Какой печной кирпич нужен для кладки печи – виды, характеристики

Какой печной кирпич нужен для кладки печи – виды, характеристики

Традиционный метод отопления многоэтажек требует наличия особых капитальных сооружений различных типов. Все они изготавливаются из печного кирпича. Их характеристики придают сооружению достаточную устойчивость к воздействию высоких температур. Он применим для возведения оболочек для изоляции от прямого огня и защиты возведенных конструкций от разрушения. В этой статье речь пойдет об облицовочном кирпиче для печи и о его характеристиках.

Огнеупорным кирпичом обкладывают изнутри бытовые и производственные печи, камины и дымоходные каналы. Жаропрочный кирпич для печей подходит для возведения внешних сооружений мангалов и барбекю, для обкладки топок отопительных водонагревающих и твердотопливных котлов. Читайте также: «Какая огнеупорная смесь для печей лучше – готовые и самодельные смеси для кладки».

Состав, изготовление и виды печного кирпича

Так как печной кирпич будет выдерживать температуры сгорания твердого топлива, он должен соответствовать таким требованиям:

• Иметь жароустойчивость выше 1000 ˚С на протяжении длительного времени и при этом не утрачивать свою прочность.
• Обладать малой теплопроводностью для возможности защиты стоящих рядом строительных конструкций.
• Материал должен быть термостойким, чтобы выполнять свои функции в условиях постоянных циклов нагревания и охлаждения.

Кирпич полнотелый для печей отлично нагнетает тепло, от чего происходит быстрая теплоотдача во внешнюю среду.

Жаростойкий кирпич производят на специальных заводах с учётом ГОСТ-390-96. Сырье для печного кирпича состоит из тугоплавких особых сортов глины – до 70%. Добавление присадок в виде шихты дает возможность получить блоки с различными свойствами.

Какие добавки могут быть использованы

Как правило, в сырье присутствуют такие добавки:

• графит;
• порошкообразный кокс;
• крупный кварцевый порошок.

По технологии изготовления жаропрочного кирпича, используя метод полусухого прессования, выполняют ряд таких действий:

1. Заготовка сырья. Растертую измельченную глину соединяют с шихтой и перемешивают до получения однородной смеси. На этом этапе в состав добавляют 8-10 % воды для получения требуемой влажности.
2. Полученную массу помещают в бункер, откуда она направится на каретку для дозирования, которая перемещается то в одну, то в другую сторону.
3. Полученная путем формовки заготовка кирпича перемещается на нижний пуансон пресс-формы, который движется вниз параллельно с заготовкой.
4. Опускают верхнюю часть пресса на кирпич, уплотняя его при помощи давления.
5. В конце процесса нижний пуансон выдавливает блок из пресс-формы на площадку. В это время каретка начинает перемещаться из-под бункера с новой порцией сырья, сдвигая заготовку на конвейерную ленту.
6. Полученный кирпич-сырец подается на обжиг в тоннельную печь, где на него воздействуют температурой порядка 1000 ˚С.

Благодаря описанной методике изготовления огнеупорного кирпича для печи, можно обойтись без просушивания заготовок, что существенно сокращает срок их производства. Причем такой подход существенно удешевляет производство. Для сравнения, стоит упомянуть о методе пластического формования. При этом используется пластичная масса с уровнем влажности 17-30 %, из которой формируют длинный беспрерывный брус. После этого заготовка нарезается на куски нужного размера. Их сначала подсушивают, а затем подвергают обжигу.

На выбор потребителям представлен широкий выбор термостойкого кирпича для печей:

• корундовый;
• полукислый;
• муллитовый;
• шамотный;
• динасовый.

Плотность кирпича для печей

Определяясь, какой кирпич лучше использовать для печи, стоит обращать внимание на такие характеристики, как плотность. Она во многом зависит от состава сырья и строго контролируется производителями в соответствии с ГОСТ 24468-80. Во время проверки качества кирпича производят замер пористости и ожидаемой плотности изделия. От соотношения этих величин будет зависеть устойчивость изделий к внешнему воздействию. Кроме того, в ГОСТ 53406-2009 прописаны граничные нормы по этим показателям для каждой марки кирпича для печи.

Стоит отметить, что для того чтобы соорудить печь или камин, всегда используется только полнотелый кирпич.

Надежность

Поскольку изнутри камина или печи кирпич будет испытывать интенсивные нагрузки от прямого пламени и высокой температуры, он должен иметь хорошую сопротивляемость этим факторам. Чтобы понять, какой марки кирпич нужен для кладки печи, стоит обратить внимание на показатели его прочности. Этот показатель зависит еще и от соблюдения технологии производства и рецептуры для создания заготовок.

Наивысший показатель прочности у шамотного кирпича марки ШАК – 23 Н/мм 2 . Он широко применяется для строительства бытовых, а также промышленных печей и каминов. Так что показатель прочности будет определяющим при выборе, какой марки кирпич лучше для печки.

Максимальная температура

Условия эксплуатации каминов и бытовых печей предполагают непосредственный контакт кирпича с открытым пламенем. При этом трубы дымохода соприкасаются с очень горячими угарными газами. В связи с этим для строительства печей должны применяться материалы, которые отличаются устойчивостью к высоким температурам. Стандарты для каждой из марок кирпича определяются ГОСТами.

Наивысший показатель жаростойкости присущ различным маркам шамотного кирпича – диапазон температур составляет 1633-1730 ℃. Примечательно, что требования к другим конструктивным элементам печи также высокие. В частности, материалы для дымовых труб должны быть рассчитаны на температуру не ниже 700 ℃.

Показатели теплопроводности

Когда мастер решает, какой кирпич использовать для печи, он выясняет уровень теплопроводности изделия. Дело в том, что во избежание пожара, печной кирпич должен защищать близко расположенные предметы от перегрева и возгорания. Важно чтобы кладочный материал имел низкую теплопроводность.

Для различных видов огнеупорных блоков характерны следующие показатели теплопроводности:

• шамотный – 1,8-1,9 Вт/м℃;
• динасовый – 1,9-1,95 Вт/м℃;
• магнезитовый – 2,6-2,8 Вт/м℃;
• хромомагнезитовый – 2,75-2,85 Вт/м℃.

Таким образом, минимальный уровень теплопроводности присущ шамотному кирпичу, благодаря чему он является наиболее распространенным и востребованным при строительстве каминов и печей. Более того, огнеупорный шамотный кирпич способен не только защитить внутренние конструкции здания, но и накапливать тепло, благодаря чему помещение остывает намного медленнее.

Устойчивость к внешнему агрессивному воздействию

В целом, огнеупорные блоки обладают высокими качественными характеристиками, которые позволяют им беспрепятственно контактировать с открытым пламенем и угарными газами. Как правило, условия работы печи не предусматривают воздействие на кирпич кислотных и щелочных сред, а также иных агрессивных факторов. Поэтому при выборе, какой кирпич лучше для камина, на данный показатель практически не обращают внимания.

Тем не менее, важно знать, что состав шамотных кирпичей не позволяет их эксплуатации в условиях контакта с кислыми средами. Они приводят к быстрому разрушению таких блоков. Что касается иных материалов, то они также отличаются некоторыми особенностями, которые желательно учитывать в процессе строительства печи.

Способность впитывать влагу

Обратите внимание, что кладочный и облицовочный кирпич для печки изготавливается из глины, в которой в момент обжига возникают поры. Из-за этих пустот в момент прямого контакта с водой, либо воздействия влажности воздуха, кирпичи способны впитывать большое количество влаги. Данный показатель для различных типов изделий колеблется в пределах 15 – 30 % жидкости относительно объема кирпича. Для использования в строительстве это слишком высокий показатель.

Таким образом, если вы планируете соорудить печь из белого кирпича, то хранить его следует особым образом. Оставлять на открытом воздухе без покрытия на долгий срок кирпичи не стоит, особенно, если выпадают атмосферные осадки. В противном случае, строительные блоки впитают слишком много воды, что отрицательно скажется на их прочности и прочих качествах.

Устойчивость огнеупорных блоков к низким температурам

Главное предназначение огнеупорных кирпичей состоит в строительстве промышленных и бытовых печей и каминов. Следовательно, такие блоки не рассчитаны на слишком низкие температуры и не способны успешно им противостоять длительное время. Уровень морозостойкости по ГОСТ определяется, как способность кирпича продержаться заданное количество циклов заморозки и разморозки при максимальной насыщенности влагой.

Марки шамотного кирпича ШАК, ША, ШБ и ШВ отличаются значением в 15 циклов. Стоит отметить, что показатель морозостойкости практически не влияет на принятие решения, какой выбрать кирпич для кладки печи. Однако стоит иметь в виду, что внутри помещений, где расположена печь или камин, температура должна быть постоянно выше 0 ℃. Если подвергать сооружение из огнеупорного кирпича слишком частому переохлаждению, оно начнет постепенно разрушаться.

Формы и типоразмеры кирпичей для кладки печи — какой нужен

Определяясь, какой кирпич нужен для кладки печи, важно проверить его соответствие нормативам ГОСТ 8691-73 и ISO 5019 относительно размеров и точных геометрических форм. К огнеупорным блокам по данным показателям предъявляются жесткие требования.

Согласно стандартам огнеупорные кирпичи различных марок делятся на 11 типоразмеров, для которых строго определены пропорции высоты, длины и толщины.

Различные огнеупорные блоки (прямые, плитка, лещадка) могут иметь некоторые погрешности, границы которых таковы:

• длина – не более 5 мм отклонения в ту или иную сторону;
• ширина – не более 3 мм;
• толщина – погрешность в пределах 1-2 мм.

На каждом производственном предприятии обязательно есть отдел технического контроля, который проверяет изделия на соответствие геометрическим формам и точность соблюдения размеров. Для этого из каждой партии выборочно берется некоторое количество кирпичей, которые подвергают дальнейшей диагностике.

Известные бренды огнеупорного кирпича

Чтобы иметь представление о том, какой кирпич нужен для печи в доме, приведем несколько наиболее известных брендов производителей данного материала. Если вы хотите получить наиболее качественный и соответствующий заявленным характеристикам шамотный кирпич, не переплачивая за него, обратите внимание на проверенные марки.

