влагопоглощение кирпича что это
Водопоглощение керамического кирпича
Водопоглощением называют склонность к впитыванию и хранению влаги. Для его обозначения используются соотношение объема впитанной влаги и материала.
Данная величина возрастает по мере увеличения пор или пустот в структуре кирпича. Также важно понимать, что наличие внутренних пор негативно сказывается на прочности изделия и его стойкости к перенесению нагрузок.
При снижении температуры ниже нуля находящаяся внутри вода может вызывать его разрушение, так как при замерзании жидкость увеличивается в объеме. Это ставит прочность и морозостойкость в прямую зависимость от степени поглощения воды: чем она выше, тем срок службы построенной стены меньше.
Немного о нормах водопоглощения
Для повышения прочности и долговечности важно свести уровень водопоглощения материала до минимума. На практике сделать это не так просто, чему виной объективные причины:
Если уменьшить объем впитываемой воды, это может сказаться на прочности кирпичной кладки, из-за снижения адгезии с кладочным раствором.
Внутренние пустоты дают изделиям дополнительные утепляющие и звукоизоляционные свойства, что очень ценится в местностях с суровыми климатическими условиями или повышенным шумом. Соответственно, при снижении пористости происходит утеря указанных качеств. По этой причине специальные нормы устанавливают нижнюю границу для водопоглощения керамического кирпича на уровне 6%. Верхняя черта определяется предназначением каждой конкретной разновидности материала.
Виды кирпича по водопоглащению
ГОСТ определяет для разных типов кирпича различные пределы максимального водопоглощения. Также этот показатель зависит от условий эксплуатации.
Такая существенная разница для разных видов объясняется различными условиями, в которых они используются. К примеру, на внутреннюю кладку не воздействуют атмосферные осадки, а температура обычно находится в комфортных пределах.
Материал, применяемый в условиях улицы, ощущает на себе все разрушительные погодные воздействия. Особенно это касается регионов с суровыми климатическими условиями, для которых разрабатывается лицевой керамический кирпич с максимально низким коэффициентом поглощения влаги. Для того, чтобы при этом не пострадали его теплоизоляционные характеристики, внутри предусматриваются специальные технологические пустоты.
По способности впитывать влагу можно определить примерное назначение данного строительного материала. Приобретая керамический кирпич для личных нужд, рекомендуется уделить внимание коэффициенту водопоглощения: подобная информация обычно содержится в сопроводительной документации.
Водопоглощение Кирпича
Гидрофизические свойства кирпича характеризуют условия его хранения и эксплуатации при воздействии влаги и водяных паров, содержащихся в воздухе. Влага, проникающая в кирпич и другие строительные материалы, в отдельных случаях может оказывать благоприятное воздействие на процессы, происходящие в их структуре, например, при твердении гиперпрессованного кирпича. Данный процесс очень актуален в технологии гиперпрессования, когда вначале в производстве применяются станки для кирпича и плитки, а затем камеры тепловлажностной обработки (ТВО). Однако в большинстве случаев вода оказывается одной из основных причин разрушения и ухудшения их теплозащитных и других свойств.
Водопоглощение кирпича по массе показывает степень увеличения его массы (за счёт поглощенной воды), а водопоглощение по объёму – степень заполнения объёма материала водой. Водопоглощение по массе и по объему характеризует собой предельное состояние, когда кирпич больше не в состоянии поглощать влагу. Термин «водопоглощение» можно обозначить также как способность материала увеличивать свою влажность при контакте с водой.
Отношение между водопоглощением по объёму и по массе численно равно средней плотности материала, т.е. разделив почленно Wоб и Wм, получаем формулу для перехода от одного вида водопоглощения к другому
Водопоглощение различных материалов колеблется в широких пределах. Например, водопоглощение по массе ситаллов и шлакоситаллов составляет 0%, керамического гранита не превышает 0,05%, натурального гранита – 0,02. 0,5%, тяжёлого бетона – 3. 8%, керамического кирпича – 8. 20%, а пористых теплоизоляционных материалов может превышать 100%.
