С момента изобретения и до сих пор кирпич остается одним из самых популярных строительных материалов. Его используют буквально для всего – возведения зданий, облицовки, постройки печей, укладки дорожек и т.д. Существует масса разновидностей кирпича, и каждая из них предназначена для той или иной отрасли строительства. Так, крупные пористые блоки легкие и хорошо удерживают тепло, поэтому идеальны для создания уютных домов, тонкие клинкерные плитки хороши для отделки, а чтобы построить печь, камин или дымоход используют огнеупорные шамотные кирпичи. Только эта разновидность материала способна выдерживать высокие температуры и обеспечивать необходимую прочность конструкции. Эта статья посвящена характеристикам и особенностям использования шамотного кирпича.
Технология изготовления
Среди всех разновидностей кирпичей шамотный является наиболее прочным и устойчивым к сильному нагреву и температурным перепадам. Этими качествами материал обязан своему составу и специфической технологии изготовления, заключающейся в обжиге глиняной смеси с добавлением шамотного порошка. В результате воздействия высокой температуры кирпич приобретает характерный серо-коричневый или желтоватый цвет, по которому его легко отличить от остальных разновидностей.
Состав шамотного кирпича определяет его эксплуатационные характеристики. В зависимости от пропорций глины и порошка различают несколько сортов материала. Колоссальную роль играет и способ обработки, а точнее – время запекания кирпичей. Так, если его передержать в печи, то на поверхности образуется прочная стекловидная пленка, которая сделает кирпич невероятно прочным, но менее огнеупорным. Если обжигать его недостаточно долго, то такой материал будет хорошо поглощать и удерживать влагу, но совершенно утратит свою прочность. Только если придерживаться «золотой середины», можно сделать кирпич, идеальный для укладки печей и каминов.
Чтобы в процессе обжига изделия не растрескались, в них добавляют определенное количество специальной огнеупорной глины – шамота. Иногда вместо нее кладут коксовый порошок, графит или крупнозернистый кварц. В результате получаются различные виды кирпичей с индивидуальными характеристиками. Причем результат зависит не только от сырья и способа обработки, но также от характеристик топлива для обжига и получаемой золы.
Производство шамотного кирпича осуществляется в соответствии с ГОСТ 390-69, и в зависимости от того, для чего он будет использоваться, различается технология производства, вес и размеры материала. Так, масса шамотного кирпича может варьироваться от 2,5 кг до 6 кг. Различия также заключаются в плотности, пористости и составе кирпичей. Существуют единые стандарты размеров, которых придерживается большинство производителей: 230х113х65 мм, 250х123х65 мм и 300х150х65. Это наиболее удобные габариты для строительства и транспортировки.
Самые часто используемые марки шамотного кирпича: ШБ №5, ШБ №9, ШБ №22, ШБ №44, ШБ №47. Буквы, стоящие перед номером могут быть разные, например, ПБ, ШБ, ШУС, ШЛ и другие, но для бытового применения лучше выбирать кирпичи с пометкой «ШБ». Первая буква говорит о том, что кирпич шамотный, вторая означает, к какому классу огнеупорности он относится, а цифра – соотношение сторон.
Легковесный кирпич
Легковесный шамотный кирпич зарекомендовал себя как хороший утеплитель. В его состав входят торф, жирная глина, опилки и другие компоненты органического происхождения. В процессе обжига они выгорают, оставляя после себя поры различных размеров. Такая технология изготовления позволяет получить очень легкий пористый материал, обладающий высокими энергоэффективными характеристиками.
Поскольку легковесные кирпичи сделаны целиком из органики, они являются экологически чистым материалом, не способным нанести вред здоровью человека или окружающей среде. При этом сохраняется высокая огнеупорность – кирпич может выдерживать экстремально высокую температуру до 1800°С.
По форме легковесные кирпичи могут быть прямоугольными или клиновидными. Чтобы материал в полной мере сохранил все свои эксплуатационные свойства, у него должна быть правильная структура с ровными гранями и совершенно прямыми углами.
Различают несколько разновидностей легковесного кирпича в зависимости от сферы применения:
-трапецеидальный;
-фасонный;
-прямой;
-ребровой клин;
-торцевой клин.
Маркировка легковесного кирпича обозначается буквами ШЛ и ШТЛ (Т – присутствие в составе талька). Обычно его применяют для создания теплоизоляционного слоя при строительстве электропечей, нагревателей, выпарных агрегатов, паропроводов, теплообменных котлов и т.д. Такая защита позволяет существенно сократить теплопотери на 20-70%, уменьшить массу тепловых устройств и их габариты. Если купить шамотный кирпич для строительства или облицовки печи, время прогревания и остывания сократится в 5 раз, а расходы на топливо уменьшатся на 10% в непрерывно работающих печах и на целых 45% — в периодически работающих.
Характеристики кирпича
Одной из главных характеристик шамотного кирпича, помимо устойчивости к высоким температурам, является невосприимчивость к воздействию агрессивных кислот и щелочей. Именно поэтому основной сферой его применения является металлургия, обжиг фарфора, стекольное производство и различные химкомбинаты. Обычные глиняные кирпичи не способны выдержать подобные экстремальные условия, а шамот спокойно справляется с нагревом до 1400°С или даже выше.
