Как толщина растворных швов влияет на прочность и деформацию кирпичной кладки?
26.02.2024
Key words: brickwork, modulus of elasticity, compressive strength, mortar joints
В статье представлены результаты исследования влияния толщины растворных швов на свойства кирпичной кладки толщиной 0,5 кирпича и 1 кирпич: напряжение, при котором о является первая видимая трещина; прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; модуль упругости. Зафиксировано снижение нормативного значения прочности кладки при увеличении толщины растворных швов, в связи с чем для строительных объектов, где зафиксирован факт превышения толщины швов по сравнению с заданной в СП 70.13330.2012 величиной, необходимо проведение дополнительных исследований с испытанием контрольных образцов кладки с дальнейшим сравнением полученных результатов с расчетной величиной.
The article is about the results of a studying of the brickwork with a thickness of 0.5 bricks and 1 brick: stress at which the first visible crack appears; compressive strength; standard value of compressive strength; elastic modulus. A decrease in the standard value of strength with an increase in the thickness of mortar joints was recorded, and therefore for construction projects where the fact of exceeding the thickness of the joints according to the value specified in SP 70.13330.2012 is recorded, additional studies are required to test control samples of masonry with a further comparison of the results obtained with the calculated value.
Согласно п. 9.2.4 СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции, толщина горизонтальных швов кладки из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм, вертикальных швов 10 мм. Отклонения толщины вертикальных растворных швов не должны превышать - 2; +2 мм, горизонтальных: -2; +3 мм (таблица 9.8 CП 70.13330.2012). Возведение кирпичной кладки, соответствующей требованиям нормативной документации, требует высокой квалификации рабочих-каменщиков. Однако на реальных строительных объектах зачастую наблюдаются отклонения толщины растворных швов, превышающие допустимые по СП 70.13330.2012, как в большую, так и в меньшую сторону.
Из теории каменной кладки и исследовательских работ в этой области [1-1 1] известно, что вследствие разности между модулем упругости раствора и керамического кирпича при воздействии на кладку сжимающей внешней нагрузки растворные швы деформируются, передавая растягивающие усилия на кирпич из-за адгезии между строительным раствором и кирпичом. При этом, чем меньше прочность и модуль упругости раствора в швах кладки, тем больше растягивающие напряжения, воз-никающие в кирпиче, что, в свою очередь, может вызвать снижение несущей способности кладки за счет раннего разрушения отдельных кирпичей, работающих в данных условиях на растяжение и на срез.
В связи с этим была поставлена задача — исследовать влияние толщины растворных швов в кладке на прочностные и деформативные характеристики образцов кирпичной кладки стен.
В качестве объекта исследования были приняты образцы кирпичной кладки стен длиной в два кирпича, толщиной — в 0,5 кирпича или в 1 кирпич, высотой — 5 рядов из керамического кирпича производства ООО «КЕММА» (г. Челябинск), с толщиной рас-зворных швов 5, 12, 25 и 38 мм (в зависимос-ти от вида кладки), на кладочном растворе М 100. Общее число серий образцов кирпичной кладки стен — 8, по 3 образца в серии.
Предметом исследования являлись механические характеристики изучаемых образцов кирпичной кладки стен, определяемые по ГОСТ 32047-2012 «Кладка каменная. Метод испытания на сжатие»:
Рис. 1. Общий вид и номинальные размеры (мм) образцов кладки толщиной 1 кирпич с толщиной растворных швов (на рисунке слева направо): 5 мм – серия С 1-5; 12 мм – серия С 1-12; 25 мм – серия С 1-25; 38 мм – серия С 1-38
Рис. 2. Общий вид и номинальные размеры (мм) образцов кладки толщиной 0,5 кирпича с толщиной растворных швов (на рисунке слева направо): 5 мм – серия С 0,5-5; 12 мм – С серия 0,5-12; 25 мм – серия С 0,5-25; 38 мм – серия С 0,5-38
Образцы кирпичной кладки хранили до возраста 28 суток в воздушно-сухих условиях при температуре воздуха (19,8-22,0)°С и влажности воздуха (55,0-60,4)%, а затем испытывали по ГОСТ 32047-2012 с определением значений следующих показателей: прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; напряжение, при котором появляется первая видимая трещина; модуль упругости.
