PoÏadavky na cihly plné pálené z právních pfiedpisû

mastr_02_11a.qxd

26.4.2011

15:31

Stránka 116

Z j i ‰ Èo v á n í p e v n o s t í c i h e l p l n ˘ c h p á l e n ˘ c h v historick˘ch stavbách Jana BROÎOVSKÁ ONDERKOVÁ, Jifií BROÎOVSK¯

âlánek se zab˘vá vyuÏitím nedestruktivních metod zkou‰ení pro zji‰Èování pevností cihel pln˘ch v tlaku v historick˘ch objektech. Uvádí základní parametry cihel pln˘ch z období 1790–1944, hodnotí vyuÏitelnost vybran˘ch nedestruktivních metod zkou‰ení, konkrétnû tvrdomûrn˘ch metod pfii pouÏití Waitzmannova tvrdomûru, Schmidtova tvrdomûru typu L a LB, upravené vrtaãky TZUS a ultrazvukové impulsové metody.

A N O TA C E :

Úvod

Název cihly

Problematika rekonstrukce historick˘ch objektÛ je stále aktuální. Pro nosné konstrukce staveb

Minimální pevnost v tlaku [MPa]

Období: 1864–1900 Tuhovka

Uvádûly se pouze kvalitativní poÏadavky – velmi pevné a vzdorují dokonale vlivÛm povûtrnosti (tmav‰í barva,

byly vyuÏívány rÛzné stavební materiály, dfievo, cihly, litina ãi ocel, od poloviny 19. století i beton.

slitá hmota, ostré hrany, vysok˘ jasn˘ zvuk pfii úderu) Obyãejná cihla

¤ada historick˘ch objektÛ se nachází ve stavu, kdy je pfii jejich rekonstrukci nezbytné provádût

tfiída 1

20 MPa

tfiída 2

14 MPa

tfiída 3

8 MPa

i rÛzná statická zaji‰tûní ãi zásahy ovlivÀující je-

Poãátek 20. století

jich statiku. Pro statické posouzení je nutné znát

zvonivka, klinker, kabfiinec

30

i pevnostní charakteristiky zabudovan˘ch materiá-

lep‰í zdicí cihla

26

lÛ. Ty lze zji‰Èovat buì na vzorcích odebran˘ch

obyãejná zdicí cihla

20

podélnû dutá cihla

17

obyãejná plná cihla

10

z konstrukce, nebo s vyuÏitím nedestruktivních metod zkou‰ení, v krajním pfiípadû na základû od-

pfiíãnû dírkovaná cihla

8

borného odhadu za vyuÏití zku‰eností s obdobn˘-

Pfiedpis z roku 1931

mi materiály. Pfiitom je tfieba zohlednit stáfií kon-

zvonivka, klinker, kabfiinec, kanálovka

60

strukce i vlastnosti zabudovaného materiálu.

tvrdá cihla

30

pevná cihla

15

z konstrukce (pro destruktivní zkou‰ky v labora-

obyãejná cihla

7,5

tofii) je limitujícím faktorem ãetnost odebran˘ch

Pfiedpis z roku 1944

Pfii zji‰Èování pevností na vzorcích odebran˘ch

zvonivka

55

kabfiinec

35

ostfie pálená cihla

25

problematické odebrat dostateãn˘ poãet vzorkÛ

lícovka

15

pro korektní posouzení pevnosti materiálu zabu-

obyãejná cihla 150

15

dovaného v konstrukci; dÛvodem mÛÏe b˘t osla-

obyãejná cihla 100

10

vzorkÛ. Z jedné strany sice dostáváme pfiesné hodnoty pevnosti materiálu, ale z druhé strany je

bení vy‰etfiované konstrukce, problematické, nepfiístupné ãásti konstrukce pro odbûr vzorkÛ ãi znaãné naru‰ení konstrukce napfiíklad pfii odbûru

V ãlánku jsou uvedeny nedestruktivní metody

cihel ze zdiva. Pro zji‰Èování pevností materiálÛ

vyuÏitelné pro zji‰Èování pevnosti v tlaku cihel pl-

zabudovan˘ch v konstrukcích lze vyuÏít nedestruk-

n˘ch zabudovan˘ch v historick˘ch stavbách, vãet-

tivních metod zkou‰ení. Jejich pfiedností je, Ïe

nû pfiíslu‰n˘ch kalibraãních vztahÛ a zhodnocení

umoÏÀují provést zkou‰ky v potfiebném rozsahu,

vyuÏitelnosti jednotliv˘ch zku‰ebních metod.

Tabulka 1. Pevnostní parametry cihel z rÛzného období v˘roby.

20. bfiezna 1787, upravující úfiední postup pfii 1

nedochází k poru‰ení vy‰etfiované konstrukce, lze

projektu novostavby.

2

je provádût i v místech, kde není moÏné z rÛzn˘ch

PoÏadavky na cihly plné pálené z právních pfiedpi-

– Dvorsk˘ dekret z 8. 1., vyhlá‰en˘ 22. 1. 1789,

dÛvodÛ odebrat zku‰ební vzorky. Nedestruktivní

sÛ a norem

dle kterého „Ïádnému z poddan˘ch nesmí b˘t

metody zkou‰ení jsou v souãasné dobû nejvíce vy-

Na pfielomu 18. a 19. století byly vydány doku-

bránûno, aby jak˘mkoli zpÛsobem vyuÏíval lomy

uÏívány pro zji‰Èování pevností betonu, konkrétnû

menty, které pfiispûly k rozvoji zdûn˘ch konstrukcí

(vápencové, mramorové, stavební a dal‰í druhy

se jedná o tvrdomûrné metody a ultrazvukovou

na dne‰ním území âeské republiky; konkrétnû se

kamene), loÏiska cihláfiské hlíny, ãerného uhlí,

impulsovou metodu. Pro tyto metody jsou k dispo-

jednalo o:

ra‰eliny atd. nacházející se na jeho pozemcích,

zici kalibraãní vztahy k urãení pevnosti betonu

– Dvorsk˘ dekret z roku 1787 vyhlá‰en˘ v mark-

jakoÏ i vyrábût pota‰, jako suroviny k prÛmyslo-

z parametru nedestruktivního zkou‰ení.

rabství moravském 15., v království ãeském

vému podnikání“. Dodatek k dekretu vydan˘ od

116

Zprávy památkové péãe / roãník 71 / 2011 / ãíslo 2 / M AT E R I Á L I E , S T U D I E | J a n a B R O Î O V S K Á O N D E R K O VÁ , J i fi í B R O Î O V S K ¯ / Z j i ‰ È o v á n í p e v n o s t í c i h e l p l n ˘ c h p á l e n ˘ c h v historick˘ch stavbách

mastr_02_11a.qxd

26.4.2011

15:31

Stránka 117

6. 8. 1789 pro ãeské zemû upravoval záleÏitosti

je uvedeno v pracích autora, vût‰í v˘skyt trhlinek

stupné z WWW: http://alex.onb.ac.at/cgi-content/

spojené s poplatky za tûÏbu (poplatky související

ve stfiepu je pfiedev‰ím u cihel pln˘ch, vyrábûn˘ch

annoshow-plus?seite=1789171400000000000000

s vydáním koncese, desátek z tûÏby a dal‰í)

technologií taÏením (prÛmyslová v˘roba cihel od

39&aid=hvb&zoom=2>.

poãátku 20. století), neÏ u cihel vyroben˘ch liso-

3 Handbuch aller unter der Regierung des Kaisers Joseph

– Dvorsk˘ dekret z 21. 2., vyhlá‰en˘ 10. 3. 1790,

váním. Dle technick˘ch norem nejsou povaÏová-

des II für die k. k. Erbländer ergangenen Verordnungen

uvádí následující poÏadavky na cihly: „…podle nû-

ny trhlinky ve stfiepu cihel za závadu, jestliÏe ne-

und Gesetze in einer sistematischen Verbindung enthält

hoÏ zdicí cihly mají mít délku 12 (305 mm), ‰ífiku

sniÏují pevnost.

die Verordnungen und Gesetze vom Jahre 1789. Nach-

a pravomoci horního úfiadu.

3

4

6 (152 mm) a tlou‰Èku 3 palcÛ (76 mm).“

Trhlinky i dal‰í defekty stfiepÛ v cihlách v‰ak

trag zu der Verordnung wodurch den Unterthanen die Be-

– ObûÏník z 1. 4. 1803 a Zru‰ení platnosti zá-

rÛzn˘m zpÛsobem ovlivÀují parametr nedestruk-

nützung der auf ihren Gründen vorfindigen Steinbrüche,

konného ustanovení o v˘robû cihel. DodrÏování

5

tivního zkou‰ení, nejv˘raznûji se to projevuje

Steinkohlen, u.d.gl. gestattet wird [online]. Österreichi-

rozmûru cihly a její kvality 1804. Zde se v bodu

u rychlosti ‰ífiení ultrazvukového impulsu a vlast-

sche Nationalbibliothek [cit. 8. srpna 2010]. Dostupné

1 uvádí: „Je tfieba setrvat na rozmûru cihel sta-

ních kmitoãtÛ pfii mûfiení rezonanãní metodou.

z WWW:
noven˘ch obûÏníkem z 1. 4. 1803, podle nûhoÏ

Z tohoto dÛvodu je problematické vyuÏívat pro

?apm=0&aid=hvb&datum=17891714&seite=000000

normální zdicí cihly mají mít délku 11“ (280 mm),

zji‰Èování pevností cihel historick˘ch objektÛ, kte-

40&zoom=2>.

‰ífiku 5 1/4“ (140 mm) a tlou‰Èku 2 1/2“ (57 mm),

ré byly vybudovány z lisovan˘ch cihel, kalibraãních

4 Sammlung der Gesetze welche unter der glorreichsten

cihly pro klenbu délku 9“ (228 mm), ‰ífiku 6“

vztahÛ zpracovan˘ch pro cihly vyrábûné technolo-

Regierung des König Leopold des II in den sämmentli-

(152 mm) a tlou‰Èku 1 1/2“ palcÛ (38 mm).“

gií taÏení, jak uvádí J. BroÏovsk˘, J. BroÏovsk˘ jr.

chen K. Erblanden erschienen sind in einer chronologi-

6

– V roce 1864 byl vydán zákon z 11. 5. 1864 pro

a J. Zach.

9

schen Ordnung enthält das Jahr 1790. Hofdekret vom

âeské království (obdobné stavební fiády pro

Nedestruktivní metody zkou‰ení cihel pln˘ch

27. Hornung 1790. Womit eine neue Maß und Ordnung

Markrabství moravské – vy‰el ve sbírce zem-

pálen˘ch zabudovan˘ch v konstrukci nejsou kodi-

zu Verfertigung der verschiedenen Gattungen der Ziegel

sk˘ch zákonÛ a nafiízení roku 1870 – a pro Vé-

fikovány v ãesk˘ch technick˘ch normách, ãeské

vorgeschrieben wird [online]. Digitální knihovna [cit. 8.

vodství Horního a Dolního Slezska z roku 1883

technické normy zahrnují pfiedev‰ím nedestruk-

srpna 2010]. Dostupné z WWW:
neudávají pfiesné rozmûry cihel ani stfie‰ní kryti-

tivní zkou‰ky betonu, v omezeném rozsahu pak

cgi-content/annoshow-plus?seite=17900104000

ny) zavádûjící nov˘ stavební fiád, kde jiÏ byly sta-

zkou‰ení stavebního kamene ãi dfieva. Proto pro

0000000000025&aid=hvb&zoom=2>.

noveny rozmûry cihel 290 x 140 x 65 mm (even-

cihly plné neexistují ani kalibraãní vztahy pro ur-

5 Seiner k. k. Majestät Franz des Zweyten Gesetze und

tuálnû 220 x 105 x 50 mm). V tomto stavebním

ãení pevnosti cihel z parametru nedestruktivního

Verordnungen für die Oesterreichischen, Böhmischen

fiádu jsou jiÏ stanoveny i poÏadavky na pevnostní

zkou‰ení. Pro nedestruktivní zkou‰ení cihel pl-

und Galizischen Erbländer. Ein und zwanzigster Band,

charakteristiky cihel pln˘ch.

n˘ch byly zvoleny metody vyuÏívané pro zkou‰ení

welcher die Verordnungen vom 1. Januar bis letzten Ju-

V publikaci J. Pacolda jsou zdicí cihly rozdûleny

8

betonu, které mají i oporu v ãesk˘ch technick˘ch

nius 1804 enthält. Aufhebung der Ziegel-Satzung vom

následovnû: cihly o rozmûru 290 x 140 x 65 mm

normách, konkrétnû tvrdomûrné metody zkou‰e-

16. May, Kundmachung vom 16. Junius Jahr 1804 [online].

(vût‰í) nebo 250 x 120 x 65 mm (men‰í), even-

ní – âSN 73 1373,

7

10

âSN EN 12504-2

11

– a ul-

Österreichische Nationalbibliothek [cit. 8. srpna 2010]. Do-

tuálnû 220 x 105 x 50 mm, klenáky, falcovky,

stupné z WWW:
krancovky, kruÏiny o rozmûru 350 x 180 x 80

anno-plus?apm=0&aid=pgs&datum=18041004&seite=

mm, patky pro klenutí, cihly ohnivzdorné 220

■ Poznámky

00000143&zoom=2>.

x 120 x 60 mm nebo 240 x 120 x 65 mm.


6 TamtéÏ.


7 Gesetz- und Verordnungsblatt für das Königreich Böh-


men. Jahrgang 1864. Gesetz vom 11. Mai 1864 wirksam

Tabulka 1 uvádí pfiehled poÏadavkÛ na cihly od roku 1864 do roku 1945.

die Verordnungen und Gesetze vom Jahre 1787. Drei-

für das Königreich Böhmen, womit die neue Bauordnung

Nedestruktivní metody pro zkou‰ení cihel pln˘ch

zehnter Band. Hofdekret vom 9., kundgemacht in Mähren

eingeführt wird [online]. Österreichische Nationalbiblio-

zabudovan˘ch v konstrukci

den 15., in Österreich ob der Enns den 17., in Böhmen

thek [cit. 8. srpna 2010]. Dostupné z WWW:
Technologie v˘roby cihel pln˘ch pro‰la za dobu

den 20., in Innenösterreich den 21., in Galizien den 22.

onb.ac.at/cgi-content/anno-plus? apm=0&aid=lbo&da-

své existence znaãn˘m v˘vojem: od zpracování cih-

März 1787. Bau betreffende ältere Gesetze [online]. Ös-

tum=18640004&seite=00000059&zoom=2>.

láfiského tûsta dusáním pfies lisování aÏ po sou-

terreichische Nationalbibliothek [cit. 8. srpna 2010]. Do-

8 PACOLD, Jifií. Stavitelsk˘ praktik. Druhé rozmnoÏené vy-

ãasnou technologii v˘roby taÏením, od su‰ení

stupné z WWW:
dání. V Praze : J. Pacold, 1887. 726 s.

v pfiírodních podmínkách k umûl˘m su‰árnám

plus?apm=0&aid=hvb&datum=17871324&zoom=2&seit

9 BROÎOVSK¯, Jifií; BROÎOVSK¯, Jifií Jr.; ZACH, Jifií. Non-

s rÛzn˘mi su‰icími médii, obdobnû je tomu i s v˘-

e=00000326&x=6&y=11>.

destructive testing of solid brick compression strength in

palem cihláfisk˘ch v˘robkÛ. ZpÛsoby v˘roby se


structures. In IV Conferencia Panamericana for Non de-

projevily jednak na kvalitû v˘robkÛ, jednak na


structive Testing, The e-Journal of Nondestructive Tes-

struktufie stfiepu. Stfiep cihel pln˘ch má jemnozrn-


ting. 2007, vol. 12, No 11, p. 1–9. ISSN 1435-4934.

n˘ charakter se znaãn˘m obsahem pórÛ. Kromû

die Verordnungen und Gesetze vom Jahre 1789. Hofde-

10 âeská republika. Úfiad pro normalizaci a mûfiení. âSN

toho stfiep vykazuje defekty – trhlinky, rÛzné

kret vom 8., kundgemacht 22. 1. 1789. Hofdekret vom

731373 Tvrdomûrné metody zkou‰ení betonu, 1983.

vmûstky (napfiíklad zrna vypáleného vápence, zrna

6., kundgemacht in Böhmen den 23. August 1789 über

11 âeská republika. âesk˘ normalizaãní institut. âSN EN

ostfiiva a podobnû). Tyto defekty mohou urãitou

die Benützung der Steinbrüche, Steinkohlen, Tor ferde,

12504-2 Zkou‰ení betonu v konstrukcích. âást 2. Nede-

mûrou ovlivÀovat v˘sledky mûfiení nedestruktivní-

des Ziegelthons, u. d. gl. dann die Erzeugung der Pota-

struktivní zkou‰ení – Stanovení tvrdosti odrazov˘m tvrdo-

mi metodami i pevnostní charakteristiky cihel. Jak

sche [online]. Digitální knihovna [cit. 8. srpna 2010]. Do-

mûrem, 2002.


117

mastr_02_11a.qxd

26.4.2011

15:31

Stránka 118

dvou druzích cihel s pevnostmi vypoãítan˘mi dle ka-

spoãívá ve zji‰Èování hloubky vrtu v materiálu pfii

libraãního vztahu udávaného v˘robcem ke zku‰ební-

definovaném poãtu otáãek. Pro zaji‰tûní reprodu-

mu zafiízení. Na souboru 24 cihel odebran˘ch z jed-

kovatelnosti v˘sledkÛ je vrtaãka vybavena pruÏi-

noho objektu (cihly vyrobené v období 1840–1850)

nou pro vyvozování konstantní pfiítlaãné síly 150

bylo provedeno mûfiení Schmidtov˘m tvrdomûrem

N. Toto zafiízení bylo vyvinuto pro zji‰Èování pev-

typu LB a L a je uvedeno srovnání vyuÏitelnosti

nosti v tlaku malty v loÏn˘ch spárách zdiva a pro

Schmidtova tvrdomûru typu L a typu LB pro zji‰Èo-

zji‰Èování pevnosti v tlaku cihel pln˘ch pálen˘ch

vání pevnosti cihel zabudovan˘ch v konstrukci.

zabudovan˘ch ve zdivu. Pfii zkou‰ení zdiva je poãet otáãek vrtáku 40. Ze zji‰tûné hloubky vrtu se

a) WaitzmannÛv tvrdomûr

dle kalibraãního vztahu udávaného v˘robcem zafií-

Metoda Waitzmannova tvrdomûru (obr. 1) patfií

1

mezi metody vtiskové, principiálnû vychází z Poldi

zení (TZUS – Technick˘ a zku‰ební ústav stavební Praha) urãuje pevnost v tlaku cihel.

kladívka urãeného ke zji‰Èování tvrdosti oceli. Tato metoda je zaloÏena na mûfiení vtisku ve vy‰etfiova-

2

3

Podstata metody spoãívá ve vysílání budiãem

pevnosti 700 MPa vytvofiené zatlaãením razníku

opakovan˘ch UZ impulsÛ do materiálu a násled-

definovaného tvaru. Síla pro zatlaãení razníku se

ném snímání impulsÛ pro‰l˘ch vy‰etfiovan˘m ma-

vyvozuje paliãkou a není konstantní, závisí v‰ak

teriálem. Sleduje se doba prÛchodu jeho ãela od

na síle rázu. Parametrem nedestruktivního zkou-

vysílací do snímací sondy, tedy ãas potfiebn˘

‰ení je pomûr β, coÏ je pomûr mezi vtiskem zji‰tû-

k pfiekonání urãité vzdálenosti. Z doby prÛchodu

n˘m na ocelové srovnávací tyãince a vtiskem na

ultrazvukového impulsu a známé dráhy se vypoãí-

fólii pfiiloÏené na zkou‰en˘ povrch cihly; tento po-

tá rychlost ‰ífiení ultrazvukového impulsu. PouÏití

mûr se vypoãítá dle vztahu 1. Síla rázu má b˘t ta-

metody ultrazvukov˘ch impulsÛ pro urãení fyzikál-

ková, aby na srovnávací tyãince vznikl vtisk o prÛ-

nû-mechanick˘ch vlastností materiálu je vázáno

mûru pfiibliÏnû 2 mm. Pfiedností Waitzmannova

na nutnosti vytvofiení pfiíslu‰ného kalibraãního

tvrdomûru ve srovnání s odrazov˘mi tvrdomûry je

vztahu mezi rychlostí ‰ífiení ultrazvukového impul-

autoeliminace útlumu úderu.

su sledovan˘m parametrem (napfiíklad pevnosti). Rychlost ‰ífiení ultrazvukového impulsu se vypoãí-

Autorem v‰ech fotografií je Jifií BroÏovsk˘, 2011. Obr. 1. WaitzmannÛv tvrdomûr. Obr. 2. SchmidtÛv tvrdomûr LB. Obr. 3. Vrtaãka TZUS.

Ultrazvuková impulsová metoda

ném materiálu a srovnávací tyãince o definované

β = d1⋅√γ d2

(vztah 1)

kde d1 – velikost prÛmûru vtisku v ocelové srovná-

13

tá ze vztahu (2) uvedeného v âSN EN 12504-4:

(vztah 2)

V=L/T

vací tyãce (mm), d2 – velikost prÛmûru vtisku na vtiskové fólii (mm),

kde V – r ychlost ‰ífiení ultrazvukového impulsu

γ – souãinitel vyjadfiující pomûr skuteãné pevnos-

(km/s),

12

ti oceli srovnávací tyãky ke jmenovité pevnosti

L – délka mûfiící základny (mm),

Zku‰ební postupy byly modifikovány pro potfie-

700 MPa.

T – ãas, kter˘ uplyne pfii prÛbûhu impulsu mûfiící

trazvuková impulsová metoda – âSN EN 12504-4.

by zkou‰ení cihel pln˘ch v konstrukcích. V ãlánku jsou uvedeny v˘sledky zkou‰ení cihel pln˘ch pále-

základnou (µs). b) SchmidtÛv tvrdomûr, typ LB a L

n˘ch vyroben˘ch lisováním z období 1840–1900

Metoda Schmidtova tvrdomûru patfií mezi odra-

odebran˘ch z pûti rÛzn˘ch objektÛ v âeské repub-

zové metody. Je zaloÏena na zji‰Èování tvrdosti

Zku‰ební zafiízení, pfiíprava vzorkÛ a zkou‰ení

lice. Zkou‰ky byly provádûny jednak tvrdomûrn˘-

materiálu, v daném pfiípadû na tvrdosti stfiepu ci-

se provádûlo v souladu s ustanoveními âSN EN

mi metodami, jednak dynamick˘mi metodami.

hel. Pfii zkou‰ce je razník tvrdomûru definovanou

12504-2,

Z tvrdomûrn˘ch metod byly pouÏity WaitzmannÛv

energií vymr‰tûn pomocí pruÏiny a na stupnici pfií-

a âSN EN 12504-4

tvrdomûr, SchmidtÛv tvrdomûr typ LB a L, vr tná

stroje se zobrazuje hodnota odrazu, která závisí

metoda). Specifika mûfiení a vyhodnocení mûfiení

metoda dle TZUS, jako dynamická metoda byla

na tvrdosti materiálu, potaÏmo na jeho pevnosti.

pro jednotlivé metody jsou popsány níÏe.

zvolena ultrazvuková impulsová metoda. Pro vy-

SchmidtÛv tvrdomûr typu L má poãáteãní energii

brané metody jsou zpracovány i kalibraãní vztahy

rázu 0,735 Nm. Rozdíl mezi typem LB a L spoãívá

pro urãení pevnosti cihel z parametru nedestruk-

v ukonãení razníku; typ LB má kulové ukonãení (je

tivního zkou‰ení. Pro porovnání v˘sledkÛ vr tné

urãen pro zkou‰ení keramick˘ch materiálÛ), zatím-

■ Poznámky

metody byly pouÏity i v˘sledky zkou‰ek cihel pl-

co typ L má ukonãení razníku ve tvaru ãoãky (je

12 âeská republika. âesk˘ normalizaãní institut. âSN EN

n˘ch vyroben˘ch v období 1930–1940.

urãen pro zkou‰ení betonu). SchmidtÛv tvrdomûr

12504-4 Zkou‰ení betonu. âást 4. Stanovení r ychlosti

typu LB je zobrazen na obrázku 2.

‰ífiení ultrazvukového impulsu, 2005.

Tvrdomûrné metody zkou‰ení Zkou‰ky Waitzmannov˘m tvrdomûrem byly prove-

Zku‰ební postupy

14

âSN 731373

(tvrdomûrné metody)

(ultrazvuková impulsová

13 Cit. v pozn. 12.

c) Vrtaãka TZUS

14 Cit. v pozn. 11.

deny na 70 cihlách. Pro vrtnou metodu TZUS je uve-

Jedná se o vrtnou metodu (zku‰ební zafiízení je

15 Cit. v pozn. 10.

deno srovnání v˘sledkÛ zkou‰ek proveden˘ch na

znázornûno na obr. 3), pfii níÏ podstata zkou‰ky

16 Cit. v pozn. 12.

118

16

15


mastr_02_11a.qxd

26.4.2011

15:31

Stránka 119

a) Tvrdomûrné metody zkou‰ení – Na zku‰ebním místû (obrou‰eném povrchu cihly, zbaveném neãistot a prachu) se provede minimálnû sedm mûfiení vtisku (metoda Waitzmannova tvrdomûru) nebo osm mûfiení hodnoty odrazu (SchmidtÛv tvrdomûr), pfii zkou‰ení vr taãkou TZUS se provádûjí ãtyfii mûfiení. – Vyhodnocení mûfiení na zku‰ebním místû (cihle): SchmidtÛv tvrdomûr: v˘sledky mûfiení (hodnoty odrazu v souboru) jsou povaÏovány za platné, jestliÏe se minimálnû pût hodnot odrazu neli‰í od prÛmûru vypoãítaného pro dané zku‰ební místo (cihlu) o více neÏ 13,5 %. WaitzmannÛv tvrdomûr: v˘sledky mûfiení (hodnoty pomûru β v souboru) jsou povaÏovány za platné, jestliÏe se minimálnû pût hodnot pomûru β neli‰í od prÛmûru vypoãítaného pro dané zku‰ební místo (cihlu) o více neÏ 13,5 %. Vr taãka TZUS: v˘sledky mûfiení (hloubky vr tu v souboru) jsou povaÏovány za platné, jestliÏe se minimálnû tfii hodnoty hloubky vrtu neli‰í od prÛmûru vypoãítaného pro dané zku‰ební místo (cih-

Odrazová a vrtná metoda

Graf 1. Porovnání pevností v˘sledkÛ mûfiení vrtaãkou

Zpracované kalibraãní vztahy mají pouze studij-

lu) o více neÏ 15 %.

ní charakter. Byly vyuÏity jednak pro zhodnocení

TZUS.

– Pevnost v tlaku cihly se vypoãítá z prÛmûrné

vyuÏitelnosti Schmidtova tvrdomûru typu L pro

hodnoty vtisku (odrazu) hloubky vrtu dle pfiíslu‰-

zji‰Èování pevností cihel, jednak pro ovûfiení prak-

praktického vyuÏití se za vhodné povaÏují kalib-

ného kalibraãního vztahu.

tické vyuÏitelnosti obecného kalibraãního vztahu

raãní vztahy s koeficientem korelace r > 0,85.)

pro vrtnou metodu TZUS (8a).

SchmidtÛv tvrdomûr typu L (urãen pro zkou‰ení be-

b) Ultrazvuková impulsová metoda

tonu) je pro zkou‰ení cihel velice problematick˘.

– Pro zkou‰ení se doporuãuje pouÏívat sondy

a) SchmidtÛv tvrdomûr typu L

s vlastní frekvencí 80–100 kHz. Mûfiení provede-

f bc-L = 0,904 R – 13,38

ná na cihlách znázorÀují obrázky 4 a 5.

b) SchmidtÛv tvrdomûr typu LB

– Na kaÏdé cihle se provedou minimálnû ãtyfii

f bc-LB = 1,295 R – 11,8

mûfiení.

c) Vrtná metoda TZUS

r = 0,743 r = 0,951

– Z namûfien˘ch hodnot se vypoãítá prÛmûrná

f bc-TZUS = 60 – 2 D

rychlost ‰ífiení ultrazvukového impulsu.

f bc-1840 = 53,6 – 1,403

– Pevnost v tlaku cihly se vypoãítá z prÛmûrné

f bc-1930 = 54,3 – 0,975 D

D

DÛvodem je skuteãnost, Ïe tvar razníku tvrdomûru (vztah 6)

tuje sice závislost mezi odrazem tvrdomûru a pev(vztah 7)

ností v tlaku, ale zpracovan˘ kalibraãní vztah má korelaãní koeficient r = 0,743, coÏ znamená, Ïe

(vztah 8a)

z praktického hlediska je tento tvrdomûr nepouÏi-

r = 0,73

(vztah 8b)

teln˘.

r = 0,93

(vztah 8c)

SchmidtÛv tvrdomûr typu LB (urãen pro zkou‰ení

hodnoty r ychlosti ‰ífiení ultrazvukového impulsu dle pfiíslu‰ného kalibraãního vztahu.

není vhodn˘ pro zkou‰ení cihláfiského stfiepu. Exis-

keramick˘ch materiálÛ) je pro nedestruktivní zkouPorovnání pevností v tlaku z kalibraãních vzta-

‰ení cihel jednoznaãnû vhodnûj‰í neÏ SchmidtÛv

hÛ zpracovan˘ch ze zkou‰ek dvou souborÛ cihel

tvrdomûr typu L. Zatím zpracovan˘ úzk˘ kalibraãní

Kalibraãní vztahy pro v˘poãet pevnosti v tlaku ci-

pln˘ch z rÛzného období v˘roby kalibraãní vztah

vztah (7) dle âSN 731370

hel pln˘ch pálen˘ch

(8b) pro cihly vyrobené asi v letech 1840–1860

vodu se vyznaãuje vysokou tûsností korelace

17

pro cihly stejného pÛ-

V následujícím textu jsou uvedeny kalibraãní

a kalibraãní vztah (8c) pro cihly vyrobené v letech

a má koeficient r = 0,951, uvedená skuteãnost

vztahy zpracované autory pro cihly vyrobené v ob-

1930–1940 s hodnotami vypoãítan˘mi z hloubky

potvrzuje reálnost vyuÏití Schmidtova tvrdomûru

dobí 1840–1900.

vrtu dle kalibraãního vztahu v˘robce vrtaãky TZUS

typu LB pro nedestruktivní zkou‰ení cihel pln˘ch.

(8a) je znázornûno v grafu 1.

Vrtná metoda (vrtaãka TZUS) pfiinesla znaãnû roz-

WaitzmannÛv tvrdomûr

dílné v˘sledky zkou‰ení pevnosti v tlaku, jak vy-

f bc–W =624,48 β2 – 171,8 β + 16

r = 0,911

Zhodnocení vyuÏitelnosti nedestruktivních metod

pl˘vá z porovnání uvedeného v grafu 1. Kalibraãní

β∈ {0,2200; 0,3700}

(vztah 3)

zkou‰ení pro stanovení pevnosti v tlaku cihel

vztah zpracovan˘ v˘robcem je urãen pro cihly vy-

v konstrukci

rábûné taÏením, a tudíÏ nevhodn˘ pro cihly vyrá-

Ultrazvuková impulsová metoda a) Pfiímé prozvuãování

Tvrdomûrné metody zkou‰ení

f bc–U = 2,7836 V 2 – 50,66 V + 14,1

r = 0,710

WaitzmannÛv tvrdomûr lze pro zji‰Èování pevnosti

V∈ {1,4; 3,1 km/s}

(vztah 4)

v tlaku cihel pln˘ch v konstrukci bez problémÛ vy-

■ Poznámky

b) Prozvuãování pfies roh

uÏít pfii vtiskové metodû. Kalibraãní vztah (3) pro

17 âeská republika. Úfiad pro normalizaci a mûfiení. âSN

f bc–U = 3,8706 V 2 – 10,316 V + 21,39

r = 0,689

pevnost v tlaku se vyznaãuje vysokou tûsností ko-

731370 Nedestruktivní zkou‰ení betonu. Spoleãná usta-

V∈ {1,4; 3,1 km/s}

(vztah 5)

relace, korelaãní koeficient r = 0,911. (Z hlediska

novení, 1983.


119

mastr_02_11a.qxd

26.4.2011

15:31

Stránka 120

Závûr Z anal˘zy v˘‰e uvedeného zhodnocení vyuÏitelnosti nedestruktivních metod zkou‰ení pro stanovení pevnosti v tlaku cihel v konstrukci vypl˘vá, Ïe jako nejvhodnûj‰í z uveden˘ch metod se jeví vyuÏití Waitzmannova tvrdomûru. V pfiípadû, Ïe máme k dispozici alespoÀ smûrn˘ kalibraãní vztah

20

(zkou‰ka minimálnû na 100 cihlách a rÛzného pÛvodu), lze zji‰Èovat pevnost cihel Schmidtov˘m tvrdomûrem typu LB. V˘sledky zkou‰ek provádûn˘ch autorem s tímto tvrdomûrem na cihlách pln˘ch vyrábûn˘ch v období 1975–1985 prokázaly bezproblémové vyuÏití tohoto typu tvrdomûru a vysokou

4

vypovídací schopnost v˘sledkÛ mûfiení. VyuÏití nedestruktivních metod zkou‰ení je podstatnû ‰etrnûj‰í ke konstrukci, je rychlej‰í a umoÏÀuje získat vût‰í soubor v˘sledkÛ, a tedy i komplexnûj‰í údaj o pevnosti zabudovan˘ch cihel pln˘ch. âlánek byl vytvofien za podpor y zámûru VVZ MSM 0021630511 Progresivní stavební materiály s vyuÏitím druhotn˘ch surovin a jejich vliv na Ïivotnost konstrukcí. Dal‰í pouÏitá literatura DROCHYTKA, Rostislav et al. Progresivní stavební materiály s vyuÏitím druhotn˘ch surovin a jejich vliv na Ïivotnost konstrukcí. V Brnû : Vysoké uãení technické, 2009. 5

486

s.

