторони цегли, що відповідає умовам її експлуатації. Касету з цеглами для випробування поміщують до морозильної камери, температура якої дорівнює мінус (15–20) °С, на 8 год. Подальші випробування та обробку результатів здійснюють так само, як і при об’ємному заморожуванні та відтаванні.

Границю міцності на стиск будівельної керамічної цегли

визначають згідно з ГОСТ 8462. Для цього цеглу розпилюють або розділяють будь-яким способом без роздріблення на дві рівні половини. Для поєднання їх на одну з постелей наносять шар цементного тіста товщиною не більше 5 мм (портландцемент марки 400) та складають постелями, з орієнтуванням розпилів у протилежні сторони. Тим же цементним тістом шаром товщиною до 3 мм покривають верхню та нижню поверхні одержаного зразка, попередньо зволожені водою. Вирівнені цементним тістом поверхні зразка мають бути паралельними (рис. 3.2). Зразки витримують перед випробуванням 3–4 доби у зачиненому приміщенні при температурі (20 ± 2) °С. Міцність цегли на стиск визначають випробуванням на пресі п’яти зразків

R =

P

, МПа

(3.5)

СТ S

де Р – руйнівне навантаження, Н (кгс);

S – площа поперечного перерізу зразка, м2 (см2).

Границю міцності на згин визначають також на п’яти цеглах. Підготовка цегли для випробування на згин полягає у нанесенні трьох смужок цементного тіста з використанням портландцемента марки 400 шириною 2–3 см: одну посередині верхньої постілі, дві інші на нижній постілі на відстанях по 25 мм від торців. Зразки перед випробуванням витримують таким чином,

як і при випробуванні на стиск.

74

а

б

Рис. 3.2. Схема випробування керамічної цегли на стиск (а) та на згин (б)

Для випробування на згин цеглу-зразок установлюють на дві опори з металічних стержнів, одна з яких є рухомою. Навантаження до цегли прикладують через стержень, розташований зверху посередині, на смужку з цементного тіста, що затверділо

R =

3Pl

, МПа (кгс/см2),

(3.6)

зг 2bh2

де Р – руйнівне навантаження, Н (кгс);

l – довжина прольоту між опорами, м (см);

b, h – відповідно ширина та висота цеглини у місці зламу (без шару вирівнювання), м (см).

Марку цегли (ДСТУ Б В.2.7-61) визначають за міцністю на стиск та на згин (табл. 3.8). Недопал та перепал цегли виявляють шляхом порівняння за кольором та водовбиранням зразків з еталоном нормально випаленої цегли.

Вапняні включення (дутикі) визначають пропарюванням виробів у посудині. Зразки, які не піддавали дії вологи, укладають на решітку. Налиту під решітку воду доводять до кипіння. Кипіння триває 1 год. Після цього зразки охолоджують разом з посудиною протягом 4 год, витягають та розглядають. На цеглині не повинно бути виявлено тріщин, пошкоджень кутів ребер та відколів у кількості, яка перевищує наведену вище допустиму (при описі допустимих пошкоджень цегли).

75

Таблиця 3.8

Марки будівельної керамічної цегли за міцністю

				Границя міцності
					на згин для
	на стиск для усіх		повнотілої цегли		цегли
					напівсухого		потовщеної
	видів виробів		пластичного		пресування та
							цегли
			формування		порожнистої
виробу
					цегли
		Для цегли та каменю без порожнин
Марка		дляцегли
		каменю
		та
	середня	без	середня	найменша	середня	найменша	середня	наймен-
	для 5	порожнин	для5	для	для5	для	для5	шадля
	зразків	найменша	зразків	окремого	зразків	окремого	зразків	окремого
		для		зразка		зразка		зразка
		окремого
		зразка
300	30(300)	25(250)	4,4(44)	2,2(22)	3,4(34)	1,7(17)	2,9(29)	1,5(15)
250	25(250)	20(200	3,9(39)	2,0(20)	2,9(29)	1,5(15)	2,5(25)	1,3(13)
200	20(200)	17,5(175)	3,4(34)	1,7(17)	2,5(25)	1,3(13)	2,3(23)	1,1(11)
175	17,5(175	15,0(150)	3,1(31)	1,5(15)	2,3(23)	1,1(11)	2,1(21)	1,0(10)
150	15,0(150	12,5(125)	2,8(28)	1,4(14)	2,1(21)	1,0(10)	1,8(18)	0,9(9)
125	12,5(125	10,0(100)	2,5(25)	1,2(12)	1,9(19)	0,9(9)	1,6(16)	0,8(8)
100	10,0(100	7,5(75)	2,2(22)	1,1(11)	1,6(16)	0,8(8)	1,4(14)	0,7(7)
75*	7,5(75)	5,0(50)	1,8(18)	0,9(9)	1,4(14)	0,7(7)	1,2(12)	0,6(6)
	Для цегли та каменів з горизонтальним розташуванням порожнин
100	10(100)	7,5(75)	-	-	-	-	-	-
75	7,5(75)	5,0(50)	-	-	-	-	-	-
50	5,0(50)	3,5(35)	-	-	-	-	-	-
35*	3,5(35)	2,5(25)	-	-	-	-	-	-
25*	2,5(25)	1,5(15)	-	-	-	-	-	-