Так, можно приобрести изделия у следующих фирм:

• Богородский завод керамических стеновых материалов;
• Винербергер Кирпич;
• Верхневолжский кирпичный завод;
• Ломинцевский кирпичный завод «Керамика»;
• Керма;
• Группа предприятий TEREX;
• Кирпичный завод BRAER;
• Нерехтский завод керамических материалов.

У всех этих предприятий представлен широкий ассортимент качественных и надежных изделий. Так что, если возникнет вопрос, какой кирпич нужен для печи, можно смело отдавать предпочтение одной из перечисленных фирм. Они пользуются заслуженной популярностью среди потребителей, особенно, в регионах, где расположены производственные мощности.

Характеристики теплопроводности разных видов кирпича

Водостойкость, морозоустойчивость, теплопроводность кирпича, а также другие характеристики этого материала делают его прочным и долговечным. Данный вид строительной продукции способен выдержать не только сильные нагрузки, но и долгое испытание временем в процессе эксплуатации конструкции.

Удержание тепла в доме зависит от материала стен. Кирпичные стены удерживают тепло на хорошем уровне.

Возможность материала пропускать через себя тепло независимо от температурных изменений, которым подвергается кирпич, — теплопроводность. Она, как и другие полезные свойства изделия, делает этот материал одним из лучших видов строительной продукции.

Краткое описание закона Фурье

Теплопроводность, как и водопоглощение или морозостойкость кирпича, играет очень важную роль при выборе строительного материала, необходимого для возведения несущих стен, каких-либо облицовочных работ, кирпичной кладки при устройстве межкомнатных перегородок. Изделие не только позволяет создать неповторимый стиль, но и обеспечивает тепло и уют в доме. Этот фактор является важным при его выборе.

Закон Фурье при расчете теплопроводности.

Показатели, позволяющие анализировать тепловой поток, находятся под влиянием различных температур. Это объясняется постепенным переходом тепловой энергии из горячего состояния в холодное. Если температура довольно высокая, то данный процесс можно наблюдать открыто. При высокоинтенсивной передаче тепла наблюдается градация в уровне температур.

Чтобы глубже исследовать теплопроводность и тепловой поток, учитывая площадь поперечного сечения, ученый Фурье открыл закон, который показывает, по каким причинам материалы способны прекрасно задерживать тепло, улучшая свою изоляцию. Степень переноса теплоты может быть обозначена специальным коэффициентом (КТ) — λ.

Значение тепловой энергии измеряется в таких единицах, как ватт, сокращенно Вт. Этот показатель способен уменьшать свой уровень на 1°С в результате прохождения расстояния в 1 мм при температурном различии. В процессе лабораторных исследований Фурье было обнаружено, что чем меньше коэффициент теплопроводности, тем выше уровень сохранения тепла строительным материалом, поэтому его можно отнести к более теплому.

Данный показатель, который важен в строительстве, в наибольшей степени обусловлен плотностью строительной продукции. Если уровень значения плотности материала понижается, это приводит к снижению его теплового показателя. Для плотных тяжелых экземпляров характерно повышенное значение коэффициента.

Если строительный материал обладает более легким весом и меньшей прочностью, то его величина является небольшой. Коэффициент, который зависит от плотности строительного материала, находится под влиянием таких характеристик, как водопоглощение кирпича и его морозостойкость.

Уровень показателя силикатных изделий

Теплопроводность основных видов кирпичей, и другие характеристики кирпича.

Сфера применения силиката зависит от его качественных характеристик. Сюда входят теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость кирпича. Силикат обладает повышенной склонностью к водопоглощению, поэтому он не используется при кладке фундаментов, подвалов или цоколей, так как эти сооружения имеют высокий уровень влажности.

Сухой силикатный материал обладает теплопроводностью (Т), составляющей 0,8 Вт/м*К. Керамические изделия имеют более высокую величину данного параметра, поэтому Т кладки сооружений из них составляет 0,9 Вт/м*К, что на 0,2 Вт/м*К больше, чем в первом случае. Показатель, составляющий 0,35-0,70 Вт/(м°С), а также средняя плотность сухого силикатного кирпича находятся в линейной зависимости, поэтому данная величина не зависит от количества и расположения пустот.

Силикатные изделия имеют значение теплового показателя переноса энергии меньше, чем керамические, поэтому они применяются для отделки фасадов. Для получения теплоэффективных стен применяется многопустотный силикатный кирпич, а также камень. Их плотность не более 1450 кг/м³. Эффект достигается только при аккуратном ведении кирпичной кладки, предполагающей использование нежирного кладочного раствора, который наносится тонким слоем и имеет плотность не более 1800 кг/м³. Раствор не должен заполнять пустоты в изделии.

Величина показателя красного кирпича

Для полнотелого красного кирпича характерна самая низкая способность к сохранению тепла, составляющая 0,6-0,8 Вт/м*К. По этой причине возводить энергоэкономичные сооружения целесообразно из пустотелых изделий. Их показатели теплопроводности намного ниже и составляют около 0,56 Вт/м*К.

