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.
Материал может без изменений выдерживать от 15 до 50 циклов замораживания. Средняя пористость в группе равна 8 %. При этом теплопроводность составляет 0,62 Вт/м℃.
Способность поглощать воду у огнеупорных шамотных кирпичей в большой мере зависит от пористости. Эта характеристика у легких сортов оставляет желать лучшего, достигая значения 25 %. Материалы с большой плотностью, минимальным содержанием пор могут поглощать влагу в количестве, не превышающем 7%.
Типовые размеры и вес
Для каждого размера одинарного огнеупорного кирпича предназначен свой индекс. Это оговорено в государственном стандарте. Всего для одинарной продукции существует 11 размеров.
Если маркировка указывает серии от 1 по 6а, то длина будет минимальной (от 230 мм). У представителей 10 серии длина равна 345 мм.
Ширина огнеупорного кирпича варьируется от 65 мм до максимальных 160 мм. Обычная высота укладывается в интервал от 40 мм до максимума, равного 75 мм. Есть особый тип (третий) огнеупорных изделий с высотой 100 мм.
Немаловажная характеристика кирпича – его вес. В связи с разнообразием огнеупорных кирпичных товаров этот показатель сильно разнится. Для примера можно взять единицу класса 10 с размерами 34,5×15×7,5. Вес такого огнеупорного кирпича равен 7,8 кг.
В связи с большим спросом и разнохарактерными направлениями применения налажено производство кирпича с другими формами и размерами: полуторная, трехчетвертная, трапецеобразная, клиновидная продукция. Обозначения содержат обязательную информацию о параметрах партии.
В связи с тем, что огнеупорный кирпич из шамота имеет высокие прочностные характеристики, обрезать его крайне сложно.
Производители, учитывая потребности, выпускают кирпичи, которые правильнее было бы назвать декоративными камнями, разнообразной формы. Эта своеобразная продукция предназначена для выкладывания округлых форм внутри каминов и печей.
При изготовлении изделий многие производители ориентируются на собственные ТУ вместо условий, прописанных ГОСТом. Поэтому при выборе материала возникает вопрос, какой кирпич брать. Ведь по ряду характеристик изделия, произведенные по ГОСТу и по ТУ производителя, очень часто не совпадают. В таком случае лучше по возможности приобретать товар с ГОСТовской отметкой , т. к. он качественней.
Что касается геометрических параметров, в ГОСТе прописан размер стандартного прямоугольного изделия 230х113х65 мм, и это считается оптимальным материалом для строительства кирпичных сооружений. Но сегодня допустимы и другие размерные характеристики, поэтому рынок заполнен разнообразной продукцией от разных производителей.
Масса изделий также имеет различные показатели, и колеблется в диапазоне от 2,8 кг до 4,5 кг , при допустимой массе по ГОСТу – 3,7 кг . При закупке не стоит забывать об этом, т. к. от массы зависит теплопроводность материала. Для сохранения тепла в помещении нужно выбирать материал с большей массой, потому что маленький вес увеличивает его теплопроводность.
От количественного содержания в составе строительного материала оксида алюминия зависит устойчивость к влиянию химических веществ, щелочей и высокой температуры. Содержание этого элемента в составе влияет на структуру материала, делая его пористым . А пористый кирпич нагревается достаточно долго, но и остывает дольше обычного, сохраняя полученное тепло.
В то же время с увеличением пористости снижается прочность. Поэтому стоит подбирать материал с оптимальной плотностью от 1700–1900 кг/м. Также плотность влияет на такие свойства, как: влагопоглощение, теплоизоляция, сцепление с монтажным раствором и вес шамотного кирпича.
Определить пористость кирпича можно, всего лишь подержав различные варианты в руках.
Подведя итог, можно сказать, что при выборе такого строительного материала следует брать во внимание стандарты выпуска, размеры, массу, содержание оксида алюминия и плотность.
Маркировка
Для удобства классификации и простоты в выборе этого строительного материала, была разработана маркировка , благодаря которой можно сразу определить свойства материала. Она отражает размеры изделий, температурные свойства и технические характеристики.
Наиболее популярные марки шамотного кирпича: ША, ШБ, ШАК, ШУС, ШВ, ПВ и ПБ.
