К вопросу оценки достоверности результатов прогнозирования прочности нормального сцепления каменной кладки в раннем возрасте Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

К вопросу оценки достоверности результатов прогнозирования прочности нормального сцепления каменной кладки в раннем возрасте

Блягоз Алик Моссович,

кандидат технических наук, доцент кафедры архитектуры, ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет" имени И.Т. Трубилина, alfa-maikop@yandex.ru

Кретинин Константин Михайлович,

доцент, доцент кафедры архитектуры, ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет" имени И.Т. Трубилина, alfa-maikop@yandex.ru

Раменский Владимир Валерьевич,

старший преподаватель кафедры архитектуры, ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет" имени И.Т. Трубилина, alfa-maikop@yandex.ru

Фроленко Влада Вадимовна,

магистрант, ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет" имени И.Т. Трубилина, alfa-maikop@yandex.ru

Клименко Евгений Борисович,

магистрант, ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет" имени И.Т. Трубилин, alfa-maikop@yandex.ru

В данной статье рассмотрен вопрос о корректности и объективности применения повышающих коэффициентов для различного каменного материала нескольких видов выпускаемых заводами Краснодарского края и Ростовской области, растворов, возраста кладок и влияние их наконечный результат испытаний. Испытания проводились на базе лаборатории «СтройЭксперт» Кубанского ГАУ им. И.Т. Трубилина. Использованный стеновой материал кирпич нескольких видов: силикатный, керамический, цементно-песчаный, одинарный, полуторный, пустотный, полнотелый, пустотелый, с несквозными пустотами выпускаемый по ГОСТ 530-2012, ГОСТ 379-2015, ГОСТ 4.206-83 заводами Краснодарского края и Ростовской области. Проведено девяносто шесть испытаний, три вида по тридцать две серии. Результаты испытаний прочности нормального сцепления кирпичных кладок приведены в сводной таблице. На основании проведенного анализа испытаний прочности нормального сцепления кладок сделаны соответствующие выводы.

Ключевые слова: прочность и монолитность ручной кладки, прочность сцепления в каменной кладке, поправочные коэффициенты, учитывающие возраст кладки.

Часть территории Российской Федерации согласно СП 14.13330.2014 отнесена к сейсмическим районам.

Это значительно повышает требованиям к качеству штучного материала, растворам, производству работ на строительных площадках.

Одним из требований предъявляемых к конструкциям является прочность и монолитность ручной кладки.

Для достижения требуемых параметров качества проводят испытания по определению прочности сцепления в каменной кладке согласно ГОСТ 24992-2014.

Возведение зданий и сооружений последовательный в основном непрерывный технологический процесс.

Предельная прочность сцепления должна приниматься равной прочности сцепления раствора с кирпичом (камнем), достигаемой в кладке в возрасте 28 суток.

Для прогнозирования конечного результата, испытания можно проводить через 7 и 14 суток.

Испытания выполняются с учетом поправочных коэффициентов, учитывающих возраст кладки по таблице 1, ГОСТ 24942-2014.

Возникает вопрос о корректности и объективности применения повышающих коэффициентов для различного каменного материала, растворов, возраста кладок и влияние их наконечный результат испытаний.

Попытка решения этой проблемы является целью настоящей работы.

Таблица 1

Возраст кладки, сут. Величина поправочного коэффициента.

7 1,6

14 1,3

28 1,0

Испытания проводились на базе лаборатории «СтройЭксперт» Кубанского ГАУ им. И.Т. Трубилина в соответствии ГОСТ 24992-2014.

Образцы двойки изготовлены на цементно-песчаных растворах марок 25,50, 75 и 100 без добавок. Согласно ГОСТ 5802-86, ГОСТ 4.233-86,СП 88-101-98, ГОСТ 2801-98.

Использованный стеновой материал кирпич нескольких видов: силикатный, керамический, цементно-песчаный, одинарный, полуторный, пу-

х

X

о

го А с.

X

го т

о

ю О

м о

стотныи, полнотелый, пустотелый, с несквозными пустотами выпускаемый по ГОСТ 530-2012, ГОСТ 379-2015, ГОСТ 4.206-83 заводами Краснодарского края и Ростовской области. Проведено 96 испытаний, 3 вида по 32 серии.

Результаты испытаний прочности нормального сцепления кирпичных кладок приведены в сводной таблице 2.

Таблица 2

1 каменных кладок.