* Тільки для рядових виробів.

Для маркування будівельної керамічної цегли (керамічного каменя) ДСТУ БВ.2.7-61-97 передбачає користуватись такими умовними позначеннями: матеріал керамічний – К; вид виробів –

76

рядові – Р; лицьові – 1; порожнистість цегли – повнотіла – Пв, порожниста – Пр; тип виробів (згідно з табл. 3.3); марка за міцністю; середня густина; марка за морозостійкістю. Марка будівельної керамічної цегли (керамічного каменя) закінчується посиланням на діючий стандарт.

Приклади умовних позначень виробів:

1.Цегла керамічна рядова повнотіла, марки за міцністю 100, середньою щільністю 1650 кг/м3, марки за морозостійкістю F15.

Цегла КРПВ – 1/100/1650/15 ДСТУ Б В.2.7-61-97.

2.Цегла керамічна рядова порожниста, марки за міцністю 150, середньою щільністю 1480 кг/м3, марки за морозостійкістю F15.

Цегла КРПР – 1/150/1480/15 ДСТУ Б В.2.7-61-97.

3.Цегла керамічна рядова порожниста ефективна потовщена, марки за міцністю 125, середньою щільністю 1350 кг/м3, марки за морозостійкістю F25.

Цегла КРПР – 2/125/1350 ДСТУ Б В.2.7-61-97.

4.Каміння керамічне рядове порожнисте, марки за міцністю 100, середньою щільністю 1460 кг/м , марки за морозостійкістю F15.

Каміння КР-6/100/1460/15 ДСТУ Б.В.2.7-61-97.

5.Каміння керамічне рядове модульних розмірів, порожнисте, марки за міцністю 175, середньою щільністю 1480 кг/м, марки за морозостійкістю F15.

Каміння КР – 7/175/1480/15 ДСТУ Б В.2.7-61-97.

Примітка. При умовних позначеннях лицьових виробів замість букви Р застосовують букву Л.

77

РОЗДІЛ 4

ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ МІНЕРАЛЬНИХ В’ЯЖУЧИХ

Мінеральні в’яжучі – це речовини, які у порошкоподібному стані при взаємодії з водою утворюють пластичне тісто, що з часом твердіє і набуває властивостей каменю. Мінеральні в’яжучі у пластичному стані легко приймають будь-яку форму, а після твердіння зберігають її, набуваючи певної міцності.

За умови твердіння мінеральні в’яжучі речовини поділяють на повітряні і гідравлічні. Повітряні мінеральні в’яжучі речовини після початкової взаємодії з водою можуть твердіти та зберігати міцність лише на повітрі. До них належать повітряне вапно та будівельний гіпс. Гідравлічні мінеральні в’яжучі – це такі речовини, які після замішування з водою можуть твердіти на повітрі і у воді, та при твердінні у воді вони набувають більшої міцності. До них належать портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий портландцемент, вапно гідравлічне та ін.

4.1. В’яжучі гіпсові

Гіпсовими в’яжучими називають матеріали, які складаються з напівводного сульфату кальцію СаSO4 0,5Н2О або ангідриту CaSO4 і утворюють в результаті теплової обробки природного гіпсового каменю і його помелу. Гіпсові в’яжучі використовують для виготовлення будівельних виробів, при виконанні будівельних робіт, для виготовлення форм і моделей. Галузі застосування гіпсових в’яжучих наведені у табл. 4.1.

