Температура плавления кирпича: шамотного, кварцевого, углеродистого

Важные характеристики огнеупорных кирпичей

Наличие в продаже большого ассортимента отопительного оборудования не уменьшает привязанностей к добротно сделанным, привычным для всех печам. Умение складывать печь раньше передавалось из уст в уста.

Сейчас возможностей для обучения больше. Помимо кладки, мастер должен знать, как правильно выбрать и использовать материал.

Для возведения печи подходит не всякий, а только огнеупорный кирпич, имеющий особые характеристики. Ошибка, невнимательность при покупке могут свести всю работу насмарку.

Производство

Для производства многих строительных материалов с огнеупорными характеристиками используются глина – неорганическое ископаемое из горных осадочных пород. Глиняное сырье разнообразно. Оно представляет собой смесь:

  • солей кремниевой кислоты (силикатов);
  • оксидов кремния, алюминия;
  • воды из подземных источников.

В осадочных породах присутствуют примеси окрашенных компонентов, присущих каждой местности.

При производстве огнеупора сырье обязательно обжигают при высоких температурах. В результате вся влага испаряется, минеральные компоненты спекаются. Продукт теряет пластичность, превращается в особо плотный камень с огнеупорными характеристиками.

Последующие стадии технологического процесса включают измельчение сырья; внесение добавок: графита, крупного коксового или кварцевого порошков; добавление небольших количеств воды (не более 10 %) до стадии образования требуемой консистенции.

Полученную массу погружают в бункер, из которого она поступает в дозатор. Сделанный из порции минеральной массы кирпич подвергают прессованию и обжигу.

Представленная технологическая схема широко распространена, хорошо отработана. Все характеристики, включая вес огнеупорного кирпича, полученного таким методом, стабилен, соответствует требованиям ГОСТ.

Свойства

Огнеупорные свойства бывают: обычными (1580 – 1770 ℃), высокими (1700 – 2000 ℃), высшими (более 2000 ℃).

По объемной доле полостей изделия подразделяются на несколько групп:

  • особо плотная продукция имеет пористость менее 3 %;
  • высокоплотная – 3 – 10%;
  • плотная – 10 – 20 %;
  • обычная — 20 – 30 %;
  • легковесная и теплоизоляционная – 45 – 85 %.

По виду сырья и характеристикам, особенностям применения жаропрочный кирпич принято подразделять на несколько видов.

Основной (основный) огнеупорный кирпич содержит карбонаты кальция и магния, его применяют для отделки сталеплавильных печей. Он обладает максимальной прочностью и теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами.

Характеристики создают идеальные условия для выплавки бессемеровской стали. Есть и другие виды огнеупорных кирпичей со специфическими характеристиками.

Виды огнеупоров

Углеродистый кирпич отличается составом от остальной огнеупорной продукции. Его основу составляют графит или кокс, содержание которых приближается к 92 %. Углеродистая кирпичная продукция имеет узкое предназначение. Из нее делают доменные печи.

Кварцевый кирпич делают из смеси кварца с песчаником. Главное достоинство состоит в большой плотности. Из кварцевой продукции получаются надежные дымоходы, стенки каминов, некоторые виды печей.

Материал химически нестабилен; может вступать в реакции с кислотными, щелочными веществами; оксидами металлов.

Динасовый огнеупорный кирпич на 94 % состоит из оксида кремния, хорошо сохраняет прочность при высоких температурах, достигающих 1690 ℃. Материал, в соответствии с характеристиками, идеально подходит для печей мартенов, регенераторов.

Полукислый кирпич относится к шамотным. Его состав представлен в основном оксидами алюминия и кремния. Материал можно нагревать в печи до 1670 ℃. Он хорошо переносит механические нагрузки; имеет большое количество пор (до 30 %), меньшую, чем у других огнеупоров плотность.

Изделия с преобладающим (62 %) содержанием оксида алюминия называют муллитовыми. Если массовая доля окисла алюминия (глинозема) превышает 90 %, то изделия называют корундовыми.

Высокоглиноземистые кирпичи применяют для кладки футеровок при строительстве металлургических предприятий.

Глиноземный кирпич, который часто называют просто шамотным, нашел самую широкую область применения. Он содержит большую концентрацию глины (шамота), способен выдерживать температуру до 1400 ℃.

Хорошо переносит перепады температур, инертен к действию щелочных компонентов. Шамотную продукцию из глинозема используют повсеместно в быту и промышленности, благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам.

Шамотная продукция

Специальное глиняное сырье, необходимое для производства шамотного кирпича, добывают открытыми способами. Разработки не требуют больших финансовых вложений.

Энергетические затраты на изготовление продукции умеренные, чему способствует хорошо отработанная технология.

В результате шамотный кирпич имеет вполне доступную для основной части населения цену. Именно этот вид огнеупорной продукции чаще всего используют для кладки печей в частных домостроениях.

Технологию реализуют с некоторыми особенностями. Поэтому продукция имеет широкий диапазон значений плотности. Средние значения варьируются от 1700 кг/м 3 до 1900 кг/м 3 . Есть изделия с минимумом плотности 300 кг/м3 и максимумом 2100 кг/м 3 .

Обычные огнеупорные кирпичи из шамота выдерживают температуру от +1250 ℃ до +1690 ℃. Существует огнеупорный кирпич из шамота, в характеристиках которого указана максимальная температура 1800 ℃. Такие изделия применяется на промышленных объектах.

Марка огнеупорного изделия

Максимальная температура применения (градусов С)

Кирпич шамотный огнеупорный: марки, размеры, вес, состав, кладка

Уют и комфорт любому дому придадут декоративные печи и камины. Эти элементы не только подчеркивают индивидуальность и стиль интерьера, но и способствуют созданию в помещении оптимального микроклимата. Наблюдая игру живого огня в камине, можно расслабиться и отключиться от внешнего мира с его тревогами и волнениями.

С инженерной точки зрения камины и печи представляют собой довольно сложные сооружения, устройство которых требует специальных знаний и, что не менее важно, правильного выбора строительного материала. Шамотный кирпич способен длительное время выдерживать высокие температуры, отличается прочностью и небольшим удельным весом.

В статье будут подробно рассмотрены виды и маркировка шамотного кирпича, приведены его технические характеристики, проанализированы достоинства и недостатки этого строительного материала. Помимо этого, будут выделены особенности кладки из огнеупорного кирпича.

Что такое шамотный кирпич и где его применяют?

Шамотный кирпич представляет собой штучный строительный материал, изготовленный из особых сортов огнестойкой глины с добавлением различных ингредиентов. После формовки, сырье помещают в специальные печи, где подвергают высокотемпературному обжигу. В зависимости от области применения, форма, состав и эксплуатационные характеристики шамотного кирпича могут значительно различаться.

Способность выдерживать экстремальные температуры позволяет использовать различные модификации огнеупорного кирпича в металлургии, промышленном и гражданском строительстве, а также укладке декоративных печей, каминов, мангалов и т.д. Более подробно состав, технические характеристики и применение различных марок шамотного кирпича будет рассмотрено в соответствующем разделе.

Виды и маркировка шамотного огнеупорного кирпича

Огнестойкие блоки можно классифицировать по нескольким критериям:

По методу формовки

Конструкция форм и особенности технологического процесса, предусматривают следующие виды формовки:

  • литье из шликеров или расплавов;
  • полусухая формовка;
  • плавление;
  • горячее прессование;
  • термопластичное прессование.

По конфигурации блоков

Для кладки различных конструкций промышленность выпускает следующие разновидности шамотного кирпича:

  • клиновидный;
  • трапециевидный;
  • прямоугольный (прямой);
  • арочного профиля.

По химическому составу

В зависимости от используемых добавок, влияющих на термостойкость и механические свойства, и особенностей технологии производства, различают следующие модификации шамотных огнеупорных блоков:

  • основной. При изготовлении таких кирпичей используется огнестойкая шамотная глина, массовая доля которой в рабочей смеси составляет 70%. В качестве наполнителя может использоваться коксовый или графитовый порошок. Материал применяется при облицовке печей, предназначенных для выплавки бессемеровской стали;
  • углеродистый. Для этой модификации характерно высокое процентное содержание углерода. Основное назначение углеродистых огнеупорных блоков – футеровка доменных печей;
  • кварцевый. За счет использования оксида кремния, существенно повышается жаростойкость кирпичей, однако контакт со щелочной средой приводит к интенсивному разрушению материала;
  • глиноземный. В качестве специальной присадки используется окись алюминия. Глиноземный шамотный кирпич может длительное время работать при температуре от 1100 до 1300 0 С и мало восприимчив к частому перепаду температуры. Эта разновидность жаростойких блоков получила широкое распространение при укладке бытовых печей, каминов и дымоходов.

Маркировка шамотного кирпича включает в себя буквенные и цифровые обозначения, отражающие химико-физические особенности и габаритные размеры материала. Ниже приведена маркировка наиболее распространенных модификаций.

ША, ШБ, ШАК. Материалы обладают высокой прочностью и жаростойкостью (1600 – 1700 0 С), что позволяет использовать их во всех областях промышленного и гражданского строительства. В их состав входит силикат алюминия, обеспечивающий длительный срок службы и устойчивость к механическим повреждениям. Еще одним достоинством является оптимальное соотношение цена/качество.

ШВ, ШУС. Кирпич широко используется в промышленности. Высокие показатели теплоемкости позволяют применять ШВ и ШУС блоки для строительства газовых каналов парогенераторов, из таких блоков возводят ограждающие конструкции, защищающие конвективные шахты.

ШК. Эта разновидность применяется для строительства промышленных объектов, производящих кокс.

ШЛ. Для ШЛ кирпича характерна высокая пористость и небольшой удельный вес. Максимально допустимая температура, выдерживаемая блоками, составляет 1300 0 С. Основная область применения – футеровка печей.

ШЦУ. Двухсторонний торцевой кирпич. Чаще всего, из ШЦУ блоков выкладывают вращающиеся элементы печей.

ПБ. Для этой модификации характерно высокое содержание глины, что заметно снижает термостойкость блоков, однако цена изделий вполне доступна для широкого круга потребителей.

ПВ. Изделия используются для внутренней кладки печей и каминов. ПВ блоки обеспечивают длительный период эксплуатации кладки и способны работать при температуре до 1300 0 С. Область применения материала ограничивается его высокой стоимостью.

Вес и размеры шамотного кирпича

Вес встречающихся на рынке стройматериалов шамотных блоков может колебаться в пределах от 2,8 до 6 кг, что в некоторой степени противоречит требованиям соответствующих ГОСТов, согласно которым, вес одного шамотного кирпича не должен превышать 3,7 кг. Требования ТУ позволяют увеличить массу одинарного блока до 4,5 кг. Объяснить это несоответствие можно наличием в продаже нестандартных изделий, применяемых при декорировании и укладке специальных жаростойких конструкций.

Ниже приведены размеры наиболее распространенных стандартных шамотных блоков.

Огнеупорный кирпич: распространенные марки и их характеристики

Огнеупорный кирпич относится к строительным материалам, которые эксплуатируются в высокотемпературных режимах.

В отличие от обычных изделий, огнеупорные способны выдерживать нагрев до 2000°С и более, не меняя своих эксплуатационных характеристик.

