Описание, свойства и виды огнеупорного кирпича

Для строительства таких объектов, как промышленные печи, бытовые камины и прочие каменные конструкции, работающие в условиях высоких температурных режимов, требуется особый материал. Возведение подобных сооружений из обычного керамического или силикатного кирпича не допускается, так как высока вероятность их деформации и разрушения.

Профессионалы рекомендуют выполнять кладку из огнеупорного кирпича, используя в работе соответствующий термостойкий раствор. Производство этого материала предполагает его предварительный обжиг, а также применение особых компонентов, которые позволяют сделать кирпич максимально жароустойчивым.

Разновидности огнеупорных камней

1. Основной. Он предполагает использование известково-магнезиального состава. Применяется в сталелитейном производстве. 
2. Углеродистый. Подходит в качестве основного материала для обустройства доменных сооружений. 
3. Кварцевый. Его базовыми компонентами являются кварц и песчаник. Этот вид камня не выдерживает соседства с какими-либо материалами, исключение составляет лишь металл. Плохо переносит воздействие различных щелочей. 
4. Глиноземный кирпич – самый распространенный вид. Диапазон температуры для его работы составляет 1000-1300 °C. Ценится за способность выдерживать перепады температур. Глиноземный огнеупорный кирпич прекрасно подходит для кладки бытовых печей и обустройства топочных камер. 

Особенности

Характеристики огнеупорного кирпича разительно отличаются от тех, которыми наделены керамические или силикатные аналоги. Главный компонент огнеупорного бруска – это глина. Все остальные ингредиенты являются специальными добавками, от которых зависят качество, свойства и вид стройматериала. Но все дополнительные вещества в обязательном порядке обладают способностью сохранять изначальные свойства в условиях воздействия высокой температуры.

Огнеупорный кирпич часто используется в промышленном производстве, поэтому должен соответствовать предъявляемым требованиям к качеству и свойствам. Любое проявление дефектов приведет к сбою в работе, а значит, большим финансовым потерям.

Важная особенность такого кирпича заключается в обеспечении пожаробезопасности: это материал, который способен изолировать огонь.

Свойства, присущие всем видам огнеупорного кирпича:

1. Низкий уровень теплопроводности обеспечивает сохранение жара внутри конструкции отопительного оборудования.
2. Наличие тепловой инерции. Огнеупорный кирпич быстро нагревается, но при этом медленно остывает.
3. Способность противостоять горячему газу, шлаку, металлу.
4. Оптимальный уровень теплоемкости для накопления тепловой энергии и ее последующей передачи.
5. Повышенная устойчивость к высоким температурам, при этом сохраняются все характеристики материала.
6. Неизменность объемных параметров. Такой кирпич практически не подвергается усадке и росту: эти показатели сохраняются в диапазоне 0,5-1%.

Видовое разделение исходя из химических свойств

Признаками данной классификации выступают состав огнеупорного камня и задействованные вещества. Выделяют следующие три основные категории:

1. Кислая группа. Сюда включены динасовый и кварцеглинястый кирпичи, которые способны без каких-либо повреждений взаимодействовать с кислой средой.
2. Основная группа состоит из доломита, магнезита, хромомагнезита. Для них беспроблемным будет контакт со щелочной средой. Чаще всего эти кирпичи используются для возведения сооружений, в работе которых присутствуют постоянные резкие перепады температуры.
3. Нейтральная группа представлена шамотным огнеупорным, углеродистым и графитовым видами кирпича. Для них характерна устойчивость к щелочной и кислой средам.

Достоинства и недостатки

Среди положительных свойств огнеупорного материала отмечают следующее:

• сравнительно небольшой вес;
• отлично справляется с температурными перепадами;
• выдерживает воздействие агрессивных внешних факторов;
• хорошая теплоемкость и инерция, проявляющаяся в быстром нагревании и медленном остывании;
• вариации формы и размера;
• способность выдерживать температуру до 1690 °C включительно;
• привлекательный внешний вид и удовлетворение любых запросов за счет наличия разных оттенков и текстуры.

Основными недостатками являются следующие моменты:

• проблема резки и распила, так как кирпич обладает повышенными прочностными характеристиками;
• высокая стоимость.

Несколько слов необходимо сказать о глиноземном (шамотном) кирпиче. Среди других видов он обладает особой прочностью и отличается приемлемой ценой. За основу огнеупорного материала берется специальная глина алюмосиликатного типа, свойства которой усиливаются добавками порошка из графитовых и коксовых веществ.

Подробнее о свойствах шамотного кирпича читайте в этой статье.

Область применения

Отличные технические характеристики позволяют использовать огнеупорный материал как в промышленном производстве, так и в быту. Для каждой области применения существует оптимальная марка кирпича:

1. ШКУ характеризуется повышенной устойчивостью к высоким температурам, прочностными свойствами. Хорошо подходит для футеровки сталеразливочных ковшей.
2. ШПД – оптимальный вариант для доменных печей.
3. ШАВ – ваграночный вид, подходящий для сооружения горнов и чугунных отопительных устройств.
4. ША и ШБ часто применяются для частного строительства. Так, ША-5 является отличным вариантом для возведения камина или печи.

Различные размеры, а также устойчивость к воздействию внешней среды делают эти марки оптимальным вариантом для обустройства дымохода и топливника.

Они же используются и в промышленности, как химической, так и металлургической. С помощью этих материалов создаются различные установки, например, топливные камеры, котлы.

Какая бы марка ни была выбрана, кладку следует выполнять с использованием специального раствора. В рабочую смесь необходимо обязательно добавлять огнеупорную глину и истолченный кирпич. На толщину слоя влияет планируемая температурная нагрузка. Более высокие значения требуют нанесения небольшого количества раствора.

Правила выбора

Специалисты советуют обращать внимание на следующие моменты:

1. Прислушаться к звуку: если по кирпичу постучать, звук должен быть звонким, отчетливым.
2. Качество материала не зависит от его цвета. Огнеупорный брусок может иметь любой оттенок, присущий глине: песочный, бежевый, серый, желтый.
3. Кирпич жаростойкий не должен быть слишком пористым. Множество отверстий увеличивает гигроскопичность, что не приветствуется в строительстве печей. Это может вызвать разрушение материала и, как следствие, всей конструкции.
4. Исключить наличие стекловидного отблеска. Это означает, что огнеупорный кирпич перекалили.

Похожие статьи:

огнеупорный легкий, вес и размеры

Огнеупорные кирпичи ШЛ являются основным строительным материалом для изготовления топочного отделения печей, обогреваемых стен, где проходит раскаленный воздух из топки, дымоходов, каминов, уличных мангалов. Другие виды кирпичей — из красной глины, силикатные — для этих целей не подходят. Ими можно обустраивать лишь внешние контуры систем, где высокая температура с учетом резких ее перепадов отсутствует.

Состав и свойства шамотного стройматериала

Абсолютно надежное вещество, применяемое для строительства высокотемпературных конструкций, — это шамотная огнеупорная глина. Она обладает отличными теплоизолирующими характеристиками. Только из нее можно сделать легкий и одновременно прочный брикет, из которого печник построит безопасную печь. Кроме шамотной глины, в состав раствора добавляют опилки или торф. При выгорании они оставляют герметичные поры, заполненные воздухом. Благодаря этому и получают шамотный легковесный кирпич. Воздух является также прекрасным теплоизолятором.

Производители выпускают огнеупорный кирпич двух видов — ШЛ и ШТЛ, сокращения обозначают:

• Ш — шамотный материал;
• Л — легковесный;
• Т — в структуру смеси добавлен тальк.

Цифровые обозначения дают сведения о кажущейся плотности изделия. В характеристике пористых продуктов применяются понятия истинной и кажущейся плотности.

Самый легкий кирпич марки ШЛ-0,4 имеет кажущуюся плотность 0,4 кг/см³, а массу — 0,7 кг. Его применяют для устройства печных топок с рабочей температурой до 1150°С. Кирпич шамотный ШЛ-1,0 и ШЛ-1,3 имеет соответственно массу 1,7-2,2 и 2,0-2,6 кг. Разброс зависит от размеров изделия. Эксплуатационная температура — до 1300°С. В соответствии со стандартами строительства марка указывается на каждом отдельном кирпиче без исключения.

Виды огнеупорных кирпичей, их применение и преимущества

Строительные кирпичи выпускаются в основном одного стандартного типоразмера. Но для изготовления печей без применения фасонных изделий не обойтись. Все это разнообразие регламентируется ГОСТом. Известно до полусотни типоразмеров. Форма продукции из шамотной глины также отличается большим выбором возможностей. Выпускаются легковесные кирпичи в следующих конфигурациях:

• торцевой клиновой;
• ребровой клиновой;
• подвесной;
• фасонный;
• трапециевидный.

Подобный набор значительно сокращает время кладки топочных и других систем различной конфигурации. Самым активным потребителем огнеупорного кирпича является коксохимическое и металлургическое производство. Кроме этого, его используют в устройстве котлов, испарителей, паропроводов, дымовых труб, домашних печей и каминов.

Легковесный шамотный кирпич даже в сравнении с керамическим или простым огнеупорным изделием заметно отличается в лучшую сторону. Несмотря на величину кажущейся плотности, его механические свойства достаточно высоки, чтобы строить из него дымовые трубы, где очень важно сочетание прочности и малого веса. О термоустойчивости говорит само название — огнеупорный. Любая глина обладает инертными характеристиками, поэтому агрессивная среда не приводит к их ухудшению. Технологическая простота производства продукта делает его доступным для любого потребителя.

Уменьшение массы конструкции способствует снижению ее габаритов, сокращая материальные ресурсы и финансовые расходы. Небольшой градиент линейного расширения позволяет укладывать шамотный легковесный брикет в облицовке подов печей. Футеровка же внутренней поверхности топочного пространства в несколько раз сокращает период нагрева, что положительно отражается на экономии топливных материалов. В печи из материала марки ШЛ с непрерывным режимом работы расходы топлива снижаются на 10%, а с периодическим графиком отопления — на 45%. Многовариантность типоразмеров устраняет необходимость подрезать и подгонять каждый кирпич под заданные контуры. В результате практически отсутствуют отходы.

Огнеупорный легкий кирпич совершенно не содержит вредных химических компонентов, что особенно важно при нагревании материала.

//www.youtube.com/watch?v=WzhIzdMmJV4

На что класть шамотный кирпич

Кирпичная

Шамотный кирпич – достаточно специфический материал, и работать с ним

Раствор для шамотного кирпича должен отвечать множеству требований, чтобы топка из шамотного кирпича и печь получились качественными.

1. Необходимая вязкость для удобства в работе.
2. Прочность соединения с огнеупорным кирпичом.
3. Привлекательный внешний вид, который не будет портить экстерьер всей печи.
4. Достаточное время эксплуатации после готовности.
5. Быстрое удаление лишних капель простыми чистящими средствами или водой.

Именно поэтому стоит всерьез задуматься над вопросом выбора смеси для кладки.

Смесь для кладки шамотного кирпича

Рассмотрим несколько наиболее распространенных и качественных смесей, которые используются в современном строительстве. Каждый из них обладает своим индивидуальным набором особенных характеристик. Выбирайте тот, который подойдет для осуществления ваших целей лучше

Глиняно-песчаный

Один из самых распространенных вариантов. Для кладки используется глина средней жирности. Можно закупить сырье или найти самостоятельно. Если в выбираете второй (более бюджетный и сложный) вариант, вам предстоит узнать о месторождении подробнее. Важно брать глину только из открытых источников. Сырье должно вылежаться, подвергнуться низким и высоким температурам, осадкам и другим атмосферным явлениям, чтобы стать более пригодной к использованию. Не стоит пользоваться сырьем, которое находится на открытом воздухе менее 3 лет.

Если у вас нет возможности найти поблизости подходящий источник, обратите внимание на предложение рынка стройматериалов. Вы можете приобрести молотую

Приготовление раствора – достаточно трудоемкий процесс, но он того стоит. Награда за него – прочный и огнеупорный материал. Рассмотрим процесс изготовления по этапам.

1. Залейте глину водой и оставьте на несколько суток, помешивайте время от времени. Освободите получившуюся смесь от всех примесей механическим способом (пользуйтесь ситом).
2. Теперь в подготовленный огнеупорный раствор добавьте песок. Профессионалы не рекомендуют пользоваться речным,
   лучше приобретите строительный в магазине. Отмечается, что речной песок плохо скрепляется с глиной из-за скругленных краев песчинок.
3. Песок также предварительно необходимо полностью очистить от примесей посредством просеивания.