Závûreãná

roãní

zpráva

projektu

MSM

0021630511. BROÎOVSK¯, Jifií. Nedestruktivní zku‰ební metody – ná-

Obr. 4. Pfiímé prozvuãování. Obr. 5. Prozvuãování pfies roh.

Ultrazvuková impulsová metoda

stroj pro hodnocení pevnosti stavebních materiálÛ a v˘-

VyuÏití ultrazvukové impulsové metody zkou‰ení

robkÛ. Brno : VUTIUM, 2005. 30 s. ISBN 80-214-3056-7.

pro zji‰Èování pevností cihel pln˘ch pálen˘ch není

âeská republika. âesk˘ normalizaãní institut. âSN EN

bûné lisováním. Hloubku vrtu ovlivÀuje struktura

jednoznaãné. Pro zkou‰en˘ soubor cihel byly

772-1 Zku‰ební metody pro zdicí prvky. âást 1. Stanovení

stfiepu, která u cihel bûÏné kvality vykazuje více

sice nalezeny závislosti mezi rychlostí ‰ífiení ultra-

pevnosti v tlaku, 2001.

defektÛ neÏ u cihel vyrábûn˘ch lisováním. Jak je

zvukového impulsu a pevností v tlaku, ale tyto zá-

âeská republika. Technick˘ a zku‰ební ústav stavební,

zfiejmé z grafu 1, lze vrtnou metodu pro cihly his-

vislosti mají korelaãní koeficienty 0,69–0,71, tudíÏ

s. p. Dokumentace vr taãky na zkou‰ení pevnosti malty

torick˘ch staveb pouÏít za pfiedpokladu, Ïe bude

nejsou vhodné pro praktické vyuÏití. Z v˘sledkÛ mû-

a cihel ve zdivu, 1997.

zpracován potfiebn˘ kalibraãní vztah pro urãování

fiení publikovan˘ch autorem

vypl˘vá, Ïe ultrazvu-

âeská republika. Úfiad pro normalizaci a mûfiení. âSN

pevnosti v tlaku cihel pln˘ch z hloubky vrtu.

ková impulsová metoda je vyuÏitelná pro zkou‰ení

722605 Skú‰anie tehliarskych v˘robkov. Stanovenie me-

cihel z konkrétní cihelny v pfiípadû, Ïe ciheln˘ stfiep

chanick˘ch vlastností, 1978.

18

Ideálním postupem pfii zji‰Èování pevnosti v tla-

vykazuje minimum defektÛ. Z toho vypl˘vá nutnost

ku cihel ve zdivu je upfiesnûní pevností v tlaku zji‰-

zpracování kalibraãního vztahu pro konkrétní v˘rob-

tûn˘ch nedestruktivnû pomocí omezeného poãtu

nu cihel a pouÏitou technologii, coÏ je z praktické-

vzorkÛ odebran˘ch z konstrukce (minimálnû tfii –

ho hlediska velice problematické. Pfii mûfiení zdiva

konkrétní poãet závisí na rozsahu vy‰etfiované

v konstrukcích je ãasto nereálné provádût mûfiení

konstrukce a pÛvodu cihel). Na cihle se provede

pfiím˘m prozvuãováním (kromû zkou‰ení pilífiÛ,

mûfiení nedestruktivní metodou a následnû se

stûn v blízkosti otvorÛ), av‰ak toto mûfiení lze pro-

stanoví pevnost v tlaku destruktivnû ve zku‰eb-

vádût prozvuãováním pfies roh. Z provedeného po-

ním lisu. Z pevnosti v tlaku zji‰tûné destruktivnû

rovnání v˘sledkÛ mûfiení pfiímého prozvuãování

a z pevnosti vypoãítané z parametru nedestruktiv-

a prozvuãování pfies roh uvedeného autorem

ního zkou‰ení se vypoãítá upfiesÀující souãinitel

pl˘vá, Ïe aãkoliv dostáváme odli‰né hodnoty rych-

18 BROÎOVSK¯, J.; BROÎOVSK¯, J. Jr., ZACH, J., cit.

(postupem dle âSN 731373), kter˘m se pfienáso-

lostí ‰ífiení ultrazvukového impulsu, pohybují se

v pozn. 9.

bí ve‰keré hodnoty pevnosti cihel zji‰tûné nede-

tyto rozdíly v rozmezí 3–5 %, coÏ z praktického hle-

19 TamtéÏ.

struktivními zkou‰kami.

diska lze povaÏovat za málo v˘znamné.

20 Cit. v pozn. 17.

120

19

vy-

■ Poznámky


PoÏadavky na cihly plné pálené z právních pfiedpisû

Recommend Documents