Характеристики шамотного кирпича

Изготoвлeниe шaмoтнoгo кирпича

Шамотный кирпич изготавливают путeм обжига пopошка-шамота и спeциaльной paзмoлoтoй oгнeyпoрнoй глины пpи выcoкиx тeмпepaтypаx. Однако если он бyдeт пepедеpжaн, то нa кирпичах мoжeт появиться cтeклoвиднaя плeнкa. Этo, несомненно, пpидaст кирпичам большyю пpoчнocть, но вот использовать егo пpи кладке печей и каминов, или строительстве бань и caун, не cтoит. Так называемый железняк плoxo cвязывaeтcя рacтвopoм и лучше его использовать в зaклaдкe фундамента.

Узнать шамoтный кирпич мoжнo и по внешнeмy видy — он имеет пecoчно-желтый цвет и зepниcтyю ocнoвy. Размеры кирпича могyт быть paзличными: 230 — 113 — 65мм или 230 — 123 — 65мм. Такой paзмep пoмoгaeт избежать бoльшoго количества швов и coздaeт бoлee глaдкyю пoвеpxнoсть. Тaкими кирпичами, главным oбpaзoм, выклaдывaют и фyтepуют топливные камepы (для cжигaния камeннoгo yгля), кyхoнных oчaгoв, отoпитeльныx печей и каминов (шамотный кирпич иcпoльзyют здесь для тoпoчнoй части, т. е. в месте прямого coприкocнoвeния с огнем). Так жe он подходит для кладки дымoвыx тpyб. Он cпocoбeн выдepживать тeмпepaтуры до 1600°C.

Технология изготовления

Качественный шамотный кирпич можно получить только при четком соблюдении технологии его производства. В противном случае он теряет часть своих свойств. Продукт, соответствующий стандартам, определяется:

• по правильной геометрической форме;
• тонким граням;
• шероховатой поверхности;
• отчетливой зернистой структуре;
• характерному песчаному цвету;
• металлическом звону, который он издает при ударе.

Таблица сравнения огнеупорных материалов

Получение шамота

Особенности изготовления шамотного кирпича состоят в обжиге специальной огнеупорной глины с порошком шамота при высокой температуре. Все исходные материалы, используемые в исходной сырьевой смеси, обладают высокой огнеупорностью.

Шамот представляет собой порошок, получаемый при интенсивном обжиге каолина при 1300-1500 градусах. Водные силикаты алюминия, из которых он состоит, в процессе обжига теряют молекулы воды и частично спекаются. Глина теряет свою пластичность. В зависимости от состава используемого сырья шамот может быть:

• высокоглиноземистым;
• корундовым;
• цирконовым.

Степень спекания определяет тип шамота:

• высокожженный шамот обладает гигроскопичностью от 2 до 10%;
• показатель гигроскопичности низкожженного кирпича – 20-25%.

Подготовка сырьевой массы для обжига

Огнеупорная глина при поступлении на производство состоит из разноразмерных кусков, которые подвергаются дроблению и помолу. А затем они сортируются по объему. После добавления всех компонентов сырьевая масса перемешивается до получения однородной массы, одновременно в нее вводятся жидкие компоненты.

На начальном этапе производится сушка блоков. Готовая масса распределяется по предварительно подготовленным формам. Их изнутри покрывают специальным составом, предотвращающим перегрев массы в какой-либо части. Во время сушки в шамотной массе проходят физико-химические процессы, связанные с разрушением связей и удалением молекул воды. В процессе сушки влажность изделий снижается до 2-4%.

Обжиг кирпича

Качество завершающего этапа производства зависит от условий его протекания. При обжиге кирпича-сырца происходят процессы:

• испарения остаточной влаги;
• распада каолинита, сопровождающегося небольшой усадкой изделий;
• разложения солей кальция и магния;
• спекания однородной массы.

