COMPRESSIVE STRENGTH OF HISTORICAL CERAMIC BRICK UNDER DIFFERENT ANGLES TO THE BEARING SURFACE
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-140-2-29-34Keywords:
masonry, historical ceramic brick, compressive strength, strength anisotropyAbstract
The degree of anisotropy of the mechanical characteristics of brick depends on the technological processes that have been improved throughout the history of its production. The anisotropy of compressive strength was studied for three types of historical ceramic bricks manufactured in the second half of the 19th – early 20th centuries. The bricks were taken from the masonry of the structures of the Brest Fortress. The results of experimental studies on the compressive strength of brick under a compressive force applied at various angles to its bearing surface are presented. The degree of anisotropy of compressive strength was determined based on compressive load tests of 40 mm cube specimens cut from the brick body at angles of 0°, 22.5°, 45°, 67.5°, and 90° to the normal to the bearing surface. The failure of the test specimens was brittle in nature and manifested itself in the formation of cracks parallel to the direction of the compressive force, followed by splitting of the specimen, the formation of a pyramid, and the detachment of the side faces. For all types of bricks tested, the minimum compressive strength value was obtained at an angle of 22.5°. This value was found to be 13–26 % lower than the strength value in the direction orthogonal to the bearing surface of the brick. The revealed anisotropy of the compressive strength of brick is explained by the production technology and the orientation of clay mineral particles in the original material. The degree of anisotropy of the strength characteristics of handmoulded bricks is significantly higher than that of bricks manufactured by mechanized methods. The obtained results should be taken into account when calculating critical fragments or nodes of historical masonry structures using the finite element method, with separate consideration of bricks and mortar joints in the computational model of the masonry.
References
Lourenço, P. B. A multi-surface interface model for the analysis of masonry structures / P. B. Lourenço, J. G. Rots // Journal of Structural Engineering, ASCE. – 1997. – Vol. 123 (7). – P. 660–668.
Lourenco, P. B. Computational strategies for masonry structures: PhD Dissertation / P. B. Lourenco ; Delfi University of Technology, Delfi University Press, The Netherlands. – 1996. – 210 p.
Malyszko, L. Modelowanie zniszczenia w konstrukcjach murowych z uzglednieniem anizotropii / L. Malyszko. – Olsztyn : Wydawnictwo Uniwersytetu Warminsko-Mazurskiego, 2005. – 157 p.
Галалюк, А. В. Математическое моделирование образцов каменной кладки при сжатии / А. В. Галалюк, И. Е. Демчук // Проблемы современного бетона и железобетона: сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС ; редкол.: М. Ф. Марковский [и др.]. – Минск, 2012. – Вып.4. – С. 20–29.
Демчук, И. Е. Моделирование испытаний образцов каменной кладки при сжатии вдоль горизонтальным растворным швам / И. Е. Демчук, А. В. Галалюк // Вестник Брестского государственного технического университета. Строительство и архитектура. – 2013. – № 1. – С. 122–128.
Матяс, П. И. Анизотропия прочности на сжатие керамического кирпича // П. И. Матяс, В. Н. Деркач, А. В. Галалюк // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2026. – № 1 (139). – С. 59–63. – DOI: 10.36773/1818-1112-2026-139-1-59-63.
Деркач, В. Н. Каменные и армокаменные конструкции. Оценка технического состояния, ремонт и усиление / В. Н. Деркач. – Минск : СтройМедиа Проект, 2021. – 256 с.
Орлович, Р. Б. Оценка технического состояния исторических каменных зданий / Р. Б. Орлович, С. С. Зимин. – СПб. : ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. – 209 с.
Tkacz, P. Wybrane sposoby określania wytrzymałości muru w budynkach istniejących / P. Tkacz, R. Orlowicz // XXXIV Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta WPPK: Materiały Konferencyjne, Gliwice, 5–8 marca 2019. – Gliwice, 2019. – S. 227–242.
Улыбин, А. В. О методах контроля прочности керамического кирпича при обследовании зданий и сооружений / А. В. Улыбин, С. В. Зубков // Инженерно-строительный журнал. – № 3. – 2013. – С. 29–34.
Стандартная и альтернативная методики определения прочности кирпича при обследовании зданий и сооружений / А. В. Улыбин, С. В. Зубков, О. Ю. Сударь, Е. А. Лаптев // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2014. – № 3 (18). – C. 9–24.
Matysek, P. Identyfikacja wytrzymałości na ściskanie i odkształcalności murów ceglanych w obiektach istniejących / P. Matysek. – Kraków : Politechnika Krakowska, 2014. − 167 s.
Einfluss der Belastungsrichtung auf die einaxiale Druckfestigkeit von Proben aus Vollziegeln / A. Krawtschuk, O. Zeman, J. Schellander [et al.] // Mauerwerk. − 2014. − № 2. − P. 98–104.
Иванова, О. А. Минералогический анализ как основа керамического кирпича / О. А. Иванова, В. А. Клевакин // Строительные материалы. – 2010. – № 12. – С. 13–15.
Bartusch, R. Laminations in Extrusion / R. Bartusch, F. Händle // Extrus. Ceram. Eng. Mater. Process. – Berlin : Springer, 2009. – P. 187–210.
Cabané, A. Measurement of Solid Brick Compressive Strength and Anisotropy on Non-Standard Small Cubic Specimens / A. Cabané, L. Pela, P. Roca // Structural Analysis of Historical Constructions : SAHC 2023 / ed.: Y. Endo, T. Hanazato. – Cham : Springer, 2024. – P. 591–602. – (RILEM Bookseries ; vol. 47). – DOI: 10.1007/978-3-031-39603-8_48.
Cabané A. Anisotropy and compressive strength evaluation of solid fired clay bricks by testing small specimens / A. Cabané, L. Pela, P. Roca // Construction and Building Materials. – 2022. – Vol. 344. – Art. 128195. – DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.128195.
Инчик, В. В. Исследование Петербургского кирпича, изготовленного в VIII–IXX вв., прошедшего многолетнюю эксплуатацию / В. В. Инчик // Вестник гражданских инженеров. – 2018. – № 4. – С. 107–115.
Желдаков, Д. Ю. Определение долговечности строительной керамики / Д. Ю. Желдаков, В. Т. Ерофеев // Вестник МГСУ. – 2024. – Т. 19, Вып. 3. – С. 394–402. – DOI: 10.22227/1997-0935.2024.3.394-402.
Желдаков, Д. Ю. Проблемы сохранности и реставрации кирпичной кладки зданий и сооружений / Д. Ю. Желдаков, В. Б. Дорохов // Современные подходы к сохранению историко-культурного наследия стран СНГ : сб. ст. Междунар. науч. форума, Полоцк, 29 сент.–3 окт. 2025 г. / Полоц. гос. ун-т им. Евфросинии Полоцкой ; под науч. ред. В. Е. Овсейчика. – Полоцк ; Новополоцк : Полоцкое книжное издательство ; ПГУ им. Е. Полоцкой, 2025. – С. 195–203. – DOI: 10.52928/978-985-531-917-8-2025-195-203.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The work is provided under the terms of Creative Commons public license Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0). This license allows an unlimited number of persons to reproduce and share the Licensed Material in all media and formats. Any use of the Licensed Material shall contain an identification of its Creator(s) and must be for non-commercial purposes only. Users may not prevent other individuals from taking any actions allowed by the license.