Теперь один из самых важных и интересных этапов – определение конкретного процентного соотношения глины и песка. К сожалению, точной цифры назвать никто не сможет, поэтому придется искать путь экспериментальным способом. Данный факт обуславливается тем, что глина всегда имеет разный состав, и вам нужно

1. Возьмите небольшое количество песка и глины и замешайте. Теперь разделите на пять частей. Первую оставьте в исходном положении, во вторую  добавьте 0,125 части, в третью – 0,25 и так далее. Оставьте их высыхать и оцените результаты. Оптимальное соотношение определяется по состоянию лепешек: если нет трещин – вариант вам подходит. Вы можете пойти еще дальше и найти более совершенный вариант в своем диапазоне.
2. Второй способ не такой точный, но вполне подходит в большинстве случаев. Замешайте огнеупорный раствор, запомните соотношение частей. Намажьте на один кирпич слой в 5 мм, прижмите к нему второй и оставьте высыхать на 3-5 минут. Затем приподнимите получившуюся конструкцию за одно изделие. Если соединение не распадается — вам удалось найти хорошее соотношение.
3. Выложите на огнеупорный кирпич слой кладочного раствора толщиной около 5 мм. Через 10 минут рассмотрите результаты. Если трещин нет, добавьте больше глины. Если большие – песка. Оптимальный вариант – небольшие трещины по всей поверхности.
4. Окуните деревянную палку в раствор. Вытащите и оцените результат. Если на палке остался слой более 2 мм, добавляйте больше песка. Если палка практически чистая – глину.

Все результаты экспериментов рекомендуется фиксировать на бумаге. Так у вас будет гарантия того, чтобы в дальнейшем вы будете замешивать правильно.

В процессе работы сразу же стирайте капли кладочного раствора, пока они не высохли. В противном случае очищать поверхность будет трудно.

В печи есть места, где конструкция испытывает наибольшие нагрузки. (дверца, фурнитура и т.д.). Здесь необходимо пользоваться армированным раствором. В готовую смесь добавьте примерно 25% измельченной минеральной ваты. Помните, что профессионалы не советуют использовать такое соотношение компонентов для всей конструкции.

Специальные составы

Шамот – особенный материал, его не спутаешь ни с каким другим. Для его кладки часто пользуются растворами, в состав которых входит шамотная глина. В результате практически вся конструкция будет иметь идентичную структуру. Это гарант не только механической прочности, но и высокой, а главное равномерной устойчивости к высоким температурам. Одним из лучших вариантов является мертель шамотный.

Интересный материал, который превосходно подходит для кладки огнеупорного кирпича. Если правильно подобрать смесь, шамотный мертель сможет выдержать температуру свыше 17 тысяч градусов! Это поистине рекордные показатели. Но как он используется в быту?

В отличие от глины, которую можно обнаружить в месторождениях, шамотный мертель так или иначе придется покупать. Магазины реализуют его в упаковках по 20 кг. На весь процесс вам понадобится около 5 упаковок. Материал при правильной обработке заменяется шамотным песком.

Для приготовления раствора сухая смесь смачивается водой. Необходимо добиться консистенции сметаны. Теперь перемешайте получившийся состав инструментом или вручную. Он должен обеспечивать устойчивость соединения, но при этом давать возможность для сдвига кладки для исправления допущенных ошибок.

Разрешается использовать раствор с применением жидкого стекла. Расскажем о нем подробнее.

Смесь цемента и жидкого стекла является огнеупорной и одновременного достаточно прочной, чтобы выдержать эксплуатационные нагрузки на печь. В смесь можно добавить также и кварцевый песок, который также отличается высокой термической устойчивостью. Жидкое стекло наделит кладочный раствор следующими характеристиками.

1. Высокая сопротивляемость к экстремальным температурам. В топке температура редко поднимается выше 1500 °С. Жидкое стекло выдерживает такую нагрузку с легкостью.
2. Качественная гидроизоляция. Вы можете не волноваться о том, что печь подвергнется воздействию влаги, так как швы будут полностью защищенными. А если вы покроете поверхность стен жидким стеклом, то она полностью будет обтянута огнеупорной гидроизоляционной пленкой.
3. Жидкое стекло способно увеличить прочностные характеристики состава. Использование этого материала в сочетании с другими значительно продлевает срок службы швов.
4. В ряде случае пользоваться топкой можно будет почти сразу после возведения.

