какую температуру выдерживает огнеупорный кирпич
Какую температуру выдерживает кирпич?
По своим техническим характеристикам керамический кирпич является наиболее прочным и долговечным материалом для строительства. Но из-за неприемлемых показателей по температуре плавления есть ограничения в использовании этого изделия. Для высокотемпературных промышленных производств, при строительстве бытовых печей применяют жаростойкие виды.
Какая температура плавления обычного кирпича?
Силикатный блок для возведения печей, каминов применять нельзя. В зависимости от модификации он держит температуру в интервале 300—600 градусов Цельсия. Можно применять в кладке печных труб при рабочей температуре, не превышающей нормы для этого изделия. Керамический красный кирпич более жаростоек (от 800 до 1200 градусов), но от регулярного нагревания и остывания кирпичные блоки начинают трескаться и рассыпаться. Есть возможность применять как облицовочный материал для конструкций с рабочей температурой не больше 800 градусов.
Когда разрушается структура огнеупоров?
Тугоплавкие материалы представлены вариантами, каждый из которых имеет свои особенности, предельную температуру эксплуатации и сферу применения. Использование таких кирпичных блоков не по назначению приведет к разрушению строений. А также любые нарушения в пропорциях компонентов и технологии обжига кирпичей ухудшат качество и термическую способность готовых изделий, что однозначно сделает их непригодными к применению. Долговечность конструкций зависит и от правильности укладки, равномерности слоя раствора между кирпичами.
Состав и свойства жаростойких блоков
Выбор соответствующего огнестойкого материала зависит от таких факторов:
Существуют следующие разновидности жаростойких кирпичей:
Наиболее распространен шамотный вариант. Используется как в строительстве бытовых печей, так и в производстве. Основной и углеродистый виды применяются исключительно в промышленности.
Независимо от области эксплуатации огнестойкие кирпичи имеют сходства:
Основной кирпич
Состоит из огнестойкой известково-магнезиальной массы. Магнезит — огнеупорный материал, основным составляющим которого является оксид магния с некоторой долей примесей. После обжига и окончательной формовки, температура плавления магнезитового состава достигает 2000 градусов С. Кладочный материал характеризуется прочностью и пассивностью при взаимодействии с металлами и шлаками. Применяют в сталелитейной промышленности.
Шамотный блок
Шамот состоит на 70% из огнеупорной глины, остальную долю составляют графитный или кокосовый порошок, кварцевые зерна. В итоге выходит прочный материал, очень устойчивый к высокой температуре (до 1300 градусов Цельсия, а некоторые марки изделия еще более жаростойкие). Выдерживает многократные температурные перепады. Проявляет сопротивление действию химических веществ. Используется в быту при сооружении печей, каминов, мангалов, барбекю, а также для дымоходов и вентиляционных систем. Из-за особенностей производства печной вариант стоит дороже обычного, поэтому для снижения расходов на строительство из него делают элементы, непосредственно контактирующие с огнем. В промышленности шамотный кирпич применяется для кладки внутренних стенок плавильных печей.
Углеродистый
Производится путем прессования графита или кокса. Обладает наибольшей прочностью и огнестойкостью. Блок выдерживает рабочие температуры в пределах 2 тыс. градусов Цельсия. Применяется как ведущий материал для строительства плавильных сооружений, элементов сталелитейных ковшей и в других промышленных производствах, где необходимо поддерживать высокую температуру.
Кварцевый
Главный составляющий — песчаник. Для скрепления массы добавляется глина. В результате обжига получается прочное, полнотелое изделие с однородной структурой. Применяется в изготовлении теплоотражающих печных и каминных сводов, стенок, непосредственно контактирующих с пламенем и металлами. Кварцевый блок выдерживает до 1300 градусов, но разрушается при взаимодействии с железными окислами, известью, щелочами.
Огнеупорный кирпич: виды, характеристики, маркировка
Не все знают о том, что любые виды рядового, отделочного кирпича, используемые в строительстве зданий, неприменимы для возведения бытового печного, промышленного котельного оборудования, плавильных агрегатов в металлургии, так как они разрушаются при высокой температуре.
Поэтому в таких случаях используют различные виды огнеупорных материалов (изделий), включая формовую штучную продукцию – кирпич, фасонные изделия, а также огнеупорный (огнестойкий) бетон.