На примере бруска с маркировкой ШБ 5 СЛ расшифруем данные от производителя.
Кроме стандартной прямоугольной формы кирпича шамотного, существует еще трапециевидная и клиновая.
Область применения
Благодаря своей стойкости к температурным перепадам и воздействию щелочей и химических веществ, шамотный кирпич имеет широкую область применения. Он используется на промышленных предприятиях в установках, выделяющих во время горения активные химические вещества: доменные печи, котлы, топливные камеры.
Раствор, используемый при создании тепловых устройств, тоже имеет большое значение. Обычно для смешивания используют те же составляющие, что применяются в производстве кирпича. Это придает печи высокий уровень термоустойчивости.
Чтобы уложить кирпич шамотный марки ШБ–5 или ШБ–8 используется огнеупорная глина с толченым кирпичом в составе. Полученный раствор называется или «шамотная глина» .
Перед закладкой печного оборудования следует рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого показателя зависит ширина монтажного шва между шамотными кирпичами. Чем больше рабочая температура, тем тоньше кладочный слой. Порой он не превышает 1 мм. Такая работа требует высокого уровня мастерства от исполнителя, и хорошего качества приготовленного раствора.
Вследствие этого увеличивается расход и стоимость необходимых материалов, и выбирать нужно марки изделия с более высокой устойчивостью к огню.
Несмотря на все преимущества, существуют нюансы, ограничивающие применение шамотного кирпича (отрицательные моменты ):
- гигроскопичность – способность впитывать влагу. Это качество снижает прочность изделия при нагревании и увеличивает его вес.
- Низкая устойчивость к замерзанию . Лучше всего низкие температуры выдерживает шамотный кирпич марки ШБ–5, ШБ–45, ШБ–94. Не подойдет для бытовых печей ШБ–8, т. к. при непостоянной работе печь, остывая, начинает крошиться.
- Большая плотность изделий . Такой материал трудно режется, если нужно изменить изначальные размеры.
- Высокая стоимость, длительное время прогревания и необходимость в приготовлении специальной монтажной смеси.
Как отличить брак
К качеству шамотного кирпича предъявляются особые требования, т. к. от него зависит прочность будущей печи, ее устойчивость к высоким температурам и способность к сохранению тепла . Поэтому стоит исключить даже малейший брак изделия.
Проверяется это очень просто. Если постучать по кирпичу, качественное изделие издаст металлический звонкий звук. Глухой звук говорит о недостаточном обжиге в процессе производства.
Для проверки на прочность нужно ударить по нему сильнее. Качественный брикет расколется на крупные части, а мелкие крошки в итоге говорят о браке.
Для закладки печей нельзя применять некачественные кирпичи. Они приобретают не присущие свойства впитывания и удерживания влаги. Такой материал теряет три четверти своих полезных качеств в отличие от сухого.
Заключение
При покупке шамотного материала следует обращать внимание на информацию 
маркировки, чтобы иметь представление о производителе и классе огнеупора. Для строительства некоторых объектов может понадобиться совмещение нескольких видов шамота, в зависимости от расположения материала и возложенных на него функций.
Для расчета оптимального количества шамотного кирпича разных марок и размеров, возможно, понадобится помощь специалистов, которые помогут сэкономить при покупке стройматериалов.
Мангал, печь или камин, то материалом может стать только огнеупорный кирпич. Существует несколько его разновидностей, в числе которых диатомитовый, магнезитовый, углеродистый и кварцевый. Однако по своим свойствам выделяется шамотный кирпич, применяемый в местах с температурами порядка 1300 С.
Этот материал обладает универсальными характеристиками. Он хорошо переносит резкие перепады температур при нагревании, демонстрирует отличную теплопроводность, не реагирует на щелочи и ряд других агрессивных химических соединений. Шамотный кирпич несет и эстетическую функцию – изделия из такого материала всегда привлекают взгляд благодаря своему многообразию форм (прямоугольные, арочные, клино- и трапециевидные) и оттенков (от почти белого до светло-коричневого).
Примечание: Чем темнее цвет шамотного кирпича, тем лучше он подходит для строительства топливника печи.
