Технические характеристики огнеупорного печного кирпича

Состав, производство и разновидности печного кирпича

Исходя из условий, возникающих в результате сгорания твердого топлива, печной кирпич должен отвечать трем основным требованиям:

• Жаростойкость не менее 1000 °C без утраты прочности при длительном воздействии.
• Низкая теплопроводность обеспечивает защиту окружающих строительных конструкций.
• Термостойкость изделие должно выдерживать значительное количество циклов нагревания и охлаждения.

Кирпич печной огнеупорный является отличным аккумулятором энергии, иными словами, он достаточно быстро нагревает и постепенно отдает тепло в окружающую среду. Огнеупорные кирпичи изготавливаются на специализированных заводах по технологиям, предусмотренным ГОСТ 390-96. В состав сырья, используемого для производства печного кирпича в качестве основного компонента, входит глина тугоплавкая специальных сортов до 70 %. Введение в формовочную массу некоторых видов шихты позволяет получить блоки с разными свойствами, добавками могут служить:

• графит;
• кокс в форме порошка;
• крупные фракции кварцевого порошка.

Технология производства огнестойкого кирпича методом полусухого прессования предусматривает выполнение ряда операций в такой последовательности:

1. Подготовка сырья: измельчение и разминание глины, введение шихты, перемешивание до однородного состава. В ходе этого процесса в состав добавляется до 8 -10 % воды для достижения необходимой влажности.

2. Готовая масса загружается в бункер, из которого она поступает на каретку-дозатор двигающийся вперед-назад.

3. Отформованный кирпич подается на нижний пуансон пресс-формы, который опускается вместе с заготовкой.

4. Верхняя часть пресса опускается и оказывает на кирпич давление, достаточное для его уплотнения.

5. По завершении процесса нижний пуансон выталкивает блок из пресс-формы на площадку. В этот момент каретка начинает движение из-под бункера с очередной порцией сырья сдвигает заготовку на ленту конвейера.

6. Процесс прессования повторяется, а кирпич-сырец отправляется по мере формирования партии на обжиг в печи тоннельного типа при температуре около 1000 ° C.

Данная технология позволяет исключить операцию предварительной сушки изделия и сократить время его производства. Данный способ производства огнестойкого кирпича значительно дешевле метода пластического формования, когда из подготовленной массы влажностью 17-30 % делается непрерывный брус. Заготовка специальным станком разрезается на отдельные блоки, которые подаются на предварительную сушку с последующим обжигом.

На рынке строительных материалов представлена обширная номенклатура печного огнестойкого кирпича следующих видов:

Шамотный печной кирпич

Полукислый огнеупорный кирпич

Динасовый огнеупорный кирпич

Муллитовый огнеупорный кирпич

Корундовый огнеупорный кирпич

Технические характеристики печных огнеупорных кирпичей зависят от вида и марки, для удобства они сведены в таблицу:

Плотность и полнотелость печного кирпича

Физико-химические характеристики огнеупорных изделий во многом определяются составом сырья и способом производства. Для строительства каминов, печей бытового или промышленного назначения и иных аналогичных сооружений применяется полнотелый кирпич. Плотность является одним из важнейших параметров такого рода изделий, контролируемых на заводах-изготовителях.

Проверка осуществляется в соответствии с методикой установленной требованиями ГОСТ 24468-80. В процессе выполнения измерений определяются кажущаяся плотность и общая пористость кирпича. Оптимальное соотношение между указанными параметрами позволяет добиться максимальной прочности и стойкости изделия к условиям среды. Предельные значения плотности для разных марок огнеупорного кирпича определяются в ГОСТ 53406-2009.

Прочность

Внутренняя поверхность печей и каминов подвергается воздействию высоких температур и открытого пламени. Кирпич печной огнестойкий обладает способностью эффективно противостоять указанным факторам. Предел прочности каждого из изделий зависит от его марки, точного соблюдения рецептуры и технологии производства. Количественные показатели для разных видов огнеупорных блоков указаны в приведенной выше таблице.

Максимальный предел прочности имеет шамотный кирпич марки ШАК, который составляет 23 Н/мм 2. Такие изделия широко применяются для кладки бытовых и технологических печей на промышленных предприятиях, а также действующих каминов в домах. При выборе конкретной марки кирпича параметр предельной прочности имеет решающее значение.

Производители

Сегодня изготовлением шамотного кирпича занимаются многие крупные производители. Выделим наиболее популярные:

1. Кондратьевский огнеупорный завод. Данное предприятие находится на Украине, обустроен по всем современным стандартам. Использует завод исключительно качественное сырье.
2. ООО «Огнеупор» — отечественный производитель, который обрел широкую популярность еще в 30-х годах двадцатого века. Производить и выпускать шамотные кирпичи начала в середине 1960-х годов и по сей день занимает лидерские позиции в этом секторе.
3. Часовоярский завод — еще одно украинское предприятие, которое ведет свою успешную деятельность уже более 100 лет.
4. ТД «Росогнеупор» — завод находится вблизи Латненского глиняного месторождения. Построен он был в 1930-х годах. За время своего существования он много раз менялся, и в настоящее время снабжен современной высококлассной техникой, необходимой для производства шамотных кирпичей.

В заключение, стоит еще раз отметить, что шамотный кирпич — это качественный материал, который в настоящее время используется для сооружений печей, каминов и т.д. Отзывы пользователей свидетельствуют о том, что печь из шамотного кирпича способна эффективно обогреть дом. Выбирая такой материал, обязательно обращайте внимание на маркировку и производителя. Если затрудняетесь в выборе, воспользуйтесь помощью профессионалов.

Температурный предел

Топки бытовых печей и каминов непосредственно соприкасаются с открытым огнем, а дымоходные каналы и трубы с разогретыми до высоких температур продуктами сгорания. Материалы, применяемые для возведения указанных сооружений должны иметь высокий температурный предел. Государственные стандарты определяют его значение для разных марок огнеупорных блоков общего назначения.

Максимальной жаростойкостью обладают шамотные кирпичи разных видов, температурный предел для них находится в широком интервале от 1630 °C до 1730 °C. Требования к материалам других составных частей печей или каминов менее жесткие. Так, материал для дымоходов должен выдерживать температуру порядка + 700 °C.

Теплопроводность огнеупорного кирпича

Печной огнестойкий кирпич, используемый для кладки топок и дымоходных каналов, призван защищать прилегающие строительные конструкции от высокотемпературных воздействий. Для достижения данной цели изделие должно обладать невысокой теплопроводностью. Огнеупорные кирпичи разных видов имеют следующие показатели по данному параметру:

• шамотный кирпич – 1, 8 – 1,9 Вт/(м*° С);
• динасовый — 1,9 -1,95 Вт/(м*°С);
• магнезитовый – 2,6 – 2,8 Вт/(м*°С);
• хромомагнезитовый – 2,75 – 2,85 Вт/(м*°С).

Из приведенного выше списка видно, что наименьшей теплопроводностью обладает шамотный кирпич, который и получил максимальное распространение в строительстве. Такие кирпичи надежно предохраняют конструкции здания от воздействия высоких температур и способны накапливать тепло.

Особенности клинкера

Кирпич, сделанный по клинкерной технологии из высоко плавящихся сортов глины, обладает большой прочностью (больше, чем М300) и морозостойкостью (больше, чем F 100).

Специфические особенности клинкера незаменимы при кладке базового слоя фундамента и внутреннего канала дымохода, доходящего до оголовка, при условии оформления облицовки другим материалом.

Делать из клинкера основную часть печки – дорогое и ничем не оправданное удовольствие, тем более, что конструкция получится массивной и утяжеленной.

Если хозяин планирует сделать компактную печку в баньке, клинкерный кирпич будет идеальным материалом, который позволит отапливать пространство не хуже, чем толстостенная чугунная «буржуйка».

Стойкость к воздействию агрессивных сред

Огнеупорный кирпич, характеристики которого находятся на достаточно высоком уровне, при эксплуатации печей соприкасается с огнем и продуктами сгорания. Воздействие кислот или щелочей или иных агрессивных сред на изделия в таких сооружениях практически исключены. Соответственно особых требований по данному показателю к ним не предъявляется.

В силу своего состава огнеупорный шамотный кирпич не следует использовать в конструкциях, где возможен контакт с кислотной средой. Это может привести к его преждевременному разрушению. Другие виды огнеупорных кирпичей также имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе материалов для возведения печей или каминов.

Правила кладки

Сначала кладку осуществляют без раствора. Проверяют величину зазора, при необходимости подтирают.

Потом кирпичи складываются в том порядке, в котором будут лежать. И можно приступать к укладке уже с применением раствора.

Толщина швов варьируется 1-5 мм. Чем выше предполагаемая степень нагрева, тем тоньше должен быть шов.

При укладке кирпича его прижимают так, чтоб раствор выступал со всех сторон, это предотвращает образование пустот в швах. После того как выложен ряд его проверяют правилом.

При возведении печей сначала кладутся кирпичи, которые образовывают углы, после чего от них ведется кладка ряда.

Водопоглощение

Огнестойкий кирпич делается из глины и в процессе его обжига в его структуре образуются поры. Наличие пустот в структуре изделия способствует значительному поглощению влаги из атмосферы или при непосредственном контакте с водой. В зависимости от вида изделия блоки способны накапливать от 15 до 30 % жидкости от общего его объема. Это высокий показатель для строительного материала.

Такое свойство огнестойкого кирпича следует учитывать в процессе складирования и хранения кирпича. Не допускается нахождение изделий на открытых площадках в течение длительного времени, особенно под дождем или снегом. Это может привести к значительному поглощению воды и негативно сказаться на его прочностных и иных характеристиках.

Раствор

Огнеупорную кладку осуществляют с помощью специального раствора – мертеля, который продается в строительных магазинах.

Вместо готовой смеси, можно приобрести необходимые компоненты и сделать раствор самостоятельно для этого потребуется:

• глина;
• шамотный песок;
• цемент (необязательно);
• соль;
• вода;
• строительное мелкое сито.

Приготовление раствора:

• залейте глину водой, и оставить на 12-72 часа. Периодически помешивайте её;
• далее, размокшая глина перетирается через сито, через него же просеивается песок. Рекомендуемые пропорции: 1 часть глины; 2 части песка. Они тщательно перемешиваются;
• после, тонкой струей добавляется вода, при этом смесь непрерывно нужно размешивать. Консистенция должна получиться, как у густой сметаны;
• на этом этапе добавляется соль. Пропорция на 5 кг массы примерно 50 грамм соли;
• для большей прочности можно добавить немного цемента.

Идеальный для работы раствор должен медленно сползать с лопаты не растекаться и не падать кусками.

Морозостойкость огнеупорного кирпича

Сфера применения огнеупорного кирпича – возведение печей и каминов в жилых домах и производственных зданиях. Данные изделия не отличаются повышенной морозостойкостью в силу своего строения и использованных материалов. Согласно действующему стандарту данное свойство изделия оценивается, как способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания в состоянии максимального насыщения влагой.

Для шамотного кирпича марки ШАК, ША, ШВ и ШБ данный показатель не превышает 15 циклов. Огнеупорные кирпичи не следует использовать для возведения цокольных конструкций и наружной облицовки зданий и сооружений. В процессе эксплуатации зданий с печным отоплением или каминами рекомендуется поддерживать положительные температуры. Частое охлаждение таких сооружений до экстремальных температур может привести к их разрушению.

Основные показатели

При выборе материала полезно знать и учесть его базовые характеристики, чтобы в последующем при работе не возникало неприятных неожиданностей.

Форма и размеры

Для выкладывания печей, дымоходных каналов, каминов применяют кирпичи нескольких типоразмеров, в которых фигурируют три основных показателя: длина большой площадки (постели или плашки), ее ширина и высота параллелепипеда.

Таблица 2. Распространенные типовые размеры огнеупорных кирпичей

Чаще всего используют кирпич привычного нормального формата, который называются одинарным и обозначают буквенным сокращением КО.

Кирпич, соответствующий европейским стандартам, очень похож на обычный отечественный. Отличие заключается в несколько меньшей ширине плашки (приблизительно на треть). Обозначается такой формат сокращением КЕ.

Кирпич для печи, высота которого превышена на 20 % по сравнению с обычным форматом, называют утолщенным, обозначают аббревиатурой КУ. Остальные параметры таких изделий соответствуют продукции КО.

Значительно реже встречается в печных кладках кирпич модульный КМ, с высотой и шириной плашки (постели), увеличенной на 5-10 % по отношению к КО.

Для оформления арочных отделок печей и каминов, наружных фигурных элементов, производят специальные виды изделий. Популярны клиновидные формы с зауженными ребрами или торцами. Внешние поверхности иногда украшают кирпичами с фигурными закруглениями.

Устойчивость к механическим нагрузкам

Безусловное требование к печной кладке – высокая прочность, которая, прежде всего, обусловлена характеристиками каждого кирпичного изделия. Значение максимальной механической нагрузки указывают в маркировке рядом с буквой М.

Число информирует о количестве килограмм, которое без последствий может выдержать 1 см2 кирпичного бруска. Для обычных печей и каминов достаточно прочности, равной 200 кг/см2, для крупных массивных конструкций можно купить продукцию с повышенной прочностью, максимум до 250 кг/см2. Покупать еще более прочные изделия для кладки печей не имеет смысла, стоят они дороже, предназначены для обычных несущих стен, при нагревании могут выделять синтетические добавки, специально введенные в сырье.

Морозостойкость

Требование к устойчивости при действии отрицательных температур может удивлять, так как речь идет о печках. Однако, для дымоходов, печей и каминов в летних постройках морозостойкость является важным показателем, который обозначается в маркировке буквой F. Рядом стоящее число указывает на допустимое количество циклов замораживания и оттаивания. В целом морозостойкость характеризует общую способность кирпичной продукции выдерживать любые перепады температур.

Способность проводить и накапливать тепло

Все слои печной кладки, начиная от топки, заканчивая облицовкой, должны обладать хорошей теплопроводностью и достаточной теплоемкостью, иначе конструкция будет красивой, прочной, надежной, но не выполняющей главное назначение – обогрева помещения. Оптимальным значением коэффициента теплопроводности считается показатель 0,6 Вт/(м·°C). Кирпичная кладка на чердаке и выше может иметь меньшую способность проводить тепло. В этих местах расположения допустимы и полезны теплоизолирующие способности материала.

Способность поглощать влагу

Огнеупорные кирпичи обладают минимальной гигроскопичностью, что способствует получению долговечной термостойкой кладки. Особое внимание при покупке нужно обратить на выбор кирпича для выкладывания фундамента отапливающей конструкции и дымохода – участков, находящихся в окружении влажного воздуха. Для сооружения печей нужно приобретать только продукцию, соответствующую нормативам стандартов.

Размеры и точность геометрических форм

К изделиям огнеупорным общего назначения предъявляются достаточно жесткие требования по многим параметрам. В частности, размеры и точность форм жестко регламентируются действующим ГОСТ 8691-73, который соответствует международным стандартам серии ISO 5019 от 84 года. Для огнеупорных кирпичей разных марок предусмотрены 11 типоразмеров, с определенным соотношением длины, толщины и высоты.

Предельные отклонения от размеров огнеупорного кирпича разных типов (лещадка, плитка или прямой) имеют следующие значения:

• по длине погрешность изготовления изделия не должна превышать 5 мм;
• по ширине – 3 мм;
• по толщине — 1 – 2 мм.

Контроль готовых изделий по таким параметрам, как точность изготовления и соответствие формы осуществляется специальными техническими отделами предприятия. Проверки продукции производятся выборочно для партий из определенного количества кирпича методом случайной выборки.