К слову, именно из-за такой способности выдерживать высокие температуры шамотный кирпич не может использоваться совместно с другими материалами, например, обычным обожженным или силикатным кирпичом. Сильное различие в эксплуатационных характеристиках рано или поздно приведет к разрушению построенного объекта.
Однако допустимо сочетание различных сортов огнеупорных кирпичей:
1.Кварцевый – в состав сырья входит крупнозернистый кварц. Такие кирпичи могут использоваться в тех случаях, когда стены печи контактируют с открытым огнем или металлом. В отличие от шамотного кирпича они не способны выдерживать воздействие химикатов и щелочей. Из кварцевого кирпича строят своды отражательных печей. Он имеет плотную однородную структуру, а после обжига приобретает качества, схожие по характеру с природными песчаниками.
2.Основной (от слова «основание») – обожженная известково-магнезиальная масса. Такие кирпичи активно используют в металлургической промышленности для обработки фосфористой руды и получения бессемеровской стали.
3.Углеродистый – этот вид огнеупорного кирпича применяют лишь в узкоспециализированных областях. Если коротко, это сильно спрессованный кокс или графит, который используется для облицовки и строительства доменных печей и других сооружений с экстремально высокими температурами.
Достоинства и недостатки
Главное достоинство шамота, определяющее его нишу на строительном рынке, — это способность выдерживать экстремально высокие температуры и долгое время сохранять тепло. Именно поэтому такие кирпичи идеально подходят для строительства печей, каминов, дымоходов, мангалов и т.д.
Приятно и то, что печной шамотный кирпич не только эффективный, но и довольно красивый. Необычный горчичный оттенок моментально создает ощущение комфорта и уюта. Печь или камин из этого материала способны задать стиль интерьера всего дома. При помощи элементов нестандартных форм можно создавать интересные композиции и необычные геометрические формы. Например, для арок и сводов производят особые клиновидные кирпичи, есть также трапецеидальные, классические прямоугольные и другие формы.
Среди достоинств можно также выделить и размеры блоков – они гораздо больше стандартных глиняных кирпичей, поэтому для строительства шамота потребуется меньше. Для укладки печей и каминов используют в основном кирпичи с маркировкой ШБ №5 и ШБ №8.
Вес шамотного кирпича гораздо меньше, чем у обычного глиняного, что существенно снижает нагрузку на фундамент для печи. А поскольку укладка осуществляется на тонкий слой клеящего раствора, это также способствует уменьшению веса всей постройки. К слову, для скрепления кирпичей не подойдет обычный цементно-песчаный раствор, поскольку он не выдержит сильного нагрева. В этом случае необходимо использовать специальную температуростойкую смесь.
Несмотря на большое количество достоинств, шамотный кирпич имеет ряд нюансов, которые скорее можно расценивать как особенности использования, а не недостатки. Так, он сильно впитывает влагу, в результате чего снижается его прочность и увеличивается масса. Такая гигроскопичность не позволяет применять его в помещениях с повышенной влажностью, например, в бане.
Если печь, построенную из шамотного кирпича, топить нерегулярно или давать ей полностью остывать, то со временем она начнет крошиться. Такая неустойчивость к промерзанию накладывает ряд требований к эксплуатации подобных конструкций.
Из-за высокой плотности с шамотным кирпичом довольно сложно работать – разрезать его ножовкой, как газоблок, например, не получится. Для этого используют болгарку с сегментным алмазным диском или бакелитовые диски для камня.
Цена шамотного кирпича довольно высокая по сравнению с обычным, но из-за более крупных размеров его понадобится меньше. Небольшой вес позволит сэкономить на транспортировке и фундаменте. В некоторых случаях строительство объекта из шамота выгоднее, чем из других материалов.
Специфика работы с материалом
Как уже было сказано, огнеупорный кирпич используют для строительства печей, каминов, облицовки топки и т.д. Его активно применяют в промышленных установках, продукты горения которых насыщены агрессивными химическими веществами – доменные камеры, топливные котлы и др.
Естественно, не каждый раствор способен выдерживать подобные условия, поэтому от классической цементно-песчаной смеси лучше сразу отказаться. В состав раствора для кладки шамотного кирпича входят те же компоненты, которые входят в состав огнеупорного материала. Например, для работы с кирпичами ШБ-5 и ШБ-8 используют огнеупорную глину с примесью измельченного кирпича. В результате получается так называемая шамотная глина – мертель.
Важно: В зависимости от максимальной температуры, которая будет поддерживаться в конструкции, варьируется толщина кладочного слоя. Чем сильнее будет жар, тем тоньше слой раствора. Его толщина в некоторых случаях может составлять лишь 1 мм, поэтому очень важно, чтобы состав обладал максимальной схватываемостью и крепкостью.
Производители кирпича
При покупке шамотного кирпича необходимо не только разбираться в маркировке и характеристиках материала, но также обращать внимание на производителя. Это должна быть фирма с многолетним стажем и хорошей репутацией. На современном строительном рынке существует несколько крупных производителей, предлагающих качественный огнеупорный материал.