Схема обжига кирпича

Нарушение хотя бы одного из заданных параметров процесса приведет к снижению качества шамотного блока. Гладкая, будто стеклянная, поверхность и более темный оттенок свидетельствуют о превышении времени обжига.

Передержка в печи придает кирпичам дополнительную прочность, однако уменьшает его огнеупорность, а гладкая пленка снижает схватываемость кирпича с раствором. Недодержанный в печи кирпич имеет повышенную гигроскопичность и низкую сопротивляемость деформациям.

Виды огнеупорного и марки шамотного кирпича

В любой большой строительной компании вам предложат несколько вариантов огнеупорных кирпичей, среди которых будут углеродистые, глиноземные, основные и кварцевые

Давайте разберемся, в чем разница и на что необходимо обращать внимание

Кварцевый кирпич. Он достаточно хорош в плане огнеупорности, но стоит понимать, что он боится контакта со щелочной средой, известковыми растворами, чрезмерной влагой и оксидом металла. Он немного дешевле глиноземного кирпича, но подойдет только для строительства камина или свода печи. Для уличного мангала, барбекю, тандыра и прочего его лучше не использовать.

Углеродистые кирпичи (графитовые). Очень устойчивы к высоким температурам, состоят в основном из графита (до 90%), антрацитового порошка и углерода. Скорее всего, такой стройматериал вы не найдете в обычном магазине, поскольку кирпич используется в промышленности, обладает достаточно высокой ценой и ни разу не актуален для частного строительства.

Основные огнеупорные. Используются практически только в металлургической промышленности при изготовлении некоторых марок стали. Они обладают минимальной адгезией и очень высокой плотностью, выдерживают экстремальные температуры.

Глиноземный кирпич или шамотный огнеупорный. Это относительно недорогой строительный материал, блок, в состав которого добавляется огнеупорная глина или специальный керамический порошок – шамот. Поверхность изделия бывает похожа на стекло, если его немного передержать в печи при повышенной температуре. Адгезия с кладочным раствором намного хуже, поскольку влага и связывающие компоненты не проникают внутрь, но огнеупорность материала очень высокая. Оптимальный кирпич для строительства уличного мангала или печи барбекю.

С разновидностями огнеупорных материалов разобрались, теперь рассмотрим подробнее марки шамотного кирпича, поскольку он наиболее распространенный и оптимально подходит для частного строительства большинства огнеупорных конструкций, таких как печи и камины. В зависимости от состава шамотного кирпича и способа его изготовления, он бывает:

• ШАК, ШБ и ША. Наиболее распространенные марки шамота, которые используют строители. Максимальная температура, которую выдерживают кирпичи – 1690 С. Они относительно прочные, при расколе не образуют «трухи», не рассыпаются.
• ШВ и ШУС. Чаще всего эти виды шамотного кирпича используются для обмуровки труб на производстве, газоходов, парогенераторов. Отличная теплоемкость, но высокая цена и отсутствие ассортимента.
• Шамотный кирпич ПБ. Данная маркировка подходит для домашнего использования. Меньшая граничная температура использования, но цена ниже, примесь глины достаточно высокая, по сравнению с другими марками.
• ПВ. Шамотно-коалиновый огнеупорный кирпич, идеально подойдет для внутренней отделки печей. Выдерживает до 1300 градусов Цельсия, причем постоянной температуры, очень долговечен. По причине высокой стоимости он актуален только для внутренней кладки дымоходов.
• ШЛ. Применение шамотного кирпича такого типа очень широко, поскольку он подойдет для футеровки печей, облицовки. Легковесный кирпич (ШЛ) стоит дешевле, оказывает меньшую нагрузку на строение, обладает низким коэффициентом расширения и граничной температурой в 1300 градусов.

Каждый тип полнотелого шамотного кирпича обладает большим удельным весом и плотностью, подходит для строительства тяжелых конструкций и применяется в цокольных рядах огнеупорных сооружений. Легковесные кирпичи – это пустотелые облегченные шамоты, которые идеально подходят для облицовки и торцевых вращающихся печей (ШЦУ – двухсторонние торцевые блоки).

Плотность шамотного кирпича зависит от метода производства и обжига. Бывают следующие виды: горячепрессованные, плавленые, литые, формированные пластично, материалы полусухого формирования и термопластичнопрессованные. Все они имеют разные характеристики и подбирать надо будет согласно сфере применения.

Какие материалы подходят для печи

Основная функция, с которой должна справляться добротная печь – обогрев помещения. В некоторых конструкциях (барбекю, мангал) предусмотрены отделы для приготовления пищи.

При условии соблюдения всех норм кладки, правильно замешанного раствора и подобранного материала, расход топлива будет экономным, а теплоотдача высокой.

В зависимости от вида кладки бывает кирпич:

1. Лицевой. Используется для облицовки готовой печи, с однородной структурой. Имеет аккуратный вид, ровные стороны.
2. Рядовой, полнотелый. Применяется для внутренней кладки.

Рассмотрим подробнее основные типы жаропрочного кирпича.

Керамический

Производится двумя способами:

• полусухим прессованием;
• пластической формовкой.

В первом случае сырье проходит через особые насадку — фильеру, в результате чего пласт приобретает нужную форму, режется и только потом подвергается высокотемпературной обработке.

Во втором – подготовленную массу выкладывают в формы, выдерживают под прессом. После обжигают в течение 12–15 часов при +11500 С. Так размеры получаются точнее, а поверхность гладкой и аккуратной.

Самый подходящий кирпич для печи и камина – рядовой красный керамический и лицевой пластической формовки. Их выкладывают только из полнотелого одинарного с одинаковыми модулями.

Клинкерный

Чтобы его изготовить, используют глиняную массу – клинкер, которую обжигают при температуре до 15000 С. По факту это стандартный жаростойкий кирпич.

Имеет высокий показатель теплопроводности. Темного цвета. Прочный. Материал практически без пор, поэтому хорошо переносит мороз.

Тяжелый по весу. Часто комбинируется с красным керамическим кирпичом. Устойчив к воздействию химических веществ. Но из-за высокой стоимости не очень популярен среди печников. Да и по жаропрочности существенно уступает шамоту.

Что это такое?

Шамотный кирпич характеризуется весьма нехитрым составом, в его основе – измельченный высушенный шамотный порошок, концентрация которого составляет 65-70%. Это вещество производят из простой белой глины, которая подвергается очистке и продолжительному обжигу, благодаря чему проявляет выраженные огнеупорные характеристики. Дополнительно в сырье вводятся коксовые, а также графитовые наполнители и зерна крупнофракционного кварца. Исходные компоненты тщательно перемешиваются, затем формуются и отправляются на обжиг и опрессовку.

Именно особенности обжига и определяют базовые эксплуатационные параметры материала. Длительность запекания материала имеет огромное значение. Так, если сырье передержать в термопечи, то на его поверхности появляется стекловидная пленка. Она довольно прочная и придает материалу особую стойкость к механическим повреждениям, но огнеупорность в то же время падает.

Производство шамотного кирпича регламентируется действующими стандартами, при этом его размеры и масса зачастую могут существенно различаться: от 2.5 и до 6 кг, а параметры бывают 230х111х65 мм, а также 300х150х65 и 250х123х65 мм. Помимо этого, изделия различаются особенностями плотности и пористости структуры.

Формовка и сушка изделий

Полученную массу заливают в специальные формы и уплотняют полусухим прессованием, либо пластической формовкой. Для равномерного прогрева кирпича формы изнутри обрабатывают специальными маслами, которые не дают раствору прилипнуть к поверхности, такие материалы обеспечивает качественную сушку изделия.

При сушке минимальная прочность сырца составляет 0,5 Мпа, влажность снижается до 10-12%. Заготовки с такими свойствами могут транспортироваться в печи в пределах цеха и не потерять своей первоначальной структуры. Сушка производится на специальных сушилках на полочных вагонетках или в профессиональных печах. После такой обработки влажность заготовок составляет всего 2-4%.

Как сделать огнеупорный кирпич своими руками: что надо знать на старте

К слову, простые строительные кирпичи представлены на рынке сразу в двух видах:

1. Керамические – они не способны противостоять высоким температурам, а при +1200 материал и вовсе начинает плавиться. После остывания он начнет крошиться. Его делают из разных сортов глины.
2. Силикатный – его делают при использовании извести, песка и определенных добавок, которые придают стройматериалу всевозможные полезные свойства. Он не может выдерживать высокие температуры, начинает разрушаться от резкого охлаждения или нагревания, а также длительного воздействия огня.

А теперь о видах материала.

Разновидности огнеупорных (шамотных) кирпичей

Есть 4 основные вида – глиноземистый, кварцевый, углеродистый и основной. Последние 2 вида материала применяют при создании стали. Основные огнеупорные строительные материалы делают на базе извести и магнезии. В составе углеродистого кирпича есть кварц. Он может соприкасаться с металлом или огнем. Его контактирование с щелочью ни в коем случае нельзя допускать. Чаще всего встречается шамотный (т.е. глиноземный) кирпич. Производство огнеупорных кирпичей выполняется посредством тепловой обработки смеси, которая состоит из огнеупорной глины и шамотного порошка.

Особенности производства материала

Раствор для огнеупорного кирпича своими руками сделать несложно. Глиноземный кирпич делают по ГОСТу 390-69. Его выпускают в двух вариациях – 25*12.3*6.5 см и 23*11.3*6.5 см. Его характерной чертой является мелкозернистая структура. В составе таких блоков 30% графитного и кокосового порошка, 70% шамотной глины, а сам по себе вес блока будет зависеть от его структуры и размера, из-за чего бывает в пределах 2.5-6 кг. Они способны выдерживать температуру в пределах +1000…+1800 градусов. Он никак не реагирует на резкие многократные изменения температур. Именно такой тип стройматериала специалисты применяют для выстраивания бытовых топок.

Компании-производители делают самые разные типы огнеупорных кирпичей. Они могут отличаться по массе, форме, размеру, а еще степени пористости и методу изготовления. В продаже есть такие разновидности – клиновидный, арочный, трапецеидальный и прямой. Данные типы шамота дают возможность выстраивать самые разные по конструкции сооружения. С учетом степени пористости и состава шамотные кирпичи делают:

• Уплотненными – уровень пористости до 20%.
• Плотными – уровень пористости до 15%.
• Высокоплотными – уровень пористости в пределах 3-10%.
• Особое плотные – уровень пористости меньше 3%.

Данные свойства огнеупорных кирпичей помогут сделать грамотный выбор блоков для строения. По способу формирования можно поделать его на такие типы шамотного кирпича – термопластичный, горячепрессованный, формованный пластичным/полусухим способом, плавленый и литой из шликера.

Марки шамота

Если делать огнеупорный кирпич своими руками, то на нем не будет никакой маркировки, но на заводских изделиях всегда есть маркировка. По ней определяют технические параметры и состав шамотных кирпичей:

1. ШЦУ – блоки, которые применяют для укладки вращающихся печных конструкций.
2. ШЛ – легковесный шамот, который подойдет для печей с невысокой температурой нагревания (до +1350 градусов).
3. ШК – эта марка незаменимая при строительстве сооружений для изготовления кокса.
4. ПВ – блоки данной марки применяют для создания внутренних каминных стенок.
5. ПБ – изделия нужны для кладки барбекю-печей.
6. ШВ, ШУС – для таких блоков характерной чертой является высокая степень тепловой емкости. Их используют в промышленности для обмуровывания (т.е. защиты) стен газоходов и шахт.
7. ШАК, ШБ и ША – универсальные блоки. Из них можно изготовить камин и печь, а еще они довольно прочные и могут выдерживать температуру до +1650 градусов. Соотношение стоимости и качество отличное.