Высокую термоустойчивость обеспечивает природная глина, к которой добавляются различные минеральные присадки, использование которых позволяет получить требуемые свойства конечной продукции.

Чтобы получить огнеустойчивый материал, сырье (природная глина) обжигается в специальных высокотемпературных печах. Благодаря этому удаляется вся влага из глины, а смешанные с ней минеральные вещества спекаются.

Читайте также:  Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

В результате обработки теряется пластичность, приобретается высокая прочность и хорошие показатели термоустойчивости. В зависимости от состава используемого сырья и эксплуатационных характеристик есть разные марки огнеупорного кирпича.

Практическое применение

Учитывая устойчивость к высокотемпературному нагреву, значительным перепадам температуры, воздействию различных химических веществ, огнеупорные кирпичи получили большое практическое применение.

В основном их используют:

  1. при создании печей и каминов;
  2. для ограждения производственных установок, сильно разогревающихся и выделяющих химически-активные вещества;
  3. при строительстве доменных печей;
  4. при обустройстве отопительных котлов;
  5. для создания топливных камер, прочее.

Широкому практическому применению способствуют преимущества огнеустойчивых изделий.

К основным из них относятся:

  • низкие показатели теплопроводности, что позволяет хорошо сохранять тепло в элементах отопительного оборудования;
  • высокая тепловая инерция – материал медленно нагревается и затем медленно остывает, постепенно отдавая тепловую энергию;
  • устойчивость к различным горящим веществам: металлы, шлаки, газ, химически-активные вещества;
  • большая теплоемкость, что позволяет накапливать большое количество тепловой энергии в небольшом объеме;
  • на протяжении длительного времени не меняет свойств в условиях постоянной высокой температуры;
  • отсутствуют деформации и изменения размеров под воздействием теплового излучения (максимальные изменения порядка 0,5%).

Классификация

Огнеупорный кирпич может отличаться своим составом и размерами, от чего зависит область его применения. Чтобы упростить выбор требуемых изделий под конкретную задачу, вводится соответствующая классификация.

По материалу

Основу смеси для огнеупорного кирпича составляет глина, в которую вводятся различные добавки. В зависимости от вида присадки, различают несколько разновидностей кирпича, особенности которых будут рассмотрены ниже.

Шамотный

Для производства этих изделий используется технология обжига специальной глины при высокотемпературных режимах.

Готовая продукция имеет зернистую основу и песочно-желтоватый оттенок. Изделия могут выдерживать нагревание до 1700°С, их показатель теплопроводности составляет 0,62 Вт/м°С.

Технология производства может несколько отличаться, поэтому кирпич шамотный огнеупорный может иметь разные значения плотности. Они варьируются в пределах от 1700 до 1900 кг/м 3 .

Есть изделия с минимальной плотностью – 300 кг/м 3 , и с максимальной — в 2100 кг/м 3 . Изделия с низкой плотностью имеют большую концентрацию пор, что способствует сильному водопоглощению – до 25%, у материала высокой плотности показатель поглощения влаги находится в пределах 5…6%.

Графитовый

Эти изделия производятся из графита с применением различных примесей. Отличительной особенностью является возможность выдерживать нагрев в пределах 2500…2700°С (в кислородной среде выдерживает только +300°С, поскольку выгорает).

Стройматериал устойчив к различным органическим растворителям, кислотам, щелочам. Широко используется при строительстве доменных печей.

Доломитовый

Производятся из природного минерала доломита, к которому, в качестве связывающего вещества, может добавляться жидкое стекло и другие присадки, обеспечивающие требуемые эксплуатационные свойства.

Максимальный нагрев, который способны выдерживать доломитовые огнеупорные материалы, составляет 1500…1600°С. Под нагрузкой деформация материала начинается с 1500°С.

Кварцевый

Для производства этих огнеупорных стройматериалов используется кварцевый песок или песчаник, концентрация глины минимальная – нужна как связывающее вещество.

Они способны выдерживать температуру в 1600…1750°С, при условии, что поверхность соприкасается только с отрытым огнем или чистым расплавленным металлом.

Наличие кислот, щелочей или оксидов металла приведут к разрушению. Широко используется как печной огнеупорный кирпич для сооружения печей для выплавки стали.

Корундовый

Основу этих изделий составляет материал корунд (содержание Al2O3 90%). Стройматериал способен выдерживать нагревание до 1800°С, под нагрузкой деформации начинают наблюдаться при Т=1550…1600°С. Он устойчив к кислотной и шлаковой коррозии, отличается хорошей кислотной стабильностью.

Хромистый

Для производства этого типа огнеустойчивых изделий используется хромистый железняк. Он способен выдерживать нагрев до 1600°С, деформация при нагрузке начинает наблюдаться при Т=1300…1450°С.

Чтобы достичь высокой огнеупорности, к материалу могут добавляться присадки магнезита. В основном кирпичи используют для выкладывания топок и сводов в кузнечных печах.

Циркониевый

Изделия характеризуются устойчивостью к высоким температурам – до 2500°С включительно.

Отсутствует коррозия при воздействии основных и кислых шлаков, что позволяет их активно использовать для производства тиглей, в которых выполняется плавка цветных металлов.

Форма и габаритные размеры

Согласно ГОСТ, эти огнеупорные стройматериалы выпускаются в прямоугольной форме, размеры огнеупорного кирпича составляют 230х113х65 мм. Также встречаются изделия с трапециевидной и клиновой формой, а также с размерами 250х124х65 мм, 300х150х65 мм.