Образцы кирпичной кладки хранили до возраста 28 суток в воздушно-сухих условиях при температуре воздуха (19,8-22,0)°С и влажности воздуха (55,0-60,4)%, а затем испытывали по ГОСТ 32047-2012 с определением значений следующих показателей: прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; напряжение, при котором появляется первая видимая трещина; модуль упругости.
Для измерения вертикальных и горизонтальных деформаций образцов кирпичной кладки стен использовали цифровые индикаторы с ценой деления 0,01 мм (индикаторы 1ч4 для измерения вертикальных деформаций) и 0,001 мм (индикаторы 5, 6 для измерения горизонтальных деформаций). Крепление приборов производили с помощью специальных приспособлений, которые приклеивали к. поверхности образца кирпичной кладки стен (на кирпич). Показания приборов фиксировали на шести участках образца кирпичной кладки стен на каждом этапе после завершения выдержки. Схема установки индикаторов на образцах кирпичной кладки стен разных серий показана на рис. 3.
Как толщина растворных швов влияет на прочность и деформацию кирпичной кладки?
Ключевые слова: кирпичная кладка, модуль упругости, прочность при сжатии, растворные швыKey words: brickwork, modulus of elasticity, compressive strength, mortar joints
В статье представлены результаты исследования влияния толщины растворных швов на свойства кирпичной кладки толщиной 0,5 кирпича и 1 кирпич: напряжение, при котором о является первая видимая трещина; прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; модуль упругости. Зафиксировано снижение нормативного значения прочности кладки при увеличении толщины растворных швов, в связи с чем для строительных объектов, где зафиксирован факт превышения толщины швов по сравнению с заданной в СП 70.13330.2012 величиной, необходимо проведение дополнительных исследований с испытанием контрольных образцов кладки с дальнейшим сравнением полученных результатов с расчетной величиной.
The article is about the results of a studying of the brickwork with a thickness of 0.5 bricks and 1 brick: stress at which the first visible crack appears; compressive strength; standard value of compressive strength; elastic modulus. A decrease in the standard value of strength with an increase in the thickness of mortar joints was recorded, and therefore for construction projects where the fact of exceeding the thickness of the joints according to the value specified in SP 70.13330.2012 is recorded, additional studies are required to test control samples of masonry with a further comparison of the results obtained with the calculated value.
Введение
Современные тенденции создания и развития архитектурной среды крупных городов предполагают увеличение доли каркасно-монолитного домостроения. Это позволяет не только придать новым домам и целым микрорайонам требуемую архитектурную выразительность, но и обеспечить более полное использование площади селитебных территорий за счет увеличения этажности домов. Одним из самых популярных способов создания контура здания при монолитно-каркасном домостроении традиционно является выполнение каменной кладки. Кладка из керамического кирпича обладает высокой прочностью, хорошими звуко- и теплоизоляционными характеристиками, обеспечивает комфортный микроклимат в помещении, а также не требует дополнительного проведения наружней отделки стен.Согласно п. 9.2.4 СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции, толщина горизонтальных швов кладки из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм, вертикальных швов 10 мм. Отклонения толщины вертикальных растворных швов не должны превышать - 2; +2 мм, горизонтальных: -2; +3 мм (таблица 9.8 CП 70.13330.2012). Возведение кирпичной кладки, соответствующей требованиям нормативной документации, требует высокой квалификации рабочих-каменщиков. Однако на реальных строительных объектах зачастую наблюдаются отклонения толщины растворных швов, превышающие допустимые по СП 70.13330.2012, как в большую, так и в меньшую сторону.
Из теории каменной кладки и исследовательских работ в этой области [1-1 1] известно, что вследствие разности между модулем упругости раствора и керамического кирпича при воздействии на кладку сжимающей внешней нагрузки растворные швы деформируются, передавая растягивающие усилия на кирпич из-за адгезии между строительным раствором и кирпичом. При этом, чем меньше прочность и модуль упругости раствора в швах кладки, тем больше растягивающие напряжения, воз-никающие в кирпиче, что, в свою очередь, может вызвать снижение несущей способности кладки за счет раннего разрушения отдельных кирпичей, работающих в данных условиях на растяжение и на срез.
