Керамический кирпич остаётся одним из базовых стеновых материалов, и требования к его качеству постоянно ужесточаются как со стороны нормативных документов, так и со стороны заказчиков. Для производителя это означает необходимость не только выдерживать заданные показатели прочности, геометрии, водопоглощения и морозостойкости, но и обеспечивать их стабильность от партии к партии в условиях изменчивого сырья и технологических факторов. В этих условиях система контроля качества перестаёт быть лишь завершающим этапом приёмки и должна рассматриваться как активный элемент управления производственным процессом [1].

Неразрушающие методы контроля позволяют получать сведения о прочности, однородности и дефектности кирпича без его разрушения и могут применяться непосредственно в потоке. Ультразвуковые измерения, системы машинного зрения и другие средства НК дают дополнительную информацию, которую важно использовать совместно с технологическими данными и результатами лабораторных испытаний. Вопрос состоит уже не столько во внедрении отдельных приборов, сколько в их целенаправленной интеграции в систему управления качеством [2]. Статья посвящена анализу возможностей неразрушающих методов, определению их места в общей структуре контроля и обсуждению принципов их использования для поддержки управленческих решений на различных стадиях производства кирпича.

Качество керамического кирпича определяется совокупностью показателей, которые зависят как от сырьевой базы, так и от режимов формования, сушки и обжига. Для практики строительства наибольшее значение имеют прочность при сжатии, геометрические размеры и отклонения, водопоглощение, морозостойкость, наличие трещин, сколов и других видимых дефектов. Эти параметры связаны с внутренней структурой черепка, пористостью, однородностью и состоянием поверхности. От их сочетания зависят несущая способность кладки, долговечность ограждающих конструкций и сохранение внешнего вида в процессе эксплуатации [3].

Типичная система контроля качества на кирпичном заводе включает несколько уровней. На входе осуществляется проверка сырья: гранулометрический состав, влажность, минеральный состав глин и добавок. В ходе производства применяются операционный контроль параметров процесса (температуры и длительности обжига, режимов сушки, давления прессования) и визуальный осмотр изделий на отдельных стадиях. На заключительном этапе выполняются приёмочные испытания готовой продукции: разрушающие испытания на прочность, определение водопоглощения и морозостойкости по регламентированным методикам, а также контроль размеров и внешнего вида.

Существующая система в целом обеспечивает соответствие продукции нормативным требованиям, но имеет ряд ограничений. Значительная часть испытаний носит выборочный характер и связана с разрушением образцов, поэтому получаемая информация относится только к части партии. Результаты по ряду показателей (особенно по морозостойкости) доступны с существенной временной задержкой по отношению к моменту изготовления изделий. Это затрудняет оперативное реагирование на отклонения и повышает риск скрытого брака, когда проблемы в структуре материала выявляются уже после выпуска значительного объёма продукции. В этих условиях возрастает интерес к включению в систему контроля методов, способных давать более полную и быструю оценку состояния изделий без их повреждения и с возможностью интеграции в общий контур управления качеством.

Неразрушающие методы контроля дают возможность получать информацию о внутреннем состоянии и поверхностных дефектах кирпича без его повреждения, что особенно важно при массовом производстве и необходимости оперативной оценки качества [4]. Для керамического кирпича наибольший практический интерес представляют ультразвуковые методы, системы машинного зрения и ряд дополнительных подходов, которые можно адаптировать к условиям поточной линии.

Ультразвуковой контроль основан на распространении упругих волн через материал изделия. Скорость и затухание ультразвука зависят от плотности, наличия трещин, пор и неоднородностей в черепке. Более плотный и однородный кирпич пропускает волну быстрее и с меньшими потерями энергии, тогда как развитая дефектная структура приводит к увеличению времени прохождения и снижению амплитуды сигнала. В производственных условиях могут использоваться схемы «на просвет» или эхо‑методы, позволяющие оценивать прочность, однородность и наличие внутренних дефектов. Преимуществами ультразвука являются сравнительно высокая скорость измерений и возможность автоматизации, однако требуется обеспечить стабильный акустический контакт, калибровку по образцам‑эталонам и учёт влияния влажности и температуры [5].

Визуальный и оптический контроль, в том числе с использованием машинного зрения, ориентирован на оценку геометрии и состояния поверхности изделий. Камеры, установленные над транспортёром, фиксируют изображения кирпичей, по которым алгоритмы обработки выявляют сколы, трещины, раковины, отклонения размеров и нарушения формы. Анализ текстуры и цвета поверхности позволяет дополнительно судить о равномерности обжига и наличии локальных дефектов структуры. Такие системы хорошо подходят для работы в потоке, так как не требуют контакта с изделием и могут контролировать каждую единицу продукции. Ограничением является то, что визуальный контроль, как правило, не даёт прямой информации о внутренних дефектах и состоянии объёма материала, поэтому его целесообразно комбинировать с другими методами [6].

К средствам неразрушающего контроля, которые также могут применяться к керамическому кирпичу, относятся ударно‑импульсные и акустические методы, инфракрасная термография и другие подходы, используемые для диагностики строительных материалов. Ударно‑импульсные измерения позволяют по отклику на механический удар судить о целостности и дефектности изделия. Тепловизионные методы могут фиксировать скрытые неоднородности по изменению температурного поля при локальном нагреве или охлаждении. Выбор конкретного набора методов зависит от целей контроля, доступного оборудования и степени готовности производства к внедрению автоматизированных систем. Важно, что каждый из рассмотренных подходов даёт свой тип информации, а их совместное использование позволяет сформировать более полное представление о качестве кирпича без увеличения объёма разрушающих испытаний.

Интеграция неразрушающих методов контроля в систему управления качеством предполагает переход от использования отдельных приборов к работе единого контура, в котором данные НК являются полноправным элементом информационной базы для принятия решений. В такой концепции средства НК рассматриваются не как дополнение к лабораторным испытаниям, а как постоянный источник оперативной информации о состоянии продукции на ключевых стадиях технологического процесса. Важным принципом становится включение результатов НК в общую логику управления: от мониторинга стабильности процесса до корректировки режимов и сортировки готовых изделий.

Первый аспект интеграции связан с определением места неразрушающего контроля в технологической схеме. Наиболее рациональными точками установки средств НК являются выход из сушильного отделения, участок после обжига и зона окончательной сортировки. В этих узлах возможно организовать либо сплошной контроль (например, визуально‑оптический) для каждой единицы продукции, либо выборочный ультразвуковой или ударно‑импульсный контроль партий. Важно, чтобы получаемые таким образом данные поступали не изолированно, а в единую систему, где они связываются с информацией о партии, составе сырья и параметрах режимов.

Второй элемент концепции — объединение данных НК с технологическими параметрами и результатами стандартных испытаний. Для этого формируется единое информационное пространство качества, в котором для каждой партии (или даже отдельного изделия) хранятся показатели неразрушающего контроля, параметры обжига и сушки, данные по прочности, водопоглощению и другим регламентируемым характеристикам. Такая связка позволяет выявлять устойчивые зависимости между показаниями НК и конечными свойствами, настраивать пороговые значения и зоны допуска для экспресс-оценки и постепенно сокращать объём разрушающих испытаний без потери надёжности контроля.

Третий аспект касается использования результатов НК в управленческих алгоритмах. Интегрированная система должна не только накапливать данные, но и автоматически формировать сигналы о выходе показателей за допустимые пределы, предлагать оператору варианты действий или напрямую изменять настройки оборудования в рамках заданных ограничений. Например, при выявлении тенденции к снижению прочности или росту доли дефектных изделий система может рекомендовать корректировку температурного режима обжига, изменение скорости конвейера в сушильной линии или запуск дополнительной выборки на лабораторные испытания. Одновременно данные НК могут использоваться для автоматизированной сортировки кирпича по классам качества и назначению, что снижает субъективность ручного отбора.

В итоге концепция интеграции средств неразрушающего контроля в систему управления качеством сводится к тому, чтобы превратить НК из разрозненного набора измерений в структурированный инструмент, который постоянно «подпитывает» контур управления актуальной информацией о состоянии продукции. Это создаёт предпосылки для перехода от реагирования на уже выявленный брак к предупреждению отклонений на ранних стадиях и более гибкому управлению технологическим процессом.

Литература:

1. Строительное материаловедение. Учебное пособие для бакалавров / И. А. Рыбьев // Издательство Юрайт. 2014. 701 с.
2. И. С. Гучкин, Д. В. Артюшин Определение прочности (марки) керамического кирпича в конструкциях неразрушающим методом // Известия вузов. Строительство. 2006. № 1. С. 103–104.
3. С. В. Зубанов, Е. В. Ткачёв Определение прочности силкикатного кирпича и кладки неразрушающими методами контроля // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. № 3. С. 90–96.
4. А. В. Улыбин, С. В. Зубков О методах контроля прочности керамического кирпича при обследовании зданий и сооружений // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 3. С. 29–34.
5. В. Ф. Тележкин, П. А. Угаров, М. А. Девятов Ультразвуковой нейросетевой комплекс экспресс-контроля качества кирпича // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2025. № 1. С. 77–85.
6. С. И. Кочетков, В. П. Снисарь, Б. М. Даценко Оценка долговечности керамического кирпича // Научно-технический и производственный журнал. 2010. С. 34–36.