Кирпич Лего:

описание, производство, оборудование; новые материалы и советы в строительстве.

Краткий перевод части диссертации Доктора технических наук Университета «Warwick», Simion Hosea Kintingu

Краткий перевод части диссертации
Доктора технических наук  Университета «Warwick»
Simion Hosea Kintingu
«DESIGN OF INTERLOCKING BRICKS FOR ENHANCED WALL
CONSTRUCTION FLEXIBILITY, ALIGNMENT ACCURACY AND LOAD BEARING»

Инженерная школа
май 2009

 НОВЫЙ ДИЗАЙН ПРЕССОВАННОГО КИРПИЧА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕСУЩИХ СТЕН КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

    Мировой дефицит жилья стимулировал поиск новых экономически эффективных способов возведения стен зданий, строений, сооружений. Среди большинства технологий существует множество перспективных вариантов с использованием кирпича (блоков)? изготовленных методом полусухого прессования (гиперпрессования), как с применением кладочных растворов, так и без оных.
Как правило, строители всегда сталкиваются с вопросами: как улучшить гибкость армокаменных конструкций, как уменьшить последствия неровной кладки кирпича, как повысить прочность стен и создать презентабельный внешний вид?

    Развитие технологии кладки кирпича без раствора простимулирована новыми возможностями изготовления кирпича с различной геометрией, так называемого «лего-кирпича»: в основном двух новых видов, а именно Shokse и Lijuja. Это даёт возможность строительства стен без применения кладочных растворов толщиной «в кирпич»; возможность строить многоугольные и криволинейные стены с помощью прессованного кирпича.

    Для анализа строительных свойств нового кирпича и его влияния на качество кирпичных стен применялись три метода: теоретическое моделирование, физические эксперименты и компьютерное моделирование. Теоретический анализ подтвердил, что при изготовлении лего-кирпича необходимо придерживаться в точном соответствии (параллельности) верхней и нижней граней.

    История создания лего-кирпичей напрямую связана с их изготовлением методом прессования (гиперпрессования) и началась в начале 1900-х годов с изобретением игрушек для детей (McKusick 1997 г.; Love  and  Gamble  1985г.). Среди первых изобретателей таких игрушек, которые внесли свой вклад в формирование технологии кирпичной кладки без раствора, были:
• Англичанин Frank Hornby (1863 — 1936) из Ливерпуля.
• AC Gilbert (1884 — 1962) из Салема.
• Charles  Pajeau (изобрел Tinker  Toy конструкторы в 1913 году).
• John Lloyd Wright (открыл Журнал Линкольн в 1920 году).
• Ole Kirk Christiansen (1891 — 1958), изобрел Lego.

    С самого начала большинство механизмов игрушек были разработаны для того, чтобы учить принципам творчества, и были инструментом для изучения научных, инженерных и архитектурных принципов строительства. Ранее материалы, используемые для таких игрушек строительства, использовались такие как олово, металл, дерево и глина, сейчас большинство игрушек изготовлены из пластика. Из этих различных систем, Lego имеет наибольшее приближение к стеновым конструкциям.
Кирпичная кладка из лего-кирпичей была впервые применена в Дании в 1949 году и получила название «Автоматическая кладка кирпича». А в 1951 году формулировка «Автоматическая кладка кирпича» была переименована и получила своё окончательное название: «Лего-кирпич», который впервые получил своё развитие на коммерческой основе в 1958 году «(Музей Америки Наследие. http://www.moah.org/exhibits/archives/buildex.html)
В последствии с 70-х годов прессованный кирпич на цементно-песчанной основе получил своё распространение сначала в Африке, затем в Канаде, на Ближнем Востоке и Индии.

2.2   Виды лего-блоков. Кирпичная кладка с минимальным применением кладочного раствора.

    Как всем известно, кирпичная кладка может производиться как с применением полнотелого кирпича, так и с использованием пустотелого кирпича. Разница между полнотелыми и пустотелыми кирпичами зависит только от площади отверстий в процентном соотношении к общей площади кирпича. Если площадь пустот в кирпиче составляет более 25%, то такой кирпич ещё называют «перфорированный кирпич», или они определяются как «пустотелые блоки»

    Мы можем охарактеризовать кирпичи с точки зрения их прочности следующим образом:

— чем большей прочности требуется кирпич, тем требуется больше материала и необходим болеемощный пресс для достижения достаточной плотности кирпича, но тем меньше связующих материалов будет необходимо для получения его удовлетворительной прочности;

— чем больше пустотность кирпича (более 50%), тем больше связующего вещества будет необходимо в смеси для достижения более высокой прочности кирпичной кладки, необходимой для тонких мембран, сформированных в пустотелом блоке.

    Это две основные характеристики, существенно влияющие на себестоимость кирпича. Оптимальное же сочетание в пустотном кирпиче комбинации веса, свойств используемых материалов и мощности пресса позволяет получить наилучший продукт. С другой стороны, для уменьшения процентного соотношения в смеси цемента, размер технологических отверстий должен быть уменьшен.

    Для проведения различных видов кирпичной кладки требуется достаточно большое разнообразие видов и форм кирпича. Существующие коммерческие формы лего-кирпича имеют разные конфигурации (Ramamurthy & Nambiar 2004, Dyskin et al. 2005, Thanoon et al. 2004, Croft 1993. Harris et al. 1992), что позволяет более широко варьировать ассортимент и количество кирпича, необходимого для выполнения тех или иных строительных работ.

    В таблице 2.1 представлены две основные группы кирпичей, в зависимости от их использования в строительстве.

    Кирпичи категории А обладают сцеплением, которое ограничивает движение и в горизонтальном и поперечном направлении к поверхности стены; кирпичи категории Б во время монтажа стены могут двигаться в горизонтальном направлении, а в поперечном направлении движение ограничено.

    По типу соединения принято подразделять лего-кирпичи на три основных типа: паз и гребень (T&G), выступы и углубления (P&D) и так называемый, топологический неплоский замок. Т & G и P & D являются наиболее популярными замковыми соединениями, в то же время топологический метод используется реже всего.

    Таблица 2.1 Категории замковых соединений лего-кирпича

Категория АОграничение движения в горизонтальном и поперечном направлении. Категория БГоризонтальное движение, в поперечном направлении движение ограничено
Auram Alan block
Bamba Hydraform
Haener Interlocking System Solbric
Osteomorphic
Sparlock System
Tanzanian
Thai

2.2.1.      Блоки (лего) с технологическими отверстиями

    Блоки пустотелые изготовленные из цементно-песчаной смеси вполне могут конкурировать с обычными технологиями в том числе, с точки зрения качества, прочности и стоимости. В Канаде существует много перспективных типов лего-кирпича (лего-блоков), достаточно упомянуть некоторые из них:

— с фактурной лицевой поверхностью компоненты рис.2.1а, известные как Sparlock system Hines, (1993).

— с гладкой лицевой поверхностью рис.2.1b, известный как системы Haener Гальегос, (1988) и Харрис и др. (1992).

    На рисунке 2.1 изображены канадские пустотелые лего-блоки с общими размерами 16”x8”x8” (400x200x200 мм), в настоящее время существует более тридцати типов подобных блоков, которые применяются для возведения стен зданий, строений, сооружений.

    Система Sparlock позволяет применять только вертикального замковое соединение, в то время как система Haener предусматривает и горизонтальное, и вертикальное замковые соединения.

    При изготовлении блоков, для получения прочностных характеристик, позволяющих применять блоки для многоэтажного строительства, в норме применяют соотношение цемента в пескоцементной смеси в пропорциях 1:10.

    Представленные ниже рисунки (рис. 2.1) иллюстрируют вид отдельных блоков, и варианты размещения их в кладке при строительстве как обыкновенных, так и несущих стен.

    Рисунок 2.1 Кладка пустотного блока

Виды лего-блоков

    Подобные блоки являются наиболее популярными из лего-блоков (лего-кирпича) и очень часто, особенно в Африке и Азии, изготавливаются из местных грунтов для строительства дешевого жилья. Существуют следующие виды кирпича, представленного на рынке: Тайский Лего-кирпич; Solbric, Hydraform и Bamba системы из Южной Африки; Auram система из Индии, а также из Танзании (см. схемы в разделах 2.2.3 до 2.2.8).

    Перечисленные виды Лего-кирпича были изобретены разными людьми в разное время, для того, чтобы сократить затраты на раствор, повысить производительность строительства и улучшить характеристики стены (точность, стабильность и прочность). Все это достигается за счет правильного выбора метода производства, техники строительства стены, и механизма замкового соединения.

2.2.7 AURAM — СИСТЕМА ИЗ ИНДИИ

Этот тип лего-кирпича имеет некоторое сходство с кирпичами системы Бамба и Тайского типа, но обладает более простой формой и имеет размеры, которые как правило составляют 295 х 145 х 95 мм.

Рисунок 2.9 показывает, что данное категория кирпича (промежуточный, три четверти кирпича, половина кирпича и канального типа) имеет более близкое отношение к Тайской системе лего-кирпича, но без канавок и с уменьшенной перфорацией.

Рисунок 2.9 Auram-система лего-кирпича

Auram-система лего-кирпича

Система Auram сокращает количество кирпича размером три четверти, по сравнению с требуемыми двумя замковыми кирпичами Bamba-системы (рис. 2.7). В этом типе лего-кирпича размер три-четверти используется в качестве углового; у него имеются плоские торцы, чтобы избежать появления полукруглой выемки на внешней поверхности стенки.

Кирпич системы Auram прочнее и тяжелее (его вес находится в пределах между 9 кг и 10 кг), чем кирпич Тайского типа и системы Bamba (их вес от 7 до 8кг).
Но замковые механизмы полностью зависит от выступов и углублений; это требовало многочисленных испытаний на разрыв и практических опытов для определения оптимальной высоты выступов и глубины впадин (<10 мм), чтобы придать достаточную стеновую прочность.

2.2.8 Танзанийский Лего-кирпич (замковый кирпич) (TIB-система)

    TIB система (Рисунок 2.10) был разработан автором после наблюдения слабых мест в системе Bamba (Kintingu 2003 года). Новая система (TIB) была разработана для соответствующих технологических приложений, принимая во внимание, то обстоятельство, чтобы она обладала простотой и доступностью для пользователей.

    Пресс  местного производства с ручным управлением  является модификацией пресса  CINVA-Рам (VITA 1975, Weinhuber 1995 года).

 Пресс ручной для кирпича CINVA-Рам

Рисунок 2.10. Танзанийский тип замкового кирпича (лего-кирпича) (TIB)

 Танзанийский тип замкового кирпича (лего-кирпича) (TIB)

    Автор сделал важные изменения для улучшения блокировки кирпича в соответствии с требованиями Танзании. В частности, размер кирпича составляет 300 х 150 х 100 мм, т.е. такой же, как размер кирпича Тайского типа и Bamba-системы соответственно.

    Замковых выступов и впадин у такого кирпича два, также, как и у кирпича Auram-системы, но они имеют форму усеченной пирамиды с отверстиями, проходящими через  этих пирамид.

    Кирпич скошен к передним и задним торцам, обеспечивая остроконечные горизонтальные и вертикальные швы стен для создания красивой расшивки.

    С другой стороны, такая фаска дает хорошее сцепление штукатурки со стеной, если нанесение такой штукатурки необходимо в ходе строительных работ (как правило, кирпичи, изготавливаемые путём прессования, уже имеют достаточно гладкую и презентабельную лицевую поверхность, однако не редки случаи, когда применение штукатурки является обязательным моментов в ходе строительства).

    В качестве дополнительного положительного момента, следует отметить, фаска также уменьшает угол трения при производстве кирпича; т.е. уменьшая усилие, необходимое для выпрессовки кирпича из пресс-формы пресса.

    Число различных частей кирпича сократилось до четырех (рис. 2.10), из шести кирпичей Bamba-системы (рис. 2.6 и 2.7) исходя из следующего:

— Танзанийский тип замкового кирпича (лего-кирпича) (TIB) — полный кирпич, кирпич размера три четверти, половина кирпича и канальный кирпич.

Bamba система — базовый кирпич, промежуточный кирпич кирпичные три четверти, половинный кирпич и канальный кирпич.

    Кроме хорошего замкового механизма у Танзанийского типа лего-кирпича (TIB) (рис. 2.10), необходимо обратить внимание на предел прочности выступов и пазов при сдвиге для определения оптимального размера, который обеспечит достаточную устойчивость стены в ходе строительства. Также следует учитывать то обстоятельство, что вертикальное соединение не обеспечено хорошим сцеплением, так как кирпичные торцы в этих плоских на своих поверхностях не имеют хорошего замкового соединения. Желательно, чтобы такие кирпичи были бы предоставлены с внутренним пазом, по крайней мере, в 2,5 мм на обоих концах кирпича, чтобы создать полость для заполнения минимумом раствора (накачкой) или строительного клея.
И всё же, TIB-системе, как и другим системам, доступным на рынке, не удалось гарантированно удовлетворить некоторые требования строительной индустрии, таких, например, как изготовление:
— различных кирпичных стыков
— идеальной лицевой поверхности стены, которую может легко выполнить обычная (оштукатуренная) кирпичная кладка
— более массивных стен (толщина более, чем половина длины кирпича) и различных конфигураций стен (круглые, многоугольные, и т.д.).

    Устранение вышеперечисленных недостатков технологии кладки кирпичных стен без раствора, является дальнейшей работой данного исследования  и рассматривается в главе 4.

2.2            ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КИРПИЧНУЮ  СТЕНУ

    Стена является основой для кровли, потолка, дверей и окон, балок, штукатурки, окраски и внутренней отделки, монтажа электрических и водопроводных сетей и т.д.

    По словам Коллинза (1995), стена определяется как вертикальная структура из камня, кирпича или дерева, с длиной и высотой гораздо большей, чем ее толщина, используемая для ограждения здания и разделения его на объемы или комнаты и поддерживания других элементов / частей.

    Вышеупомянутые элементы, которые поддерживаются стеной, составляют более 50% от общей стоимости здания. Стена же, сама по себе, едва ли принимает на себя, в затратных составляющих, 10% от общего объема затрат на строительство.

    Несмотря на это, наши требования всегда указывают на то, что стена должна прежде всего соответствовать своему целевому назначению и была бы надежной и долговечной, а так же являлась хорошей основой всех элементов, фиксированных к ней, в течение всего срока службы здания.

    Когда мы говорим: «кирпичная стена», мы имеем в виду кирпичи, расположенные в определенном порядке, как это определено в разделе 2.1, с присоединенными к ней различными материалами или устройствами.

    По мнению Хендри и соавт. (1997): вертикальная прочность на сжатие стенки возрастает только на квадратный корень номинальной прочности на раздавливание кирпича. Это подходит для стен, которым не хватает скорее прочности на сжатие, чем прочности на изгиб.

    Также отношение прочности стенки к толщине раствора, показывает, что чем меньше его толщина (вплоть до одного миллиметра), тем выше прочность стены. Спенс и Кук (1983) указывают, что раствор не в значительной степени влияет на прочность стены, даже если раствор является более прочным, чем кирпич.

    Необходимо выяснить, может ли толщина шва быть ограничена максимум до трех миллиметров (с целью заполнения технологических пустот после того, как уложены кирпичи). В итоге, следует отметить, что прочность стены зависит не только от прочности основных элементов (кирпич / блок и раствор), но и от:

— Формы (высоты, ширины, длины и конфигурации) стены

— Исполнения (вид) кирпича

— Способа укладки кирпича (или способа выполнения кирпичной кладки) (связующий материал / форма) (Hendry et al. 1997 and Spence & Cook 1983)

2.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕН, ПОСТРОЕННЫХ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ КЛАДОЧНОГО РАСТВОРА

    Во всем мире дефицит жилья стимулировал поиск подходящих, легких, быстрых и экономически эффективных способов кладки стен. Среди многих найденных технологий, обещающих быть без растворными (БТ), используется технология сухой кладки лего-кирпича / лего-блоков. Хотя без растворные технологии (БТ) являются довольно новыми, они быстро развиваются во всем мире с разнообразным использованием в строительной промышленности, и в настоящее время являются объектом исследования для космического (внеземного) применения. Они производятся в различных формах, видах, конфигурациях и размерах (Beall, 2000; Ramamurthy andNambiar,2004; Croft, 1993; Thanoon и др. 2004; Dyskin и др. 2005).

    Лего-кирпичи часто рассматриваются как «специальное предложение» из-за необходимости использования для их изготовления специальных матриц (пресс-форм) и невозможности изготовления посредством технологии экструзии, широко используемой при производстве . Лего-кирпичи, как правило, производятся с помощью прессов, которые гарантируют хорошую лицевую поверхность (четкую, с привлекательной поверхностью, гладкую и ровную), таким образом, придавая кирпичам привлекательный вид, который требует совсем малых затрат либо вообще не требует, в процессе же эксплуатации таких кирпичей мы с вами только герметизируем швы для защиты от погодных условий, обеспечения конфиденциальности и предотвращения опасности для здоровья.

    Снижение расхода или даже отсутствие при строительстве раствора и штукатурки экономит время и материалы на строительство.

    Однако, так же мы понимает, что уменьшение количества кладочного раствора или вовсе его исключение хотя и снижает стоимость и ускоряет процесс строительства, по мнению Ramamurthyand Nambiar (2004), также может вызвать в последующем значительные структурные недостатки. Структурная нестабильность таких архитектурных конструкций может быть вызвана прежде всего разного рода геометрическими недостатками (дефектами) кирпичной поверхности и некоторой неравномерностью в высотах смежных кирпичей Marzahn (1999).

    Кроме того, сложность некоторых распространенных конфигураций ISSB является дальнейшим препятствием для проектирования и строительства. Эти и многие другие недостатки вызывают некоторые трудности удерживания в определенных рамках максимально допустимых отклонений стены от вертикали и горизонтали, и может препятствовать строительству определенных стеновых конфигураций. И поэтому требует дальнейшего тщательного изучения.

2.5 БЫСТРОВОЗВОДИМЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ЗАМКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ЛЕГО)

    Существуют две основные задачи сухой (без растворной) кладки лего-кирпича:

Первая задача заключается в том, что система должна быть быстровозводима (Gallegos 1988,Ramamurthy and Nambiar 2004. Thanoon et al. 2004. Beall 2000. Jaafar и др. 2006).

Требования для быстровозводимых конструкций из лего-кирпичей, включают в себя:

— монтаж друг с другом без последующей корректировки (резки, выравнивания или иной обработки).

— наличие на кирпиче таких различных направляющих, которые предотвратят возможную ошибочную укладку кирпичей, т.к. они не будут подходить друг к другу, и, следовательно, потребуют либо изменения положения, либо замену для исправления ситуации.

— выполнение требований модульной координации (Gilroy and Goffi 2001, Thanoon и др.2004).

— жесткие (строгие) допуски в размерах (Gallegos 1988, Marzahn 1999, and Jaafar и др. 2006).

— наличие разных элементов, каждый из которых с его простой и в то же время уникальной формой, способствует упрощению процесса управления производством и строительством и предотвращают возможность путаницы между элементами.

    Слово «элемент» в данном случае означает часть кирпичной группы. Например, кирпичная группа включает в себя три элемента, а именно: полный кирпич, половину и три четверти кирпича.

    Быстровозводимая кирпичная кладка позволит снизить потребность в квалифицированной рабочей силе (Etherington, 1983. Gallegos, 1988), а также будет способствовать повышению производительности в строительстве.

    Большинство лего-кирпичей (раздел 2.2), образуют замковое соединение между собой либо с помощью имеющихся выступов и впадин, либо с помощью шипов и пазов, такие соединения иногда называют также мужскими и женскими.

    Но лего-кирпичи, изучаемые нами, (Dyskin et al. 2005, Dyskin et al. 2003 and Estrin et al. 2002), основаны на топологическом неплоском контакте.

    *ТОПОЛОГИЯ — раздел математики, занимающийся изучением свойств фигур (или пространств), которые сохраняются при непрерывных деформациях, таких, например, как растяжение, сжатие или изгибание. Непрерывная деформация — это деформация фигуры, при которой не происходит разрывов (т.е. нарушения целостности фигуры) или склеиваний (т.е. отождествления ее точек). Такие геометрические свойства связаны с положением, а не с формой или величиной фигуры.

* Прим. ред.

    Такой кирпич показан на рисунке 2.11 и называется osteomorphic brick.

Osteomorphic-кирпич соединяется путем совмещения выпуклых частей поверхности одного кирпича и вогнутых частей другого. (Estrin и др. (2002)). Под воздействием силы тяжести кирпичи плотно прижаты друг к другу и достигают большего поверхностного контакта. Такие конфигурации ограничивают движение кирпича и перпендикулярно, к поверхности стены, и вдоль стены, таким образом, osteomorphic-кирпич, подпадает под категорию А в таблице 2.1 (рис. 2.11b).

Рисунок 2.11 Osteomorphic кирпичи

Osteomorphic кирпичи

    Топологическая блокировка (сцепление) с неплоскими поверхностями (если поверхность достаточно гладкая) снижает концентрацию напряжений в кладке.

    Будучи быстровозводимыми и саморегулирующимися, osteomorphic-кирпичи обеспечивают некоторое смягчение требований к точности, как при производстве кирпича, так и при монтаже стен. Однако данная система, нечувствительная (индифферентная) к дефектам лицевой поверхности и может привести к неровности поверхности стен (Dyskin, и др. 2005), что в дальнейшем потребует более толстого слоя штукатурки. Вследствие этого требования к точности (гладкость и соответствие изгибов) остаются по-прежнему первостепенными, как и в других БТ-конструкциях (Прим. ред. БТ – без растворных).

    Другой формой кирпича с характеристиками, аналогичными osteomorphic-кирпичу, является Allan Block (АВ) см. рисунок 2.12. Он использует схему «мяч и шарнир».

    AB-блоки были протестированы Shrive и др. в 2003г., которые показали, что они имеют хороший потенциал для выдерживания неравномерной осадки и перпендикулярной нагрузки к поверхности стены (т.е. давление на изгиб).

    Пазы блока (Рисунок 12а) ограничивают перпендикулярное движение, но позволяют осуществлять горизонтальное скольжение во время укладки блока (категория B таблице 2.1).

    Однако механизм, только что рассмотренной укладки, (osteomorphic-кирпич и Alan block) не являются типичными.

Allan Block

    Большинство МТ-систем (без растворного типа), которые являются центром данного исследования, используются в развивающихся странах (описано в разделе 2.2) где в основном применяют Т & G или P & D замковые соединения.

    Второй задачей безрастворной кладки лего-кирпича является наличие эффективных способов замковых соединений, которые позволяет без растворной кладке добиться идеальной вертикальности и устойчивости стены из блоков (Vasco Costa, 1993), которая может выдержать различные воздействия (горизонтальный сдвиг и вертикальные нагрузки) при нагрузках, возникающих (Gallegos 1988, Thanoon, и др. 2004) во время и после строительства.

Таблица 2.1 Разделение способов замковых соединений на две категории: одностороннюю и двустороннюю.

    Хотя каждый способ имеет свои преимущества и недостатки, в этой исследовательской работе отдаётся предпочтение в пользу категории А, которая ограничивают движения и перпендикулярно к поверхности стены, и горизонтально вдоль стены.

    Выступы и впадины обеспечивают соединение и контроль за укладкой кирпича, которые уменьшают применение выравнивающих смесей и инструментов для выравнивания (Gallegos, 1988).

    Способность IB является возможность точного определения местоположения кирпича и улучшение сцепления при применении безрастворных технологий. Точность совмещения между направляющими повышает качество как внешнего вида кладки, так и распределения нагрузокNash (1991).


2.6 КИРПИЧНАЯ КЛАДКА, ТОЧНОСТЬ В РАЗМЕРАХ

    Аккуратно выложенная кирпичная кладка представляет собой стену, выполненную по прямым вертикальным и горизонтальными уровням. Вертикальные стыки (тычковые кирпичи) при чередующихся рядах должны располагаться строго по вертикали по всей высоте стены. Внешний вид лицевой кладки должен иметь гладкую и ровную поверхность.  Nash (1983). Обычная кирпичная кладка имеет допустимые отклонения по вертикали, которые для стены высотой до 3 м не должна превышать 10 мм (BS 5606:1990 Таблица 1 T.1.3).

    Все, кто работал с лего-кирпичом, согласны с тем, что для достижения хорошего результата при осуществлении кирпичной кладки, кирпичи должны быть ровными и геометрически точными (Marzahn 1999, Beall 2000, Estrin et al. 2002, Jaafar et al. 2006).

    Вообще, это касается любых стеновых материалов. Особенно если это лицевые (облицовочные) изделия. Внешний вид самого кирпича, от того насколько верны его пропорции и презентабелена его поверхность, прямо зависит, как в дальнейшем будет выглядеть здание. Если это качественное и красивое изделие, независимо от того где оно будет применяться, будь это лицевой кирпич в Киеве или это облицовочные стеновые материалы в коттеджном посёлке Подмосковья, оно всегда будет востребованно покупателями. (Прим.ред.)

    Данная исследовательская работа до сих пор решала только вопрос о направлении силовой нагрузки в замковых системах при осуществлении сухой кладки. Beall (2000) отмечает, что физическая особенность замкового соединения представляет собой механизм, способствующий повышению крепости сухой кирпичной кладки; это облегчает выравнивание стены по вертикали и по горизонтали и, следовательно, ускоряет процесс строительства. Jaafar и др.. (2006).

    Тем не менее, правильное соотношение между точностью выравнивания стены и дефектами кирпича требует дальнейшего исследования.

 2.7 ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА НА СТЕНУ, ВЫЛОЖЕННУЮ БЕЗРАСТВОРНЫМ СПОСОБОМ

    В последнее время, значительное количество исследований было проведено для выяснения поведения стен, выложенных безрастворным способом под различными применяемыми нагрузками (Gazzola & Drysdale 1989, Drysdale & Gazzola 1991, Marzahn 1999, Marzahn and Konig2002, Shrive et al. 2003, Jaafar и др.. 2006,), как непосредственно теле кладки, так и вне её. Сухая безрастворная кладка блоков была испытана по прочности на сжатие, растяжение и изгиб, а также по другим характеристикам по сравнению с обычной (оштукатуренной) кирпичной кладкой, для которой определены стандарты и нормы материалов и качества.

    Gazzola & Drysdale (1989) так же проводили испытание стен на основе системы сухой кладки из замковых пустотелых изделий на сжатие, растяжение и изгиб. Их результаты показывают, что строительство методом безрастворной кладки вполне отвечает всем требованиям для возведения малоэтажных зданий. Кроме того, следует учитывать, что штукатурки дополнительно увеличивает прочность на растяжение и прочность на изгиб, а также дает некоторое улучшение в прочности на сжатие.

    В своих последующих работах Drysdale & Gazzola (1991) изучали прочностные и несущие свойства собранной сухой безрастворной кладки стен из пустотелых блоков. Блоки, использовавшиеся для строительства тестовых призм, имели среднюю прочность материала на сжатие 30,4 Мпа. Результаты испытаний закрепленных призм (рис. 2.13) достигли предела прочности на изгиб в среднем 1.7MПa. Это более чем в шесть раз превышает минимально допустимое значение североамериканских строительных норм ACIASCE (1988) and CAN3-S304-M84 (1984).

Рисунок 2.13 Испытательная призма кирпичаиспытания образцов

    Согласно Британским стандартам (BS 5628-1:2005. Таблица 3) к блокам предъявляются требования, согласно которым прочность на сжатие у них должна быть выше 17.5MPa, они должны быть рассчитаны для стен из пустотелых блоков, выдерживающих среднее давление на изгиб 0.25MПa. Однако результаты испытаний, достигнутые Drysdale и Gazzola, создают конструкцию с запасом прочности 6,8, что согласуется с североамериканскими строительными нормами.

Это может быть резюмировано следующим образом

Параметры классификации

Результаты испытаний

Drysdale и Gazzola

Британский Стандарт  (BS) требований (для традиционных стеновых конструкций)

Коэффициент запаса прочности

Коэффициент запаса прочности

Блок – прочность на сжатие (MПa)

30.4

>17.5

 1.7

Призма – прочность на изгиб (MПa)

1.7

0.25 (стены из пустотелых блоков)

6.8

    Jaafar и др. (2006) также протестировали прочность стен из пустотелых блоков уложенных по безрастворной технологии при сжимающих нагрузках.

    Он использовал блоки со средней прочностью на сжатие 15.2MПa.

    Прочность на сжатие стеновых панелей была 5.9MПa.

    Была определена корреляция между прочностью отдельных блоков и стеновой панели; средняя прочность на сжатие стеновой панели (ККМ) был 0,39 предела прочности при сжатии отдельного блока (FCB): значения в уравнения, ККМ = 0.39fcb.

    Была определена корреляция между прочностью отдельных блоков и стеновой панели; средняя прочность на сжатие стеновой панели (fcw) составила 0,39 предела прочности при сжатии отдельного блока (fcb); в форме уравнения  fcw = 0.39fcb. Британские стандарты (BS) 5628-1:2005 (Таблица 2.3) показывает, что после интерполяции значение прочности на сжатие для панели составляет 5.99 МПа, тогда как прочность на сжатие для кирпича составляет 15.2 МПа. Отношение (fcw/ fcb = 0.39) находится в точном согласии с результатами испытаний Jaafar и др. (2006).

    Это демонстрирует способность безрастворной кладки из блоков выдерживать нагрузки такие же большие, как и способность обычной (с армированной штукатуркой) кладки достаточной для малоэтажных (до двух этажей) зданий.

    [Типичное давление в нижней части 2-х этажной стены составляет 0.3 МПа (Ophoven (1977)), с увеличением до максимума 0,6 МПа, при уклонах стены].

    Shrive и др. (2003) изучали структурные характеристики сухой кладки лего-блоков с использованием шаровой шарнирной системы (рис. 2.12). Они обнаружили, что жесткость шарнирного соединения возрастает с увеличением нагрузки.
Было отмечено, что стеновая панель, выполненная в технике «сухой кладки», поглотила 30% нагрузки, приложенной перпендикулярно к стене, и пропустила только 70% нагрузки ограниченной конечными сваями (столбами).
Применяя тесты на неравномерность осадки на обычном фундаменте (рис 2.14,),  они подтвердили, что безрастворное шарнирное соединение в стене и ее соединение с опорными колоннами, расстояние от центра до центра которых составляет 3.53 м, были в состоянии выдерживать полный вес конструкции (7 х 15 AB плиты из блоков), при этом отклонившись менее чем 0,5 мм.

испытания кирпичной кладки

Рисунок 2.14 .  Простая опорная плита, проверенная на неравномерную осадку. Схема (чертеж) отShrive и соавт. (2003)

    Marzahn (1999) исследовал «эффекты геометрических несовершенств в горизонтальных швах кладки по отношению к структуре безрастворной кладки при осевом сжатии». Для проведения испытаний постельная поверхность кирпичей были специально обработаны для создания различных условий воздействия. Для этого были предложены шесть видов обработки поверхностей (рис. 2.15). Было отмечено, что для кирпичных элементов с неровной постельной поверхностью, перед осуществлением кладки такая поверхность должна была выравниваться. При осуществления сухой кладки такие неровности на поверхности кирпича продемонстрировали обширные во время начальной нагрузки. Появление внешнего воздействие на растяжение и изгиб (рис. 2.16 и 2.17), сразу привело к появлению вертикальных трещин, проходящих через кирпичи. Такое растрескивание является общей чертой сухой каменной кладки.

Рисунок 2.15. Постельные поверхности кирпича с различной степенью обработки (Из Marzahn1999)

 Обработка постельных поверхностей кирпича Стандартное увлажнение постельной поверхности (RS)
Полированная постельная поверхность (PLS)
Постельная поверхность с отверстием (диаметр 50 мм) (CDS)
Глубокие борозды, проходящие вдоль гладкой поверхности, глубина 2 мм (NLS)
Глубокие борозды, проходящие поперек гладкой поверхности, глубина 2 мм (NCL)
Глубокие борозды в обоих направлениях, глубина 2 мм (NBS)

Рисунок 2.16 показывает влияние нестандартных размеров по высоте кирпича в кирпичной кладке.

    На рисунке 2.17 на кирпичах показаны трещины, которые появились только от собственного веса стены, даже до того момента как кирпичи получат нагрузку от веса конструкций крыши, потолка и других отделочных материалов. Раннее растрескивание (рис. 2.17) кирпича свидетельствует о низкой прочности используемого материала. Это может быть сведено к минимуму при условии использования кирпича с равной высотой.

    Marzahn указывает на то, что качество поверхностей влияет на прочность кирпичных блоков: более неровные поверхности имеют значительно меньшую конечную прочность, поскольку это изначально вызывает появление деформаций.Однако, даже и в этом случае, начальная деформация при такой кладке уменьшила несущую способность лишь от 5 до 15% по сравнению с традиционной растворной кладкой. Marzahn (1999).

Рисунок 2.16 Трещины из-за деформаций, вызванных неодинаковой высотой кирпичей в рядах кирпичной кладки Рисунок 2.17. Преждевременные трещины кирпича, вызванные разной высотой кирпичей.
  Трещины в кирпичной кладке 1

Исследование Marzahn (1999)  Трещины в кирпичной кладке 2

Фотография, сделанная автором в 2006 году, на Mbezi-beach Dar es Salaam в Танзании во время посещения объекта.

    Прочность сухой кладки зависит от степени деформации отдельных кирпичей и неравномерности контактных поверхностей швов (стыков). Однако при этом сдвиги в швах происходят только на первоначальном этапе и непосредственно зависят от качества укладки швов в кирпичной кладке. Согласно Marzahn было установлено, что основной целью конструкции стены является наличие таких жестких соединений, чтобы внутренние сдвиги были сведены к минимуму для предохранения кладки на растяжение и изгиб под влиянием внешних воздействий.

    Если приложенная нагрузка / сила (вертикальная или горизонтальная) постоянна

    Вертикальная нагрузка (сила) F = σnomAnom = σefAef

    Горизонтальная сила сдвига S = τnomAnom = τefAef

    Где:
— индекс «nom» указывает на номинальную площадь стены, а индекс «ef» указывает на эффективную площадь соприкосновения в стене;
— σ и τ соответственно —  нормальное и касательное воздействие в контактных поверхностях между кирпичами.
Anom — это оптимальная площадь (общий план Рисунка 2.18а), способная вынести нагрузку, прилагаемую к кирпичу (блоку).

    При укладке кирпичей принимается оптимальной площадь с соотношениями «длина х ширина», при условии, что поверхности кирпичей на 100% соприкасаются (это условие может быть достигнуто посредством применения кладочного раствора). В случае применения метода сухой кладки кирпичей с различными геометрическими поверхностями, сложенными или собранными без раствора, соотношение эффективной (AEF) и номинальной (Anom) контактных поверхностей (представленных символов ηo) изначально намного меньше единицы. Если нагрузка увеличивается, и небольшие неровности сглаживаются, отношение (ηo) возрастает.

формула1

    Контактная площадь по отношению к площади лего-кирпичей составляет менее одного (ηo <1) исходя из двух моментов: с замковыми и пустотелыми кирпичами (рис. 2.18); часто не все поверхностные площади предназначены для стыковки между друг другом. Например, с замковым кирпичом из Танзании (рис. 2.10), только 47% вступает в контакт, в то время как для некоторых пустотелых блоков с такой же прочностью и похожей формой (геометрией) площадь контакта может быть менее 30%. Любые не предусмотренные неровности и шероховатости на постельной поверхности (рис. 2.18c) способны уменьшить площадь контакта до тех пор, пока не возникнет какое-либо воздействие, упругая деформация или удар.

    Рисунок 2.18 Элементы областей соприкосновения от целого сплошного блока к безрастворному для эффективности контактаЭлементы областей соприкосновения от целого сплошного блока

    Рисунок 2.18 показывает:
а) Общая площадь контакта, из которой полная площадь контакта (Anom) может быть достигнута только при использовании раствора.
б) Проектное сцепление или полая контактная площадь (AMT) меньше всей существующей площади (Anom).  Мы можем представить соотношение кирпичной площади без раствора (AMT) к общей плановой площади (Anom) символом ηMT (эффект уменьшения контактной площади).
в) Любые неровности поверхности кирпича уменьшают общую поверхность контакта (рис. 2.18c) и соответственно защиту от нагрузки (Aef). Такая защита от нагрузки или эффективная площадь (Aef) меньше, чем полая контактная площадь (AMT) и еще меньше, чем общая плановая площадь (Anom).

    Таким образом, ηo = Aef/Ao = ηMT x ηef

    Совокупный эффект от неровности поверхности и пустоты представлен ​​«коэффициентом использования поверхности» ηo,  где ηo, <1, посредством которого увеличивается среднее значение напряжения, к:

формула2

    Marzahn (1999) сравнивает кирпичи с разной степенью шероховатости (искусственно созданной) поверхности, взяв в качестве исходного кирпич с обработанной и кирпич с гладкой поверхностью (PLS). Он измерил совместные деформации (εi) под нагрузкой для шести кирпичных поверхностей, изображенных на рисунке 2.15, с их деформациями, получившими относительные (сравнительные) деформации (ki):

формула3

и т.д. (Рисунок  2.15), где εPLS является совместной деформацией для кирпичей PLS. Из вычисленных относительных совместных деформаций, предполагаем, что коэффициент использования поверхности (η) для PLS является ηPLS = 0,97. Marzahn рассчитывает эффективность использования поверхности для оставшихся пяти поверхностям кирпича (при полной нагрузке), используя уравнение;

  формула4

    Он обнаружил, что значения η очень сильно зависит от нагрузки, обычно в форме ближе к одной (рис. 2.19).
Рисунок 2.19. Характер изменения кирпичных соединений, уложенных методом сухой кладки, при полной нагрузке

формула5

    При увеличении нагрузки, увеличивается эффективная площадь контакта кирпичей, таким образом, коэффициент использования и, следовательно, жесткость соединений улучшается. Коэффициент использования поверхности ηo при полной нагрузке достаточно высок (> 0,2, с усилием, как правило, не более 5x1MPa), в этом случае не нужно беспокоиться о разрушении кирпича в 1 или 2-этажных зданиях. И вновь не стоит забывать, что явные изменения высоты кирпича, достаточно большие, чтобы привести к существенной потере контакта между кирпичами, приведет к растрескиванию (рис. 2.16 и 2.17) даже и при гораздо более низких нагрузках, чем те, которые необходимы для разрушения кирпича.

    В следующих работах Jaafar и др. (2006) проанализировано поведение лего кирпичей (блоков) при сжатии, принимая во внимание их неровности и различия между толщиной / высотой блока, которые влияют на совместную деформацию в кирпичной кладке. Эти исследования показали, что 75% всей общей окончательной деформации было достигнуто от первых 57% нагрузки, после чего соединение достигло своей жесткости, и скорость деформации уменьшилась.
Эти данные подтверждают исследования, раннее проведенные Marzahn and Konig (2002) (длительная эксплуатация сухой кирпичной кладки), в котором реализовано 70% от совместной осадки / уплотнения в первые 5-10 дней с момента полного завершения строительства, достигнутого после долгосрочной нагрузки в течение трех с половиной лет.
Однако, при использовании раствора, различного рода деформации или смещения начали происходить при 38% от максимальной нагрузки, и продолжались до тех пор, пока не произошло расслоение блочных перегородок. Жесткость соединения обеспечивается за счет связей между цементным раствором и создающих блок оболочек.
В своей оценке результатов испытаний обе группы исследователей предположили, что движение под нагрузкой было в направлении приложенной силы, эффективно игнорируя поверхностную неровность (выпуклости), то есть предполагалось, что такие неровности одинаковой высоты. При таком предположении, вертикальная нагрузка не оказывает никакого влияния на ровность стены: нет и не может быть никакого отклонения вне плоскости, вызванного изменением положения кирпича или раскачиванием его перпендикулярно к поверхности стены, делая стену ровной по вертикали.
Таким образом, сохраняется необходимость для изучения взаимосвязи между выравниванием стены и неровностью кирпича т.е. насколько сильно неровности на поверхности кирпича способны вызвать отклонение стены от вертикальной оси. Любое отклонение дает в результате пару накладывающихся на прямую межкирпичных вертикальных нагрузок, тем самым увеличивая пиковое межкирпичное давление с коэффициентом, достигающим 2. Это, в свою очередь, снижает несущую способность стены.

2.8 ПРОИЗВОДСТВО КИРПИЧА/БЛОКОВ

    Процесс производства стеновых изделий, т.е. кирпича / блоков включает в себя либо прессование (обычно в изделиях, в которых в качестве вяжущего выступает цемент) или обжиг.Лего кирпич изготовленный на механическом прессе

    И в первом и во втором случае, процесс начинается с идентификации почвы и тестирования (на месте и в лаборатории), с последующей подготовкой (добыча/выемка грунта, измельчение и просеивание), смешивание и формование (вручную, машинным прессованием или уплотнением посредством вибрации), с последующими обработками для всех объектов – пропаривание для изделий содержащих цемент и обжиг для изделий из глины. Эти различные процессы хорошо освещеныMontgomery (2002), Kerali (2001), Norton (1997), Craig (1997), Houben and Guillaud (1994), Gooding(1993), Stulz and Mukerji (1993) and ILO (1987).

    В этом конкурентном мире, собственно сам процесс производства является одной из наиболее важных частей промышленного изготовления строительных материалов. В свою очередь, это гарантирует стандартизированное качество и соответствующее количество материалов для удовлетворения потребностей рынка. В данной работе мы будем рассматривать производство Лего-кирпичей (IB), с применением в качестве основного сырья природные материалы имея в виду, что «..использование почвы, которая легко доступна для строительства, в экономическом спектре и на различных этапах социально-технологического развития, делает доступной соответствующую и устойчивую технологию для создания искусственной среды» (Моррис и Booysen (2000)).

2.9 ВЫБОР ПОДХОДЯЩЕГО СОСТАВА СМЕСИ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

    Низкое качество прессованных кирпичей является результатом отсутствия контроля или мониторинга материалов и всего производственного процесса. Отбор пород включает в себя идентификацию распределения гравия, песка и мелких частиц (ила и глины) в образце. Чтобы ограничить размер гравия и удалить другие крупные частицы, будучи сначала измельченной, породу пропускают через стандартизированное сито с отверстиями в 4-6 мм. Важным фактором при прессовании инертных является степень уплотнения породы, которое зависит от фракционного состава. Выбор породы часто воспринимается как разовый процесс тестирования, для подтверждения, что такая порода отвечает всем необходимым критериям для прессования и определения наилучшего соотношения гранулометрического состава для наилучшего уплотнения. Однако для обеспечения стабильного результата в ходе использования смеси, необходимо на практике постоянно контролировать свойства пород и учитывать любые изменения, которые происходят. Процедура испытания и последовательный план тестирования, описанные Гудингом (1993), для предварительного испытания на месте являются одним из основных этапов отбора пород. Хотя конус и линейные испытания усадки были рекомендованы в качестве «приблизительных лабораторных испытаний», автор считает, что такие испытания могут быть использованы на месте и способны быть надежным руководством для определения пропорций смешивания цемента и породы (Gooding 1993, Houben & Guillaud 1994, Norton 1997,Burroughs2001). Информация, отображенная в таблице 2.2 показывает, что породы с усадкой менее 2,5% или более чем на 9% не должна применяться для уплотнения, если это не может как-либо быть изменено для достижения лучшей плотности (содержание глины от 10% до 35% BRUB2 (1974).

Облицовочный кирпич на китайском прессе    Любая смесь, состав которой изменен путем смешивания различных фракций и составляющих, должна быть проверена несколько раз, пока не будет достигнуто необходимое уплотнение от 2,5 до 9%. Данные в таблице 2.2 являются результатом опыта работы на местах в соответствии с калибровками (по VITA (1975)) для пресса низкого давления до 2 МПа, и более высокого давления машины до 10 МПа (по Webb (1988)). Результаты испытаний линейного сжатия (LS) определяют пропорции, которые позволяют рассчитать количество используемого вяжущего, а также необходимого давления. Также соглашаясь с рекомендациями Уэбба и Локвуда (1987) в отношении выбора пресса:

— низкое уплотнение породы (высокое содержание песка) лучше уплотняется портландцементом (ПК) и прессуется высоким давлением (> 4 МПа) пресса, в то время как

— высокое уплотнение породы (с высоким содержанием глины) лучше уплотняется с применением извести и прессов малой мощности (до 2 МПа).

    Таблица 2.2 Уровень усадки почвы с рекомендуемым давлением сжатия

(Данные получены с помощью термоусадочного ящика Alcock  — 600x40x40 мм)

Источник

Размер усадки

(мм)

Усадка (%)

Рекомендуемое соотношение цемента и породы (Ц:П)

Цемент (Ц%)

Примечание

Gooding (1993)

Hauben &

Gullaud (1994)

ILO (1987).

Norton (1997),

UN (1992)

VITA (1975)

Webb &

Lockwood (1987)

6 – 15

1 к 2,5

1:20

4,8

Только для прессов с усилием прессования свыше 4 Мпа при условии, что в породе содержится достаточное количество глины

15 – 25

2.5 к 4,17

1:18

5.3

Удовлетворительно для нормального усилия прессования до 4 МПа

25 – 35

4.17 к 5.83

1:16

5.9

Лучшая порода для усилия прессования всего 2 МПа

35 – 45

5.83 к 7.5

1:14

6.7

Удовлетворительная порода для усилия прессования всего 2 мПа

45 – 55

7.5 к 9.17

1:12

7.7

Чистая порода для усилия прессования менее, чем 2 Мпа, но низкие темпы производства за счет налипания (высокое содержание глины).

55 – 60

9.17 к 10

1:10

9.1

Бедная почва; возможно, нуждается в смешивании, чтобы уменьшить прилипание или, возможно, нуждается в большем количестве цемента, таким образом, более дорогого. Приемлемый вариант только, когда нет альтернативы.

 

 

    После определения фракционного состава породы, ее линейной усадки и подбора соответствующего соотношения (цемента к породе – Ц : П), заключительный этап состоит в подготовке пробных кирпичей; по крайней мере, десяти блоков от каждой партии. Это применяется для проверки пригодности почвы для стабилизации с помощью предлагаемых соотношений почвы и воды к цементу (табл. 2.3).

    Были сделаны следующие наблюдения:

— Процесс смешивания: если он затруднен, то это означает слишком высокое содержание глины в смеси. Основные инертные требуют модификации: либо путем добавления дополнительного цемента, либо путем смешивания с песком.

— Уровень сколов и трещин при перемещении только что изготовленных кирпичей к месту их отверждения. Слишком высокий уровень (> 10%) указывает на слишком малое содержание глины в смеси.

— Появление трещин, короблений и существенной усадки в течение первых трех дней набора прочности. Если они слишком большие, это указывает на слишком высокое содержание глины, что может потребовать или дополнительного смешивания с песком или добавления большего количества цемента.

    Тестирование производится для определения прочности на сжатие в три, семь и четырнадцать дней, чтобы проверить эффективность стабилизатора (минимальное значение прочности после 14 дней >1 МПа). Результаты зависят от наличия соответствующим образом оборудованной лаборатории и требования проекта Гудинг (1993). Вышеуказанные проверки контроля качества, как правило, должны продолжаться в течение всего периода производства для каждой новой партии смеси даже если инертные взяты из одного источника.

2.10 СОЗРЕВАНИЕ КИРПИЧА

2.10.1 ОПЕРАЦИИ С КИРПИЧЁМ ПОСЛЕ ЕГО ФОРМОВАНИЯ

    При традиционном производстве бетонных блоков, после формования изделия блок (кирпич) извлекается из зоны формования пресса вместе с поддоном и помещается в область отверждения до следующего дня. Изготовление же рассматриваемых нами блоков (лего-кирпичей), в обычной сложившейся практики для каждого кирпича, расформовка и извлечение кирпича из зоны формования, в основном, осуществляется вручную без технологического поддона. Для дальнейшего набора прочности (созревания) кирпич помещается на его торец или на его переднюю / заднюю поверхность (рис. 2.20). В этом случае необходимо обратить внимание на то, чтобы кирпич был размещён на ровной чистой поверхности на срок два-три дня. В противном случае вероятны появления различного рода деформаций и трещин как на лицевой поверхности кирпича, так и в его внутренней структуре.

    Для дальнейшего набора прочности кирпича, мы рекомендуем изделия с плоскими поверхностями помещать на их основание, а с неровными поверхностями укладывать для дальнейшей сушки на боковые или торцевые поверхности.

    Рисунок 2.20 Спецификация сторон кирпича, который используется при размещении кирпича для дальнейшего набора прочности. поверхности кирпича

    Особенности, влияющие на принятие решения о способах производства кирпича и его укладки для дальнейшего набора прочности:
— поскольку формовка (прессование) является важным компонентом затрат труда при изготовлении лего-кирпича, она должна быть максимально быстрой и удобной, например, с помощью правильного расположения приемного стола пресса на эргономической высоте (на уровне талии).
— внимательное отношение к процессу твердения отпрессованного изделия; если поверхность недостаточно хорошо подготовлена (не верно соблюдены размеры или имеются видимые включения крупных фрагментов на лицевой поверхности или другие показатели, которые могут проявляться на внешних сторонах), это может привести к деформации облицовочной поверхности кирпича. В целях сохранения внешнего вида кирпича многие специалисты рекомендуют при помещении кирпича в область временного хранения, для набора отпускной прочности, в качестве покрытия поверхности пола (поддонов) использовать ровный гладкий пластиковый лист, что предотвращает прилипание кирпича к поверхности поддона (пола).  Напротив, любые неровности поверхности вполне могут отразиться на лицевой поверхности кирпича, придав ему искаженную, в отличие от желаемой, форму.

2.10.2 ОТДЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССА ТВЕРДЕНИЯ КИРПИЧА

    Процесс твердения бетонных изделий требует постоянного присутствия воды в кирпиче, что позволяет цементу завершить процесс гидратации (Керали, 2001). При этом, со временем прочность железобетонных конструкций, изготовленных из обычного портландцемента (ОП) постепенно увеличиваться (ILO, 1987). Поэтому необходимо обеспечить поддержание присутствия влаги в железобетонной конструкции в течение всего периода, необходимого для завершения процесса гидратации. И кроме того, для сохранения правильного процесса набора прочности, необходимо контролировать его продолжительность и условия хранения бетонных изделий (Керали 2001).

    Общепринятая продолжительность набора прочности определяется типом используемого связующего материала, и в частности для портландцементов БС 12, (1971) и МОТ (1987) устанавливается равной 28 дням. Конечно в случае традиционной работы, связанной с производством кирпичей, это достаточно длительный срок. На практике, лучшим сроком для набора оптимальной прочности бетонным изделием и минимизацией затрат для этого, считается 7 дней. Конечно, при этом приходится учитывать и условия в которых происходит набор прочности – помещение, влажность, сухость, температура, ветер и т.д., (Керали, 2001).

    Для прессования кирпичей, предназначенных для сухой укладки, существуют дополнительные условия при которых в процессе твердения должна присутствовать повышенная влажность, недостаток которой существенно влияет на прочностные характеристики лего-кирпича, т.е. не следует помещать кирпич для набора прочности для сушки на открытый воздух и без покрытия.

    Плохо подготовленный настил для твердения кирпича (не выровнен уровень, негерметичный, с насыпанным песком или другими породами, мусором пол) является наиболее разрушительным для качества кирпича, потому что в таком состоянии у только отформованного кирпича отсутствует способность удерживать достаточное количество влаги, следовательно, процесс гидратации цемента сильно задерживается. Что естественно может привести к низкой прочности кирпича (Керали 2001, и Odul, 1984), его деформировании и появлению трещин. Поэтому процесс твердения требует надлежащего внимания и хорошего контроля уровня влажности, изоляции, укрытия и частого полива, чтобы достичь максимально возможную прочность. Особенно это существенно в течение первых четырех часов после формования и помещения в зону твердения.

    Соответственно, плохой набор прочности является одним из основных источников низкого качества (несоответствие размерам и сыпучесть) стен, выложенных методом сухой кладки (безрастворных).

Поделись с друзьями:
Обновлено: Декабрь 14, 2014 — 18:13
Copyright © 2014-2017. Stroylego.ru | Все права защищены | Все о лего кирпиче, его производстве, оборудовании для производства, новинках строительного рынка. Полное или частичное копирование материалов разрешено только с указанием прямых ссылок на сайт Stroylego.ru