Водопоглощение по объёму является косвенной характеристикой открытой пористости, и поэтому иногда называют кажущейся пористостью. Однако пористость материалов по абсолютному значению всегда выше водопоглощения по объёму, т.к. вода в обычных условиях не заполняет все поры. Водой заполняются только открытые (и то не все) поры, а стенки крупных пор только смачиваются водой. Поэтому водопоглощение по объёму всегда меньше пористости а, следовательно, и меньше 100 %. Водопоглощение плотных материалов (сталь, стекло, битум) равно нулю.
Степень заполнения объёма пор водой характеризуется коэффициентом насыщения, т.е. отношением водопоглощения по объёму к пористости материала:
Если учесть, что водопоглощение по объёму всегда меньше пористости, то всегда Кнас Влажность кирпича и других строительных материалов
Теоретически влажность строительных материалов может изменяться от нуля, когда материал находится в абсолютно сухом состоянии, до величины, соответствующей полному водопоглощению материала по массе. Однако численное значение влажности, как правило, всегда будет меньше водопоглощения по массе. В естественных же условиях эксплуатации материалы в сооружениях находятся преимущественно в воздушно-сухом состоянии, т.е. при установлении равновесия между влажностью материала и окружающего его воздуха. При этом различают фактическую, нормальную (равновесную) и нормированную влажность.
Влажность нормируется для изделий, используемых в ограждающих конструкциях (ГОСТ 13015). Например, влажность легкого бетона в ограждающих конструкциях не должна превышать 13 % для жилых и 15 % ‒ для производственных зданий, воздушно-сухой древесины – 12. 18 %, молотого мела – 5. 7 %.
Влага в кирпиче может находиться в различных агрегатных состояниях и иметь различные формы связи с материалом. Различают влагу в кирпиче:
Гигроскопичность кирпича
Гигроскопичность зависит от температуры воздуха; его относительной влажности; вида, количества и размера пор, а также от природы вещества. Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры (а соответственно и большую поверхность), оказываются более гигроскопичными, чем крупнопористые материалы. Для сыпучих материалов гигроскопичность зависит от их дисперсности. Сам же процесс поглощения влаги называется сорбцией, а материалы, притягивающие своей поверхностью воду (с острым углом смачивания), называют гидрофильными (смачиваемыми). Материалы, отталкивающие воду (с тупым углом смачивания), называют гидрофобными (рис. 1).
Рис. 1. Образцы гидрофобной (пропитанной гидрофобными составами) и гидрофильной (не обработанной) поверхности кирпича
Гигроскопичность и сорбция отрицательно сказываются на качестве кирпича, т.е. вызывают вредные последствия. С увеличением влажности кирпича увеличивается плотность, теплопроводность, уменьшается прочность и т.д. Другие материалы, например цемент, при хранении поглощая влагу, комкуется, теряет активность (прочность). Древесина от влажности разбухает, коробится, трескается и гниёт.
Состояние материала, при котором прекращается увлажнение, называется равновесным, т.е. наступает равновесное состояние сорбции. Снизить гигроскопичность материала можно, если покрыть его поверхность гидрофобными (водоотталкивающими) веществами. Например, древесину покрывают водостойкими лаками, красками и т.д.
Рис. 2. Примерная схема подъема воды в капиллярах в зависимости от размера пор
Капиллярная диффузия имеет место при частичном заполнении капилляров, когда влага сосредотачивается в наиболее узких местах. При капиллярном всасывании влага перемещается по капиллярам, заполняя все его пространство. Капиллярная диффузия в материалах неорганического происхождения протекает, как правило, более интенсивно, чем в органических материалах.