К минусам шамотного кирпича можно отнести следующее:
- его пористый материал быстро впитывает влагу, что приводит к увеличению веса, а также снижению прочности в период нагрева;
- плохо переносит промерзание, так что при нерегулярном использовании печи может начать крошиться;
- сложен в обработке, в частности, плохо режется из-за высокой плотности и требует применения специального раствора во время кладки.
Еще одним серьезным недостатком с точки зрения потребителя является высокая цена на шамотный кирпич.
Расшифровываем маркировку
Шамотный кирпич выпускаются по ГОСТу с размерами 230х113х 65 мм, а также по ТУ, где, в соответствии с современными стандартами, геометрические параметры могут изменяться в любую сторону.
Огнеупорный шамотный кирпич бывает разных марок. Так ковшевый, доменный, торцевой двусторонний и ваграночный применяются на производствах, а вот в частном строительстве в дело идет кирпич с маркировкой ША и ШБ. Здесь буква «Ш» обозначает шамотный, а буква «Б» указывает на класс огнеупорности и говорит о том, что кирпич можно использовать при температуре до 1350 С.
Кирпич с маркировкой ШБ является безусловным лидером в возведении печей, каминов и мангалов для индивидуального пользования. Стандартные размеры такого кирпича – ШБ-5 и ШБ-8. Цифры помогают сориентироваться в размерах. Так у ШБ-5 длина составляет 230 мм, ширина 114 мм, высота 65 мм. ШБ-8 крупнее: при аналогичной высоте в 65 мм его длина достигает 250 мм, а ширина – 124 мм.
Кроме вышеперечисленных, в продаже также можно найти шамотный кирпич с маркировкой ШБ-45, ШБ-6, ШБ-94. Каждый из этих видов имеет отличия в габаритах. Например, ШБ-6 при длине в 230 мм и ширине в 114 мм имеет высоту всего 40 мм.
Для грамотного распределения нагрузки на фундамент перед началом кладки следует учесть вес огнеупорного кирпича. Этот показатель для каждой маркировки разный. Если говорить о весе шамотного кирпича, то одним из самых легких является ШБ-6, который «тянет» всего на 2700 гр. Потяжелее будет ШБ-5 со своими 3400 гр., а масса ШБ-8 и вовсе достигает полноценных 4000 гр.
Стандартные размеры становятся одним из критериев выбора огнеупорного кирпича.
Примечание: При покупке этого стройматериала следует обращать внимание на то, чтобы кирпичи были без сколов, трещин и вмятин, с равномерным окрасом.
Кроме того, при постукивании железным предметом качественный кирпич звучит звонко (глухой звук говорит о том, что кирпич пережжен), а при ударе молотком не крошится, распадаясь на крупные куски.
Покупая стройматериал своими силами, убедитесь в его грамотном хранении – шамотный кирпич должен стоять на деревянных поддонах в сухом помещении с хорошей вентиляцией. Правильная транспортировка огнеупорного кирпича производиться в полиэтиленовой упаковке.
Особый раствор
Для кладки огнеупорного кирпича требуется специальный . Его можно купить или сделать своими силами. Если вы отдаете предпочтение готовой сухой смеси, то идите в строительный магазин и покупайте шамотный мертель. В него достаточно добавить чистой воды и перемешать миксером или бетономешалкой до сметанообразной консистенции. Далее мертелю дают настояться около часа, а потом снова мешают и только после этого приступают к работе.
Самостоятельно приготовленный раствор из огнеупорной глины и шамотного песка позволяет добиться высокой прочности соединения кирпичей. Однако такая смесь требует больших временных затрат за счет необходимости длительного замачивания глины.
Для огнеупорного раствора подходит молотая белая каолиновая или голубая кембрийская глина. Перед смешиванием раствора глину замачивают, полностью покрыв водой, и оставляют в таком состоянии минимум на 12 часов (а можно и до трех суток) с регулярным перемешиванием. Размоченная глина протирается через сито с размером ячейки не более 3 мм. Отдельно просеивают песок (шамотный или горный). После этого ингредиенты смешиваются в пропорции одна часть глины на две части песка.
Примечание: На сто кирпичей нужно 40 гр. сухого шамотного мертеля, либо три ведра приготовленного своими руками раствора.