В связи с этим была поставлена задача — исследовать влияние толщины растворных швов в кладке на прочностные и деформативные характеристики образцов кирпичной кладки стен.
В качестве объекта исследования были приняты образцы кирпичной кладки стен длиной в два кирпича, толщиной — в 0,5 кирпича или в 1 кирпич, высотой — 5 рядов из керамического кирпича производства ООО «КЕММА» (г. Челябинск), с толщиной рас-зворных швов 5, 12, 25 и 38 мм (в зависимос-ти от вида кладки), на кладочном растворе М 100. Общее число серий образцов кирпичной кладки стен — 8, по 3 образца в серии.
Предметом исследования являлись механические характеристики изучаемых образцов кирпичной кладки стен, определяемые по ГОСТ 32047-2012 «Кладка каменная. Метод испытания на сжатие»:
- Напряжение, при котором появляется первая видимая трещина;
- Прочность при сжатии;
- Нормативное значение прочности при сжатии;
- Модуль упругости.
Методы исследования
Образцы кирпичной кладки стен были изготовлены согласно п. 8.2 ГОСТ 32047-2012 из кирпича рядового, пустотелого, утолщенного Кр-р-пу 250×120×88/1,4HФ/100/1,4 ГОСТ 530-2012 производства 000 «КЕММА», пустотностью 36% и фактическим пределом прочности при сжатии - 26,4 H/мм2 и кладочного цементного раствора M 100 со средней прочностью на сжатие в момент испытания образцов кирпичной кладки стен от 11,6 до 13,9 Н/мм2. Толщина горизонтальных растворных швов составляла (в зависимости от вида кладки) 5, 12, 25, 38 мм с допустимым отклонением 1 мм, толщина вертикальных швов варьировалась от 5 до 38 мм для обеспечения номинальных размеров образцов (рис. 1, 2).Рис. 1. Общий вид и номинальные размеры (мм) образцов кладки толщиной 1 кирпич с толщиной растворных швов (на рисунке слева направо): 5 мм – серия С 1-5; 12 мм – серия С 1-12; 25 мм – серия С 1-25; 38 мм – серия С 1-38
Рис. 2. Общий вид и номинальные размеры (мм) образцов кладки толщиной 0,5 кирпича с толщиной растворных швов (на рисунке слева направо): 5 мм – серия С 0,5-5; 12 мм – С серия 0,5-12; 25 мм – серия С 0,5-25; 38 мм – серия С 0,5-38
Образцы кирпичной кладки хранили до возраста 28 суток в воздушно-сухих условиях при температуре воздуха (19,8-22,0)°С и влажности воздуха (55,0-60,4)%, а затем испытывали по ГОСТ 32047-2012 с определением значений следующих показателей: прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; напряжение, при котором появляется первая видимая трещина; модуль упругости.
Образцы кирпичной кладки хранили до возраста 28 суток в воздушно-сухих условиях при температуре воздуха (19,8-22,0)°С и влажности воздуха (55,0-60,4)%, а затем испытывали по ГОСТ 32047-2012 с определением значений следующих показателей: прочность при сжатии; нормативное значение прочности при сжатии; напряжение, при котором появляется первая видимая трещина; модуль упругости.
Для измерения вертикальных и горизонтальных деформаций образцов кирпичной кладки стен использовали цифровые индикаторы с ценой деления 0,01 мм (индикаторы 1ч4 для измерения вертикальных деформаций) и 0,001 мм (индикаторы 5, 6 для измерения горизонтальных деформаций). Крепление приборов производили с помощью специальных приспособлений, которые приклеивали к. поверхности образца кирпичной кладки стен (на кирпич). Показания приборов фиксировали на шести участках образца кирпичной кладки стен на каждом этапе после завершения выдержки. Схема установки индикаторов на образцах кирпичной кладки стен разных серий показана на рис. 3.
Отправить резюме
В сопроводительном письме укажите ссылку на ваши социальные сети
Отправить резюме
В сопроводительном письме укажите ссылку на ваши социальные сети