Масса согласно ГОСТ составляет 3,7 кг, в продаже также доступны изделия с весом от 2,8 до 4,5 кг. Чем выше вес огнеупорных кирпичей, тем дольше они могут сохранять накапливаемое тепло.

Маркировка

Согласно ГОСТ, для определения области применения огнеустойчивых стройматериалов используется буквенная маркировка:

  • ША, ШБ – продукция общего предназначения;
  • ШКУ – ковшовые изделия;
  • ШПД – доменный кирпич для горнов;
  • ШЦУ – используется в качестве облицовочного материала каминов и печей.

Особенности использования

Высокие показатели огнеустойчивости печей и каминов во многом зависят от правильного выбора растворов, используемых при кладке огнеупорного кирпича. Обычно рекомендуется использовать те смеси, которые в своем составе имеют те же компоненты, что использовались в производстве кирпича.

Перед тем, как производить кладку, важно рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого зависит толщина монтажного шва. Чем выше нагрев конструкции, тем его толщина должна быть меньше.

Заключение

Огнеустойчивые кирпичи являются оптимальным стройматериалом, когда выполняется сооружение конструкций, эксплуатируемых в условиях высокотемпературных режимов и открытого пламени.

Большой выбор изделий этого типа позволяет создавать конструкции не только разные по форме, а и по своим эксплуатационным характеристикам.

Применение только природных материалов для производства кирпичей обеспечивает безопасность людей, которые будут использовать сооружаемые конструкции.

Видео: Какой кирпич для топки лучше? Тест шамотного и красного кирпича проверка на нагрев и теплоёмкость

Шамотный кирпич. Виды и производство. Применение и особенности

Шамотный кирпич – это прочный огнеупорный кирпич, в основном используемый для кладки печей, каминов, горнов. В его состав входит огнеупорная глина и шамот. Уровень его температурной устойчивости доходит до +1600°С. Изделия для промышленного применения могут выдерживать до +1800°С.

Что такое шамотный кирпич и его отличия от аналогов

Существует несколько разновидностей огнеупорных кирпичей. Из них шамотный является самым распространенным. Это вызвано оптимальным балансом прочности и стойкости к высоким температурам. В его состав входит огнеупорная глина, а также шамот, являющийся керамическим порошком. При обжиге кирпич сильно уплотняется, поэтому плохо впитывает влагу. Это препятствует его смачиванию кладочным раствором, что не дает столь сильную адгезию, как у обычного рядового кирпича. Нередко поверхность шамота бывает похожей на стекло, что говорит о превышении температуры обжига при производстве. Это никак не снижает его технические характеристики, а наоборот увеличивает стойкость к прямому контакту с пламенем.

Огнеупорность кирпича заключается в его высокой устойчивости к воздействию высоких температур. Он нормально передает тепло от пламени контактирующим с одной его стенкой на вторую. При этом сам блок имеет минимальное температурное расширение. После скачков температуры он не растрескивается. То, что огнеупорные кирпичи не передают тепло, является заблуждением, поэтому такая кладка с внешней стороны горячая.

Кроме шамотного огнеупорными являются и другие виды кирпича:
  • Кварцевый.
  • Углеродистые.
  • Основные огнеупорные.

Кварцевый на порядок дешевле шамотного. Он также хорошо держит температуру, но отличается низкой стойкостью к щелочной среде. Его можно использовать только для кладки сводов печи. Для барбекю и мангалов он не подходит, так как там будет контактировать с жиром, средствами для розжига и т.д. Также этот блок уступает по весу, поскольку имеет большую массу, что повышает требования к фундаменту.

Углеродистый состоит на 90% из графита. Также в него входит антрацит и углерод. Это сугубо промышленный стройматериал, абсолютно не рентабельный для использования в частном строительстве ввиду своей высокой стоимости.

Основные огнеупорные кирпичи являются очень гладкими, поэтому к ним почти ничего не прилипает. Их используют для кладки печей сталелитейных предприятий. Они так же, как и углеродистые не встречаются в свободной продаже для частного строительства.

Характеристики и свойства

Шамотный кирпич устойчив к высоким температурам. Это делает его самым востребованным для кладки печей и прочих конструкций, в которых происходит горение. Его стоимость и внешний вид ограничивают это применение. Материал не используют для кладки стен зданий, заборов и прочих конструкций, для которых отлично подходит в разы более дешевый рядовой кирпич.

Важными качествами материала выступают:
  • Устойчивость к резким перепадам температуры.
  • Аккумуляционные свойства.
  • Небольшая масса.
  • Химическая стойкость.
  • Высокая прочность.

При использовании шамотного кирпича исключается его растрескивание при перепаде температур. Это делает его самым лучшим материалом и для кладки дымохода, где зимой его вершина сильно замерзает, а потом резко обдается горячим дымом. Температурная устойчивость материала доходит до +1600°С. Это выше температуры плавления стали. Причем образцы для промышленных печей могут переносить до +1800°С.

Кирпич из шамота имеет выраженные аккумуляционные качества. Это обеспечивается благодаря его плотности. Температурная проводимость материала в 2 раза выше, чем у его главного конкурента кварцевого кирпича. Он набирает тепло, быстро передает температуру воздуху, и потом еще достаточно долго его хранит. Это качество крайне важно, к примеру, при строительстве тандыра.

Шамотные кирпичи имеют массу в пределах от 2,2 до 6,5 кг. Это позволяет не готовить под них массивный фундамент. Одним из главных особенностей материала выступает его химическая устойчивость. Он нейтрален к воздействию щелочи и кислот. Это делает возможным его использование для строительства печей для плавки металлов и стекла.

Кирпич из шамота очень прочный. Это создает определенные трудности при работе с ним. Его сложно расколоть молотком на половинки. Также его плохо берет режущий инструмент, кроме алмазного.