Секреты мастерства: для повышения прочности самодельного раствора на одно ведро можно добавить порядка 150 гр. поваренной соли, а для пластичности — около 200 гр. жидкого стекла. Однако надо помнить, что та же соль может позже «выйти» на кладке белесыми разводами. В целом же качественно сделанный глиняно-песчаный раствор будет крепко держать шамотный кирпич без всяких добавок.
Строительные материалы должны использоваться только при строгом учете нагрузки, создаваемой на основание. Именно поэтому следует внимательно контролировать вес шамотного кирпича. К тому же от этого зависит и организация перевозки изделий.
Особенности
ША-8 и ША-5 - два самых часто употребляемых варианта шамотного кирпича. Их получают, обжигая при значительном нагреве глиняную смесь определенной формы. Для производства продукта используют комбинацию каолинита с иными минералами. Технология подразумевает, что в готовом составе должно оказываться определенное количество оксидов алюминия и кремния. Две упомянутые выше марки шамотного кирпича широко применяются при:
- установке печей и каминов;
- строительстве дымоходов;
- футеровке плавильных печей на металлургических комбинатах.
Подбирая состав огнеупорного кирпича, технологи научились влиять не только на его тепловую стойкость. Различия в химическом составе обуславливают разницу в плотности (удельной массе). Так, 1 шт. шамотного кирпича категории ША-5 весит 3,4 кг. При этом его линейные размеры жестко прописаны в государственных стандартах и составляют 230х114х65 мм. В соответствии с ГОСТ 390, кирпич величиной 250х120х65 мм должен иметь массу 4 кг.
Стандартные шамотные изделия
ГОСТ 390-96 предписывает также массу кирпича, укладываемого на 1 поддон. Она может варьироваться от 1350 до 1600 кг. При этом подразумевается укладка 385-400 штук готовой продукции. Масса одного куб. м огнеупорного кирпича составляет от 1745 до 2050 кг. Вне зависимости от общей тяжести в 1 куб. м должно входить ровно 513 штук.
Характеристики по маркам
При выборе шамотного кирпича нет необходимости высчитывать массу изделий по сложным формулам. Достаточно знать конкретную техническую марку готового продукта. Так, легковесный кирпич категории ШБ 5 должен весить 3,5 кг. Его применяют, чтобы отделывать печи, барбекю, изготавливать камины и мангалы. Шамот категории ША 5 имеет массу 3,4 кг. Он предназначен для индивидуального жилого строительства.
Блоки ША 5 и ШБ 5 должны иметь одинаковый размер – 230х114х65 мм. Блоки ША 6, предназначенные для выкладки теплового и нагревательного оборудования, выпускаются также по стандартным габаритам - 230х114х40 мм. При этом масса подобного изделия составляет 3,4 кг. Самые тяжелые изделия - ША 8. Они нужны для формирования внутренней кладки в отопительных печах и дымовых каналах.
Пример вычисления
Пусть запланировано строительство печи высотой 2400 мм (с основанием из 24 кирпичей). Каждый ряд имеет высоту 70 мм, а от запланированной высоты отнимают 300 мм на «разделку». Итого остается 30 рядов кладки, а после умножения на 2/3 (обычная пропорция при строительстве «голландок») останется уже только 20 рядов. В результате получается 480 кирпичей (плюс 50 на «разделку»).
Если заказать шамотный кирпич ШБ-5 прямой, то в 1 поддоне будет содержаться 385 блоков общей массой 1309 кг. Общая потребность в данном случае - 530 кирпичей суммарной массой 1802 кг. Можно сделать вывод: требуется использовать 1,37 поддона строительных блоков. Привезти их можно на автомобиле типа «Газель», однако машина будет перегружена.
Если заказывать прямой шамот ШБ-8, в 1 поддон ляжет 297 блоков суммарной массой 1188 кг. Тяжесть единичного изделия составит 4 кг. Таким образом, 530 штук будут весить 2120 кг. Поэтому придется заказывать уже полноценный грузовик для доставки партии шамотного кирпича на объект. Конечно, в реальности размеры печей и количество используемых для кладки блоков меняется, также стоит учитывать еще и дымоход, но общий принцип подсчета остается неизменным.
Больше об огнеупорном шамотном кирпиче вы узнаете из видео.
Загрузка...