Какой кирпич является огнеупорным – ответ на этот вопрос дает ГОСТ Р 52918-2008, относя его к неметаллическим материалам, обладающим неразрушимыми огнеупорными свойствами при нагревании их не меньше 1580 ℃.
Назначением огнеупорной кирпичной продукции служит надежная защита от воздействия высокотемпературного тепла, агрессивной среды как промышленного, так и бытового оборудования, создаваемого для эксплуатации в таких жестких условиях.
Камин из шамотного кирпича
Состав и свойства
Шамотный кирпич, являющийся наиболее распространенным видом такой продукции, состоит из следующих компонентов:
Готовый шамотный кирпич имеет ярко выраженный желтоватый оттенок, плотную мелкозернистую структуру. К его свойствам относят стойкость к резкому сильному нагреву, что важно при его использовании в качестве основного материала для возведения различного вида печей; а также быстрый равномерный прогрев, высокую теплоемкость, способность длительный период поддерживать комфортную температуру в помещениях после окончания топки.
Другие виды огнеупорного кирпича в основном также изготавливают из горных пород, о чем будет рассказано в следующей главе.
Свойства огнеупорных видов кирпичной продукции, имеющих важное значение при их выборе, в частности для проектной защиты корпусов различного бытового, промышленного оборудования:
Виды и характеристики
Массово производятся несколько видов огнеупорной кирпичной продукции:
Основные виды огнеупорного кирпича
К их основным техническим характеристикам относят:
Для сравнения стоит рассмотреть основные технические характеристики, различия между несколькими наиболее распространенными марками огнеупорной кирпичной продукции:
Существует большое количество других марок огнеупорной кирпичной продукции, форм и размеров, поэтому для серьезных, объемных отопительных, других сооружений, эксплуатирующихся при высокотемпературных технологических режимах, требуется предварительное проектирование, советы специалистов.
Размеры, маркировка, форма
Основные виды изделий по размерам и формам
Классификация по форме:
Со всеми существующими видами шамотного кирпича по форме и размерам можно ознакомиться в ГОСТ 8691-73.
Назначение шамотного кирпича определяется по его маркировке:
Следующие за буквой значения необходимы для разделения продукции по размерам. Например, прямое изделие Ш-5 имеют габариты 230 х 114 х 65, торцевое Ш-22 – 230 х 114 х 55, ребровое Ш-45 – 220 х 114 х 45 мм.
Марка
Размеры, мм
Существуют и другие виды огнеупоров, но они более востребованы в металлургической и химической промышленности.
Производство
Сырьем для изготовления огнеупорных видов кирпичной продукции служат в основном горные породы с огнеупорностью не меньше 1580 ℃, а также возвращенные в технологический процесс мелкоизмельченные бракованные изделия, неформованные материалы, отходы.
Чтоб составить общее представление о технологическом процессе изготовления огнеупорного кирпича, стоит перечислить основные этапы его производства:
Это наиболее распространенный алгоритм технологического производства, которым изготавливается основная масса такой кирпичной продукции, но часть штучных изделий – это результат распиливания, шлифовки крупных блоков огнеупоров, или горных пород, обладающих высокой огнеупорностью.
Связано это как с отличными техническими характеристиками получаемой огнеупорной продукции, так и с эстетическими соображениями, например, для кладки наружной поверхности каминов.
Особенности укладки
Кладка шамотного кирпича
Если в промышленном строительстве, например, при возведении плавильных агрегатов для выпуска цветных, черных металлов, этот вопрос не имеет особого значения, так как кладку огнеупорной продукции всегда ведут высококвалифицированные специалисты; то для тех, кто решил самостоятельно уложить данный материал, строя стационарный мангал, барбекю, печь, камин в жилом доме или бане – это крайне важно.
После того как заказчиком выбрано место возведения печи – дом, баня; закуплен печной огнеупорный материал, чаще всего исходя из стоимости, приятного желтого цвета, мелкозернистой структуры – это шамотный кирпич, необходимо:
Важнейшим компонентом для грамотной укладки огнеупорного кирпича является кладочный раствор. Фатальной ошибкой может послужить выбор обычных строительных смесей, содержащих цемент, так как они не выдерживают высокотемпературных воздействий, разрушаясь, что называется, на молекулы. Естественно, что печной агрегат, созданный с их применением, долго не простоит, обязательно появятся трещины, разрушения.