	Таблиця 4.1
Застосування гіпсових в’яжучих
Застосування	Рекомендовані марки, групи і класи
1	2
Виготовлення гіпсових будівельних	Г-2...Г-7, всіх термінів твердіння і
виробів усіх видів	всіх видів тонкого помелу
Виготовлення тонкостінних будівельних	Г-4...Г-7, нормального і повільного
виробів і декоративних деталей	твердіння, тонкого і середнього
	помелу

78

	Закінчення табл. 4.1
1	2
Проведення штукатурних робіт,	Г-2...Г-25, нормального і повільного
зарівнювання швів, виготовлення сухих	твердіння, середнього і тонкого
розчинних сумішей	помелу
і проведення спеціальних будівельних
робіт
Виготовлення форм і моделей у	Г-5...Г-25, нормального твердіння,
фарфоро-фаянсовій, керамічній,	тонкого помелу
машинобудівній та інших галузях
промисловості

	Марки гіпсових в’яжучих			Таблиця 4.2
Марка гіпсового		Границя міцності (МПа) зразків-балочок розміром
		40	× 40 × 160 мм у віці 2 год, не менше
в’яжучого
		при стиску		при вигині
1			2	3
Г-2			2	1,2
Г-3			3	1,8
Г-4			4	2,0
Г-5			5	2,5
Г-6			6	3,0
Г-7			7	3,5
Г-8			8	3,85
Г-9			9	4,2
Г-10			10	4,5
Г-13			13	5,5
Г-16			16	6,0
Г-19			19	6,5
Г-22			22	7,0
Г-25			25	8,0

Гіпсові в’яжучі діляться за марками, групами і класами. Марка гіпсу визначається за міцностю на стиск стандартних зразків-балочок 40 × 40 × 160 мм та на вигин їх половинок, виготовлених з гіпсового тіста стандартної густоти та випробуваних у віці 2 години після витримування їх на повітрі.

Клас гіпсового в’яжучого визначається залежно від тонкості помелу, а група визначається терміном твердіння.

79

Марки гіпсових в’яжучих наведені у табл. 4.2.

Класифікація гіпсових в’яжучих залежно від тонкості помелу та термінів тужавлення наведена відповідно у табл. 4.3 і 4.4.

Таблиця 4.3

Класифікація гіпсових в’яжучих залежно від тонкості помелу

	Індекс тонкості	Максимальний залишок на
Клас в’яжучого		ситі з розміром сита в просвіті
	помелу	0,2 мм, % не більше
Грубого помелу	I	23
Середнього помелу	II	14
Тонкого помелу	III	2
		Таблиця 4.4

Класифікація гіпсових в’яжучих залежно від терміну тужавлення

Група в’яжучого	Індекс	Термін тужавлення, хв
	терміну	початок, не раніше	кінець, не пізніше
	твердіння
Швидкого твердіння	А	2	15
Нормального твердіння	Б	6	30
Повільного твердіння	В	20	Не нормується

Якість гіпсових в’яжучих визначають за такими властивостями: тонкість помелу, стандартна консистенція (нормальна густота) та терміни тужавлення гіпсового тіста, границя міцності при вигині і стиску зразків-балочок з гіпсу та половинок цих балочок. Показники властивостей гіпсових в’яжучих нормуються ДСТУ БВ. 2.7-82 «В’яжучі гіпсові».

Для контрольних випробувань гіпсу від кожної партії в’яжучого відбирають середню пробу масою 10–15 кг. Для контрольних перевірок упакованих в’яжучих відбирають будь-яких 10 мішків з в’яжучим і з кожного з них з глибини 10 см пробовідбірником відбирають пробу масою від 1,0 до 1,5 кг; із транспортного засобу проби відбирають у чотирьох місцях.

Відібрані проби гіпсу старанно перемішують, квартуванням відбирають для випробувань кінцеву пробу масою від 5 до 7 кг, яку поділяють на дві рівні частини і зберігають у закритому посуді. Одну частину проби використовують безпосередньо для випро-

80