Каждая из марок обладает особым составом, весом и размером. До покупки следует тщательно изучить маркировки, а после можно начать выбор блоков.

Особенности укладки

Существует несколько способов укладки шамотного кирпича. Если сооружается стена или выстилка, то его укладывают на плашку. При закруглённости стен кирпичные блоки устанавливаются ребром. В некоторых ситуациях кладут материал и на торец, при сооружении подин, лещади.

Укладка топки из ШБ

Укладывать ШБ необходимо на близкий по составу раствор, в основе которого шамотный песок и специальная огнеупорная глина. Размер шва между кирпичами при этом может составлять от 1 до 5 мм.

Укладка шамотного кирпичаИсточник hotel-a.ru

Шамотная глина – особенности и состав

Глина шамотная огнеупорная производится на основании чистого каолина, он обжигается в специальной печи при температуре около 1500°С. В результате такой обработки падает показатель пластичности и влажности глины. Материал получается твёрдым с разными показателями плотности. После обжига происходит измельчения глины для получения разделённой на фракции массы.

Измельчённая глина в упаковкеИсточник izkirpicha.com

В составе огнеупорной глины ещё есть и такие компоненты:

• кварц;
• алюмосиликатная керамика;
• оксиды калия, натрия, железа, кальция и магния.

Такой химический состав повышает прочность глины, переносимость сложных условий эксплуатации и пластичность. Это позволило найти материалу применение не только в строительстве, но и в искусстве.

Использование глины для раствора кладки

Чтобы соорудить что-либо из шамотного кирпича, потребуется использование специального раствора. Он состоит из таких компонентов:

1. Огнеупорная глина измельчённая.
2. Шамотная добавка.
3. Вода.

Как развести шамотную глину правильно:

1. Залить глину водой и оставить для размокания на 1-3 сутки. При этом её придётся время от времени перемешивать.
2. Если глина не измельчённая, её придётся перетереть. Для этого специалисты рекомендуют применять решето с ячейками 3×3 мм.
3. Добавить шамотный песок к глине и тщательно перемешать смесь.
4. Постепенно добавлять воду к смеси и перемешивать. В результате должна получиться смесь, которая по консистенции напоминает сметану.

Приготовление раствораИсточник indclimat.ru

Пропорции глины и песка должны использоваться 1 к 2. Иногда в раствор могут добавлять жидкое стекло или немного соли, это улучшает его качества.

Применение глины для штукатурки

Шамотная глина в качестве штукатурки в процессе нанесения мало чем отличается от обычного оштукатуривания цементом. Для выполнения работ потребуются лишь большой и средний шпателя.

Раствор приготовляется в пропорции 7:2:1, где в порядке от большей к меньшей, идут следующие материалы:

1. Карьерный песок.
2. Шамотный песок.
3. Портландцемент.

Портландцемент – обязательный компонент в составеИсточник udarnik.spb.ru

Как и в случае с раствором для кладки, может добавляться соль для улучшения свойств. На ведро хватит всего 100 грам.

Глина шамотная, применение которой – штукатурка, наносится шпателем. В процессе нужно оперативно подбирать все мелкие капли ы выравнивать поверхность. Толщина слоя штукатурки должна составлять 1-2 мм. После этого – оставить для высыхания, точное время которого будет указано на упаковке от шамотной глины.

Применение шамотной глины в искусстве

Уникальные свойства материала понравились представителям искусства, поэтому сегодня можно увидеть самые разнообразные изделия из шамотной глины. Из неё делают сувенирные статуэтки, керамическую посуду. Изделия подойдут для украшения частного дома, кабинета, ресторана в национальном стиле.

Изделия из шамотной глиныИсточник goldvoice.club

Высокая пластичность материала позволяет создавать детализированные фигурки. Люди и животные с характерными чертами лица и фрагменты орнамента встречаются даже на самых маленьких фигурах. Важную роль играет и экологичность материала.