Теплопроводность кирпича зависит не только от производственной технологии. Этот показатель находится в зависимости от множества факторов: влажности, объемного веса, пористости (размера пор материала). Достаточная плотность и пустотность этого изделия, составляющая 40-50%, соответствует показателю Т, равному 0,2-0,3 Вт/м*К. При этом толщина стен должна быть значительно меньше, чем в постройках из силиката.

Коэффициент теплопроводности, единица измерения которого исчисляется в ваттах, определяет количество тепла, способного проникнуть через кирпичную стену, имеющую метровую толщину.

Разница температуры должна составлять в 1°C по обе стороны стены. Чем выше данное значение, тем хуже характеристики коэффициента.

Наиболее важным свойством шамотного кирпича является тепловой эффект, что следует учитывать в процессе кладки печей и каминов. Чтобы обеспечить тепло в жилье, необходимо выбирать строительные материалы, обладающие низким коэффициентом теплопроводности, единицей измерения которого являются Вт/м°С или Вт/м*К.

Заключение

Показатель указывает на то, до какой степени может сохраняться тепло кирпичных стен сооружения. Это свойство объясняет, как данный материал не только проводит, но и передает тепло. Определить этот показатель можно с помощью коэффициента теплопроводности кирпича, который был получен на основе лабораторных исследований ученых.

Плотность кирпичей

Плотность кирпича в качестве физической величины отражает соотношение массы состава к габаритам блока с пустотами. Единица измерения — килограмм на кубический метр (кг/м3). Параметр считается основным при подборе марки строительного сырья.

Плотность керамического кирпича

Керамические кирпичные блоки производятся из глины, которая проходит обработку при высоких температурных режимах. Показатели плотности различаются в зависимости от разновидности изделия — пустотелой либо полнотелой.

Государственные стандарты предписывают допустимый показатель плотности состава для керамического блока полнотелого от 1600 до 2000 кг/м3. Параметры для кирпичей керамических пустотелых варьируются в пределах от 1100 до 1400 кг/м3 и обусловлены большим числом пор в составе.

Блоки керамические подходят для возведения устойчивых конструкций — вспомогательных либо несущих. Полнотелые кирпичи за счет отсутствия большого числа пустот имеют повышенную прочность и массу. Подходят для конструкций, подверженных постоянным нагрузкам.

Керамические кирпичи пустотелые применяют при возведении жилых зданий. Для многоквартирных домов важна невысокая плотность, позволяющая сохранять тепло в помещениях. При определении теплосберегающих качеств материала необходимо обращать внимание на наличие специальных щелей. При возведении крупных объектов рекомендована проверка каждой партии кирпичей на подтверждение госстандартов.

Виды кирпича и их плотность

Физико-технические характеристики внешне похожих материалов определяются свойствами сырья, из которого они изготовлены. Разные виды строительных камней отличаются по стоимости производства и устойчивости к воздействию внешней среды. Выбор материалов широк, но прежде всего необходимо сопоставить требования к будущей конструкции и надежность кирпича.

Плотность керамического кирпича

Производится из глины. Керамический кирпич отличается по значению массы в зависимости от места изготовления. Применяется для несущих, внешних и внутренних стен. Вес керамического облицовочного экземпляра будет больше за счет укрепления поверхности, его быстро обжигают при высокой температуре. В результате изменяется уровень паропроницаемости, поэтому в жилых домах из таких материалов должна быть хорошая вентиляция. Плотность керамического кирпича:

• пустотелого — до 1400 кг/м3;
• полнотелого — до 2000 кг/м3.

Клинкерный

Разновидность керамического вида. Производят из красной глины, обжигая ее при высоких температурах. Применяется в строительстве дорог, отделке цоколей и фасадов. Высокий уровень устойчивости к перепадам температур и воздействию повышенной влажности. Плотность достигает значения 2100 кг/м3, из-за чего такому материалу характерен большой показатель теплопроводности. Он относительно дорогой.

Особенности шамотного кирпича

Его делают из огнестойкой глины. Изготовляют материалы разного цвета и формы. Отличительное свойство — устойчивость к воздействию температуры до 1600 °C. Незаменим для строительства огнеупорных конструкций: печек, каминов. Огнеупорный камень применяется на производстве. Часто используют как элемент декора. Плотность шамотного кирпича достигает значения 1900 кг/м3.

Плотность силикатного кирпича

В состав такого изделия входит песок, известь, небольшое количество добавок. Он производится под давлением автоклавного пресса. Марка прочности варьируется от М 125 до М 150, что свидетельствует о низком показателе. Он обладает высокой теплопроводностью, поэтому не рекомендуется такое изделие для строительства несущих конструкций или внешних стен. Его применяют для возведения внутренних стен и перегородок, он относительно доступный. Обыкновенный полнотелый материал имеет плотность до 1950 кг/м3, пустотелый — 1600 кг/м3.

Силикатный кирпич уступает керамическому по водостойкости.

Плотность полнотелого кирпича

Производится путем обжигания глины. Глазурованный частично с целью обеспечения паропроницаемости. Характерна большая прочность и устойчивость к воздействию низких температур. Полнотелый кирпич обладает высокой теплопроводностью. Используют для кладки стен, опорных сооружений. Плотность обыкновенного полнотелого кирпича достигает 1600 кг/м3, значение показателя для красного кирпича составляет 2100 кг/м3.

