Строительные статьи

06 испытаниях керамического кирпича на морозостойкость

Керамический кирпич — один из древнейших строительных материа­лов, технология производства кото­рого совершенствуется до настояще­го времени с целью улучшения потре­бительских свойств. снижения затрат на изгото&ление. повышения произ­водительности труда, уменьшения выбросов, загрязняющих атмосферу.

Керамические кирпич и камни обладают неорганическими архи­тектурными возможностями, поз­воляющими строить здания и со­оружения с неповторимой формой, долговечные, а затраты на содержа­ние фасадов самые низкие при оп­равданной для данных климатиче­ских условий архитектуре. Вместе с тем известно достаточно случаев, когда фасады зданий из кирпича разрушаются. Для выявления при­чин еще в конце 80-х годов был со­здан ряд государственных комис­сий, которые обследовали эти зда­ния и установили, что основной причиной разрушения является пе­реувлажнение стен водой до 18% (при фактической эксплуатацион­ной влажности не более 2%) из-за непродуманной архитектуры, стро­ительных недоработок, неправиль­но организованных стоков воды и т. д. Однако известны случаи, когда причиной разрушения является низкое качество кирпича, обуслов­ленное нарушением технологии производства и, в первую очередь, наличием дефектов макрострукту­ры глиняного черепка и недостаточ­ной степенью его спекания.

Для контроля качества керами­ческих стеновых материалов стан­дартом на эти изделия введен пока­затель морозостойкости, который определяется числом циклов попе­ременного замораживания при тем­пературе минус 15—20°С и оттаива­ния в воде при плюс 15-20°С насы­щенных водой изделий. В стандарте Республики Беларусь, учитываю­щем климатические условия, где в осенне-зимний период года переход температур через нулевую отметку превышает 100 раз, минимальная морозостойкость лицевых изделий принята не менее 35 циклов, в рос­сийском стандарте — 25 циклов.

Испытания на морозостоикость кирпича проводятся в соответствии с ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камнн керамические и силикатные. Мето­ды определения водопоглошения. плотности и контроля морозостой­кости». В соответствии с требовани­ями этого стандарта хля проведения испытании необходима камера мо­розильная с принудительной венти­ляцией и автоматически регулируе­мой температурой от минус 15 до минус 20°С. Рекомендуемые типы камер и их характеристики приведе­ны в приложении стандарта. Кроме того, объем образцов, загружаемых в камеру, не должен превышать 50% ее полезного объема.

Такое требование стандарта к ис­пытательному оборудованию позво­ляет арестовывать бытовые моро­зильники. дооборудовав их вентиля­торами. Это приводит к тому, что при испытании одних и тех же керамиче­ских изделий в разных испытатель­ных центрах результаты испытаний не совпадают. В последнее время на рынках России и Белоруссии появи­лось много импортных морозильных камер, оснащенных моноблоками, которые аттестуются и используются как испытательное оборудование. Так. на УП «Минским завод строи­тельных материалов» и ОАО « Кера­мика» (г. Витебск) аттестованы Гос­стандартом и используются в качест­ве испытательного оборудования мо­розильные камеры объемом 12 м- ос наше иные низкоте м перату рн ы м и моноблоками.

При разработке стандарта на ме­тоды испытаний, в частности по ке­рамическому кирпичу, использо­вались наработки бывших инсти­тутов В11И И Теплоизоляция (Виль­нюс) и ВНИИСтром (Москва). Та­кие же морозильные камеры, ос­нащенные ко м прессора миАК-ФВ-4 и испарителями настенного типа ИРСН-12.5. установлены и исполь - зу юте я бол ее 2 5.л ет нау ч но -11ссл едо - вательским УП < НИИСМ» (Минск). В 2000 г. на УП «НИИСМ» была смонтирована, аттестована Госстан­дартом и введена в эксплуатацию новая морозильная камера КХН-8 с низкотемпературным моноблоком VTB-400 (Италия) и программным пультом управления, которая соот­ветствует требованиям ГОСТ 7025. Характеристики морозильных камер приведены в таблице.

Сравнительные испытания поло­винок одного кирпича в различных камерах показали, что морозостой­кость, получаемая в камере, обору­дованной моноблоком, на 10—20 циклов выше, чем в камере с испари­телями настенного типа. Это значит, что неморозостонкий кирпич при испытаниях" на морозостойкость в камерах, оснащенных моноблоками, будет иметь морозостойкость не ниже 25 циклов. Последствия от применения такого кирпича в строи­тельстве вполне предсказуемы.

