Прочность на изгиб

Прочность на изгиб является важной характеристикой для каждого материала. При этом измеряют сопротивление материала по отношению к максимальной удельной нагрузке, при постоянно увеличивающемся давлении на поверхность. Прочность на изгиб измеряется в Ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм²).

Прочность на изгиб – важное механическое свойство керамической плитки, в соответствии с которым, производится контроль над её качеством. С одной стороны этот показатель определяет точность производственного процесса в отношении достижения желаемой степени плотности и консистенции материала. С другой стороны, помогает определить сопротивление плитки, в зависимости от плотности материала, при постоянном и динамичном давлении на напольную или стеновую поверхность. Для того, чтобы в полной мере оценить значение этого свойства плитки и правильно применить результаты испытаний, необходимо разъяснить два следующих понятия:

1. Прочность на изгиб – свойство материала, а не плитки. Этот показатель используется для измерения внутренних связующих свойств материала, формирующих плитку, а не для измерения определённой механической характеристики самой плитки, как, например, несущая способность плитки. Возьмём для примера две плитки из одного материала, но разной формы и размера. Предположим, что одна плитка в два раза толще другой, прочность на изгиб этих плиток будет одинакова, тогда как предел прочности более тонкой плитки будет на 3/4 меньше чем более толстой. Таким образом, характеристики плиток различаются, не смотря на то, что показатель прочности на изгиб один и тот же.
2. Показатели предела прочности, измеряющиеся в соответствии с нормативами, на деле, как правило, уступают показателям реальной несущей способности плитки, как неотъемлемой части многослойной конструкции такой, как пол или стена. Приведём пример исследований Итальянского Центра Керамики в Болонье, которые основываются на сложных расчётах и результатах испытаний. При этом рассматривают не только нагрузки и условия давления, но и фактические ограничения. Исследования показали, что несущая способность облицованной поверхности значительно превышает, иногда в десять раз, усилия, необходимые для разрыва керамической плитки, воздействующие на отдельную плитку, не закреплённую на облицованной поверхности (речь идёт об испытаниях плитки на прочность на изгиб в лабораторных условиях).

Методы определения предела прочности при изгибе и разрушающей нагрузки приведены в стандарте EN ISO 10545-4:1997, IDT. Определение разрушающего усилия, разрушающей нагрузки и предела прочности при изгибе керамической плитки или плиты посредством приложения с определённой скоростью усилия на середину плитки или плиты, при этом точка приложения усилия должна находиться в контакте с лицевой поверхностью керамической плитки или плиты.

Разрушабщая нагрузка S [H] определяется по формуле:

S = (F*L)/b, где

F - разрушающее услие, [H]
L - расстояние между опорными стержнями, [мм]
b - ширина испытываемого образца, [мм].

Предел прочности при изгибе R, [H/мм²], определяется по уравнению:

R = (3*F*L)/(2*b*h²) = (3*S)/(2*h²), где

F - разрушающее услие, [H]
L - расстояние между опорными стержнями, [мм]
b - ширина испытываемого образца, [мм]
h - наименьшая толщина испытываемых образцов вдоль линии разрушения, [мм].

Примечание. Для расчёта предела прочности при изгибе принимается прямоугольное сечение образца. Для плиток и плит с различной толщиной вдоль линии разрушения получают только приблизительные значения. Более точные значения получают при более плоском профиле образца.