По своим техническим характеристикам керамический кирпич является наиболее прочным и долговечным материалом для строительства. Но из-за неприемлемых показателей по температуре плавления есть ограничения в использовании этого изделия. Для высокотемпературных промышленных производств, при строительстве бытовых печей применяют жаростойкие виды.
Какая температура плавления обычного кирпича?
Силикатный блок для возведения печей, каминов применять нельзя. В зависимости от модификации он держит температуру в интервале 300—600 градусов Цельсия. Можно применять в кладке печных труб при рабочей температуре, не превышающей нормы для этого изделия. Керамический красный кирпич более жаростоек (от 800 до 1200 градусов), но от регулярного нагревания и остывания кирпичные блоки начинают трескаться и рассыпаться. Есть возможность применять как облицовочный материал для конструкций с рабочей температурой не больше 800 градусов.
Когда разрушается структура огнеупоров?
Тугоплавкие материалы представлены вариантами, каждый из которых имеет свои особенности, предельную температуру эксплуатации и сферу применения. Использование таких кирпичных блоков не по назначению приведет к разрушению строений. А также любые нарушения в пропорциях компонентов и технологии обжига кирпичей ухудшат качество и термическую способность готовых изделий, что однозначно сделает их непригодными к применению. Долговечность конструкций зависит и от правильности укладки, равномерности слоя раствора между кирпичами.
Состав и свойства жаростойких блоков
Выбор соответствующего огнестойкого материала зависит от таких факторов:
Существуют следующие разновидности жаростойких кирпичей:
Наиболее распространен шамотный вариант. Используется как в строительстве бытовых печей, так и в производстве. Основной и углеродистый виды применяются исключительно в промышленности.
Независимо от области эксплуатации огнестойкие кирпичи имеют сходства:
Основной кирпич
Состоит из огнестойкой известково-магнезиальной массы. Магнезит — огнеупорный материал, основным составляющим которого является оксид магния с некоторой долей примесей. После обжига и окончательной формовки, температура плавления магнезитового состава достигает 2000 градусов С. Кладочный материал характеризуется прочностью и пассивностью при взаимодействии с металлами и шлаками. Применяют в сталелитейной промышленности.
Шамотный блок
Шамот состоит на 70% из огнеупорной глины, остальную долю составляют графитный или кокосовый порошок, кварцевые зерна. В итоге выходит прочный материал, очень устойчивый к высокой температуре (до 1300 градусов Цельсия, а некоторые марки изделия еще более жаростойкие). Выдерживает многократные температурные перепады. Проявляет сопротивление действию химических веществ. Используется в быту при сооружении печей, каминов, мангалов, барбекю, а также для дымоходов и вентиляционных систем. Из-за особенностей производства печной вариант стоит дороже обычного, поэтому для снижения расходов на строительство из него делают элементы, непосредственно контактирующие с огнем. В промышленности шамотный кирпич применяется для кладки внутренних стенок плавильных печей.
Углеродистый
Производится путем прессования графита или кокса. Обладает наибольшей прочностью и огнестойкостью. Блок выдерживает рабочие температуры в пределах 2 тыс. градусов Цельсия. Применяется как ведущий материал для строительства плавильных сооружений, элементов сталелитейных ковшей и в других промышленных производствах, где необходимо поддерживать высокую температуру.
Кварцевый
Главный составляющий — песчаник. Для скрепления массы добавляется глина. В результате обжига получается прочное, полнотелое изделие с однородной структурой. Применяется в изготовлении теплоотражающих печных и каминных сводов, стенок, непосредственно контактирующих с пламенем и металлами. Кварцевый блок выдерживает до 1300 градусов, но разрушается при взаимодействии с железными окислами, известью, щелочами.
По своим техническим характеристикам керамический кирпич является наиболее прочным и долговечным материалом для строительства. Но из-за неприемлемых показателей по температуре плавления есть ограничения в использовании этого изделия. Для высокотемпературных промышленных производств, при строительстве бытовых печей применяют жаростойкие виды.
Какая температура плавления обычного кирпича?
Силикатный блок для возведения печей, каминов применять нельзя. В зависимости от модификации он держит температуру в интервале 300-600 градусов Цельсия. Можно применять в кладке печных труб при рабочей температуре, не превышающей нормы для этого изделия. Керамический красный кирпич более жаростоек (от 800 до 1200 градусов), но от регулярного нагревания и остывания кирпичные блоки начинают трескаться и рассыпаться. Есть возможность применять как облицовочный материал для конструкций с рабочей температурой не больше 800 градусов.
Вернуться к оглавлению
Когда разрушается структура огнеупоров?
Тугоплавкие материалы представлены вариантами, каждый из которых имеет свои особенности, предельную температуру эксплуатации и сферу применения. Использование таких кирпичных блоков не по назначению приведет к разрушению строений. А также любые нарушения в пропорциях компонентов и технологии обжига кирпичей ухудшат качество и термическую способность готовых изделий, что однозначно сделает их непригодными к применению. Долговечность конструкций зависит и от правильности укладки, равномерности слоя раствора между кирпичами.
Вернуться к оглавлению
Состав и свойства жаростойких блоков
Существует несколько видов огнеупорного кирпича.
Выбор соответствующего огнестойкого материала зависит от таких факторов:
Существуют следующие разновидности жаростойких кирпичей:
Наиболее распространен шамотный вариант. Используется как в строительстве бытовых печей, так и в производстве. Основной и углеродистый виды применяются исключительно в промышленности.
Независимо от области эксплуатации огнестойкие кирпичи имеют сходства:
Вернуться к оглавлению
Основной кирпич
Такой материал содержит в составе магнезит.
Состоит из огнестойкой известково-магнезиальной массы. Магнезит – огнеупорный материал, основным составляющим которого является оксид магния с некоторой долей примесей. После обжига и окончательной формовки, температура плавления магнезитового состава достигает 2000 градусов С. Кладочный материал характеризуется прочностью и пассивностью при взаимодействии с металлами и шлаками. Применяют в сталелитейной промышленности.
Вернуться к оглавлению
Шамотный блок
Шамот состоит на 70% из огнеупорной глины, остальную долю составляют графитный или кокосовый порошок, кварцевые зерна. В итоге выходит прочный материал, очень устойчивый к высокой температуре (до 1300 градусов Цельсия, а некоторые марки изделия еще более жаростойкие). Выдерживает многократные температурные перепады. Проявляет сопротивление действию химических веществ. Используется в быту при сооружении печей, каминов, мангалов, барбекю, а также для дымоходов и вентиляционных систем. Из-за особенностей производства печной вариант стоит дороже обычного, поэтому для снижения расходов на строительство из него делают элементы, непосредственно контактирующие с огнем. В промышленности шамотный кирпич применяется для кладки внутренних стенок плавильных печей.
Вернуться к оглавлению
Углеродистый
Такой материал из всей категории является самым устойчивым к высоким температурам.
Производится путем прессования графита или кокса. Обладает наибольшей прочностью и огнестойкостью. Блок выдерживает рабочие температуры в пределах 2 тыс. градусов Цельсия. Применяется как ведущий материал для строительства плавильных сооружений, элементов сталелитейных ковшей и в других промышленных производствах, где необходимо поддерживать высокую температуру.
Вернуться к оглавлению
Кварцевый
Главный составляющий – песчаник. Для скрепления массы добавляется глина. В результате обжига получается прочное, полнотелое изделие с однородной структурой. Применяется в изготовлении теплоотражающих печных и каминных сводов, стенок, непосредственно контактирующих с пламенем и металлами. Кварцевый блок выдерживает до 1300 градусов, но разрушается при взаимодействии с железными окислами, известью, щелочами.
Кирпичи из обожженной глины используются в строительстве с давних времен, а здания из этого материала отличаются завидной прочностью и долговечностью. Керамический кирпич, технические характеристики которого находятся на высоком уровне, производится из некоторых видов глины. Эксплуатационные свойства его определяются качеством сырья и точным соблюдением технологии производства.
Состав, производство и разновидности керамического кирпича
Изготовление данного вида строительного материала представляет собой сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. В настоящее время применяются две технологии производства керамического кирпича.
1. Пластический метод предполагает формование блока из глиняной массы с содержанием воды порядка 17-30 %. Для реализации этого процесса используется ленточный пресс, затем кирпич сушится в специально оборудованной камере или под навесом. На последнем этапе производится его обжиг в печи или в туннелях, остывшие изделия помещаются на склад.
Производство кирпича осуществляется в строгом соответствии с национальными стандартами ГОСТ 7484-78 и ГОСТ 530-95. В процессе подготовки массы используются глинообрабатывающие машины вальцы, бегуны и глиномялки. Формование кирпича на современных предприятиях происходит на высокопроизводительных ленточных прессах. Однородная структура блоков и отсутствие пустот достигается за счет использования вибростендов.