Чтобы создать статуэтку или другое художественное произведение из керамики применяют пластичную глину с добавлением шамотного песка (до 40%). Процесс начинается с разработки эскиза, составления формы и заливки материала в неё. После полного высыхания изделия будет готово.

Шамотный кирпич: особенности материала

Коротко о главном

Шамотная глина и шамотный кирпич – уникальны по своим свойствам материалы. Долгий срок службы при высокой температуре, позволили использовать их для сооружения мангалов, печей, коптильней, каминов.

При этом кладка кирпича или оштукатуривание глиной не составят никаких трудностей, ведь не требуют наличия специальных инструментов.

Характеристики шамотного кирпича

Масса изделий различных производителей колеблется от 2,8 кг до 4,5 кг. Этот показатель влияет на теплопроводность материала: чем выше вес печного кирпича, тем ниже его теплопроводность. Таким образом, более тяжелый кирпич позволит дольше сохранить тепло в вашем доме.

Количество содержания в материале оксида алюминия определяет его устойчивость к агрессивному воздействию высокой температуры, щелочей и химических веществ. Оксид алюминия также делает печной кирпич пористым. За счет этого он нагревается довольно долго, но, в то же время, дольше удерживает тепло.

Кроме этого, чем выше пористость материала, тем ниже его прочность: под воздействием больших нагрузок чрезмерно пористый кирпич деформируется и крошится. Для того чтобы определить, какой из различных вариантов кирпича имеет большую пористость, достаточно подержать изделия в руках.

Особо плотный кирпич имеет пористость ниже 3 %, высокоплотный – 3-10 %, плотный – 10-16 %, уплотненный – 16-20 %, среднеплотный – 20-30 %, повышеннопористый – 30-45 %, легковесный – 45-85 %, ультралегковесный – выше 85 %.

Данные характеристики шамотных блоков помогут выбрать марку изделий, идеально подходящих для создания конкретных строительных конструкций. Оптимальная плотность для шамотного кирпича составляет 1700-1900 кг/м3. Этот параметр влияет на водопоглощение, теплоизоляционные свойства, сцепление с монтажным раствором и массу кирпичных блоков.

По способу формования блоков шамот может быть литым из шликера, формованным полусухим или пластичным методом, плавленым, термопластичнопрессованным или горячепрессованным. Традиционно печной кирпич имеет прямоугольные геометрические параметры. Но, идя навстречу потребителям, заводы выпускают его также арочной, трапециевидной или клиновидной формы. Существующие стандарты это допускают. Разнообразие форм и размеров печного кирпича позволяет возводить различные по конструкции сооружения.

Изготовители шамотного кирпича постоянно совершенствуют технологии производства данного материала. Они изменяют форму изделий, применяют специальные добавки, улучшающие характеристики кирпича. Так, недавно появился печной кирпич, способный выдерживать максимально низкие температуры.

Но, помимо положительных, у печного кирпича есть и отрицательные свойства. Во-первых, очень плотные блоки не поддаются резке. Во-вторых, изделия даже из одной партии часто имеют разные размеры. В-третьих, высокая гигроскопичность увеличивает массу печного кирпича и снижает его прочность при нагревании. В-четвертых, обладая низкой устойчивостью к замерзанию, при остывании теплового устройства шамотный кирпич начинает крошиться. В-пятых, для укладки шамотных кирпичей требуется особый монтажный раствор. В-шестых, данный материал относится к разряду дорогих.

Характеристики

Качественные показатели, характеризующие шамотный кирпич, строго контролируются со стороны государства. В ГОСТе прописаны показатели, отражающие вес шамотного кирпича и его размеры, состав сырья с процентным содержанием оксида алюминия, а также технологические свойства: прочность, геометрические параметры, огнеупорность, пористость.

Основные показатели приведены в таблице:

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. Такжеплотность влияет на такие свойства, как: влагопоглощение, теплоизоляция, сцепление с монтажным раствором и вес шамотного кирпича.