Чем же можно объяснить то, что один и тот же кирпич при испыта­ниях по одной методике, по в раз­ных камерах, соответствующих тре­бованиям стандарта, имеет такую разницу в морозостойкости? Если
проанализировать процессы, про­исходящие в водонасыщенном кир­пиче при его замораживании, то можно объяснить причину несогла­сованности результатов. Так. в со­ответствии с требованиями ГОСТ 7025 перед испытанием кирпича на морозостойкость его необходимо полностью насытить водой. При за­мораживании такого кирпича при температуре минус 15—20°С часть воды замерзает в порах с образова­нием льда. Учитывая, что черепок полностью насыщен практически несжимаемой жидкостью (водой), в структуре глиняного черепка воз­никает определенное внутреннее давление, связанное с переходом воды из жидкого в твердое состоя­ние с увеличением объема пример­но на 9%, что л приводит при мно­гократном повторении к расшаты­ванию структуры с последующим ее разрушением.

Если керамический черепок не - донасышен водой и имеются свобод­ные поры, то они могут выполнять роль своеобразных компенсаторов, что было установлено ранее прове­денными исследованиями (I]. и тем самым снижать внутреннее давле­ние. возникающее при замерзании воды в порах, а следовательно, в меньшей степени расшатывать структуру глиняного черепка. Нет сомнения в том, что водо не насы­щенный кирпич (сухой) от воздейст­вия знакопеременных температур разрушаться в такой степени не бу­дет Таким образом, если принять за основу эту теорию разрушения кир­пича, то можно объяснить, что про­исходит при его замораживании в ка­мерах с настенными испарителями, в камерах, оборудованных моноблока­ми. исходя из принципа их работы.

Отличительной особенностью камер, оборудованных моноблока­ми. является то, что теплоноситель (воздух), идущий на охлаждение за­мораживаемого кирпича, продува­ется вентилятором через испари­тель. Так как в камере находится влажный кирпич, относительная влажность воздуха увеличивается и при продувке его через холодный испаритель вода конденсируется на поверхности испарителя, намерзает и накапливается. Впоследствии это приводит к включению системы оттаивания с выводом воды за пре­делы камеры. Таким образом, отно­сительная влажность холодного воздуха, циркулирующего в камере, снижается и повышается разность парциального давления паров воды на поверхности кирпича и воздуха. Это приводит к тому, что загружен­ный в камеру на испытания водона - сышенный кирпич подвергается сушке сублимацией, что не наблю­дается в морозильных камерах, обо­рудованных настенными испарите­лями. Это подтверждается тем. что масса водонасышенного кирпича после заморозки в камерах с настен­ными испарителями почти не меня­ется. а в камерах с моноблоком сни­жается на 0.5—°с или на 4.7—8,6% уменьшается содержание воды.

Полученные результаты позволи­ли установить, что при использова­нии в качестве испытательного обо­рудования морозильных камер с мо­ноблоками. соответствующих ГОСТ 7025. последние подсушивают кир­пич и завышают фактическое значе­ние показателя морозостойкости.

Для объективной оценки моро­зостойкости керамических кирпича и камне»! необходимо внести из­менение в действующий стандарт в части ужесточения регламентации испытательного оборудования либо внести изменения в методику под­готовки образцов кирпича к ис­пытанию.

В УП «НИИСМ* были прове­дены также исследования по усо­вершенствованию методики подго­товки кирпича к испытаниям на мо­розостойкость. Для исключения возможности сушки сублимацией кирпич после воденасышения под вакуумом по методике, разработан­ной в УП «НИИСМ», был упакован в герметичный полиэтиленовый пакет и испытан в различных типах морозильных камер. Оттаивание кирпича производилось без снятия пакета. Полученные результаты свидетельствуют о том. что сущест­венной разницы в циклах морозо­стойкости не наблюдается

Литература

!. Беркман А. С., Мельникова If.Г. Структура и морозостойкость стеновых материалов. М.-.1.: Госстройиздат. 1962. С. 19.

Организаторы: Комитет по архитектуре и градостроительству, Управпение комплексного благоустройства города Правительства Москвы, московский Центр внедрения достижений науки и техники «Москва» при поддержке Международного союза архитекторов и Союза архитекторов Москвы и Московской об пасти

В экспозиции салона:

• архитектурно-планировочные решения организации городских территорий (схема зонирования, дорожно-тропнночная сеть, организация автостоянок и др.)

• реконструкция существующего озеленения, создание новых ландшафтных композиций

• фасады зданий, их колористика, декор, решение входных групп

• художественное освещение зданий, зеленых насаждений, малых архитектурных форм

• размещение малых архитектурных форм и элементов городской мебели

• произведения монументального искусства в городском дизайне

• охранная сигнализация и средства защиты

Адрес оргкомитета: Россия, 129223 Москва, Проспект Мира, ВВЦ, Центр «Москва» Телефон: (095) 234-54-41; тел./факс: (095) 974-63-53,187-99-07 E-mail: flcs2001@mai!.ru

Е. С. СИЛАЕНКОВ, канд. техн. наук, заслуженный строитель России,

М. Е. САЛЬНИКОВА, научн. сотрудник (ОАО институт «УралНИИАС». Екатеринбург)