Сушка сырого кирпича осуществляется камерным или туннельным способом. В первом случае партия изделий загружается в специально оборудованное помещение, где температура и влажность изменяются по заданному алгоритму. Во втором варианте вагонетки с сырцом последовательно проводятся через зоны с разными параметрами микроклимата.
Обжиг кирпича происходит в специальных печах при определенных условиях. Температурный режим подбирается в зависимости от состава сырья и его максимальные значения варьируются в пределах от 950 до 1050 °С. Время обжига подбирается с таким расчетом, чтобы по завершении процесса массовая часть стекловидной фазы в структуре кирпича достигала 8 – 10 %. Такой показатель обеспечивает максимальную механическую прочность изделию.
Сырьем для производства кирпича служит глина мелкой фракции, которая добывается в карьерах открытым способом с применением одноковшовых или роторных экскаваторов. Обеспечить надлежащее качество изделий возможно только при использовании материла с однородным составом минералов. Заводы для изготовления кирпича строятся вблизи месторождений для снижения транспортных расходов и надежного снабжения предприятия минеральным сырьем.
Основные виды кирпича керамического различаются по назначению и подразделяются на рядовой (другие названия: строительный или обычный) и лицевой.
Рядовой керамический кирпич.
Облицовочный керамический кирпич.
Лицевой в зависимости от технологического исполнения может быть нескольких типов:
Керамический кирпич, кроме того, может быть монолитным или пустотелым, а его поверхности ложковые и тычковые делаются гладкими или рифлеными. При этом изделия одного вида часто сочетают несколько признаков, так рядовой блок изготавливается полнотелым или с полостями. Кладка печей или каминов осуществляется из специального огнестойкого (шамотного) кирпича, а для мощения дорожек применяется его специальный вид – клинкерный.
Керамический кирпич и его структура.
Плотность керамического кирпича
Физико-химические свойства и технические параметры изделия во многом зависят от внутренней структуры. Одним из показателей, наглядно характеризующих названные качества керамического кирпича, является плотность. Она напрямую зависит от фракционного состава сырья, разновидности и пористости строительного кирпича.
Данные о плотности и некоторых других показателях кирпича керамического приведены в таблице:
Разновидность кирпича
Плотность средняя
Пористость
Марка прочности
Морозо-
Плотность керамического кирпича определяет его класс, который обозначается числовым кодом в пределах от 0,8 до 2,4. Приведенный показатель обозначает вес одного кубического метра строительного материала, выраженный в тоннах. Всего существует шесть классов изделий, введение данного показателя существенно упрощает учет и делопроизводство в строительной отрасли.
Знание такого показателя, как плотность необходимо для проведения расчетно-проектных работ и определения предельных нагрузок на фундаменты и несущие элементы здания. Однородная структура кирпича обеспечивает ему, с одной стороны, высокую механическую прочность, с другой – низкие теплоизоляционные свойства. В случае применения для возведения здания монолитного кирпича следует принимать дополнительные меры по утеплению стен.
Пустотелость
В целях снижения массы изделия и его теплопроводности в нем оставляются полости разной формы. Пустотелым может быть как рядовой, так и облицовочный керамический кирпич. Форма и глубина отверстий задается технологией и может быть самой разной: круглой, щелевидной или прямоугольной. Пустоты в теле изделия располагаются вертикально или горизонтально, в некоторых разновидностях они делаются сквозными в других закрытыми с одной из сторон.
Направление отверстий по отношению к плоскости нагрузки оказывает заметное влияние на показатель механической прочности. Так, кирпич с горизонтальными пустотами нельзя использовать при кладке несущих стен, возможно его разрушение под действием массы строительной конструкции. При изготовлении пустотелых блоков экономиться до 13 % сырья, что снижает их стоимость и делает более доступными.
Улучшения теплотехнических характеристик кирпича возможно путем повышения его пористости. Для этого в сырую смесь добавляют определенное количество шихты: мелко нарезанной соломы, торфа или опилок. Включения в процессе обжига выгорают и в теле образуются поры, заполненные сухим воздухом. Это обстоятельство оказывает значительное влияние на теплопроводность строительного материала.
Полнотелый керамический кирпич.
Пустотелый керамический кирпич с пустотами прямоугольной формы.
Пустотелый керамический кирпич с пустотами прямоугольной формы.