Влагоотдачей называют свойство кирпича отдавать влагу окружающей среде при соответствующих условиях (нагрев, движение и изменение влажности воздуха и др.). Характеризуется количеством воды в процентах от массы стандартного образца, теряемом материалом в течение 1 сут. при относительной влажности воздуха 60% и температуре 20°С. Скорость влагоотдачи в значительной степени зависит от разности между влажностью материала и относительной влажностью воздуха. Процесс влагоотдачи или высыхания кирпича называется десорбцией. В естественных условиях эксплуатации зданий и сооружений влагоотдача происходит очень медленно, в течение продолжительного времени.
Вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью кирпича и влажностью окружающего воздуха, т.е. пока кирпич не достигнет воздушно-сухого состояния. Такое состояние материала тоже называют равновесным, т.е. равновесное состояние десорбции. Однако на практике равновесное состояние сорбции, как правило, меньше, чем десорбции (рис. 3). Например, древесина, стремясь к равновесной влажности, практически её не достигает и фактическая влажность оказывается несколько большей при высыхании и меньшей – при увлажнении.
Рис. 3. Изотермы сорбции и десорбции
Влагоотдача имеет большое значение для стеновых материалов и изделий (в данном случае – это желанная влагоотдача, нежеланная – высыхание твердеющего бетона). В обычных условиях, благодаря влагоотдаче стены и другие конструкции зданий и сооружений высыхают. По мере высыхания у многих материалов восстанавливаются их свойства – прочность, эластичность, теплопроводность и др.
Увлажнение строительных конструкций может происходить при их изготовлении (строительная влага), атмосферными осадками, конденсатом водяных паров из воздуха, утечкой воды из водопроводно-канализационных сетей и капиллярным и электроосмотическим подсосом грунтовой воды. При этом различные виды увлажнения тесно взаимосвязаны и изменение интенсивности одного из них может существенно повлиять на другие:
Как определить водопоглощение кирпича?
Водопоглощение кирпича является одним из важнейших показателей, определяющих пригодность использования материала в конкретной области строительства. Чтобы понимать, почему данная характеристика так важна при выборе, следует разобраться в основных свойствах строительного материала. Водопоглощение — это способность впитывать и сохранять влагу. Показатель водопоглощения определяется в процентах к объему материала.
Пористость кирпича напрямую влияет на его водопоглощение.
Чем выше пористость материала (чем больше количество пустот), тем больший объем влаги он впитает. Пористость напрямую связана с прочностью и способностью выдерживать нагрузки. Проникшая в полость вода при минусовых температурах замерзнет, увеличится в размерах и разрушит строительный материал. Чем выше показатель водопоглощения, тем ниже будет уровень прочности конструкции и устойчивости к низким температурам. Это негативно скажется и на долговечности строительного материала.
Нормы водопоглощения
Чтобы увеличить прочность и долговечность материала, следует максимально снизить показатель его водопоглощения, но практика свидетельствует о другом.
Показатель водопоглощения влаги нельзя ограничивать по нескольким причинам:
Разделяют 3 основных типа строительного кирпича:
Производство изделий из бетонной смеси происходит методом заливки раствора в специальные формы. На практике данный вид редко используется, потому что он тяжелый, дорогой, плохо сохраняет тепло. Несмотря на эти недостатки, данное изделие обладает самым низким показателем водопоглощения в 3-5%. Кладка, выполненная из такого строительного материала, прекрасно выдерживает резкие перепады температур и характеризуется длительным сроком эксплуатации.
У силикатного кирпича в основе песок с небольшим добавлением извести и связующих материалов, возможно наличие пигментов. Водопоглощение силикатного кирпича составляет порядка 15%. Именно по этой причине его не рекомендовано использовать для строительства стен, расположенных в местах с повышенной влажностью. Керамический кирпич производят из глины, которую обжигают при максимально высокой температуре в 1000°С. Качественный керамический кирпич имеет показатель водопоглощения в 6-14%. Особенностью этого строительного материала является его слоистая структура. При низких температурах влага задерживается между слоями и не может быстро высвободиться из них. Перепады температур приводят к тому, что керамический кирпич начинает быстро разрушаться. Для того чтобы продлить эксплуатацию кладки из керамического кирпича, следует проводить качественные отделочные работы.
Как определить показатель водопоглощения?
Исследования должны проводиться только в специальных условиях:
Исследования проводятся одновременно для 3 образцов. Это необходимо для определения среднего арифметического значения. После того как каждый образец взвешен и высушен, его помещают в сосуд с водой таким образом, чтобы уровень жидкости перекрывал поверхность камня на 2-8 см. По истечении 2 суток изделия вынимают из воды и сразу же взвешивают. В расчет берется и масса кирпича, и масса вытекшей в чашу весов воды. Далее используется формула вычисления водопоглощения материала, по которой несложно определить данный показатель:
Результат определяется в процентном соотношении, для строительного кирпича он должен составлять не более 5%, а для отделочных элементов — не выше 15%.
Данные исследования несложно осуществить своими силами. Результаты исследований будут весьма полезными для правильного выбора материала, что в итоге определит качество и долговечность возводимых построек.
Уровень водопоглощения строительного изделия — это одна из важнейших характеристик, которая позволяет определить сферу использования строительного материала. Например, у силикатного кирпича хорошая впитываемость влаги, поэтому его использование для возведения фундаментов, цокольных этажей поверхностей, расположенных в среде с повышенной влажностью, ограничено. Для постройки стен и несущих перегородок он вполне подходит.
Выбирая кирпич для строительства, всегда надо руководствоваться его характеристиками, чтобы постройка получилась крепкой и долговечной.
Выбираем кирпич: обзор
Кирпич – это строительный материал, изготавливаемый на основе минерального сырья. По своей структуре кирпич представляет собой искусственный камень. Использование этого материала уходит своими корнями в глубокую древность. В Древнем Египте чаще использовался необожженный кирпич-сырец, который изготавливался из глины с добавлением соломы. Современные кирпичи имеют прямоугольную форму и проходят серьезную термическую обработку. Конструкции из кирпича отличаются прочностью, надежностью, морозостойкостью и хорошо сохраняют тепло внутри помещения.
В этой статье мы расскажем об основных разновидностях, технических характеристиках и других моментах, на которые стоит обратить внимание при выборе кирпича.
Размеры кирпича
В зависимости от размеров, кирпичи подразделяются на одинарные, полуторные и двойные
На фото наглядно видна разница в размерах между одинарным, полуторным и двойным кирпичом
Лицевой кирпич может отличаться по формату от рядового. Узкий лицевой кирпич имеет размеры 250х60х65 мм, лицевой кирпич европейского формата имеет габариты 250х85х65 мм.
Три поверхности кирпича имеют определенные названия.
Для понимания кладки полезно знать названия поверхностей кирпича
Для улучшения сцепления поверхностей (адгезии) рядового кирпича с отделочными материалами одна из поверхностей может иметь рифленое покрытие.
Прочность кирпича
Один из важнейших параметров при выборе кирпича – его прочность. Кирпич не должен разрушаться под воздействием внутренних напряжений и деформаций. Прочность зависит от марки изделия. Марка обозначается буквой «М». Цифра обозначает нагрузку (в килограммах), которую сможет выдержать материал на 1 квадратный сантиметр (М100, М125, М150, М175 и т.д.). М100 – M150 подходит для строительства домов с двумя или тремя этажами. М200 используется в многоэтажных домах, M300 – в цоколях высотных зданий.
Морозостойкость – испытание низкими температурами
В северном и центральном регионах России климат не отличается мягкостью. Дожди могут сменяться неожиданными заморозками. Морозостойкость – это характеристика, которая позволяет подобрать кирпич по климатическим особенностям. Марка устойчивости к холоду обозначается буквенным сочетанием «Мрз» или F. Определяют морозостойкость с помощью лабораторных испытаний. Кирпич погружают в воду и замораживают, этот цикл повторяют до тех пора, пока материал не начнет разрушаться, изменять вес и прочность. После тестов кирпичу присваивают марку F15, F25, F35 или F50. Цифра обозначает количество циклов. Для северных и центральных регионов России рекомендуется использовать марку не ниже F35.
Водопоглощение
Параметр водопоглощения связан с морозостойкостью. Под этой характеристикой понимают процентное соотношение количества воды к общему объему, которое кирпич может впитать при полном погружении. При понижении температур влага замерзает и расширяется, что приводит к разрушению внутренней структуры материала, поэтому от водопоглощения зависит и морозостойкость. Полное отсутствие поглощения воды тоже не допускается, минимальное значение по ГОСТу – 6%. Максимальное влагопоглощение для рядового кирпича составляет 14%, для облицовочного – 10%, для кирпича внутренней кладки – 16%.
Теплопроводность – как сохранить тепло
Теплопроводность – это способность материалов передавать тепловую энергию (теплообмен). Из-за присутствия в термине слова «тепло» некоторые относят это свойство материалов только к скорости остывания. При этом теплопроводность точно также влияет и на нагрев холодных объектов. Говоря простым языком, если на улице жара, то в доме со стенами из материала с низкой теплопроводностью будет дольше сохраняться прохлада, а зимой – тепло.
Передача тепла осуществляется за счет хаотического движения частиц в веществе – конвекции. В вакууме отсутствует вещество, а потому и тепловая энергия конвекцией не передается. При расчете коэффициента теплопроводности разных веществ за 0 принимается вакуумная среда.
Показателем, который отражает возможность вещества проводить тепло, является коэффициент теплопроводности (Вт/(м*K)). Теплопроводность кирпичей зависит от технологии изготовления и материала (от 0,3 до 1). Чем больше воздуха внутри тела кирпича, тем дольше он будет удерживать тепло.
Пустотелый или полнотелый
Кирпич различается в зависимости от количества воздуха внутри блока
Полнотелый одинарный рядовой кирпич для возведения несущих стен. Ложок имеет рифленое покрытие для улучшения адгезии
Керамический кирпич для облицовочных работ, пустоты выполнены в виде квадратов
Пустотность влияет на расход раствора при проведении работ. Часть раствора проваливается в отверстия. При правильной кладке такого следует избегать, так как из-за этого нарушаются теплоизоляция.
Некоторые производители формуют поризованный кирпич для системы соединения, где чередуются пазы и выступы
Богатство красок – выбор цвета
Традиционно кирпичный дом представляется в оранжево-красных тонах (кирпичный цвет). Этот цвет характерен для керамических кирпичей. Оттенки при этом зависят от разных факторов. Влияет регион происхождения глины. Некоторые разновидности после обжига приобретают желтоватый или оранжевый цвет. Пигментные добавки также могут менять расцветку.
Силикатный кирпич изначально имеет белую окраску, но после внесения определенных добавок его цвет тоже можно изменить. При использовании полуторной кладки с облицовочным кирпичом цвет внутренней кладки фактически не играет роли. Лицевой кладке с помощью глазуровки или ангобирования можно придать любую окраску.
Глазурованный кирпич имеет глянцевое цветное покрытие
Необычную окраску может иметь радуцированный кирпич, внешне поверхность кирпича заполняют переливы и градиенты. Достигается такой эффект с помощью особой технологии обжига. В конце обжига ограничивается доступ кислорода, в результате кислород начинает выделяться из глины, образуя на поверхности материала неравномерную окраску.
Материал для кирпича
Кирпич подразделяется на виды в зависимости от материала.
Керамический кирпич имеет характерный красный цвет. Форма прямоугольного бруска впервые стала массово использоваться в Англии XVI веке
По прочности керамический кирпич соответствует маркам от М-50 до М-300. Материал может быть пустотелым или полнотелым. Керамические пустотелые кирпичи обладают одним из лучших показателей с точки зрения теплоизоляции.
