Свойства шамотного кирпича, его разновидности, характеристики и особенности правильной кладки
Свойства шамотного кирпича, его разновидности, характеристики и особенности правильной кладки
Подобрать правильный огнеупорный кирпич для строительства печи, камина или уличного мангала бывает не так и просто. У него разная плотность, теплопроводность, пористость и даже способы обжига кардинально отличаются. Сейчас мы поговорим о том, как правильно выбирать огнеупорный материал, расскажем, что такое шамотный кирпич и с чем его едят, а также рассмотрим все характеристики данного материала, свойства и гранично допустимые значения.
Возможно, мы рассмотрим не все виды строительных материалов. Акцентировать внимание будем именно на характеристиках шамотного кирпича и его разновидностях, поскольку из него чаще всего сооружают огнеупорные конструкции и малые архитектурные формы. Также затронем в статье и способы кладки огнеупорного кирпича, поскольку они существенно отличаются от обычных правил градостроения, где всегда обходятся одним только цементом с песком.
Состав, производство и разновидности печного кирпича
Исходя из условий, возникающих в результате сгорания твердого топлива, печной кирпич должен отвечать трем основным требованиям:
- Жаростойкость не менее 1000 °C без утраты прочности при длительном воздействии.
- Низкая теплопроводность обеспечивает защиту окружающих строительных конструкций.
- Термостойкость изделие должно выдерживать значительное количество циклов нагревания и охлаждения.
Кирпич печной огнеупорный является отличным аккумулятором энергии, иными словами, он достаточно быстро нагревает и постепенно отдает тепло в окружающую среду.
Огнеупорные кирпичи изготавливаются на специализированных заводах по технологиям, предусмотренным ГОСТ 390-96. В состав сырья, используемого для производства печного кирпича в качестве основного компонента, входит глина тугоплавкая специальных сортов до 70 %. Введение в формовочную массу некоторых видов шихты позволяет получить блоки с разными свойствами, добавками могут служить:
- графит;
- кокс в форме порошка;
- крупные фракции кварцевого порошка.
Технология производства огнестойкого кирпича методом полусухого прессования предусматривает выполнение ряда операций в такой последовательности:
1. Подготовка сырья: измельчение и разминание глины, введение шихты, перемешивание до однородного состава. В ходе этого процесса в состав добавляется до 8 -10 % воды для достижения необходимой влажности.
2. Готовая масса загружается в бункер, из которого она поступает на каретку-дозатор двигающийся вперед-назад.
3. Отформованный кирпич подается на нижний пуансон пресс-формы, который опускается вместе с заготовкой.
4. Верхняя часть пресса опускается и оказывает на кирпич давление, достаточное для его уплотнения.
5. По завершении процесса нижний пуансон выталкивает блок из пресс-формы на площадку. В этот момент каретка начинает движение из-под бункера с очередной порцией сырья сдвигает заготовку на ленту конвейера.
6. Процесс прессования повторяется, а кирпич-сырец отправляется по мере формирования партии на обжиг в печи тоннельного типа при температуре около 1000 ° C.
Данная технология позволяет исключить операцию предварительной сушки изделия и сократить время его производства. Данный способ производства огнестойкого кирпича значительно дешевле метода пластического формования, когда из подготовленной массы влажностью 17-30 % делается непрерывный брус. Заготовка специальным станком разрезается на отдельные блоки, которые подаются на предварительную сушку с последующим обжигом.
На рынке строительных материалов представлена обширная номенклатура печного огнестойкого кирпича следующих видов:
Шамотный печной кирпич
Полукислый огнеупорный кирпич
Динасовый огнеупорный кирпич
Муллитовый огнеупорный кирпич
Корундовый огнеупорный кирпич
| Вид огнеупорного кирпича | Марки огнеупорного кирпича |
|---|---|
| Шамотный | ШАК; ША-I; ШБ-I; ШВ-I(II); ШУС. |
| Полукислый | ПБ-I; ПБ –II; ПВ- I; ПВ- II. |
| Динасовый | ДН |
| Шамотные и полукислые легковесные | ШЛА-1,3; ШКЛ-1,3; ШЛ-1,3; ШЛ-1,0; ШЛ-0,9; ШТЛ-0,6; ШЛ 1-6,4; ШЛ-0,4. |
| Муллитокремнеземистые легковесные | МКРЛ-0,8 и МКРЛ-0,7 |
| Муллитовые легковесные | МЛЛ-1,3 |
| Корундовые легковесные | КЛ-1,1 |
| Динасовые легковесные | ДП1-1,2 |
| Муллитокорундовые | МКС-72 |
| Муллитовые | МЛС-62 |
Технические характеристики печных огнеупорных кирпичей зависят от вида и марки, для удобства они сведены в таблицу:
| Показатель | Нормальное значение для данной марки кирпича | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ШАК | ША | ШБ | ШВ | ШУС | ПБ | ПВ | |
| Огнеупорность, °C | 1730 | 1690 | 1650 | 1630 | 1580 | 1670 | 1580 |
| Пористость изделий, % | 23 | 24 | 24 | — | 30 | 24 | — |
| Предел прочности, Н/мм 2 | 23 | 20 | — | 22 | 12 | 20 | 15 |
| Содержание добавок | |||||||
| Al2 O2 | 33 | 30 | 28 | 28 | 28 | — | — |
| Al2 O3 | — | — | — | — | — | 14 — 28 | 14 — 28 |
| SiO2 | — | — | — | — | — | 65 — 85 | 65 — 85 |
Комментарии специалистов
Анатолий Смирнов, печник, авторские печи и камины:
«Подбор кирпича для строительства очага важен как для мастера, так и для владельца. От правильного подбора зависит очень многое: прочность очага, длительность его безопасной эксплуатации, эстетичность внешнего вида, экономичность и т.д.