№ п/п Маркировка образцов кладок Марка раствора (М) Нормальное сцепление Rp, кгс/см2 (Кпа) Категория кладки с учетом поправочного коэффициента Повышение, понижение прочности нормального сцеп-ления,(%)

Среднее образцов Поправочный коэффициент, п Среднее образцов с учетом поправочного коэффициента

1 2 3 4 5 6 7 8

1 КСП-7 25 0,74 (70) 1,6 1,18 (120) II +20

2 КСП-14 0,84 (80) 1,3 1,09 (100) - + 10

3 КСП-28 1,03 (100) 1,0 1,03 (100) - -

4 КСП-7 50 0,73 (70) 1,6 1,17(120) II -

5 КСП-14 0,91 (90) 1,3 1,18 (120) II -

6 КСП-28 1,21 (120) 1,0 1,21 (120) II -

7 КСП-7 75 0,90 (90) 1,6 1,44 (140) II -

8 КСП-14 1,13 (110) 1,3 1,47 (150) II +7

9 КСП-28 1,35 (140) 1,0 1,35 (140) II -

10 КСП-7 100 1,08 (110) 1,6 1,73 (170) II + 14

11 КСП-14 1,18 (120) 1,3 1,40 (140) II -7

12 КСП-28 1,48 (150) 1,0 1,48 (150) II -

13 КС-7 25 0,61 (60) 1,6 1,07 (110) - + 12

14 КС-14 0,66 (70) 1,3 0,86 (90) - -

15 КС-28 0,91 (90) 1,0 0,91 (90) - -

16 КС-7 50 0,67 (70) 1,6 1,07 (110) - -

17 КС-14 0,75 (80) 1,3 0,98 (100) - -10

18 КС-28 1,10 (110) 1,0 1,10 (110) - -

19 КС-7 75 0,76 (80) 1,6 1,22 (120) II -

20 КС-14 0,99 (100) 1,3 1,29 (130) II +8

21 КС-28 1,21 (120) 1,0 1,21 (120) II -

22 КС-7 100 0,98 (100) 1,6 1,57 (160) II +23

23 КС-14 1,06 (110) 1,3 1,38 (140) II +8

24 КС-28 1,32 (130) 1,0 1,32 (130) II -

25 ККП-7 25 0,79 (80) 1,6 1,26 (130) II + 18

26 ККП-14 0,99 (100) 1,3 1,29 (130) II + 18

27 ККП-28 1,14 (110) 1,0 1,14 (110) - -

28 ККП-7 50 0,95 (100) 1,6 1,52 (150) II +25

29 ККП-14 1,08 (110) 1,3 1,40 (140) - -9

30 ККП-28 1,18 (120) 1,0 1,18 (120) II -

31 ККП-7 75 1,06 (110) 1,6 1,69 (170) II + 13

32 ККП-14 1,15 (120) 1,3 1,50 (150) II -

33 ККП-28 1,49 (150) 1,0 1,49 (150) II -

34 ККП-7 100 1,24 (120) 1,6 1,98 (200) I +25

35 ККП-14 1,29 (130) 1,3 1,68 (170) II +6

36 ККП-28 1,56 (160) 1,0 1,56 (160) II -

37 КК-7 25 0,55(60) 1,6 0,88 (90) - -10

38 КК-14 0,77 (80) 1,3 1,00 (100) - -

39 КК-28 0,97 (100) 1,0 0,97 (100) - -

40 КК-7 50 0,68 (70) 1,6 1,09 (110) - + 10

41 КК-14 0,85 (90) 1,3 1,11 (110) - + 10

42 КК-28 1,04 (100) 1,0 1,04 (100) - -

43 КК-7 75 0,81 (80) 1,6 1,29 (130) II -

44 КК-14 1,01 (100) 1,3 1,31 (130) II -

45 КК-28 1,31 (130) 1,0 1,31(130) II -

46 КК-7 100 1,03 (100) 1,6 1,65 (170) II +21

47 КК-14 1,14 (110) 1,3 1,14 (110) - -21

48 КК-28 1,39 (140) 1,0 1,39 (140) II -

49 КШ-7 25 0,56 (60) 1,6 0,90 (90) - -10

50 КШ-14 0,77 (80) 1,3 1,00 (100) - -

51 КШ-28 0,93 (90) 1,0 0,93 (100) - -

52 КШ-7 50 0,88 (90) 1,6 1,41 (140) II + 17

53 КШ-14 0,99 (100) 1,3 1,29 (130) II +8

54 КШ-28 1,21 (120) 1,0 1,21 (120) II -

55 КШ-7 75 0,99 (100) 1,6 1,58 (160) II + 14

56 КШ-14 1,11 (110) 1,3 1,44 (140) II -

57 КШ-28 1,44 (140) 1,0 1,44 (140) II -

58 КШ-7 100 1,04 (100) 1,6 1,66 (170) II -

59 КШ-14 1,31 (130) 1,3 1,70 (170) II -

60 КШ-28 1,74 (170) 1,0 1,74 (170) II -

61 КЦ-7 25 0,78 (80) 1,6 1,25 (130) II +8

62 КЦ-14 0,98 (100) 1,3 1,27 (130) II +8

63 КЦ-28 1,15 (120) 1,0 1,15 (120) II -

64 КЦ-7 50 0,94 (90) 1,6 1,50 (150) II +7

65 КЦ-14 1,68 (170) 1,3 1,40 (140) II -