Обжиг – важная технологическая процедура при производстве кирпича. Пережженный кирпич будет иметь черные пятна. Недожженный отличается светлым розовым цветом. Оба технологических брака сказываются на характеристиках материала
Силикатный кирпич для облицовки фасадов европейского стандарта
Клинкерный кирпич в цвете шоколад подойдет для декоративной фасадной кладки
Уличная печь из шамотного кирпича для приготовления барбекю
Разные по назначению
В зависимости от способа применения кирпичи тоже разделяются на виды
Во вставки: Из-за непрезентабельного внешнего вида наружные стены из рядового кирпича облицовываются, а внутренние – отделываются.
Облицовочный пустотелый кирпич имеет фактуру под дерево
Облицовочный кирпич может быть двух видов: фактурный и фасонный. Поверхность фактурного кирпича отделывается под камень, дерево или бархат, края иногда завальцовывают для придания большей декоративности. Фасонный кирпич предназначен для конструкций сложных форм, к фасонным относятся угловые, закругленные и др. разновидности.
После формования на облицовочный кирпич могут наносится различные покрытия: ангобирование и глазуровка. Для ангобированного кирпича используется состав из жидкой глины (ангоб), измельченного стекла и минеральных красителей. Глиняная смесь наносится тонким слоем, после этого кирпич обжигается. После обжига материал приобретает матовый ровный цвет. Глазурованный кирпич имеет глянцевое покрытие. На брикет после обжига наносится слой глазури, цветной эмульсии из измельченного стекла, потом проводится повторный обжиг при меньшей температуре.
Формовка кирпича
Типы формования брусков могу различаться в зависимости от технологических особенностей.
Как защитить себя от покупки некачественного кирпича
Чтобы застраховать себя от приобретения некачественного изделия, рекомендуется приобретать кирпич, выполненный по ГОСТу. Кирпич, изготовленный по ТУ, может серьезно отличаться по своим свойствам. При этом нельзя обойтись без визуальной оценки качества.
Осмотрите кирпич. Желательно, чтобы на теле отсутствовали трещины и сколы (по ГОСТу может быть сколото не больше двух углов (до 15 мм), отбитости (10 мм) тоже допускаются в количестве не больше двух, трещина допускается только одна, при этом она должна быть не больше 300 мм). На лицевом кирпиче трещины и сколы не допускаются. Осмотрите ложки на них не должно быть известняковых отложений в виде белых пятен или комков. Если на постели проступают черные пятна – это пережженный кирпич. Количество половняка (разбитых пополам брусков) должно быть меньше 5%.
Геометрия не должна нарушаться. Проверьте показатели прочности и звонкости. При ударе пустотелый кирпич должен издавать звонки звук, полнотелый звучит более приглушенно. Для проверки прочности уроните кирпич с метровой высоты на твердую поверхность. Кирпич должен либо не разбиваться, либо разбиваться на крупные куски, если материал разлетелся на мелкую крошку, то прочность изделия оставляется желать лучшего. Перед покупкой рекомендуется осмотреть сооружения, возведенные из конкретных видов кирпича.
Расход кирпича
При покупке кирпича очень важно правильно рассчитать расход. От этого будут зависеть основные затраты на строительство. Расчет производится по площади (1 м.кв) и по объему кладки (1 м.куб). Для правильного подсчета желательно иметь под рукой готовый проект сооружения или эскиз. На количество кирпича влияет этажность, высота потолков, наличие фронтонов, проемы для окон и дверей, толщина стен, а также толщина шва при кладке. Для начала необходимо определиться с толщиной стен.
Наглядный вид различных способов кладки для разной толщины стен
При расчете расхода кирпича объем и площадь оконных проемов исключаются. При этом рекомендуется брать запас 10%, так как при строительстве часть кирпичей может уйти в брак.
Вывод
Все разновидности кирпичей обладают своими достоинствами и недостатками. Для капитальных построек подойдет полнотелый керамический кирпич, лицевой поможет придать постройке неповторимый облик. Силикатный кирпич подойдет для строительства стен и перегородок. Огнеупорный кирпич найдет применение при кладке печи или камина.