В распоряжении мастера имеются самые разные виды кирпича: рядовой, керамический, огнеупорный, печной, для наружных работ. Химически агрессивная среда в топочном пространстве и высокая температура (700–1000°С) предъявляют особые требования к кирпичу, идущему на кладку топки. Красный полнотелый керамический кирпич, если он не предназначен для этой цели, начинает со временем отслаиваться пластами по 3–7 мм. В топке можно использовать керамические образцы только с водопоглощением ниже 10%.
В отличие от керамического красного кирпича, огнеупорные аналоги делаются на основе кварцевого песка, поэтому при температуре 580°С внутри них образуется расплав — стекловидная масса, препятствующая проникновению газообразных химических соединений. Однако при нарушении правил эксплуатации очага шамотный кирпич тоже может подвергнуться разрушению, ведь стекло, появляющееся в его теле в процессе обжига, является, как известно, хрупким материалом, не выдерживающим резких охлаждений.
Таким образом, в топке открытого камина может быть применен и шамотный, и обычный керамический кирпич. Нанесение различных покрытий с последующим обжигом, а также пропитка «жидким стеклом» снижают газопроницаемость материала и способствуют увеличению срока его службы. В топках бытовых печей нецелесообразно использовать керамический кирпич, а если это по каким-либо причинам невозможно, то в любом случае способность материала накапливать (поглощать) воду не должна превышать 10%. Заказчику же во избежание преждевременного разрушения конструкции стоит обзавестись подробной письменной инструкцией по правилам эксплуатации очага».
Кирилл Ринне, директор представительства компании Brunner в России:
«Вместе с каминами Brunner в Россию поставляются изделия из шамота от компании Ortner, которая в числе прочей продукции производит надежные, жаростойкие, эффективные и долговечные модульные системы KMS, предназначенные для длительной аккумуляции тепла.
Масса такой конструкции зависит от объема дров, сжигаемых в топке, и рассчитана на достижение максимальной эффективности горения и теплоотдачи. Удельный вес используемого материала составляет свыше 2,7 т/м, что позволяет поддерживать необходимую температуру в обогреваемом помещении на протяжении суток после угасания пламени в печи, а по надежности и долговечности он заметно превосходит и кирпич, и натуральный камень. К тому же внутри организованных здесь дымовых каналов нет прямых углов, что усиливает и стабилизирует тягу, а также предотвращает накапливание сажи».
Евгений Никитин, печник компании Wolfshоher Tonwerke:
«Я давно и охотно использую шамот в качестве материала, который прекрасно аккумулирует тепло. Его, безусловно, нужно применять в теплоаккумулирующих печах. Летом этого года я закончил один объект, где внешней облицовкой каминной топки выступали шамотные плиты, а сверху камин был отделан кафелем. Тепло от сгоревших в камине дров накапливается конструкцией, которая продолжает обогревать помещение в течение 6 ч. после угасания огня, что сокращает расходы на топливо.
Монтаж плит большого формата происходит довольно быстро. Важное значение имеет также использование соответствующей смеси, рекомендованной производителем. В данном случае я применил шамот компании Wolfshоher Tonwerke со смесью марки ХКМ, которая обладает тем же коэффициентом линейного расширения, не содержит цемента, хорошо схватывается и позволяет мастеру работать без применения защитных перчаток».
Андриан Коляганов, руководитель компании «Владимирский Гончар»:
«Печной кирпич, используемый при кладке каминов, печей и дымоходов, подразделяется на несколько видов. Красный полнотелый кирпич М-200 может использоваться во всей конструкции печи, чего не скажешь о более высоких марках, которые находят свое место в холодных зонах печей и каминов: так, М-300 и М-500 в основном служат для облицовки этих сооружений.
Шамотный кирпич (из огнеупорной глины) является универсальным. Такой материал не только долго служит, демонстрируя прекрасные характеристики, но и придает печам и каминам эстетичный вид. Шамотный кирпич марок ША и ШБ выдерживает температуры до 1690°С, и его можно применять в печах с максимальной температурой до 1400°С, для футеровки топливников и при строительстве банных печей. Кирпич ручной формовки (от М-300 до М-700) в основном используется для облицовки каминов. Благодаря высочайшей прочности и хорошей теплоемкости эти строительные материалы не только обеспечивают многолетнюю работу печей и каминов, но и помогают длительное время сохранять тепло в протопленном помещении. Таким образом, правильно определиться с выбором печного материала означает существенно снизить затраты на отопление дачи или загородного дома».