Для возведения отопительных агрегатов используют специальный кладочный раствор, являющийся огнеупорным неформованным материалом, затворяемым водой. Он называется мертелем.
В его составе огнеупорная глина, мелкоизмельченный шамотный бой, ряд других компонентов, которые компании производители перед покупателями обычно не раскрывают. Поставка осуществляется как в сухом виде, так в двухкомпонентном состоянии – жидкая смесь на основе глины и сухой порошок.
Можно приобрести готовый мертель, и после тщательного перемешивания, приступить к укладке огнеупорного кирпича, или попробовать сделать его своими руками, для чего понадобится:
На огнеупорный кирпич самостоятельно полученный мертель наносят шпателем, сначала грунтуя, а затем тонким слоем – до 3 мм, убирая подтеки, тщательно расшивая швы.
Класс кирпича, его марка, толщина стен и шва определяются по технической документации, а при ее отсутствии – на основании универсальных таблиц: «Соотношение толщины стен и необходимого количества материалов»:
Виды жаропрочных кирпичей, характеристики и применение
Примеры использования
Применяются данные изделия для формирования элементов, которые изолируют открытое пламя и защищают конструкцию от разрушения. Огнеупорный кирпич используется для облицовки внутренних стенок бытовых печей, дымоходных каналов, каминов и труб. Процесс его укладки называется футерованием. Именно поэтому кирпич еще иногда называется футеровочным.
Описываемый в статье строительный материал подходит для возведения стационарных наружных сооружений мангалов и барбекю. Шамот предназначен еще и для облицовки топочных камер отопительных котлов и твердотопливных водогрейных установок.
Вредность шамота
Есть мнение, что данный вид строительного материала при его эксплуатации может нанести вред здоровью людей. Но научными исследованиями это не подтверждено. Наоборот, кирпич отличается тем, что производится из глины. А она считается экологически чистым материалом. Вредных веществ в атмосферу не выделяется.
Технология укладки блоков достаточно простая, поэтому данный строительный материал востребован владельцами частной недвижимости. Его применяют для кладки важных участков печей и каминов. Поэтому приобретать бракованный или некачественный материал нельзя.
Для возведения сооружений требуется специальный огнеупорный раствор, который должен обладать достаточной вязкостью. Для строительства дымоотводных труб блоки должны быть морозоустойчивыми.
Состав печного кирпича
Когда твердое топливо сгорает, образуются особые условия, которым должен уметь противостоять печной кирпич. Поэтому его делают жаростойким, теплостойким и придают качество низкой теплопроводности. Материал должен переносить температуру в 1000 °С и больше, не теряя при этом своей прочности и выдерживая длительное воздействие негативных факторов.
Кирпич должен обладать незначительной теплопроводностью, ведь среди его функций следует выделить защиту строительных конструкций. Что касается термостойкости, то она требуется для того, чтобы материал был способен претерпевать внушительное число циклов охлаждения и нагревания. Огнеупорный кирпич выступает в качестве аккумулятора энергии, он способен быстро нагреваться и отдавать тепло в помещение.
Особенности производства
Изготавливаются данные изделия по технологии, предусмотренной ГОСТ 390-96. В качестве сырья, которое ложится в основе изделий, выступает тугоплавкая глина специальных сортов, среди ингредиентов ее должно содержаться до 70%.
Для получения блоков с разными характеристиками в формовочную массу вводят некоторые разновидности шихты, а именно:
Технология производства предполагает использование метода полусухого прессования. На первом этапе подготавливается сырье, глина измельчается и тщательно разминается, вводится шихта, и смесь перемешивается до однородного состояния. В процессе к составу добавляется вода в количестве от 8 до 10%, это позволяет добиться необходимого уровня влажности.
Готовую массу помещают в бункер, откуда смесь поступает на каретку-дозатор, передвигающуюся вперед-назад. Как только изделия будут отформованы, они поступают на нижний пуансон формы, опускающийся одновременно с заготовкой. На кирпич на следующем этапе опускается верхняя часть пресса, на изделия оказывается давление, чтобы добиться уплотнения.
Нижний пуансон на заключительном этапе выталкивает кирпич из формы, в этот момент каретка двигается с очередной порцией сырья, передавая заготовку на ленту конвейера. Прессование повторяется, сырец отправляется на обжиг при температуре в 1000 °С. Когда огнеупорный кирпич изготавливается по такой технологии, исключается необходимость сушки, что сокращает время. Этот способ дешевле по сравнению с методом пластического формования.
Маркировка жаростойких блоков
Сведения о марке термостойкого материала и его производителе наносятся на каменный блок в виде круглого клейма. Наибольшим спросом для самодеятельного строительства пользуются марки ША, ШБ, ШВ, ПВ.
«Ш» обозначает материал, в данном случае шамот, вторая буква — класс огнеупорности. Отличие между марками жаростойкого кирпича марки ША от ШБ заключается в том, что «А» рассчитана на максимальную температуру 1350оС, серия «Б» выдерживает нагрев до 1400оС.
Если в маркировке жаростойкого блока приводится сокращенное обозначение типа «Ш5», то это означает, что материал был выпущен не в рамках требований ГОСТа, а на основе технических условий завода-производителя огнеупоров.
Цифра внутри маркировки определяет геометрические размеры блока. В данном случае пятерка по ГОСТу №8691-73 соответствует габаритам 230х114х65 мм. В том же документе приведены все основные формы и габариты стандартного блока и фасонных изделий, используемых для футеровки камер и топок. Последние две буквы являются кодировкой наименования производителя термостойких блоков.
Вырезать вручную деталь нестандартной формы из огнеупорного шамота еще труднее, чем из динаса. Некоторые кустари используют мокрый способ нарезки блоков. Для этого нужно всего лишь обработать поверхность мыльным раствором и в процессе резки абразивным диском подавать воду в зону резанья. Способ достаточно сложный и требует умелого обращения с болгаркой. Кроме того, чрезмерное увлажнение шамота может привести к деградации матрицы.
При этом кирпич не режут в полный профиль, как металл или обычный керамический блок, а прорезают на глубину 20-25 мм по контуру линии реза. Далее в пропил вставляют клин из алюминия или твердой древесины и резким ударом откалывают необходимую часть блока. Правда, на то, чтобы отрезать часть огнеупора, иногда уходит целый диск. Выполнить более сложную деталь из шамота в домашних условиях невозможно.
Разновидности и характеристики огнеупорного кирпича
Ознакомившись с рынком строительных материалов, вы сможете отыскать огнеупорный кирпич в широком ассортименте. Он может быть:
Технические характеристики будут зависеть от марки и вида кирпича. Если перед вами шамотный кирпич с маркировкой ШАК, то вы должны знать, что его огнеупорность составляет 1730 °С, тогда как пористость равна 23%, а вот предел прочности равен 23 Н/мм2. В подобных изделиях содержится добавка в виде Al2O2 в количестве 33%. Если же речь перед вами шамотный кирпич с маркировкой ША, то у него будут несколько другие показатели огнеупорности – 1690 °С. Пористость несколько выше – 24%, тогда как предел прочности составляет 20 Н/мм2. Al2O2 в кирпиче содержится в объеме 30%.
Полукислый огнеупорный кирпич под маркировкой ПБ имеет огнеупорность в пределах 1670 °С, его пористость равна 24%, а предел прочности составляет 20 Н/мм2. Al2O3 может содержаться в виде добавки в объеме от 14 до 28%, тогда как SiO2 используется в объеме от 65 до 85%.
Какие виды шамотного кирпича бывают
При выборе изделий следует учитывать вид шамотного кирпича. Классификацию материала можно представить таким списком.
Исходя из способа формовки:
Размеры различных видов шамотного кирпича
Классификация по плотности представлена в таблице.
Степень зернистости структуры (плотность):
| Степень | Показатель зернистости, в % |
| Ультралегкий | Более 85 |
| Легковесный | 45–85 |
| Повышенной пористости | 30–45 |
| Средней плотности | 20–30 |
| Уплотненный | 16–20 |
| Плотный | 10–16 |
| Высокой плотности | 3–10 |
| Максимально плотный | Менее 3 |
Шамотный кирпич классифицируют на виды и по входящим в состав элементам. По этим показателям проводится маркировка огнеупорного материала.
Размеры огнеупорного кирпича
Огнеупорный кирпич для печи изготавливается с учетом строгих требований в отношении размеров. Точность форм регламентируется ГОСТ 8691-73. Для огнеупорного кирпича предусмотрено 11 типоразмеров, каждый из которых имеет определенное соотношение высоты, толщины и длины. Отклонения от размеров имеют следующие значения:
Например, первый типоразмер обладает следующими параметрами: 230 x 65 x 65 мм. Для четвертого типоразмера актуальны следующие параметры 230 x 114 x 75 мм. Шестой типоразмер имеет следующие габариты: 230 x 114 x 40 мм. Восьмой и десятый типоразмеры обладают следующими параметрами: 250 x 124 x 65 мм и 345 x 150 x 75 мм соответственно.
Основные свойства: полнотелость, плотность и прочность
Размер огнеупорного кирпича – это не единственный параметр, который интересует потребителя. Важно знать еще и о других физико-химических характеристиках, которые определяются способом производства и используемым сырьем. Для возведения каминов и печей промышленного и бытового назначения принято использовать полнотелые изделия. Их плотность выступает в качестве одного из важных параметров, контролируемых в стенах заводов. Проверка производится в соответствии с ГОСТ 24468-80.
Внутренние стенки каминов и печей подвергаются высоким температурам и открытому огню. Огнеупорный кирпич, характеристики которого указаны в статье, имеет способность противостоять этим факторам. Предел прочности зависит от марки, технологии производства и соблюдения рецептуры. Максимальный предел прочности у шамотного кирпича, который выпускается под маркой ШАК, этот параметр в данном случае составляет 23 Н/мм2. Подобные изделия широко используются для кладки печей разного назначения. Используют подобные изделия для возведения действующих каминов в частных домах.
Виды, формы, марки и назначение
По методу формирования кирпичных блоков виды шамотного камня бывают литые из шликера, изготовленные полусухим или пластичным методом, плавленые, горячепрессованные и термопластичнопрессованные. По геометрической форме различают такие подгруппы шамотного печного кирпича:
Печной кирпич имеет широкий спектр применения и, по ГОСТу, на каждом блоке стоит маркировка. Первые заглавные буквы — обозначение материала в составе и класс огнеупорности. После них стоит цифра, которая обозначает размер блока. Например, кирпич ША-5 содержит оксидов алюминия 30%, а размер — 230×114×65 мм. Кирпич ША-8 такой же по составу, отличие только в размере — 250×124×65 мм. После обозначения размеров ставится аббревиатура завода-изготовителя.
Марки кирпича, используемого в частном строительстве
ША, ШБ — обладают огнеупорностью +1690 градусов по Цельсию и содержат 30% оксида алюминия в варианте ША, в ШБ — +1350 градусов и 28% соответственно, довольно плотные. При укладке сводов печей в котельных, для внутренней облицовки печных труб применяют кирпич ШБ-8 (прямой). Те же свойства имеет марка ША-10, но значительно большие размеры камня: 300×150×75, что облегчает строительство в производственных масштабах. Класть арки, тандыр и закругленные конструкции поможет кирпич клиновой ША-25 (торцевой), ША-44 и ША-47 — ребровые. Он обладает одинаковыми характеристиками, обозначенными в маркировке, только отличается размерами.
ПБ и ПВ — полукислый шамотный кирпич (маркировка ПБ (ПВ)-5) с большим содержанием оксида кремния и с меньшим количеством оксида алюминия, а значит чуть менее прочный при сжатии и имеет более низкую огнеупорность. Выдерживает максимальную температуру +1350 градусов, полнотелый, с менее идеальной геометрией, чем марка ША. Вполне может заменить марку в облицовке труб, возведении каминов, барбекю, печей. Цена на строительном рынке этого огнеупора дешевле марки кирпича ША.
ШЛ — шамотный легковесный блок с огнеупорностью от +1100 до+1300 градусов. Имеет также большое количество форм и размеров, невысокий коэффициент линейного расширения. Если на маркировке (ШЛ-0) цифры с 0 до 1 означают, что изделие ультралегковесное — весом до 1 кг. Индекс 1,0 и выше говорит о легковесном камне — пределы веса 1,7—2,2 кг.
Промышленные
ШВ и ШУС — шамотный материал выдерживающий максимум +1250 градусов. Используются только на предприятиях. Блоками проводится укладка газоходовых шахт на теплостанциях, парогенераторов. Имеют высокую цену, но небольшой ассортимент. ШКУ и ШК — шамотные ковшевые изделия и оборудующие агрегаты по производству кокса. ШЦУ — торцевые двусторонние изделия, с огнеупорностью до +1710 градусов. Назначение — кладка защитной облицовки во вращающихся тепловых сооружениях. ШПД — используют для доменных печей. Температура плавления +1750 градусов.
Теплопроводность кирпича
Огнестойкие кирпичи, применяемые для кладки дымоходных каналов и топок, защищают прилегающие конструкции от высокотемпературного воздействия. Для того чтобы достичь этой цели, изделие должно иметь не столь высокую теплопроводность. В зависимости от вида, данный показатель может изменяться. Например, у шамотного кирпича он варьируется в пределах 1,8 – 1,9 Вт/(м*° С), тогда как у динасового – от 1,9 до 1,95 Вт/(м*°С).
Что касается магнезитового, то это значение изменяется у него варьируется от 2,6 до 2,8 Вт/(м*°С). Тогда как у хромомагнезитового – от 2,75 до 2,85 Вт/(м*°С). Таким образом, наименьшая степень теплопроводности свойственна шамотному кирпичу, который и обрел сегодня благодаря этому наиболее широкое распространение в строительстве. Такие изделия способны защитить конструкции здания от внушительных температур. Дополнительной способностью выступает накапливание тепла.
Кварцевый огнеупорный материал
Применение подобных элементов необходимо в производствах, где возникает соприкосновение стенок печей с огнем и металлами. Такой вид плохо взаимодействует с такими веществами, как: щелочи, известь, окислы железа. Данный компонент, в отличие от обычного кирпича, имеет однородную текстуру, не содержит пустот. В производстве используются песчаник и кварц, которые цементируются незначительным количеством глины. Когда заканчивается процесс обжига, данный вид приобретает естественные характеристики.
Основные типы
Основной материал имеет сверхогнестойкую известково-магнезиальную массу. Благодаря этому, находит свое применение в металлургическом производстве.
Углеродистый огнеупорный аналог
Лишь некоторые области производства используют углеродистый кирпич. Он имеет массу прессованного графита и кокса и находит применение в доменных печах.
Водопоглощение
Производство огнеупорного кирпича предполагает использование глины, которая обжигается. В процессе этого в изделиях образуются поры, а наличие пустот способствует водопоглощению из атмосферы. В зависимости от разновидности кирпича материал будет способен накапливать влагу в объеме от 15 до 30% от общего объема. Этот показатель считается достаточно высоким.
Данное свойство следует учитывать в процессе хранения и складирования кирпича. Изделия не должны находиться на открытых площадках в течение длительного времени, это особенно касается территорий, которые не защищены от снега и дождя. В противном случае кирпич может поглотить воду в значительном количестве, что негативно скажется на характеристиках и прочности.
Как выбрать?
Шамотный кирпич стоит довольно дорого, поэтому отнестись к его покупке нужно со всей серьезностью. Если вы приобретете некачественный материал, то рискуете попросту потерять все свои деньги
Если вы оказались в строительном магазине с хорошей репутацией, это совсем не гарантирует того, что вам предложат идеальный товар без внешних дефектов, поэтому при выборе обращайте внимание на все важные детали
Свойства и вес огнеупорного красного кирпича
Красный огнеупорный кирпич имеет довольно внушительную огнестойкость и превосходно переносит воздействие температур в пределах от 1400 до 1800 °С. Используются такие изделия для кладки каминов, внутренних частей печей, а также для строительства технических и производственных конструкций по типу доменных печей.
Тугоплавкий огнеупорный кирпич имеет следующие размеры: 250 x 123 x 65 мм. Стандартное изделие весит 3,4 кг. Однако для расчета грузоподъемности транспортного средства и характеристик фундамента необходимо пользоваться более точными данными. Вес огнеупорного кирпича красного, который еще называется тугоплавким, может изменяться в пределах от 3,6 до 3,8 кг, это верно, если размеры будут равны 228 x 115 x 64 мм.
Где целесообразно применять такой кирпич?
Этому стройматериалу довольно часто отдают предпочтение при возведении печи или камина, но тут надо помнить, что цена шамотного кирпича гораздо выше классического керамического.