Технология производства

Шамотный кирпич производится по сложной технологии, подразумевающей много этапов. Это и является причиной его более высокой стоимости, а не дороговизна сырья, которое вполне доступно.

На первой стадии производства выполняется осушение шамотной смеси в сырье под длительным воздействием температуры +150°С. Затем масса нагревается до +700°С. Это позволяет удалить воду связанную внутри каолина. После этого сырье прогревается выше до +900°С, что приводит к разложению магния, кальция и имеющихся углеродов. Как следствие происходит усадка каолина на 2-3%.

Читайте также:  Расчетное сопротивление сжатия кирпича: от чего зависит

Подготовленное таким образом сырье прогревается до +1100°С, что вызывает запекание глины. Это сопровождается окончательной усадкой. Обжиг материала для его закалки к нагреву выполняется при температуре +1500°С. В результате его поверхность становится гладкой, немного похожей на стекло.

Столь продолжительный и сильный нагрев делает шамотный кирпич крайне плотным и крепким. Благодаря этому при ударе по нему металлическим предметом можно услышать звон. Если же звук глухой, то это говорит о плохом качестве материала. Данное свойство позволяет очень просто выявлять подделки из более дешевого огнеупорного кирпича.

Сфера использования

Кирпич из шамота обычно используют для кладки барбекю, мангалов и тандыров. Он совершенно безопасен, поэтому может контактировать с пищевыми продуктами, конечно без прямого касания. Нужно отметить, что шамот нормально переносит воздействие влаги. Это позволяет его применять при строительстве мангалов без навеса. Материал нормально переносит разогрев без образования трещин, даже если перед этим он был скован льдом.

Из шамота кладут грубы, печки, дымоходы для домов и бань. Также материал применяется для строительства каминов, так как имеет вполне привлекательный внешний вид. При этом сверху с лицевой стороны он обкладывается более красивым облицовочным кирпичом или плиткой. Шамот просматривается только изнутри загрузочного окна для дров.

Также шамотный кирпич применяется для кладки плавильней, котлов, промышленных печей и дымоходов. Однако для этих целей применяется материал более высокой плотности, который в обычных строительных магазинах продается редко. Именно его используют при изготовлении самодельных горнов для работы с металлами. Они могут работать как на угле или газе, так и на электронагреве.

Виды шамотного кирпича

Материал, как и прочие виды кирпича, разделяется на марки. При их изготовлении применяются скорректированные технологии и рецептура состава. Как следствие они отличаются по некоторым техническим характеристикам. Однако маркировка шамота делается буквенными обозначениями, а не цифрами, как у прочих видов.

Узнать шамотный кирпич можно по присутствующей в его маркировке букве Ш. Если в ней также имеются буквы А, Б и В, то это обозначает класс температурной устойчивости. У А это как минимум +1400°С, у Б – +1350°С, а у В – +1250°С.

Самыми распространенными в продаже являются марки ШБ и ША. Они встречаются в обычных строительных магазинах. При нагреве больше +1690°С они раскалываются. При этом структура блока не рассыпается на мелкую дисперсию.

ШВ и ШУС отличаются высокой теплоемкостью. Это делает их выгодными для использования при кладке дымоходов. Они накапливают тепло и удерживают его. Обычно ШВ и ШУС используются в промышленном строительстве.

ПБ это бюджетная марка, содержащая много глины. Ее температурная устойчивость ниже, но ее достаточно для обычной печки, камина или мангала. В большинстве случаев лучше использовать именно этот кирпич, так как покупка прочих марок экономически не обоснована более высокой стоимостью.

Марка ПВ рассчитана на нагрев до +1300°С. Это шамотно-каолиновый огнеупорный кирпич, который нормально переносит непосредственный контакт с открытым пламенем. Он достаточно дорогой, поэтому применяется только для внутренней кладки.

Кирпич ШЛ является легковесным. Он достаточно хорошо смотрится, поэтому часто выбирается для внешней облицовки. Его температурная устойчивость ограничивается +1300°С. Также его не рекомендовано использовать в условиях непосредственного контакта с огнем.

Для сохранения огнеупорности кладки важно использовать не только шамотный кирпич, но и раствор с соответствующими качествами. Обычная цементно-песчаная смесь при нагреве просто растрескается. Шамот кладут на глину, раствор на основе глиноземистого цемента или специальные готовые смеси.

Размеры кирпича

В продаже можно встретить самые разнообразные размеры шамотного кирпича. Это обусловлено сложными инженерными расчетами. Размеры у разных марок отличаются. Они высчитываются, отталкиваясь от пористости, плотности, температурной устойчивости и назначения. К примеру, ШБ может иметь габариты 230х114х65 мм или 250х124х65 мм.

Также шамотный кирпич отличается по форме. Чаще всего он сделан параллелепипедом. Также производятся блоки трапецеидальные, клиновидные. Они позволяют делать кладку сводов, скруглений и прочих сложных архитектурных форм.

Огнеупорный кирпич: выбор и кладка

Печка – один из главных атрибутов загородного дома. Она обеспечивает дом теплом и может помочь при готовке пищи. Строительство этого сооружения требует определенных знаний и навыков. В первую очередь стоит обратить внимание на выбор материала. Для топочных камер используется особая разновидность кирпичей, способных выдерживать воздействие пламени и высоких температур.

В этой статье мы рассмотрим основные особенности и разновидности огнеупорных кирпичей, а также расскажем о кладке этого материала. Подробнее про разновидности печей можно прочитать в статье «Домашние печи: обзор».