Сложность заключается в том, что жидкое стекло (или силикатный клей) достаточно быстро высыхают, поэтому вам придется замешивать небольшое количество смеси и быстро наносить его, пока он не успел затвердеть. В противном случае соединение будет непрочным.

Сделать покупку

Все представленные выше материалы имеются на виртуальных прилавках нашего интернет-магазина. Ознакомьтесь с полным предложением в каталоге и сделайте выбор для своей печи. Чтобы оформить заказ, обратитесь к нашим специалистам по телефону. Они готовы помочь вам подобрать материалы, исходя из специфики вашей деятельности.

Предел огнестойкости кирпича и поведение кирпичной кладки во время пожара

При строительстве любой наземной конструкции, имеющей свое определенное назначение, основными требованиями к ее элементам является огнестойкость, надежность, долговечность в течение всего периода эксплуатации. Это относится и к строениям из кирпича – одного из самых распространенных материалов.

Огнестойкость кирпичной перегородки обеспечивается правильным подбором марки кирпича, типом и толщиной кладки, применением отделочных материалов.

Основные понятия

Выбирая строительный материал, предназначенный для возведения перегородок внутри помещения, необходимо обращать внимание на его эксплуатационные свойства при возникновении пожара.

Показателем пожарной безопасности кирпичных стен является огнестойкость, которая характеризует конструкцию способностью сохранять свои функции при воздействии высоких температур.

Прочность несущих конструкций зависит от особенностей строительных материалов, технического исполнения. Лидирующие позиции среди пожаростойких материалов занимает кирпич.

Достигший пика своей эволюции, он существенно улучшился с точки зрения физико-механических свойств. За счет этого усовершенствовались типы кладок несущих конструкций, отличающиеся высокой надежностью, минимальной теплопроводностью, долговечностью.

Технологический процесс изготовления изделия многообразен, но основными процессами его производства являются обработка глины средней и низкой пластичности, приготовление формовочной смеси с последующей сушкой и обжигом.

На выходе получаются кирпичи с пределом огнестойкости до 5 часов при t от 700 до 900°C. Изделия при нагреве не способны воспламенятся, образовывать дым, токсичные вещества, распространять пламя по поверхности.

Поведение кирпичной кладки

Долговечность зданий и домов, их прочность, геометрическая неизменяемость обуславливается степенью огнестойкости кирпичной кладки, которая в свою очередь зависит от качества, размера изделий.

Возможность конструкции ограничивать распространение огня, и при этом сохранять свою функциональность при пожаре определяется до появления таких признаков, как:

1. Потеря несущей способности. Возникновение деформации, не допускающей дальнейшей эксплуатации.
2. Потеря теплоизоляции. Повышение t до предельного уровня на поверхности конструкции.
3. Утрата целостности кирпичной кладки. Проникновение продуктов горения и огня на поверхность, через образовавшиеся сквозные щели, отверстия.

Для повышения пределов огнестойкости несущих стен, перегородок используют облицовку кирпичом, толщина которого составляет 65 мм. Для эффективной защиты конструкции применяется полнотелый глиняный красный или белый силикатный огнеупорный кирпичи, известняк.

Глиняный кирпич

Рядовой полнотелый красный кирпич, отличаясь грубой, шероховатой поверхностью, характеризуется высокой прочностью, плотностью, звукоизоляционными характеристиками. Он незаменим при кладке внутрикомнатных перегородок, стен.

Кирпичный красный камень устойчив к любым атмосферным воздействиям среды, имея пористость от 6 до 20%, обладая морозостойкостью, широко используется при возведении наружных лестниц, печей, дымоходов, цоколей, фундаментов, колонн, сводов зданий.

По степени огнестойкости изделие негорючее при пожаре не поддается разрушению, воспламенению, выдерживает t до 900°C. Разрушение при такой температуре ограничивается лишь незначительными трещинами, отслаиванием тонкого слоя поверхности.

Стена, возведенная из глиняного кирпича, может иметь ширину до 8 до 1,2 см, огнестойкость до 5 часов. Керамический камень, сохраняя полностью прочность кладки, значительно понижают ее теплопроводность, не подвергают деформации, увеличивая срок службы, сохраняет внешней вид, целостность конструкции.