66 КЦ-28 1,41 (140) 1,0 1,41 (140) II -

67 КЦ-7 75 1,05 (100) 1,6 1,68 (170) II +6

68 КЦ-14 1,20 (120) 1,3 1,56 (160) II -

69 КЦ-28 1,56 (160) 1,0 1,56 (160) II -

70 КЦ-7 100 1,10 (110) 1,6 1,76 (180) II -5

71 КЦ-14 1,44 (140) 1,3 1,87 (190) I -

72 КЦ-28 1,89 (190) 1,0 1,89 (190) I -

73 КЗ-7 25 0,75 (80) 1,6 1,20 (120) II +9

74 КЗ-14 0,95 (100) 1,3 1,24 (120) II +9

75 КЗ-28 1,13 (110) 1,0 1,13 (110) -

76 КЗ-7 50 0,95 (100) 1,6 1,52 (150) II +7

77 КЗ-14 1,10 (110) 1,3 1,43 (140) II -

78 КЗ-28 1,42 (140) 1,0 1,42 (140) II -

79 КЗ-7 75 1,06 (110) 1,6 1,70 (170) II -

80 КЗ-14 1,24 (120) 1,3 1,61 (160) II -6

81 КЗ-28 1,67 (170) 1,0 1,67 (170) II -

82 КЗ-7 100 1,10 (110) 1,6 1,76 (180) II -5

83 КЗ-14 1,38 (140) 1,3 1,79 (180) II -5

84 КЗ-28 1,91 (190) 1,0 1,91 (190) I -

85 КФ-7 25 0,57 (60) 1,6 0,91 (90) - -18

86 КФ-14 0,79 (80) 1,3 1,03 (100) - -10

87 КФ-28 1,05 (110) 1,0 1,05 (110) - -

88 КФ-7 50 0,89 (90) 1,6 1,42 (140) II +8

89 КФ-14 1,04 (100) 1,3 1,35 (140) II +8

90 КФ-28 1,29 (130) 1,0 1,29 (130) II -

91 КФ-7 75 0,93 (90) 1,6 1,21 (120) II -20

92 КФ-14 1,12 (110) 1,3 1,46 (150) II -

93 КФ-28 1,53 (150) 1,0 1,53 (150) II -

94 КФ-7 100 1,14 (110) 1,6 1,82 (180) II -5

95 КФ-14 1,41 (140) 1,3 1,83 (180) II -5

96 КФ-28 1,86 (190) 1,0 1,86 (190) I -

КСП - кладка из полуторного силикатного кирпича с несквозными пустотами;

КС - кладка из полуторного силикатного полнотелого кирпича; ККП - кладка из керамического одинарного кирпича полусухого формования с несквозными пустотами; КК - кладка из керамического одинарного полнотелого кирпича полусухого формования;

КШ - кладка керамического одинарного, рядового, пустотелого кирпича;

КЦ - кладка из цементно-песчаного пустотелого одинарного кирпича полусухого прессования;

КЗ - кладка из керамического одинарного, рядового, полнотелого кирпича;

КФ - кладка из керамического полуторного пустотелого кирпича;

7, 14, 28 - возраст кладки, суток.

Для повышения сцепления раствора с поверхностью кирпичей необходимо применять кладочный раствор, обладающий достаточной подвижностью и водоудерживающей способностью. Такой раствор помимо высокого сцепления поверхностей кирпича дает возможность равномерного заполнения швов кладки.

На величину сцепления в кладке оказывают влияние такие факторы как:

- прочность раствора;

- усадка раствора;

- скорость поглощения кирпичом воды;

- чистота и характер поверхности кирпича;

- условия твердения раствора в кладке (температура и влажность воздуха) и др.

Необходимо заметить, что величина сцепление раствора в кладке возрастает в тех случаях, когда увеличивается прочность применяемого раствора и снижается величина его усадки. Сдвиговые усилия, возникающие в плоскости сцепления раствора при усадочных явлениях, приводят к нарушению сцепления в кирпичной кладке.

Усадочные явления нарастают, как правило, с увеличением количества вяжущего в растворе. В связи с этим иногда можно наблюдать явление, при котором очень прочные растворы имеют незначительные значения сцепления с кирпичом в кладке.

Величина сцепления раствора в кладке напрямую зависит от скорости поглощения воды кирпичом, при этом необходимо отметить, что скорость водопоглощения должна быть оптимальной, так как в противном случае нарушается структура раствора. Это приводит к ухудшению условий твердения раствора и снижению величины сцепления в кладке.

Керамический кирпич обладает свойством быстрого поглощения воды, следовательно, для улучшения сцепления в кладке необходимо проводить мероприятия по увлажнению кирпича до его укладки в конструкцию стенового ограждения. Это особенно актуально в условиях сухого и жаркого климата.

Необходимо отметить, что сцепление кладочного раствора с поверхностью кирпича отличается большой изменчивостью. Это осложняет расчет отдельных элементов и определенных сечений конструкций стенового ограждения из силикатного кирпича.

Прочность сцепления устанавливается экспериментально в условиях, максимально приближенных к натуральным.

По результатам проведенных исследований видно, что образцы «двойки» из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе имеет более низкие показатели прочности сцепления. Для улучшения показателей сцепления в этом случае возникает необходимость введения дополнительных мероприятий, направленных на улучшения монолитности кладки.

Для достижения этой цели можно использовать при изготовлении растворов полимерных добавок, которые приводят к повышению величины нормального сцепления, значения которого соответствуют требованиям I категории кладки по сейсмостойкости.

На основании проведенного анализа испытаний прочности нормального сцепления кладок можно сделать ряд выводов:

1. В 7 суточном возрасте среднее увеличение прочности нормального сцепления составило 5,75%.

X X

о

го А с.

X

го т

о

ю О

м о

2. В 14 суточном возрасте среднее уменьшение прочности нормального сцепления составило 2,19%.

3. Отклонение результатов от нормируемых имеются как в большую так и в меньшую сторону.

4. Среднее расхождение результатов испытаний по абсолютной величине составило 14 единиц.

5. Марка раствора и вид кирпича на итоговый результат не влияют.

6. Прогнозирование прочности нормального сцепления на раннем этапе строительства достоверно.

Литература

1. СНиП N-7-81*. Строительство в сейсмических районах.

2. ГОСТ 24992-2014 Конструкции каменные «Методы определения прочности сцепления в каменных кладках.

3. ГОСТ 5802-86 Растворы строительные «Методы испытаний».

4. ГОСТ 4.233-86 Система показателей качества продукции. Строительство. Растворы строительные «Номенклатура показателей».

5. СП 82-101-98 Приготовление и примечание растворов строительных.

6. ГОСТ 28013-98 Растворы строительные «Общие технические условия».

7. ГОСТ 530-2012. Кирпич и камень керамические. «Общие технические условия».

8. ГОСТ 4.206-83.Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы стеновые каменные. «Номенклатура показателей».

To the question of assessing the reliability of prediction result of normal adhesion strength of masonry at an early age

Blyagoz A.M., Kretinin K.M., Ramensky V.V., Frolenko V.V., Klimenko E.B.

Kuban state agrarian University named after I. T. Trubilin

This article discusses the question of the correctness and objectivity of the application of increasing coefficients for various stone materials of several types produced by plants in the Krasnodar Territory and Rostov Region, mortars, age of masonry and the effect of their final test result. The tests were carried out on the basis of the laboratory "StroyExpert" Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. The wall material used is a brick of several types: silicate, ceramic, cement-sand, single, one-and-a-half, hollow, solid, hollow, with through voids produced in accordance with GOST 530-2012, GOST 379-2015, GOST 4.206-83 by the plants of the Krasnodar Territory and Rostov Region. Ninety-six tests were carried out, three species of thirty-two series. The results of normal adhesion tests of masonry are given in the summary table. Based on the analysis of tests of the strength of normal adhesion of masonry, the corresponding conclusions are made.

Key words: strength and solidity of masonry, adhesion strength in masonry, correction factors taking into account the age of the masonry.

References

1. SNiP II-7-81 *. Construction in seismic areas.

2. GOST 24992-2014 Stone structures "Methods for determining

the adhesion strength in masonry.

3. GOST 5802-86 Building solutions "Test methods".

4. GOST 4.233-86 System of indicators of product quality. Construction. Building solutions "Nomenclature of indicators".

5. SP 82-101-98 Preparation and note construction mortars.

6. GOST 28013-98 Building solutions "General technical conditions".

7. GOST 530-2012. Brick and stone are ceramic. "General technical conditions."

8. GOST 4.206-83. System of indicators of product quality. Construction. Stone wall materials. "Nomenclature of indicators."

a>

о

СЧ

0

01

О Ш

m

X

<

m о x

X