Пустотелый керамический кирпич с круглыми полостями по центру.
Теплопроводность керамического кирпича
Физические свойства керамического кирпича в значительной мере зависят от его внутренней структуры. Теплоизоляционные возможности изделия характеризуются коэффициентом теплопроводности. Его значение показывает, какое количество тепла необходимо для изменения температуры воздуха на 1°C при толщине стены в 1 м. Коэффициент теплопроводности используется в процессе проектирования здания при проведении расчетов толщины наружных стен.
Наблюдается прямая зависимость между плотностью керамического кирпича и его теплоизолирующими свойствами.
В соответствии с данным показателем изделия могут быть отнесены к одной из пяти групп по теплопроводности:
Полнотелый керамический кирпич теплоизоляционные характеристики, которого сравнительно невысокие используется обычно для возведения несущих конструкций. Для стен сложенных из такого материала необходимо дополнительное утепление. Применение пустотелых или щелевых изделий позволяет в значительной мере уменьшить толщину ограждающих конструкции в малоэтажных строениях. Наличие сухого воздуха в пустотах существенно снижает потери тепловой энергии сквозь стены.
Влагопоглощение
Наличие пор в керамическом кирпиче может способствовать проникновению воды и паров в его структуру. Коэффициент влагопоглощения зависит от многих факторов и первую очередь от плотности и некоторых других характеристик материала. Для полнотелых изделий величина его колеблется в пределах от 6 до 14 %, что является довольно низким показателем. Это положительно сказывается на прочностных и теплоизолирующих характеристиках кирпича.
Сохранность кирпичных зданий и сооружений напрямую зависит от устойчивости отопления. Снижение температуры внутри помещения до уровня уличной способствует проникновению влаги в поры и накоплению в них воды. Кристаллизация ее при замерзании вызывает образование напряжений и микротрещин, которые постепенно разрушают материал строительных конструкций. Напрямую со способностью к влагопоглощению связан такой показатель, как паропроницаемость.
Паропроницаемость
В любом обитаемом помещении влажность воздуха повышается вследствие жизнедеятельности человека. В регулировании этого параметра участвуют кирпичные стены, которые способны активно поглощать и отдавать пары в окружающую среду. Данный показатель для керамического кирпича находится на уровне 0,14 – 0,17 Мг/(м*ч*Па) и этого достаточно для создания комфортного микроклимата в квартире, доме или офисе.
Паропроницаемость материала определяется специальным коэффициентом. Данный показатель характеризует плотность проникающего потока через поверхность площадью в 1 кв. м в течение одного часа.
Для сравнения в таблице приведены коэффициенты паропроницаемости для разных материалов:
Морозостойкость
Керамический кирпич широко используется при возведении зданий в разных климатических зонах нашей страны. Способность материала противостоять низким температурам называется морозостойкостью. В соответствии с национальным стандартом количественное выражение данного показателя определяется циклами. По сути, это количество лет, которые способна выстоять правильно возведенная стена.
Морозостойкость керамического кирпича указывается в виде буквенно-числового кода от 50 F до 100 F. Это означает, что при правильном выполнении кладки и постоянном отоплении в зимний период срок эксплуатации здания составит от 50 до 100 лет. Керамический кирпич отличается высокой стойкостью к внешним воздействиям и экстремальным колебаниям температур.
Огнестойкость
Пожарная безопасность зданий определяется способностью строительных материалов противостоять воздействию высоких температур и открытого пламени. Керамический кирпич относится к негорючим строительным материалам, а его огнестойкость зависит от вида. Данный показатель определяется временем, которое способна выдержать стенка минимальной толщины до начала ее разрушения.
Керамический кирпич имеет максимальную огнестойкость среди других строительных материалов свыше 5 часов. Для сравнения железобетон способен противостоять огню не более 2 часов, а металлоконструкции менее 30 минут. Важным параметром стойкости материала к огню является максимальная температура, которую он может выдержать. Для рядового кирпича она составляет 1400 °C, а для шамотного или клинкерного превышает 1600 °C.
Звукоизоляция
Керамический кирпич рекомендуется специалистами для возведения жилых, общественных и промышленных зданий. Изделия могут быть использованы для строительства следующих помещений:
Показатель звукоизоляции керамического кирпича учитывается при проведении акустических расчетов зданий и отдельных помещений. При этом принимается во внимании уровень звуковой мощности и расположение источников излучения. Стенка из пустотелого керамического кирпича имеет лучшие характеристики по данному параметру, нежели аналогичное сооружение из блоков с монолитной структурой.
