Твёрдость кирпича - это способность материала сопротивляться упругой и пластической деформации или разрушению при внедрении в поверхностный слой другого более твердого материала, не получающего остаточной деформации. Существует ряд методов определения твёрдости в зависимости от вида и назначения материала. Твёрдость природных каменных материалов оценивают по шкале сравнительной твёрдости Мооса (по имени немецкого минеролога F.Mohs). Понятие твердости редко используют применительно к кирпичу, однако тем, кто в своём производстве использует станки для лего кирпича, брусчатки и фасадной плитки возможно будет полезна эта информация.
Шкала Мооса предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов (рис. 1). Она состоит из 10 минералов, принятых за эталон и расположенных по степени возрастания их твёрдости, из которых первый - тальк (самый мягкий) и десятый - алмаз (самый твёрдый). Показатель твёрдости испытываемого материала находится между показателем твёрдости двух соседних минералов. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твердость выше по шкале Мооса, либо царапается эталоном и его твердость ниже эталона.
Термин «твердость» можно обозначить также как способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела, а также свойство более твердого тела проникать в другие материалы. Однако твёрдость кирпича (а также бетона, древесины, металла) определяют вдавливанием в образцы с установленным усилием индентора ‒ стального шарика либо твёрдого наконечника правильной геометрической формы (конуса или пирамиды) в течение определённого времени (количественный метод). По величине образующегося отпечатка рассчитывают показатель твердости. В зависимости от типа и формы индентора различают показатель твердости по Бринеллю (символ НВ), по Виккерсу (НV), по Кнуппу (HN) и др. Однако результаты испытаний одних и тех же материалов, проведенных различными методами, как правило, не совпадают, хотя сходимость их имеет место.
Рис. 1. Шкала сравнительной твёрдости Мооса
Твёрдость нельзя отождествлять с понятием прочности. Например, древесина по прочности равна или превосходит прочность бетона, но твёрдость её значительно меньше. В то же время самое твёрдое вещество в мире – алмаз – обладает относительно малой прочностью. Нефрит имеет «скромную» твёрдость – 6, но это один из самых прочных в мире камней (1000...1200 МПа). Тем не менее, для некоторых материалов существует определённая связь между твёрдостью и прочностью, например, у металлов.
Хрупкость кирпича – свойство материала внезапно разрушаться после незначительной пластической деформации. Хрупкому материалу, в отличие от пластичного, нельзя придать форму, так как под нагрузкой материал быстро разрушается, т.е. дробится на части или рассыпается.
Хрупкими являются природные и искусственные камни, стекло, чугун и некоторые полимерные материалы. Однако провести чёткую границу между пластичными и хрупкими материалами практически невозможно, поскольку на характер деформации влияют множество факторов: температура, тип напряжённого состояния, скорость деформации, окружающая среда и др. Например, с понижением температуры большинство строительных материалов становятся хрупкими (битумы, некоторые пластмассы, металлы).
Ударная вязкость – свойство обратное хрупкости – способность материала оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Характеризует надёжность материала и его способность сопротивляться хрупкому разрушению. Оценивается работой, затраченной на деформацию и разрушение специальных образцов с концентратором напряжений (надрезом) определённой формы и размеров в условиях удара (рис. 2), отнесённой к единице площади поперечного сечения образца и измеряется в Дж/м2 (ГОСТы 4647, 9454 и 19109).
Рис. 2. Схема испытания образца на ударную вязкость