Виды огнеупорных кирпичей

Огнеупорные кирпичи изготавливаются из разных материалов. В зависимости от этого они бывают динасовые, полукислые, корундовые, углеродистые. Большинство из этих разновидностей применяются в специальных областях, мы рассмотрим два самых распространенных вида общего назначения – шамотные и кварцевые кирпичи.

  • Шамотный кирпич – главный огнеупорный материал для кладки печи. Он изготавливается из огнеупорной глины и шамотного порошка. Природные цвета шамотного кирпича от песчаного до оранжевого, различные добавки могут сделать кирпич красным или серым. Огнеупорные свойства материала определяются содержанием в материале оксида алюминия (Al2O3). О наличии у кирпича огнеупорных свойств говорит буква Ш в маркировке. Вторая буква обычно указывает на максимальную температуру, при которой можно использовать изделие. По ГОСТу огнеупорные кирпичи маркируются следующим образом: материал с маркировкой ШАК выдерживает не менее 1730, ША – 1690, ШБ – 1650, ШВ – 1630, ШУС – 1580. По пористости и по прочности на сжатие кирпичи делятся на две подгруппы, которые обозначаются римскими цифрами I и II.

Цифра после маркировки обозначает размеры и форму. Государственными стандартами предусмотрено более сотни различных форм и размеров для огнеупорных изделий, поэтому перечислять все не имеет смысла. Назовем только самые распространенные группы:

Прямой кирпич имеет прямоугольную форму, маркируется цифрами от одного до десяти. Минимальный размер прямого кирпича 230х65х65, максимальный – 345х150х75. Прямой кирпич может быть полуторный и трехчетвертной.

Клин – трапециевидная разновидность кирпича, бывает двусторонний и односторонний клин. Бывают торцевые клинья, они используются в качестве замковых камней при кладке полукруглых арок. Маркируется торцевые клинья номерами 20 – 32 и 33 – 41 – клинья полуторные. Ребровый клин используется для кладки прямоугольных арок с закругленными углами (номера изделий 42 – 48). Ширина ребрового клина составляет 114 – 150 мм, высота – 75 – 65 мм, длина – 230 – 250 мм

К другим формам кирпичей относятся подвесные кирпичи, оконные, пятовые, плиты и бруски. При этом самыми востребованными остаются обычные прямоугольные бруски или клинья. Наиболее распространенными разновидностями, используемыми для кладки печей, считаются марки ШБ-5 (230х114х65 мм) и ШБ-8 (250х124х65 мм).

  • Кварцевый кирпич изготавливается из кварцевого песка и глины. Особенностью кварцевых кирпичей является отсутствие пористости структуры и минимальное тепловое расширение. Кварцевый кирпич используется для кладки в местах, соприкасающимися с различными металлическими элементами. Кварцевый кирпич нельзя использовать для кладки в щелочной среде. Чаще всего этот материал применяется в тех местах, где важны отражающие свойства при обогреве с помощью лучистого тепла (инфракрасного излучения). Такие места встречаются в каминах, в них задняя стенка из кварцевого кирпича может играть роль рефлектора («зеркала»).

Кварцевый кирпич имеет розоватый оттенок

Рекомендации по выбору огнеупорного кирпича

Для кладки топки чаще всего используется шамотная разновидность огнеупорных кирпичей. При выборе следует обращаться внимание на параметры изделия. Кирпич не должен иметь сколов и трещин. Все повреждения при воздействии высоких температур могут привести к нарушению целостности печи.

Огнеупорный кирпич не должен иметь полостей, для кладки печей не используется пустотелый (со щелями) кирпич, так как при воздействии высоких температур такой материал будет быстро разрушаться. Также из-за низкой теплопроводности пустотелый кирпич хуже нагревается.

При падении кирпич должен разбиваться на крупные куски, а не на мелкую глиняную крошку. Также стоит обратить внимание на различные неоднородные включения. Белые пятна свидетельствуют о присутствии известняковых включений, такой кирпич использовать для кладки печи нельзя.

Недостаточная термическая обработка сказывается на огнеупорных свойствах кирпича, такой кирпич называется недожжённый. Пережжённый кирпич покрывается пленкой, превращаясь в железняк. В результате этого материал теряет свою прочность.

Керамический кирпич, который используется для кладки других элементов печи тоже должен не иметь внешних повреждений. Прочность изделия должна соответствовать марке М125 или М150. Если строевой или печной кирпич планируется использовать для строительства дымохода, необходимо обратить внимание на морозостойкость материала.

Кирпич бывает двух видов в зависимости от способа производства пластичный и прессованный. Пластичный изготавливается непосредственно из глины, из которой формуются привычные нам прямоугольные бруски, после этого сырец подвергается высокотемпературному обжигу. Прессованный кирпич изготавливается из сухой глиняной массы. Количество содержания воды в смеси минимальное, смесь прессуется, затем подвергается обжигу. Для кладки печей лучше выбирать пластичный кирпич.

При выборе размера огнеупорного кирпича стоит ориентироваться на размеры кирпича, из которого будут выложены стены и остальные смежные элементы печи. Если кладка основного каркаса будет производиться одинарным кирпичом (250х120х65 мм) или печным керамическим кирпичом (230х114х40), то лучше всего выбрать модель шамотных изделий соответствующей конфигурации (ШБ-8, ШБ-5).

Расчет потребности

Рассчитать необходимое количество кирпича можно на основе схемы и порядовки. Сама печь редко делается полностью из огнеупорного кирпича, это не очень оправдано с финансовой точки зрения. К тому же несущие элементы печи подвержены слабому температурному воздействию – его может выдержать и обычный строевой или печной кирпич.

Не стоит путать печной кирпич и шамотный. Печной, как и строевой, изготавливается из красной глины и не имеет огнеупорных свойств. От строевого он отличается размерами.