Пустотелый

Пустоты могут составлять половину объема изделия, из-за чего значительно уменьшается его объемный вес. Для материала характерен невысокий уровень прочности и небольшая теплопроводность. Плотность кладки из пустотелого кирпича — 1450 кг/м3. Его применяют для строительства легких внешних стен и перегородок. Часто используется при возведении жилых домов, поскольку нет необходимости в добавочном утеплении.

Облицовочный

Лицевой камень применяют для внешней отделки фасадов. Кирпич пустотелый с высоким уровнем звукоизоляции. Из-за гладкой блестящей поверхности похож на плитку. Яркий эффект обеспечивает наличие разнообразной палитры цветов, которые получаются в результате смешивания разной глины и изменения условий обжига. Обладает небольшой теплопроводностью и влагостойкостью. Плотность кирпича составляет до 1450 кг/м3.

Плотность силикатного кирпича

По требованиям ГОСТа 379-79, силикатные блоки имеют марки прочности М125-150. Материал производят из извести, масса которой может достигать 90%. Объем песчаной смеси составляет около 10%. Показатель плотности состава для силикатных полнотелых материалов варьируется в пределах от 1800 до 1950 кг/м3. Для пустотелых блоков из силикатного песка норматив плотности должен быть не менее 1100 кг/м3 и не более 1600 кг/м3.

На характеристики долговечности влияют размеры зерен силикатного щебня, сила сжатия и способ производства. Давление, которое нагнетается на материал во время технологического процесса, варьируется в пределах от 8 до 20 атмосфер. Поэтому расхождение в плотности материала может составлять до 30%.

Относительно невысокая плотность пустотелого силикатного кирпича обусловлена пустотностью материала, которая достигает 33%. За счет этого масса кирпича уменьшается до 2,5 кг, снижаются и показатели теплопроводности возводимых строений.

Характеристики материала оптимальны для возведения перегородок между комнатами в квартирах. Не рекомендован состав в связи с низкой плотностью для строительства несущих стеновых панелей, печей, т.к. возможно деформирование блоков и создание аварийной ситуации.

При планировании строительных работ необходимо учитывать, что силикатное сырье быстро впитывает влагу. Поэтому такие стройматериалы не рекомендованы для возведения зданий в местности с продолжительный осадками, а также на территориях с высоким уровнем грунтовых вод.

Плотность кирпича одинарного

Кирпич одинарный имеет плотность 1600 кг/м3. Этот вид кирпича в свою очередь делится на высокопрочный, рядовой и облицовочный исходя их своих характеристик, так же его нужно знать где использовать, как и в плотности стекла(в зависимости от плотности разное применение). Высокопрочный используется в кладке несущих стен, рядовой для внутренних работ, возведения перегородок и стен, облицовочный для наружной облицовки зданий.

Рекомендуем: Брус для строительства деревянных домов: виды, характеристики, применение

Рассмотрев все современные виды кирпича можно подвести следующие итоги: при выборе данного строительного материала необходимо руководствоваться в первую очередь пониманием, для какого вида работ подбирается кирпич, чтобы корректно выбрать его главную характеристику – плотность кирпича, а также его вид, что будет гарантией долговечности и прочности конструкции.

Плотность полнотелого кирпича

Характеристики плотности у полнотелого кирпича высокие. Блоки имеют показатели от 1600 до 1900 кг/см3. На качества влияет небольшая пустотность — не выше 8%, сниженная теплопроводность, которая составляет 0,7 Вт/м°С. Материал износостойкий, долговечный, но плохо сохраняет тепло и отличается большим весом. Поэтому стеновые панели из полнотелых блоков часто дополнительно утепляют.

Наибольшую плотность имеют красные полнотелые кирпичи. Показатель достигает 2100 кг/см3. Сырье оптимально для возведения несущих стеновых панелей, цокольных частей зданий, опорных фундаментов и других конструкций с высокой нагрузкой.

На показатели уплотненности кирпича полнотелого влияют особенности сортов глины, способы и температурные режимы обжига. На полнотелых блоках не выполняют полное глазурование, т.к. высокая плотность снизит паровую проницаемость. При чрезмерном воздействии высоких температур материал сильно сжимается и с трудом поддается обработке. Поэтому специалисты рекомендуют корректировать метод остывания блоков после печи. Кирпичи необходимо поэтапно обрабатывать перегретым паром, затем оставлять на открытом воздухе.

Вычокий уровень прочности при сжатии и невосприимчивость к перепадам температурных режимов, высокий показатель поглощения влаги придают полнотелым изделиям износостойкость и морозостойкость. Характеристики позволяют применять кирпичи для возведения стеновых панелей внутри и снаружи здания, колоннад, опорных конструкций, несущих фундаментов, цокольных этажей.

Плотность пустотелого кирпича

Плотность пустотелых кирпичей снижена из-за наличия пустот, процент которых варьируется от 13 до 50% от внутреннего объема. Поризация обеспечивает небольшой вес изделий, высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики.

Типовые показатели уплотненности красного пустотелого блока варьируется в пределах от 1100 до 1450 кг/м3. Стройматериал подходит для возведения перегородок между комнатами, облегченных панелей, а также для заполнения каркасных конструкций домов. Уплотненность состава можно уменьшить до показателя в 1000 кг/см3, при этом увеличится морозостойкость.

Глиняный кирпич

Традиционный кирпич красного цвета производят путём обжигания подготовленной глиняной смеси в промышленных печах. Плотность зависит от разновидности:

1. Полнотелый глиняный кирпич представляет собой брусок обожжённой глины правильной прямоугольной формы. Такой материал очень долговечен и хорошо проводит тепло, плотность составляет 2000 кг/м3. Надёжный полнотелый кирпич весьма дорог в производстве, поэтому используется только для строительства несущих конструкций.
2. Пустотелый кирпич представляет собой бруски с отверстиями внутри, которые уменьшают вес и стоимость, при этом падает и его прочность. Средняя плотность керамических кирпичей с пустотами не превышает 1400 кг/м3. Таким образом, материал подходит для создания перегородок, облегчённых стен и заполнения каркаса зданий. Достоинствами пустотелого кирпича являются его лёгкость, а также высокий уровень тепло- и звукоизоляции.

Раствор для кладки кирпича

Плотность облицовочного кирпича

Облицовочные (лицевые) блоки имеют ровную форму, глянцевую поверхность, обладают средней прочностью и надежной теплоизоляцией. Характеристики плотности фасадных материалов варьируются в пределах от 1300 до 1450 кг/см3. Износостойкость состава обусловлена невысокой пористостью — от 6 до 14%. Кирпичи изготавливают с щелями и применяют для декорирования наружных стен зданий, оформления ограждающих конструкций, парковых декоративных форм и т.д.

Производят и добавочный подвид строительного материала — теплый. Состав отличается большим числом пор, по сравнению со стандартными облицовочными изделиями. Плотность варьируется в пределах от 1100 до 1150 кг/м3.

Облицовочные блоки с глазурированием имеют слой стекловидной массы, непроницаемый для влаги. Повторный обжиг, который положен по технологии изготовления после нанесения глазури, не сказывается на прочности изделий. Характеристики уплотненности у подвида типовые — от 1300 до 1450 кг/м3. Но стоимость состава выше стандартного за счет высоких декоративных качеств.

Рядовой кирпич

Используется для внутренних работ, возведения стен и т. д. Выделяют отдельно высокопрочный кирпич, который применяется для сооружения несущих конструкций. В первом случае такой показатель, как плотность кирпича, колеблется от 1100 до 2000 кг/см3, в зависимости от сферы применения. Так, для заполнения каркаса и/или устройства внутренних перегородок будет использоваться пустотелый кирпич, т. к. он не будет нагружать фундамент. Для наружных или несущих стен лучше всего брать высокопрочный материал. Плотность кирпича в этом случае превысит 2000 кг/см3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИННОЙ ПЛОТНОСТИ КИРПИЧА

Цель работы:ознакомиться с сущностью понятий «плотность» истинная и средняя и методами их определения для образцов правильной и неправильной геометрической формы. Научится оценивать правильность полученных результатов.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Плотность – это масса материала в единице объема.

В зависимости от степени уплотнения частиц материала различают:

— истинную плотность материала;

— среднюю плотность материала

Истинную плотность, когда в единице объема масса материала находится в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот)

Ρи – истинная плотность, г/см3;

m – масса материала в абсолютно уплотненном состоянии, г;

Vа – объем материала в абсолютно плотном состоянии;

V – объем материала в естественном состоянии;

Vп – объем пор, заключенных в материале.

Среднюю плотность, или просто плотность, когда масса материала в единице объема находится в естественном состоянии (с порами и пустотами)

Ρо – средняя плотность, г/см3;

Mо – масса материала в естественном состоянии, г.

Насыпную плотность, когда масса материала в единице объема находится в насыпном состоянии (в насыпной объем включены межзерновые пустоты);

Ρн – насыпная плотность, г/см3;

Mн – насыпная масса материала, г;

Vн – насыпной объем, см3.

Насыпную плотность определяют как в рыхлонасыпном состоянии, так и в уплотненном. В первом случае материал засыпается в сосуд с определенной высоты, во втором – уплотняется на виброплощадке (30-60 сек).

Из вышеизложенного следует, что в единице объема для данного материала

Относительная плотность – это безразмерная величина, равная отношению средней плотности материала к плотности воды при 4°С, равной – 1 г/см3

d – относительная плотность;

Ρо – средняя плотность, г/см3;

Ρв – плотность воды при 4°С, 1 г/см3.

Эта величина учитывается в некоторых эмпирических формулах.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИННОЙ ПЛОТНОСТИ КИРПИЧА

Материалы: навеска размолотого в порошок керамического кирпича массой около 70 г, дистиллированная вода.

Приборы и приспособления:

— весы лабораторные технические,

— стандартный объемомер (колба Ле Шателье),

— стеклянные (фарфоровые) стаканы вместимостью 100 и 500 см3;

Ход работы

1. Пробу тонкоразмолотого кирпича (размер частиц должен быть менее размера пор в кирпиче) массой около 70 г поместить в стаканчик и взвесить на технических весах с погрешностью не более 0,05 г.

2. В объемомер (рис. 1.1) налить воду до нижней риски, нане­сенной до расширения на горле колбы. Горло объемомера подсушить фильтровальной бумагой (или тряпочкой). Затем порошок кирпича из взвешенного стакана осторожно с помощью стеклянной палочки пересыпать в объемомер до тех пор, пока уровень воды не поднимется до верхней метки (потери порошка недопустимы). Объем засыпанного порошка Vп равен объему между верхней и нижней метками объемомера (20 или 10 см 3 ) и указан на объемомере.

3. Массу порошка кирпича (г), засыпанного в объемомер, определить, взвешиванием остатка порошка в стакане m₂ и вычислить ее как разность масс (m₁–m₂)

Особенности, применение и условия службы огнеупорного кирпича

Условия службы огнеупорного кирпича ША в сталеплавильных печах

Огнеупорные изделия, применяемые в сталеплавильных печах изначально должны обладать не только высоким коэффициентом термической и химической стойкости, а также низкой способностью к газопроницаемости и эрозии вследствие значительных перепадов температуры и воздействию на них химических веществ, образующихся в процессе расплава металла и шлака. По этим причинам, основным направлением увеличения срока эксплуатации сталеплавильных печей является оптимизация качественных характеристик огнеупорных кирпичей таких как: высокая аккумуляция тепла, износостойкость и долговечность, устойчивость к тепловым ударам и агрессивным элементам термохимического воздействия. Данному набору требований полностью удовлетворяет шамотный кирпич (ША), который широко используется в сталеплавильной промышленности, а также очень популярен в домашнем быту при строительстве печей, дымоходов, каминов, бань.
Максимальный порог теплового воздействия шамотного кирпича находится в пределах 1580 – 1770 градусов по Цельсию, что обуславливается наличием в его составе 70% шамотного порошка и 30% огнеупорной глины. Этот кирпич отлично справляется с широким диапазоном температурных колебаний: резким тепловым повышением температуры и последующим охлаждением. Также шамотный кирпич наиболее устойчив к воздействиям извести, щелочи, шлака и непроницаем для вредных элементов сгорания. По этим причинам шамотный кирпич ША становится незаменимым огнеупорным материалом, который пользуется повышенным спросом в работе самых разных тепловых агрегатов.
Однако, шамотные изделия в процессе длительной эксплуатации сталеплавильного производства при температурах, которые превышают их максимально допустимый обжиг (1350 – 1500 градусов по Цельсию) дают некоторую дополнительную усадку (утрата объема и увеличение в плотности). Так что в условиях значительных перегревов, кладка из шамотного кирпича деформируется и теряет свой запас прочности. Коэффициент дополнительной усадки напрямую зависит от состава материала и температуры обжига шамотных изделий. С наращиванием содержания шамота огнеупорность этого кирпича закономерно возрастает, а технологические параметры, обеспечивающие более износостойкую структуру материала, повышают и температурный порог начала деформационного размягчения. Таким образом, особым условием продолжительной работы кирпича шамотного и оптимизации его качественных характеристик имеет температура обжига. Шамотные материалы, обожженные в температурном диапазоне ниже спекания исходных глин, имеют большую дополнительную усадку, чем высокообожженные.
Также, при иных равных особенностей работы сталеплавильных печей следует учитывать такие существенные условия в эксплуатации шамотного кирпича как шлакоустойчивость и стойкость к агрессивной среде. Устойчивость к шлаку и стойкость к агрессивным элементам шамотного кирпича определяет его структура, уровень плотности и химический состав. В процессе службы шамотного кирпича на его поверхности, при контакте с агрессивной средой, формируется слой разнородного состава из продуктов взаимодействия элементов среды (реагентов) и огнеупорным материалом. При воздействии данных мощных факторов сталеплавильного производства, шамотный кирпич изнашивается без скалывания, а путем постепенного оплавления, разрушения эрозией и шлаком. Поэтому надо всегда учитывать уровень пористости шамотного кирпича. Для уменьшения разрушающего воздействия необходимо стремится уменьшать общую пористость шамотного кирпича, а не только кажущуюся.

Отличие огнеупорного легковесного ШЛ кирпича от шамотных ША

Главными отличиями кирпича (ШЛ) от кирпича (ША) являются меньший вес, меньший процент содержания шамота и глины в его составе, более низкий порог максимальной температуры применения, низкая теплопроводность, более пористая структура, а также другие физико-химические отличия, такие как кажущаяся плотность, коэффициент линейного расширения.
Шамотный кирпич ШЛ в отличие от кирпича ША – легковесен, о чем сообщает вторая литера Л его маркировки. В его производстве применяют обычный и специальный пористый шамот, содержание которого составляет 15 – 25 % в массе, огнеупорную глину с добавлением других пород, например – перлита. Именно поэтому шамотный кирпич ШЛ рассчитан на применение более низкого допустимого порога температуры от 1150 – 1300 градусов по Цельсию в отличие от кирпича ША. Низкая теплопроводность и малый коэффициент линейного расширения кирпича ШЛ позволяют использовать его при облицовке тепловых агрегатов, а легковесность дает широкие возможности для кладки горизонтальных рядов, футеровки промышленных печей, устройства каминов, домашних печей и дымоходов. Кроме того, низкая теплопроводность шамотного кирпича ШЛ дает дополнительную возможность значительно увеличивать скорость разогрева и остывания печи, что в свою очередь позволяет на порядок сокращать общий объем топлива.

Применение кирпича шамотного в строительстве печей

Шамотный кирпич обладает отличными техническими характеристиками, такими как термостойкость, шлакоустойчивость, газонепроницаемость и высокими защитными функциями при взаимодействии с агрессивной средой. Все эти исходные свойства шамотного кирпича делают его основным материалом при строительстве тепловых агрегатов.
По условиям использования огнеупорных изделий в сталеплавильных печах выделяют две зоны. Нижняя зона это горн, район фурм, заплечики и верхняя включает распар, шахту и колошник. Условия применения огнеупорных материалов в нижней зоне печи характеризуются самым высоким температурным режимом (1300 – 1800 градусов по Цельсию) и, соответственно – износом. На что в равной степени влияет интенсивное воздействие шлаков, паров щелочей, угарного газа. Эти участки печи определяют весь срок ее работы. Поэтому здесь применяют шамотный кирпич с высоким содержанием каолина (белой глины). Верхняя зона печи не подвергается таким сильным тепловым ударам как нижняя. В этих участках температура колеблется от 200 – 1300 градусов по Цельсию. Здесь огнеупорные материалы подвержены механическому износу и химической коррозии вследствие воздействия газов и паров. Поэтому в этой зоне такие параметры как пористость, размер пор, газонепроницаемость, прочность огнеупорного кирпича играют первостепенную роль. Здесь также применяют шамотный, плотный кирпич с большим содержанием каолина.

Условия эксплуатации шамотного кирпича в печах

Применение шамотного кирпича в различных тепловых установках позволяет реализовать приоритетную цель металлургической промышленности – аккумуляцию и поддержание тепла на необходимом производственном уровне.
В процессе продолжительной службы шамотного кирпича в условиях применения постоянных температур его теплопроводность повышается на 10 – 15 %, а в условиях работы переменных температур, наоборот – понижается вследствие образования микротрещин в его материале. Поэтому лучшие результаты в производительности сталеплавильных печей и увеличение цикла эксплуатации шамотных материалов достигаются при постоянной работе, а не переменной, по причине отсутствия резких перепадов температурного режима, что в свою очередь определяют такие условия как: температурный режим, рабочее время, химический состав среды, механические напряжения, действие различных элементов теплового процесса.
Для оптимизации работы шамотного кирпича в печах проводят исследования физико-технических и химико-минералогических процессов, происходящих в огнеупорных изделиях под влиянием вышеуказанных факторов. Разрабатывают методы защиты огнеупорных материалов и делают рекомендации по выбору и созданию новых огнеупорных изделий, технические свойства которых соответствовали современным стандартам работы. Анализ условий эксплуатации шамотных изделий, выполняет роль «обратной связи» с технологией огнеупорных материалов.
На срок службы огнеупоров во многом влияют производственные условия. Он может варьироваться от 3 до 10 лет в футеровки доменной печи и до 40 – 1500 ч в зонах движения стали. В ковшах и миксерах от 20 до 1500 мин при работе в продувочных фурмах и шиберных затворах. От условий эксплуатации значительно зависят расход огнеупоров на единицу продукции (кг/т стали), их технико-экономическая эффективность.

Продолжительность работы огнеупорного кирпича ША, ШБ в индукционных печах

В индукционных сталеплавильных печах металл интенсивно перемешивается, что обуславливает быстрый износ футеровки. Рабочая поверхность футеровки тигельной печи имеет температуру расплавленного металла, в то время как наружная сторона нагревается до 200 – 300 градусов по Цельсию. Поэтому в огнеупорной футеровке индукционных печей не должно быть сквозных трещин или пор, а материал футеровки должен обладать высокой термостойкостью и постоянством объема в процессе эксплуатации. Выбор огнеупорных материалов, применяемых в данной зоне печи достаточно разнообразен в зависимости от выплавляемого металла либо сплава. Шамотные огнеупоры марки ША и ШБ, которые удовлетворяют этим требованиям, чаще всего, используются для выплавки цинка и алюминия, благодаря своим высоким качественным характеристикам.
Для выплавки цинка используют шамотный кирпич из состава 70 % шамота каолинового, 20 % огнеупорной глины и 10 % каолина, что дает среднее число плавок – 7000 и максимальное – 12000.
Для выплавки алюминия используют состав 65 % шамота, 25 % огнеупорной глины и 10 % бария с жидким стеклом, что дает среднее число плавок – 1000 и максимальное – 2000. Также применяют состав 50 % шамота, 20 % кварцита, 20 % огнеупорной глины и 10 % бария, что повышает среднее число плавок до 2600 и максимальное до 5300.
Стабильная работа индукционной печи в пределах 300 плавок занимает приблизительное время 3-4 месяца.