Однако устройство толстых кирпичных стен с целью увеличения звукоизоляции не очень эффективно. Все потому, что при увеличении толщины стены в два раза уровень звукоизоляции увеличивается всего на несколько децибел.
Экологичность керамики
В настоящее время большое внимание уделяют влиянию материалов на здоровье человека и окружающую среду. Керамический кирпич является изделием, которое изготовленного из природного сырья: глины путем высокотемпературного обжига. Данный материал не выделяет вредных и отравляющих веществ в процессе эксплуатации жилых и производственных зданий и строений.
Кирпич керамический рекомендован для возведения практических всех видов сооружений:
В отношении экологичности данный материал способен конкурировать с натуральной древесиной и природным камнем. В помещениях, построенных из керамического кирпича, образуется здоровая среда, безопасная для обитания, здоровья и детей, и взрослых.
Размеры и точность геометрии
Производители строительных материалов предлагают обширную номенклатуру блоков разных видов. Всего промышленность выпускает почти пять типоразмеров керамического кирпича следующих форматов:
Размеры кирпича керамического определяются требованиями национального ГОСТ 530-2007, который соответствует европейскому стандарту ЕН 771-1:2003. Данные для удобства использования сведены в таблицу:
Наименования изделия
Обозначение
Длина, мм
Ширина, мм
Толщина, мм
Рядовой или одинарный
КО
250
120
65
Евро
КЕ
250
85
65
Утолщенный
КУ
250
120
88
Одинарный модульный
КМ
288
138
65
Утолщенный с горизонтальными пустотами
КУГ
250
120
88
Стандарт жестко устанавливает предельные отклонения от номинальных размеров изделия. По длине керамический кирпич не должен отличаться от эталонного значения более чем на 4 мм, по ширине – 3 мм и по толщине – 2 мм. Допустимая погрешность изготовления по углу между перпендикулярными гранями составляет не более 3 мм. Такие требования к точности изделий дают возможность производить кладку крупных строительных конструкций с незначительными отклонениями.
Стандарт допускает изготовление керамического кирпича с иными номинальными размерами, которые не указаны в таблице. Такие изделия выпускаются по специальному заказу и при согласовании параметров между клиентом и производителем. При этом требования к точности линейных размеров и геометрии блока сохраняются в полном объеме.
Специальные виды керамического кирпича
Описываемый строительный материал широко используется для возведения конструкций самого разнообразного назначения. Специальные виды керамического кирпича применяются для кладки камер сгорания и топок печей и каминов. Другой тип изделий незаменим в мощении пешеходных дорожек во дворах индивидуальных домов и садово-парковых зонах. Указанные изделия отвечают определенным требованиям.
Огнеупорный кирпич
Огнеупорный или шамотный кирпич отличается высокой стойкостью к высокотемпературным воздействиям в пределах от 1400 до 1800 °С и открытому огню. В состав формовочной массы его вводится до 70 % тугоплавкой глины, которая препятствует разрушения изделия при остывании.
Существуют разные сорта огнеупорного керамического кирпича, которые определяются рабочей температурой и устойчивостью к разнообразным факторам внешней среды:
Печной керамический кирпич.
Клинкерный кирпич
Клинкерный кирпич предназначается для облицовки фасадов и цокольных частей зданий, мощения полов во внутренних помещениях производственного назначения и дорожек на улице. Изделие отличается высокой механической прочностью, износо- и морозостойкостью, способно выдержать до 50 циклов охлаждения до экстремальных температур с последующим нагревом. Марка прочности изделия не менее М400 обеспечивается высокой плотностью и особыми требованиями к составу сырья.
Транспортировка и хранение керамического кирпича
Керамический кирпич допускается перевозить всеми видами наземного, водного и воздушного транспорта с соблюдением соответствующих правил. Для удобства транспортировки и обеспечения сохранности изделие пакетируется на стандартных поддонах установленного размера. Не допускается перевозка данного строительного материала навалом с последующим сбросом на грунт, такие действия приводят к повреждениям до 20 % изделий.
Длительное хранение кирпича керамического производится под навесом на площадках с твердым покрытием. Изделия могут располагаться на поддонах в один или несколько ярусов или в штабелях непосредственно на покрытии. Погрузочно-разгрузочные операции выполняются механизированным способом или вручную с соблюдением правил и мер безопасности.