На расход материала влияет конструкция и габариты печи. Если планируется класть отопительную или отопительно-варочную печь, то от размеров топки будут зависеть и площадь отапливаемого дома, соответственно материала на неё уйдет больше.

Читайте также:  Размер силикатного кирпича и свойства силикатов

Для общего расчета варочных печей можно использовать коэффициент заполнения 0,8, а для варочных – 0,6. Перемножаем коэффициент, количество кирпичей в первом ряду и количество рядов, получаем приблизительный расход без дымохода. Такие подсчеты будут только приблизительными, так как не учитывается разделение на печные кирпичи и огнеупорные.

Пример порядовки для уличной печи

Внутреннее устройство печи тоже имеет определенные нюансы. Канальные печи имеют сложную систему конвекции воздуха, на возведение перегородок потребуется дополнительный расход кирпича, хотя в этом случае можно обойтись печным керамическим или строевым кирпичом.

Печь может быть снабжена двухканальным дымоходом, один рассчитан на летнее время года, другой – на зимнее.

Система печных каналов для конвекции воздуха

При кладке уличных печей (мангалов) используется фундамент из плит или монолитная заливка из бетона. Основная конструкция выполняется из печного кирпича, и только верхняя часть мангала и жаровня изготавливаются из огнеупорного кирпича. При этом на расход серьезно влияет проект. Если предполагается выложить не только простую прямоугольную жаровню для решетки и шампуров, а еще и полноценную печь для запекания, то огнеупорный кирпич потребуется еще и на печной свод.

При кладке камина площадь портала должна составлять примерно 2 % от площади всего помещения, высота портала обычно составляет 60% от его ширины. Большая топка требует большего расхода огнеупорного кирпича, также в некоторых порядовках предполагается использование кварцевого кирпича для «зеркала».

В некоторых порядовках уже имеется расчет необходимого количества кирпича Схема элементов камина

Русская печь имеет самые крупные габариты, соответственно и расход кирпича будет самым большим. Кладка потребует серьезного владения навыками каменщика. Под и горнило занимают большую площадь под лежанкой, при этом вся топка должна быть выложена огнеупорным кирпичом.

Расчет необходимого количества кирпичей можно производить с помощью компьютерных программ. К сожалению, на их освоение потребуется время, поэтому для новичков такой метод не подойдет. Если пользоваться готовый порядовкой или проектом, то к ней часто уже прилагается точный расчет количества кирпичей. При этом все равно необходимо добавить еще 10% на брак и бой.

Кладка огнеупорного кирпича

Кладка печи по своим принципам схожа с кладкой стен, но есть и особенности (подробнее про кирпичную кладку можно прочитать в статьях «Кладка облицовочного кирпича» и «Кирпичная кладка: возведение стен из кирпича»). Огнеупорный кирпич, как и строевой, имеет три основные плоскости: тычок, ложок и постель. Кирпич кладется рядами. В зависимости от плоскости ряды бывают тычковыми и ложковыми. Кладка на ложок, когда ряд формируется постельной стороной кирпича, не допускается, иногда она используется для ненагруженных конструкций.

Расстояние, заполненное раствором, между кирпичами называется швы. В печной кладке необходимо выдерживать шов 2 – 3 мм. Кладка производится на смесь из глины и песка, которые смешиваются в пропорции 1 к 4 или 1 к 3 в зависимости от жирности глины. Нанесение смеси производится с помощью кельмы или руками. Смесь кладется только для одного кирпича. После установки на раствор кирпич не двигают и не подстукивают.

Для увеличения адгезии между материалами, перед укладкой кирпич предварительно смачивают водой.

Важным моментом в печной кладке является перевязка швов. Это система, когда верхние ряды «перевязывают» нижние. Для этого каждый кирпич укладывают со смещением на половину постели (в разбежку), при этом вертикальные швы не соединяются друг с другом в одну линию. Сплошной вертикальный шов говорит о нарушении технологии, из-за этого даже небольшая трещина разрастется на всю печь. Соседние швы тоже перевязываются друг с другом. Их поверхность должна закрывать не менее 25 % соседнего ряда.

Для этого при кладке чередуют ложковые и тычковые ряды (однорядная перевязка швов). Если через шесть ложковых рядов идет один тычковый, то такая перевязка называется многорядной. В печном деле кладка начинается и заканчивается тычковыми рядами.

Примеры многорядной перевязки

Кладка сводов – одна из самых сложных процедур при кладке печи. Округлый свод называется полуциркульным. Под крылья свода устанавливаются подпятники, под будущий свод устанавливают шаблон из дерева (кружало и опалубка). Предварительно производятся работы по обрезке кирпичей под кладку крыльев свода. Свод скрепляется замковым камнем из клиновидного кирпича.

Опалубка для кладки свода топки

Вывод

Для большинства печей не используется одного единственного типа кирпичей. При кладке чаще всего комбинируются огнеупорные, строевые и печные разновидности. Шамотный кирпич считается самым распространенным огнеупором для кладки печей. Материал устойчив к высоким температурам и не боится контактов со щелочами. Рассчитывать количество кирпичей следует из проекта и порядовки. При этом новичкам в печном деле не стоит сразу браться за сложные проекты – лучше начать с более простых или доверить кладку профессиональным печникам.

Огнеупорный кирпич: разновидности, характеристики

Профессионалы рекомендуют выполнять кладку из огнеупорного кирпича, используя в работе соответствующий термостойкий раствор. Производство этого материала предполагает его предварительный обжиг, а также применение особых компонентов, которые позволяют сделать кирпич максимально жароустойчивым.

Разновидности огнеупорных камней

  1. Основной. Он предполагает использование известково-магнезиального состава. Применяется в сталелитейном производстве.
  2. Углеродистый. Подходит в качестве основного материала для обустройства доменных сооружений.
  3. Кварцевый. Его базовыми компонентами являются кварц и песчаник. Этот вид камня не выдерживает соседства с какими-либо материалами, исключение составляет лишь металл. Плохо переносит воздействие различных щелочей.
  4. Глиноземный кирпич – самый распространенный вид. Диапазон температуры для его работы составляет 1000-1300 °C. Ценится за способность выдерживать перепады температур. Глиноземный огнеупорный кирпич прекрасно подходит для кладки бытовых печей и обустройства топочных камер.

Особенности

Характеристики огнеупорного кирпича разительно отличаются от тех, которыми наделены керамические или силикатные аналоги. Главный компонент огнеупорного бруска – это глина. Все остальные ингредиенты являются специальными добавками, от которых зависят качество, свойства и вид стройматериала. Но все дополнительные вещества в обязательном порядке обладают способностью сохранять изначальные свойства в условиях воздействия высокой температуры.

Огнеупорный кирпич часто используется в промышленном производстве, поэтому должен соответствовать предъявляемым требованиям к качеству и свойствам. Любое проявление дефектов приведет к сбою в работе, а значит, большим финансовым потерям.

Свойства, присущие всем видам огнеупорного кирпича:

  1. Низкий уровень теплопроводности обеспечивает сохранение жара внутри конструкции отопительного оборудования.
  2. Наличие тепловой инерции. Огнеупорный кирпич быстро нагревается, но при этом медленно остывает.
  3. Способность противостоять горячему газу, шлаку, металлу.
  4. Оптимальный уровень теплоемкости для накопления тепловой энергии и ее последующей передачи.
  5. Повышенная устойчивость к высоким температурам, при этом сохраняются все характеристики материала.
  6. Неизменность объемных параметров. Такой кирпич практически не подвергается усадке и росту: эти показатели сохраняются в диапазоне 0,5-1%.

Видовое разделение исходя из химических свойств

Признаками данной классификации выступают состав огнеупорного камня и задействованные вещества. Выделяют следующие три основные категории:

  1. Кислая группа. Сюда включены динасовый и кварцеглинястый кирпичи, которые способны без каких-либо повреждений взаимодействовать с кислой средой.
  2. Основная группа состоит из доломита, магнезита, хромомагнезита. Для них беспроблемным будет контакт со щелочной средой. Чаще всего эти кирпичи используются для возведения сооружений, в работе которых присутствуют постоянные резкие перепады температуры.
  3. Нейтральная группа представлена шамотным огнеупорным, углеродистым и графитовым видами кирпича. Для них характерна устойчивость к щелочной и кислой средам.

Достоинства и недостатки

Среди положительных свойств огнеупорного материала отмечают следующее:

  • сравнительно небольшой вес;
  • отлично справляется с температурными перепадами;
  • выдерживает воздействие агрессивных внешних факторов;
  • хорошая теплоемкость и инерция, проявляющаяся в быстром нагревании и медленном остывании;
  • вариации формы и размера;
  • способность выдерживать температуру до 1690 °C включительно;
  • привлекательный внешний вид и удовлетворение любых запросов за счет наличия разных оттенков и текстуры.

Основными недостатками являются следующие моменты:

  • проблема резки и распила, так как кирпич обладает повышенными прочностными характеристиками;
  • высокая стоимость.

Несколько слов необходимо сказать о глиноземном (шамотном) кирпиче. Среди других видов он обладает особой прочностью и отличается приемлемой ценой. За основу огнеупорного материала берется специальная глина алюмосиликатного типа, свойства которой усиливаются добавками порошка из графитовых и коксовых веществ.

Подробнее о свойствах шамотного кирпича читайте в этой статье.

Область применения

Отличные технические характеристики позволяют использовать огнеупорный материал как в промышленном производстве, так и в быту. Для каждой области применения существует оптимальная марка кирпича:

  1. ШКУ характеризуется повышенной устойчивостью к высоким температурам, прочностными свойствами. Хорошо подходит для футеровки сталеразливочных ковшей.
  2. ШПД – оптимальный вариант для доменных печей.
  3. ШАВ – ваграночный вид, подходящий для сооружения горнов и чугунных отопительных устройств.
  4. ША и ШБ часто применяются для частного строительства. Так, ША-5 является отличным вариантом для возведения камина или печи.

Различные размеры, а также устойчивость к воздействию внешней среды делают эти марки оптимальным вариантом для обустройства дымохода и топливника.

Они же используются и в промышленности, как химической, так и металлургической. С помощью этих материалов создаются различные установки, например, топливные камеры, котлы.

Какая бы марка ни была выбрана, кладку следует выполнять с использованием специального раствора. В рабочую смесь необходимо обязательно добавлять огнеупорную глину и истолченный кирпич. На толщину слоя влияет планируемая температурная нагрузка. Более высокие значения требуют нанесения небольшого количества раствора.

Правила выбора

Специалисты советуют обращать внимание на следующие моменты:

  1. Прислушаться к звуку: если по кирпичу постучать, звук должен быть звонким, отчетливым.
  2. Качество материала не зависит от его цвета. Огнеупорный брусок может иметь любой оттенок, присущий глине: песочный, бежевый, серый, желтый.
  3. Кирпич жаростойкий не должен быть слишком пористым. Множество отверстий увеличивает гигроскопичность, что не приветствуется в строительстве печей. Это может вызвать разрушение материала и, как следствие, всей конструкции.
  4. Исключить наличие стекловидного отблеска. Это означает, что огнеупорный кирпич перекалили.

Добавить комментарий