Силикатный кирпич

Камень силикатный белый состоящий на 90% из кварцевого песка, на 10% — негашеной извести и атмосферо-щелочестойких пигментов экологически безопасен.

Строительный материал, имея такие свойства, как прочность, звукоизоляцию, морозостойкость, устойчивость к температурным перепадам, осадкам, используется при кладке межквартирных и межкомнатных стен.

Устойчивость такого кирпича к огню составляет 600°C, предел огнестойкости до 2,5 часа, что позволяет использовать его для вентиляционных каналов. Нагрев материала до 300°C приводит к возрастанию прочности, при 700°C она снижается до 50%.

По видовому ряду силикатный камень бывает полнотелым (часто используется для облицовки), пустотелым и поризованным. По размеру – одинарным, полуторным, двойным; по назначению – лицевым, рядовым. Отличаясь износостойкостью, влагостойкостью кирпич применяется при строительстве малоэтажных домов, колонн.

Известняк

Известняк относиться к группе природных материалов для строительства. Кирпич, обладая уникальными свойствами, применяется для кладки стен и перегородок.

Отличаясь высокой прочностью (до 135%), широко используется для изготовления облицовочных плит. Стойкость камня к огню составляет до 600°C , предел при толщине камня 6,5 см – 45 мин; 12 см – 1,5 часа; 25 см – 5 ч. Кладка из известнякового кирпича имеет высокую прочность, износостойкость, разнообразную цветовую гамму. Природные свойства материла создают ровные, гладкие поверхности.

Данные СНиП

Пределы огнестойкости строительных материалов и конструкций определяются нормативами после экспериментального проведения огнестойкости стен с использованием строительного кирпича. Предел огнестойкости материалов определяется по условным символам:

• r ─ потеря несущей способности конструкции, узлов;
• e – потеря целостности наружных стен, покрытий;
• ei – потеря теплоизолирующей, целостности несущих внутренних стен, перегородок.

Цифра после обозначения показывает время потери одного из свойств. За этот период проводиться погашение источника пожара, не допуская полного разрушения конструкции.

По степени возгораемости строительные элементы сооружений, зданий бывают сгораемые, несгораемые, трудносгораемые. Единицей измерения сопротивления конструкции к огню является минута, час.

Для сгораемых и трудносгораемых кладок из кирпича, предел распространения огня по горизонтали составляет до 25 см, вертикали – 40 см.

Рекомендации по возведению стен и перегородок

Возведение несущих наружных и внутренних стен, перегородок требует знаний и умения. Выполняя каменную или кирпичную кладку необходимо придерживаться определенных правил, чтобы гарантировать качество и надежность конструкции.

Самые простые требования к противопожарным стенам это:

• стена и перегородка внутри здания, должны возводиться полностью из несгораемого кирпича. Нижнюю часть их лучше прикрепить к бетонному перекрытию;
• предел огнестойкости перегородки с вентиляционным каналом не должен быть меньше 150 минут. Это означает, что возводить кладку необходимо в два слоя, толщиной в полкирпича, с прикреплением арматуры, расположенной горизонтально;
• противоположные стены должны сохранять свои функции в случае частичного одностороннего обрушения примыкающей к ним кладки;
• межкомнатную конструкцию из кирпича необходимо армировать, что касается и проемов;
• при разрушении примыкающей кладки рассматриваемая стена не должна деформироваться;
• общая площадь проемов в противопожарных стенах не должна превышать 25% от их площади. Проемы конструкции должны перекрываться материалами, преграждающие распространение огня.

Для повышения огнестойкости несущих конструкций существуют специальные технологические приемы, замедляющие нагрев за счет нанесения огнезащитных покрытий, установки теплозащитных экранов, оштукатуривания и бетонирования поверхностей стен.

Выбор методики осуществляется, учитывая тип конструкции, ее пространственное положение, нагрузки, предел огнестойкости.

Чтобы повысить функциональную способность кладки противостоять огню, увеличивают площадь поперечного сечения конструкции, выбирают арматуру с высокой предельной температурой, используют облицовку из теплоизолирующего материала.

Важно знать, что мокрый кирпич свидетельствует о том, что технология производства была нарушена и при воздействии большой температуры, кладка разрушится. Во время проведения строительных работ необходимо соблюдать технику безопасности.

Другие полезные статьи: