Labirint-perm.ru

Лабиринт Пермь
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Керамический кирпич для стен морозостойкость

ISSN 2541-9250

Июнь, 2017 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №3 2017

Автор: Захаров Даниил Евгеньевич, Студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Исследование добавок, увеличивающих морозостойкость керамического кирпича

Статья просмотрена: 394 раз

ИССЛЕДОВАНИЕ ДОБАВОК, УВЕЛИЧИВАЮЩИХ МОРОЗОСТОЙКОСТЬ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.

Захаров Даниил Евгеньевич

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,

Россия, г. Санкт-Петербург,

Аксенов Александр Игоревич

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,

Россия, г. Санкт-Петербург,

Николаенко Владислав Валерьевич

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,

Россия, г. Санкт-Петербург,

Аннотация. На сегодняшний день в строительной отрасли необходимо знать физико-химические свойства материалов. Также нужно уметь предсказывать поведение строительных материалов в тех или иных условиях. В данной статье на примере керамического кирпича рассматривается экспериментальное определение одного из важнейших физических свойств – морозостойкости.

Ключевые слова: Строительство, морозостойкость, ограждающие конструкции.

Улучшение качества стеновой керамики — одна из важнейших проблем для промышленности строительных материалов. Как известно, сроки эксплуатации возведенных зданий до главного капитального ремонта стен будут находиться в зависимости от долговечности используемых при строительстве материалов, среди которых на первый план попадает керамический кирпич, отличающийся от других материалов сочетанием подходящих свойств и архитектурной выразительностью. [1,7]

В связи с тем, что одной из основных причин разрушения стеновых конструкций является совместное воздействие воды и мороза, то встает вопрос первостепенной важности об обеспечении сохранения прочностных и других характеристик, зависящих от морозостойкости используемых строительных материалов.

В условиях нашего изменчивого климата это одна из важнейших характеристик для кирпича. Морозостойкость кирпичей измеряется числом циклов замораживания и оттаивания насыщенного водой изделия: чем больше циклов оно способно преодолеть, не изменив требуемых свойств, тем дольше прослужит. Морозостойкость во многом зависит от степени водопоглощения материала: ведь вода, замерзая и оттаивая при перепадах температур, разрушает его структуру. А это означает, чем меньше влаги находится в порах керамики, тем лучше. [1,14,15]

Способы повышения морозостойкости кирпича, которые существуют на данный момент, обладают многими недостатками и часто не обеспечивают увеличение морозостойкости черепка. Например, введение в глиномассу топливосодержащих выгорающих добавок не всегда позволяет увеличить морозостойкость, и при этом ухудшается внешний вид изделий из-за появления темных пятен. Повышение обжиговой температуры дает положительный эффект не для всех видов глинистого сырья.

Для значительного улучшения морозостойкости керамического кирпича, гарантирующей долговечность наружных стен, требуются инновационные технологические способы создания оптимальных структур керамического черепка, безопасных для циклов замораживания и оттаивания воды в его порах. [2,4,5]

Поэтому сегодня важной задачей является развитие теоретических основ структурообразования и технологических способов получения керамического кирпича необходимой морозостойкости, модифицированного добавками, без ухудшения его внешнего вида и физико-механических показателей. [6]

1. Обзор литературы

При написании работы были использованы научные материалы и статьи о керамическом кирпиче, керамической массе, натуральных и химических добавках, применяемых в технологии создания кирпича.

Само понятие «морозостойкость», используемое в данной работе, а также современные способы ее определения у керамического кирпича приведены в работе Огурцова В. П. «Кирпич и камни керамические. Технические условия»[3]. Также актуальность и основные опасности этой проблемы для строительства сегодня рассматривались в статье Будникова П. П. и Полубояринова Д. В. «Химическая технология керамики»[9].

Физические свойства и особенности химического состава основных кальцийсодержащих минеральных добавок перечислены и подробно описаны в работе Наумова А.А. и Юндина А.Н. «Повышение морозостойкости керамического черепка из глинистого сырья Шахтинского завода» (из материалов международной научной конференции)[1]. Применение пирофиллита с целью получения малоусадочного морозостойкого кирпича без снижения механико-прочностных характеристик, согласно ГОСТ 530-2012, описано в статье Усачева А. М. « Оценка свойств керамических изделий, изготовленных способами »[13] и Дуденковой Г.Я. «Кирпич и керамические. технические условия»[15].

Таблицы, прилагаемые к работе, были из учебно-методической литературы Лысенко М.Г. « Технология материалов и изделий » .

2. Цель исследования

Целью данного исследования является нахождение самого подходящего выбора добавки в состав керамического кирпича для обеспечения максимального показателя морозостойкости.

В рамках исследования решаются следующие задачи:

1. обзор всех добавок

Читать еще:  Раствор для облицовки стен кирпичом

2. сравнение функциональных свойств каждой добавки

3. исследование показателя морозостойкости модифицированного добавками кирпича

Объект исследования представляет собой совокупность всех возможных добавок.

3. Морозостойкость

Морозостойкость кирпича — материала цикличное и оттаивание в водой состоянии. (обозначается «Мрз» или «Р» с значением) в циклах (Р=20;25;30). [1,2]
Цикл из двух процессов:

1) кирпич в воду на 8 часов;

2) переносят в камеру так же на 8 часов.

Испытание проводят и до тех пор, пока не менять свои показатели (массу, и т. п.). В этом испытания и вывод о кирпича. Как правило, морозостойкость кирпича не менее 25-50, реже — 75 циклов.[1,2,10]

Морозостойкость определяет стеновых в их в условиях на них среды. в изделий с высокой позволяет конструкции из них с минимальными в нормативного эксплуатации

В наше существуют разные способы показателя керамического кирпича, например:

-Добавление древесных повышает образца на 5-10%, эта разница не в условиях.[12]

-Добавка к каолинитовых глин увеличивает морозостойкость, но это экономически не целесообразно. это негативно на прочностных и характеристиках кирпича.[12-15]

Однако экономически и способов не много. является гидрофобизация кирпича, в пирофиллита и минеральных добавок.

4.1. Гидрофобизация кирпича

Кирпич, полученный глиняного сырца, внушительным водопоглощением (значение достигать 30%). Влага, внутрь кладки, может вызвать высолов на наружной поверхности стен. этого, физические кладки ухудшаются, в том и теплопроводность, увеличивается в 1,5 раза при повышении влагосодержания на 10%. установлено, что глиняному кирпичу достаточно капиллярный — глиняный обладает значительным капиллярным — влага по кирпичной может на до 2 м, в происходит отсыревание стен, плесени. поверхности стен в процессе эксплуатации загрязняются. глиняного кремнийорганическими соединениями улучшает его качества. Кирпич практически способность к подсоcy воды и растворов солей, меньше в условиях. Существенное снижение кирпича в его обеспечивает повышение кирпича. Для глиняного кирпича пригодны кремнийорганические (водные растворы алкилcиликонатов натрия, алхлоpсиланы или остатки от их производства полиaлкилгидросилоксаны и др.)[8]

Гидрофобизация кирпича ГКЖ (гидрофобизирующие соединения)-94, метил- и этилcиликонатов значительно поверхностное поглощение ими воды и солей (табл. 1). Даже пребывания гидрофобизованных кирпичей и керамических в воде в месяца водопоглощение их в 13-45 раз ниже, чем у необработанных. Еще снижается поглощение гидрофобизованными 5%-ных NaCl и СаС. Это подтверждает, что гидрофобизация предотвращает подсос воды и растворов солей материалами. [10]

Особенно большой интерес гидрофобизация неморозостойкого кирпича. показали, что неморозостойкого кирпича, делает его морозостойким. того при такого на поверхностное поглощение 5%-ого , оказалось что 10 пребывания образцов в растворе (образцы в на 1,5 см) последние разрушаться, в то как кирпичи практически не раствор и не внешнего вида и даже через 30 дней.[8,10]

На основании можно заключить, что кирпича – весьма эффективный повышения его морозостойкости, водопоглощения, повышение долговечности.

4.2. Добавление пирофиллита

Изобретение к промышленности материалов, к масс для получения кирпича. результатом является снижение и морозостойкости массы, достигается добавлением в керамическую массу, легкоплавкую глину и шлак от меди с FeO 30-35% при следующем соотношении (%):

-металлургический шлак от выплавки меди с FeO (30-48)

Пирофиллит, имеющий повышенное Al2O3 (более 30%), способствует при образованию муллита (3Al2О3·2SiO2), придает керамическому черепку водонепроницаемость и, как следствие, повышенную морозостойкость(таблица 2)[9]

Чем важна морозостойкость для кирпича?

Понятием морозостойкости называют способность вещества или материала выдерживать циклы размораживания/замораживания без потери свойств: нарушения структуры, ухудшения прочности и появления видимых внешних разрушений. Учитывается тот факт, что мороз не разрушает сухой кирпич. В структуре материала есть пористые образования, в которые попадает вода, замерзающая при морозе и разрушающая камень, поскольку в состоянии льда она занимает больший объем, нежели в виде жидкости.

Марка по морозостойкости обозначается буквой F и цифрой. По ГОСТу строительства выделяют следующие марки: F15, 25, 35, 50, 75, 100, 200, 300. Правильно определить морозостойкость может только испытание в лабораторных условиях. Методика поэтапная и заключается в том, что образец сначала выдерживают 8—9 часов в холодной воде, а затем помещают в холодильник с температурой -20 градусов. По окончании каждого этапа исследуемый материал проверяют на появление внешних изменений. Таким образом, образец с маркировкой F50 значит, что этот вид выдерживает 50 циклов замораживания/размораживания без деформации.

Читать еще:  Кирпич для стены внутри квартиры

Керамический камень

На сегодняшний день керамический камень является одним из самых распространенных и универсальных строительных материалов. Почти во всех уголках страны он составляет большую часть конструктивных элементов при строительстве сооружений. Возведение стен из керамического камня считается одной из передовых технологий в современном строительстве.

Керамический кирпич производится из глинистого сырья с добавлением различных примесей и обжигается при температуре 1000 градусов. Данный процесс занимает в среднем 15 суток.

Чаще всего при изготовлении используется красная глина, реже — белая. В результате керамический камень может иметь различные оттенки цветов: белый, желтый, розовый и даже шоколадный.

Стройматериал хорошего качества имеет строго прямоугольную форму и лицевую поверхность с ровно означенными гранями. Иногда грани бывают рифлеными, а углы — немного скошенными. Пустоты в керамических камнях могут быть сквозными и несквозными, а также иметь параллельную и перпендикулярную ориентированность.

Камень керамический подразделяется на три вида: облицовочный, строительный и специального назначения. Последний применяется при строительстве канализационных сооружений, кладки промышленных дымовых труб, а также для футеровки труб.

Строительный керамический камень может быть двух видов: поризованным и непоризованным. Поризованный камень используется при укладке стен и внутренних перегородок, они имеет меньший вес, чем полнотелый, благодаря чему уменьшается давление на фундамент. Этот стройматериал имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет возводить более тонкие стены. Кроме того, снижается время кирпичной кладки и расход раствора. Качественные пустотелые камни при ударе издают звон, если вместо него слышится глухой звук — изделие бракованное.

Непоризованный керамический камень находит применение при строительстве несущих конструкций и фундамента. Особое внимание при выборе такого материала необходимо уделить коэффициенту его морозостойкости, которая должна быть не ниже F35.

Облицовочный керамический камень используется для фасадной отделки здания и при реставрационных работах. Такой материал имеет гладкие лицевые поверхности, обладает морозостойкостью и высокой прочностью. Ассортимент лицевого камня представлен продукцией разнообразных цветов и фактур.

Керамический камень различается также по размерам: одинарный, полуторный и двойной.

Обрабатывается он при помощи обычных строительных инструментов, а стены из такого материала легко поддаются штукатурке.

Основным достоинством керамического камня, помимо отличных эксплуатационных характеристик, является его экологичность. Он не содержит вредных для здоровья человека химических примесей или выделений.

В помещениях, построенных из керамического камня, всегда свежий воздух, а стены остаются сухими, поэтому на них исключено образование грибков и плесени.

Морозостойкость кирпича

Морозостойкость кирпича — способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии. Морозостойкость (обозначается » Мрз » или » Р » с цифровым значением) измеряется в циклах.
Во время стандартных испытаний кирпич опускают в воду на 8 ч, потом помещают на 8 ч в морозильную камеру (это один цикл). И так до тех пор, пока кирпич не начнет менять свои характеристики (массу, прочность и т. п.). Тогда испытания останавливают и делают заключение о морозостойкости кирпича. Как правило, морозостойкость кирпича не менее 25-50, реже — 75 циклов.
Марка по морозостойкости должна быть выбрана в соответствии с нормативными документами (в зависимости от климатического района строительства). Например, для строительства в московском регионе нужен кирпич с морозостойкостью не менее 35, а еще лучше — 50 циклов.

Огнестойкость полнотелого керамического кирпича

Огнестойкость кирпича это его способность ограничивать распространение огня и не менять своих технических свойств под воздействием высоких температур.

Огнестойкость полнотелого кирпича характеризуют такие показатели как

– негорючесть, то есть он не подвержен возгоранию и поддержанию огня;

– сохранение механической прочности при нагреве до высоких температур;

– низкая теплопроводность, то есть при контакте одной стороны с высокой температурой, вторая сторона должна сохранять температуру ниже температуры возгорания материалов с которым контактирует кирпичная стена, например если это пластик, бумажные и картонные изделия, а так же материалы из дерева. Но как правило, такие материалы могут контактировать с кирпичной стеной только внутри дома и не снаружи и причиной их возгораний очевидно не будет является нагретый кирпич.

Читать еще:  Расчет количества кирпича для строительства стен

Стены и конструкции, элементы зданий выполненные из кирпича, в частности полнотелого кирпича являются самыми огнеупорными, потому то из них и складывают печи, камины и дымоходные трубы. Такое свойство обеспечивает безопасность жильцам дома из кирпича.

Во время случайных пожарах внутри кирпичного дома и рядом с ним, можно с уверенностью утверждать что дом не сгорит и не лишит его владельца жилья, стены и целостность дома сохранится.

Паропроницамость

Многие путают паропроницаемость с влагопоглощением. Но не стоит. Это обратный параметр, и если он отсутствует, то на точке соприкасания температур, на так называемой точке росы, выпадает конденсат. Профессиональный подход строительной бригады способствует выносу точки росы на наружную поверхность стены, ее удалению от внутренних помещений. Если же стены не утеплены, отопление помещения и мороз с улицы совместно организуют конденсат, сырость, а вследствие этого, появится грибок и плесень, которые не только способны испортить отделку и мебель, но и негативно повлиять на здоровье человека!

Паропроницаемость дает возможность регулирования влажности воздуха, поглощая испарения, и, в определенной момент, отдавая их обратно. Данный показатель для кирпича находится на уровне 0,14-0,17 мг/(м*час*МПа). Этого более чем достаточно для сохранения комфортного и здорового микроклимата внутри жилого помещения.

Испортить ситуацию может утепление ЭППС, экструдированным пенополистиролом и подобными материалами, паропроницаемость которых стремится к нулю. Существуют все риски получить настоящий термосный эффект внутри дома!

Силикатный кирпич

Силикатные кирпичи как альтернатива керамическим появились сравнительно недавно – что-то около столетия назад. Основное отличие силикатного кирпича от керамического состоит в том, что сырьем для него служит не глина, а песок и известь, которые обрабатываются путем автоклавирования. Если привести сравнение кирпича силикатного и керамического, то по морозостойкости и прочности кирпич из извести не уступает глиняному, а по звукоизоляции – значительно превосходит. Ощутимо отличается и цена на эти два материала.

Но все по некоторым характеристикам силикатный кирпич значительно отстает от своего глиняного аналога:

  • Излишнее поглощение влаги. Известь и песок слишком сильно впитывают влагу, потому не рекомендуется использовать силикатный кирпич для строительства дома в местности со слишком высокой влажностью.
  • Средняя огнеупорность. Если говорить о стройматериалах вообще, показатели силикатного кирпича нельзя назвать плохими, но красному кирпичу он, безусловно, проигрывает. Потому для строительства печей, каминов и прочего в таком духе белый кирпич не годится.
  • Низкая теплопроводность. В какой-то мере она зависит от плотности материала, но все же можно вполне уверенно сказать, что сохраняет тепло этот стройматериал весьма посредственно.

Из-за наличия у силикатного кирпича вышеперечисленных качеств используют его в основном для возведения внутренних перегородок – хорошая звукоизоляция обеспечит комфорт живущим в доме людям, а теплоизоляция в этом случае будет не слишком важна.

Какой материал больше подойдет для строительства

Говоря о том, какой кирпич станет лучшим материалом – силикатный или керамический, нужно учитывать все нюансы: климат в месте строительства, размеры дома и многое другое. К тому же мало кто будет строить дом из одного материала от основания до крыши, ведь у каждой разновидности кирпича есть сильные стороны, которые можно применить в той или иной области. Так, красный кирпич станет идеальным вариантом для несущих стен, а также тех элементов, которые контактируют с открытым огнем. Из белого, силикатного кирпича, получатся хорошие внутренние перегородки. К тому же, кирпич отличается не только теми компонентами, из которых его приготовили, но и размером, цветом, наполненностью (различают полнотелые и пустотелые кирпичи) и многим другим параметрам. К примеру, кирпич для облицовки стен будет существенно отличаться по характеристикам от рядового, и т.д. Потому разумнее будет подбирать отдельную разновидность кирпича для конкретной задачи.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector