Огнеупорный кирпич — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 октября 2018; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 октября 2018; проверки требуют 9 правок.
Огнеупорный кирпич — кирпич, предназначенный для внутренней облицовки печей, каминов, дымоходов и дымовых труб. Огнеупорные кирпичи, бывшие в употреблении, называются огнеупорным ломом и используются в переработке.
Огнеупорные кирпичи служат для изоляции огня. Огнеупорные кирпичи образуют оболочку, которая защищает кладку печи от прямого огня или раскаленных углей, поэтому их должна отличать:
- жаростойкость — кирпич должен выдерживать длительный нагрев до температуры 1000 °C без потери прочности
- высокая термостойкость — кирпич должен выдерживать без потери прочности много циклов раскаливания — остывания
- низкая теплопроводность — кирпич должен сохранять тепло внутри печи или камина
Но на деле шамотный кирпич обладает высоким коэффициентом теплопроводности (0,5-0,85 Вт/м град), равным приблизительно красному полнотелому кирпичу (0,67 Вт/ м град), а зачастую даже выше. [1]
Огнеупорные кирпичи служат для сохранения тепла. Печи и камины создают уют в доме — они накапливают и постепенно отдают тепло, поддерживая в доме приятную температуру, поэтому огнеупорные кирпичи должна отличать:
Теплоемкость это количество тепла в Джоулях, которое надо передать веществу, что бы повысить его температуру на градус, то есть чем теплоемкость выше, тем вещество нагревается медленнее. Действительно шамотный кирпич имеет более высокую теплоемкость, нежели красный кирпич, причем она линейно возрастает с ростом температуры, то есть при 100 градусах она приблизительно равна красному кирпичу, а при 500 градусах она на 25-30% выше, то есть шамотный кирпич медленнее нагревается нежели красный кирпич! Но при этом он поглощает больше тепла, которое опять таки при обратном процессе остывания он отдаст обратно в печь. [2]
Самое основное и практически применяемое свойство шамотного кирпича это то что он огнеупорный, то есть он не трескается и не колется при нагревании до высоких температур.
Данный кирпич запрещается применять при высокой влажности воздуха свыше 80 %.
- Огнеупорный шамотный кирпич[3] — изготавливается из шамотной глины.
- Тугоплавкий гжельский кирпич[3][4].
- Тугоплавкий боровичский кирпич[3].
- ↑ 1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
- ↑ Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Плотность и удельная теплоемкость кирпича (неопр.).
- ↑ 1 2 3 Ковалевский И.И. Печные работы. — М.: Высшая школа, 1983. — С. 86. — 208 с.
- ↑ Гжельская глина // Большая энциклопедия нефти и газа
Огнеупорный кирпич для печи: требования, виды и характеристики
Всем известно, что печка — сердце бани, а топка — самый главный элемент печи, которую печники старой школы так и называют — «сердце». Правильно возведенная печь — залог качественного пара и быстрого и экономичного прогрева парного помещения. И рядовой кирпич для такого дела не подойдет, нужен специальный. Какой же он огнеупорный кирпич для печи и как его правильно подобрать и использовать? Разбираемся.
Основные требования к кирпичу огнеупорного класса
Банная печь работает в сложных условиях. На выходных парную бани разогрели до 100 градусов Цельсия, а потом до следующих выходных она стоит в условиях пониженных, а порою и отрицательных температур и такие циклы повторяются еженедельно. Горячие части печи, в частности ее топка разогреваются до серьезных температур, в некоторых вариантах до 1100 градусов Цельсия.
При этом нужно помнить, что рядовой керамический кирпич плохо реагирует на контакт с открытым пламенем, а при температуре превышающей 1150 градусов, у него начинается неустойчивая пластичная деформация, или как говорят печники «топка плывет». Поэтому, вполне очевидно, что рядовой керамический кирпич для возведения горячих частей не годится, необходим исключительно огнеупорный.
Таким образом можно четко сформировать перечень основных потребительских требований относимых к качеству огнеупорного кирпича:
- Стойкость к долговременному воздействию открытого пламени без признаков проявления деструкции.
- Устойчивость к высокой температуре, с показателем не ниже 1400 градусов Цельсия.
- Возможность хорошо переносить цикличные перепады температуры от 1100 градусов вплоть до отрицательных.
- Хорошая механическая прочность.
- Достаточная теплоемкость и удовлетворительная теплопроводность.
- Низкая динамика инерционности, при которой печь умеренно прогревается и медленно остывает равномерно отдавая аккумулированное тепло в окружающее пространство.
Виды огнеупорного кирпича
Специальный материал с выраженными огнеупорными качествами находит применение и в быту и в производстве, особенно в металлургическом и литейном. Какова же классификация такого кирпича, в зависимости от сырья, из которого он изготовлен:
- Кварцитный — кирпич, для производства которого используется мелкомодульный обогащенный кварцевый песок и определенных сортов глина. Затворенная и отформованная смесь впоследствии обжигается в туннельных печах;
- Основной огнеупор или динас — более чем на 90 % состоит из кремнеземов, связанных с помощью извести. Отформованные изделия обжигают при температуре 1460 градусов Цельсия и используют для возведения промышленных печей: мартеновских, стекловаренных, для выжигания кокса. В быту такие изделия используют крайне ограниченно;
- Углеродистый или графитовый огнеупор отличается насыщенным темным цветом из-за включения в формовочную смесь углеродистых компонентов, в частности графита. Благодаря специфики применения в быту также распространения не получил;
- Шамотный кирпич — изготавливается на основе огнеупорной глины — каолина, причем для повышения тех или иных эксплуатационных качеств в состав рецептуры вводятся добавки: циркониевые, корундовые и прочие. Ввиду оптимального соотношения цены и высоких потребительских качеств очень широко используется в быту, в печном строительстве. Выдерживает температуру до 1600 градусов, устойчив к воздействию открытого пламени, хорошо перерабатывается в шамотную крупу, которая применяется в составе огнеупорного раствора при кладке и ремонте банных печей. Отличается светлым цветом, от песочного до кремового в интерпретациях оттенков, зависящих от исходного сырья и особенностей обжига.
Таким образом, из всего многообразия, которым представлен огнеупорный материал для печей, шамотный кирпич стоит признать наиболее оптимальным для применения при возведении банной печи, особенно горячей ее части.
Характеристики шамотного кирпича
Важно! Основные характеристики шамотного огнеупорного кирпича отражены в Государственных Стандартах на изделия этого вида, однако, в ряде случаев производитель, может регламентировать характеристики продукта Техническими Условиями ведомственного или внутризаводского уровня.
Плотность
Плотность этого материала колеблется в пределах 1700 — 1900 кг/куб.м. При этом нужно понимать, что чем выше удельный вес материала, тем больше его теплоемкость, и в то же время, как правило, он механически более прочен. Последнее обстоятельство имеет и отрицательное качество, в том плане, что высокопрочный материал тяжело обрабатывается для придания ему определенных геометрических форм и размеров при подгонке в кладке печи.
Огнестойкость
Стандартная огнестойкость колеблется в пределах 1100 — 1800 градусов Цельсия. Причем, для условий эксплуатации банной печки, вполне достаточно показателя 1400 градусов.Прочность
Марка механической прочности в пределах М 75 — М 250. Как уже говорилось выше, от показателя механической прочности прямо зависит обрабатываемость материала, с целью придания ему определенного размера или формы.
Полезно будет привести информационную таблицу, которая отражает вес шамотного кирпича, упакованного заводским способом на стандартный деревянный поддон:
| Наименование продукции | Линейные размеры одного изделия, в мм | Количество кирпичей в поддоне, шт | Вес одного поддона брутто, тн |
| Кирпич прямой, марки ШБ — 5 | 230×114×65 | 385 | 1,309 |
| Кирпич прямой, марки ШБ — 8 | 250×124×65 | 297 | 1,188 |
| Кирпич лещадка, марки ШБ — 6 | 230×114×40 | 630 | 1,350 |
| Кирпич клин торцовый, марки ШБ — 22 | 230×114×65×55 | 420 | 1,302 |
| Кирпич клин торцовый, марки ШБ — 23 | 230×114×65×45 | 420 | 1,218 |
| Кирпич клин ребровой, марки ШБ — 44 | 230×114×65×55 | 420 | 1,302 |
| Кирпич клин ребровой, | 230×114×65×45 | 420 | 1,176 |
| марки ШБ — 45 Плита шамотная, марки ШБ — 94 | 460×230×75 | 84 | 1,367 |
Огнеупорные плиты для печей также находят широкое применение при формировании их горячих частей и позволяют образовывать плоскости одним элементом.
Марка морозостойкости
Этот показатель характеризует способность материала выдерживать без признаков остаточной деформации или разрушения определенное количество циклов воздействия отрицательных температур. В условиях периодического использования загородной бани — это важный объективный показатель, определяющий долговечность устройства.
Коэффициент теплопроводности
Указанный параметр определяет. Насколько быстро и эффективно будет прогреваться печь и какое количество тепловой энергии материал будет излучать в окружающее пространство. Что характерно, шамотный кирпич различных марок имеет примерно одинаковый коэффициент теплопроводности, который колеблется в пределах 0,6 Вт/м С.
Критерии выбора качественного материала
В этом разделе, несомненно, стоит коснуться маркировки шамотного кирпича, которая поможет уяснить его потребительские качества и эксплуатационные характеристики.
В настоящий момент наиболее широко представлены следующие марки этого материала: ША, ШБ, ШАК, ШУС, ШВ,ПВ и ПБ.
Буква Ш — говорит о принадлежности изделия к классу алюмосиликатных шамотных огнеупоров.
Следующая за ней буква А или Б отражает факт изготовления кирпича по требованиям ГОСТ, причем класс А имеет жаростойкость 1350 градусов, класс Б — 1400. Отсутствие буквы говорит о производстве изделия, в рамках требований ТУ.
Цифра, стоящая в маркировке изделия отражает определенные геометрические размеры кирпича, согласно действующего до настоящего времени ГОСТа — 8691-73.
Отражая критерии выбора огнеупорного материала, стоит сказать о недостатках, присущих шамотному кирпичу:
- Гигроскопичность, может колебаться в пределах 3 — 65 % в относительной величине. Чем выше показатель гигроскопичности, тем более активно изделие способно поглощать влагу.
- Высокопрочные марки тяжело обрабатываются и для их резки необходимо применение специального инструмента.
- Низкая устойчивость к замерзанию отдельных марок. Прежде всего это касается кирпича марки ШБ — 8, который рассчитан на эксплуатацию в условиях постоянной температуры. Цикличность в работе печи провоцирует появление и развитие трещин в теле и последующее его разрушение. Наиболее полно отвечают требованиям работы в банной печи марки: ШБ — 5, ШБ — 45, ШБ — 94.
- Высокая стоимость, относительно рядового строительного кирпича.
Внимание! В последнее время модной тенденцией стало обустройство комбинированных многофункциональных банных печей, в которых возможно и выпекание хлеба и приготовление шашлыка. Стоит предостеречь любителей такой унификации от применения в пищевых частях промышленных огнеупоров. Причина состоит в применении при их производстве токсичных фенольных смол, что не подразумевает приемлемую безопасность материала при контакте с пищевыми продуктами.
При выборе кирпича необходимо руководствоваться следующими правилами:
- Качественное изделие имеет ровный цвет, хорошую геометрию, плотную фактуру и острую кромку;
- Легкое постукивание затылком кирочки дает различимый звон и уверенный отскок от поверхности;
- Расколотое изделие имеет равномерную окраску по всей глубине тела. Наличие локализованных пятен говорит о присутствии внутренних напряжений, образованных в результате нарушения технологии, чаще всего режима обжига;
- Качественное изделие в результате механического воздействия разрушается на крупные фрагменты. Образование крупки не приемлемо.
Словечко от Бывалого! Приобретая кирпич на базе строительных материалов, обращайте внимание на условия хранения. Рачительный хозяин складирует огнеупоры под навесом во избежание поглощения им влаги, в результате чего он способен потерять до 60 % своих номинальных характеристик. Особенно чревато это для марок с высокой степенью гигроскопичности.
Заключение
Возведение качественной банной печи требует применения соответствующих материалов определенной номенклатуры. В условиях современных реалий для сооружения горячих частей печки в большей степени подходит шамотный кирпич и шамотные плиты определенных марок. В то же время следует учитывать, что качественную кладку возможно получить только при формировании хорошего термошва, толщина которого в определенных условиях может составлять 1,5 мм.
Связка кирпича в кладке осуществляется с помощью такого специфического материала, как огнеупорная смесь для печей. Ее можно приобрести, как в торговой сети, так и приготовить самостоятельно. Однозначно нужно сказать, что хорошее ядро конструкции можно получить, только грамотно подобранным огнеупором, с соблюдением всех необходимых технологических требований по его кладке.
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
- Основной. Он предполагает использование известково-магнезиального состава. Применяется в сталелитейном производстве.
- Углеродистый. Подходит в качестве основного материала для обустройства доменных сооружений.
- 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.
- 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:
- Низкий уровень теплопроводности обеспечивает сохранение жара внутри конструкции отопительного оборудования.
- Наличие тепловой инерции. Огнеупорный кирпич быстро нагревается, но при этом медленно остывает.
- Способность противостоять горячему газу, шлаку, металлу.
- Оптимальный уровень теплоемкости для накопления тепловой энергии и ее последующей передачи.
- Повышенная устойчивость к высоким температурам, при этом сохраняются все характеристики материала.
- 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:
- Кислая группа. Сюда включены динасовый и кварцеглинястый кирпичи, которые способны без каких-либо повреждений взаимодействовать с кислой средой.
- 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.
- 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:
- ШКУ характеризуется повышенной устойчивостью к высоким температурам, прочностными свойствами. Хорошо подходит для футеровки сталеразливочных ковшей.
- ШПД – оптимальный вариант для доменных печей.
- ШАВ – ваграночный вид, подходящий для сооружения горнов и чугунных отопительных устройств.
- 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:
- Прислушаться к звуку: если по кирпичу постучать, звук должен быть звонким, отчетливым.
- Качество материала не зависит от его цвета. Огнеупорный брусок может иметь любой оттенок, присущий глине: песочный, бежевый, серый, желтый.
- 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.
- Исключить наличие стекловидного отблеска. Это означает, что огнеупорный кирпич перекалили.
Похожие статьи:
ША, ШБ, ШК, ШАК, ШУС, ПВ, ПБ, ШЛ
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 кирпичаСостав и свойства
Шамотный кирпич, являющийся наиболее распространенным видом такой продукции, состоит из следующих компонентов:
- Огнеупорная глина, имеющая желтый цвет, в отличие от красной, идущей на изготовление строительных видов кирпича. Основное химическое вещество в ее составе – SiO2, поэтому шамотный кирпич относят к кремнеземистым огнестойкими материалам.
- Al2O3 – это основная добавка, которую получает огнеупорная смесь, до 70% состоящая из шамотной глины. Оксид алюминия как значительно увеличивает прочностные характеристики получаемого огнеупорного материала, уменьшая пористость, так и что очень важно, придает ему стойкость к щелочной, кислотной среде.
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:
- Огнестойкость. Как и все другие виды огнеупоров, жаростойкие кирпичи могут быть огнеупорными, с температурным диапазоном эксплуатации в диапазоне 1580-1770 ℃; высокоогнеупорными – 1770-2000 ℃; с высшей огнеупорностью – 2000-3000 ℃; сверх огнеупорными – больше 3000 ℃.
- Прочность на сжатие, ударную нагрузку.
- Плотность и пористость – эти свойства неразрывно связаны, так как чем выше пористость, тем ниже становится прочность огнеупорного кирпичного изделия. Выпускают как особо плотные – с пористостью до 3%, так и легковесные кирпичи, у которых этот показатель может превышать 30%.
- Степень спекания. Этот показатель выше у тех огнеупорных изделий, что были произведены при более высоких температурах.
- Влагостойкость тем ниже – до 25%, чем меньше температура спекания; и тем выше – от 3 до 7%, при высокой степени спекания.
Виды и характеристики
Массово производятся несколько видов огнеупорной кирпичной продукции:
- Основной, так часто называют глиноземный шамотный кирпич, так как это наиболее давно производящийся, проверенный практикой вид штучной огнеупорной продукции. Немаловажным фактором является и стоимость его приобретения, обходящаяся заказчикам ниже других разновидностей этого огнеупора. Шамотный кирпич – это основной печной материал в гражданском строительстве, коммунальной инфраструктуре населенных пунктов, включая котельные, ТЭЦ.
- Углеродистый или графитовый, создаваемый на основе свободного углерода. Огнеупорность таких штучных изделий, получаемых при обжиге до 2000℃ шихты из каменноугольной смолы с графитом, просто огромна – до 3500 ℃, поэтому не удивительно что они востребованы для футеровки плавильных печей в металлургии, на предприятиях энергетики, включая АЭС.
- Кварцевый или динасовый, работающих до предельных температур эксплуатации шамотного кирпича – 1730 ℃. Их используют для футеровки промышленных отопительных агрегатов.
- Корундовый (выдерживает температуру до 1750°C) – применяют в установках, созданных для получения серной кислоты, печах с окислительной средой.
- Магнезиальный, выдерживающий длительный нагрев до 1900℃, обладает высокой механической прочностью, в том числе к истиранию, поэтому широко используется в металлургии.
- Доломитовый получают обжигом смеси оксидов Ca, Mg. Он обладает огнеупорностью до 2300 ℃.
- Хромистый, изготавливают из горной породы – хромита. Он инертен к кислой, щелочной среде, в том числе к воздействию шлаков, образующихся при варке металлических сплавов. Предельная температура эксплуатации – 2180 ℃.
- Циркониевый – изготавливаемый из минерала бадделеита, с огнеупорностью до 2700 ℃.
Основные виды огнеупорного кирпичаК их основным техническим характеристикам относят:
- Термостойкость/жаростойкость, так как этот важный параметр обуславливает диапазон применения того или иного вида огнеупорного кирпича. Например, для кладки бытовой отопительной печи или возведения сталеплавильного агрегата с кислородным дутьем обязательно потребуются разные виды кирпича.
- Низкий коэффициент теплопроводности, что не позволяет нагреваться до критических температур наружным поверхностям отопительного оборудования.
- Стойкость к резкому сильному нагреву, низкий коэффициент линейного, объемного расширения, что обеспечивает прочность, целостность кладки из огнеупорного кирпича.
- Стойкость к агрессивным средам – от кислот до щелочей, а также к радиационному излучению, что позволяет использовать кирпичные огнеупоры не только при строительстве печей – от бытовых до котлов ТЭЦ, но и при создании аппаратов, установок химической промышленности, реакторов АЭС.
- Средняя температура эксплуатации – это важная характеристика при выборе кирпича для аппаратов с длительным циклом эксплуатации.
- Тепловая инерция – способность к быстрому нагреву, медленному остыванию.
- Теплоемкость – способность накапливать тепловую энергию для последующей передачи.
Для сравнения стоит рассмотреть основные технические характеристики, различия между несколькими наиболее распространенными марками огнеупорной кирпичной продукции:
- ША – шамотный кирпич с плотностью до 2,1 т/м3, с предельной эксплуатационной температурой 1730 ℃.
- ШБ – также изделие из шамота, но с меньшей плотностью – до 2 т/м3, рабочей температурой – до 1670 ℃.
- ПВ и ПБ – полукислые шамотные изделия, содержащие много оксида кремния, имеющие плотность 1, 9 т/м3, а пористость до 30%. Такой огнеупорный кирпич медленно нагревается, долго остывает, поэтому востребован при возведении мангалов, барбекю, дымоходов печей.
- ШЛ – шамотный легковесный кирпич с расчетной плотностью 0,4-1,3 т/м3 в зависимости от модификации.
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 формамКлассификация по форме:
- Прямые.
- Трапецеидальные, клиновидные, арочные – применяются для выкладки арочных проемов и сводов).
- Фасонные – нашли применение в отделочных работах.
- Подвесные – также идут на внутренние своды, но уже в мощных промышленных печах.
Со всеми существующими видами шамотного кирпича по форме и размерам можно ознакомиться в ГОСТ 8691-73.
Назначение шамотного кирпича определяется по его маркировке:
- ША, ШБ, ШАК – универсальный материал, используемый, чаще всего, для кладки топок каминов и печей. Изделия этого типа характеризуются оптимальным соотношением цены и качества.
- ШКУ – кошевой кирпич, используются для футеровки чугуновозных ковшей. Наиболее известные марки ШКУ-32, 37, 39.
- ШУС, ШВ – отличается наиболее высокой теплоемкостью, благодаря чему применяется в основном для обмуровки стен конвективных шахт и газоходов парогенераторов.
- ШАВ – назначение: футеровка вагранок.
- ШПД – необходим для кладки доменных печей, горнов.
- ШК – используется преимущественно в коксохимическом производстве.
- ШЛ – легковесный материал для футеровки печей, работающих при температуре не выше 1300 °C.
- ШЦУ – торцевые двусторонние изделия, предназначенные для кладки вращающихся печей.
- ПВ и ПБ – предназначены в основном для возведения дымовых труб, барбекю и мангалов.
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 |
| ША-5 | 230 х 114 х 65 |
| ША-6 | 230 х 114х 40 |
| ША-8 | 250 х 124х 65 |
| ШБ-5 | 230 х 114 х 65 |
| ШБ-8 | 250 х 124 х 65 |
| ШЛ-5 | 230 х 114 х 65 |
| ШЛ-8 | 250 х 124 х 65 |
| ПБ-5 | 230 х 114 х 65 |
| ШБ-22 | 230 х 114 x 65/55 |
| ШБ-23 | 230 х 114 x 65/45 |
| ШБ-25 | 250 х 114 x 65/55 |
| ШБ-29, 30 | 300 х 150 x 65/55 (65/45) |
| ША-22 | 230 х 114 x 65/55 |
| ША-23 | 230 х 114 x 65/45 |
| ША-25 | 230 х 114 x 65/45 |
| ША-29. ША-30 | 300 x 150 x 65/55 |
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:
- Дробление, измельчение, просеивание исходного сырья.
- При необходимости предварительная термическая обработка.
- Приготовление шихтовой массы.
- Формование штучных изделий способами промышленного литья в готовые формы, прессования, экструзии с окончательной прессовкой.
- Обжиг/закалка сырых кирпичных изделий в газокамерных, туннельных печах.
- Складирование, упаковка готовой продукции.
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 кирпичаЕсли 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:
- Изучить готовые решения/примеры стандартных печей, исходя как из их внешнего вида, так и от размеров, прямо зависящих от площади отапливаемых помещений.
- Произвести выбор, привязку места размещения стационарного мангала, барбекю – по отношению к соседним строениям, с учетом наличия противопожарных разрывов; отопительной печи, камина – по близости к сгораемым конструкциям стен, потолка строительного объекта, учитывая необходимость создания противопожарных разделок и отступок.
- Первый этап работ – это подготовка кирпича, состоящая из отбраковки, раскладки, резки, которую выполняют карборундовыми дисками. При кладке правильно располагать кирпичи отесанной стороной внутрь печи, мангала, а наружу – с неповрежденной поверхностью.
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:
- Огнеупорная глина, которую будет необходимо замочить в воде на 1-2 суток.
- После этого ее нужно тщательно перемешать, протереть через металлическое сито.
- Добавить в раствор мелкоизмельченный шамотный песок в пропорции – 1:2 (глина/песок).
- Затем при интенсивном равномерном размешивании добавляется вода до приобретения огнеупорным раствором сметанообразного состояния.
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»:
| Вид кирпича | Толщина стен в кирпичах | |||||
0,5 (12 см) | 1 (25 см) | 1,5 (38 см) | 2 (51 см) | 2,5 (64 см) | ||
Обычный (250x120x65 см) | Кирпич, шт. | 420 | 400 | 395 | 394 | 392 |
| Раствор, м3 | 0,189 | 0,221 | 0,234 | 0,240 | 0,245 | |
Модулированный (250х120х88 см) | Кирпич, шт. | 322 | 308 | 296 | 294 | 292 |
| Раствор, м3 | 0,160 | 0,200 | 0,216 | 0,222 | 0,227 | |
Для печей и массивных каминов предлагаются следующие критерии по толщине шва:
- 1 категория – 0,5-1 мм;
- 2 категория – до 2-х мм;
- 3 категория – стандарт 3 мм;
- простая – более 3-х мм.
Критерии выбора
Правила здесь просты – необходимо найти, выбрать качественный материал:
- Без трещин, сколов.
- При ударе качественный огнестойкий кирпич не раскалывается, слышен характерный металлический звук.
- Использование шамотного кирпича, уже бывшего в употреблении, возможно только специалистами, способными оценить его пригодность.
Нельзя также использовать сырой огнеупорный кирпич, так как при сильном нагреве он будет разрушаться.
Состав огнеупорного кирпича — как делают шамотный кирпич
Огнеупорный кирпич применяется в бытовом и промышленном строительстве. В состав огнеупорного кирпича входит 70% шамота. Это огнеупорная глина. Его используют для возведения построек, которые будут подвергаться высоким температурам. Он подходит для строительства своими руками каминов, печей, бань, барбекю. Огнеупорным называется материал, способный работать при высокой температуре без потерь.
Основной элемент огнеупорного кирпича является шамот — огнеупорная глина.Простой строительный кирпич на рынке представлен 2 видами:
- Керамический. Он не способен противостоять высокой температуре. При 1200°С этот вид кирпича начинает плавиться, а при остывании — крошиться. Его производят из глины разных сортов.
- Силикатный. Его производят с использованием песка, извести и некоторых добавок, которые придают строительному материалу различные свойства. Он не способен выдерживать значительную температуру. Разрушается от резкого нагрева или охлаждения, длительного воздействия огня.
Виды шамотного кирпича
Существует всего 4 вида:
- Основной.
- Углеродистый.
- Кварцевый.
- Глиноземный.
Схема производства.Первые 2 вида используются при изготовлении стали. Основной огнеупорный стройматериал изготавливается на известково-магнезиальной основе. В состав углеродистого кирпича входит кварц. Он может соприкасаться исключительно с огнем или металлом. Контактирование со щелочью недопустимо.
Наиболее распространен глиноземный (шамотный) кирпич. Производство огнеупорного кирпича происходит с помощью тепловой обработки смеси, состоящей из шамотного порошка и огнеупорной глины.
Производство шамота
Глиноземный кирпич производят согласно ГОСТ 390-69. Выпускают в 2 вариантах: 250*123*65 мм и 230*113*65 мм. Для него характерна мелкозернистая структура.
В составе блоков содержится 70% шамотной глины, 30% составляет коксовый и графитный порошок. Вес блока зависит от его размера и структуры, выпускается весом от 2,5 до 6 кг.
Выдерживает температуру от 1000 до 1800 градусов°С. Он совершенно не реагирует на многократные резкие температурные изменения. Именно этот вид строительного материала специалисты используют для возведения бытовых топок.
Отличительные признаки огнеупорных блоков:
- При простукивании огнеупорный кирпич издает звонкий металлический звук.
- Влагостойкий.
- Песочно-желтого цвета с зернистой основой.
Заводы-изготовители делают разнообразные виды огнеупорного кирпича. Отличаются они по массе, размеру, форме, а также степени пористости и технологии производства. В продаже представлены следующие разновидности:
- прямой;
- трапецеидальный;
- арочный;
- клиновидный.
Эти разновидности шамота позволяют возводить любые по конструкции сооружения.
С учетом состава и степени пористости шамотный кирпич производится:
Сравнение огнеупорных материалов.- Особо плотным. Его пористость — менее 3%.
- Высокоплотным. Пористость — от 3 до 10%.
- Плотным. Пористость — до 16%.
- Уплотненным. Пористость — до 20%
Эти свойства огнеупорных кирпичей помогают сделать грамотный выбор блоков для постройки.
По методу формирования подразделяют на такие виды шамотного кирпича:
- Литой из шликера.
- Плавленый.
- Формованный полусухим или пластичным методом.
- Горячепрессованный.
- Термопластичный.
Марки шамота
На каждом блоке ставится маркировка.
По ней определяются технические характеристики и состав шамотного кирпича:
- ША, ШБ, ШАК — это блоки универсальные. Из них можно сделать печь, камин. Они очень прочные и выдерживают температуру до 1600 градусов°С. Соотношение цены и качества идеальное.
- ШУС, ШВ — для этих блоков характерна высокая теплоемкость. Применяются в промышленности для обмуровки (защиты) стен шахт и газоходов.
- ПБ. Изделия используют для кладки барбекю-печей.
- ПВ. Блоки данной марки используют для сооружения внутренних стен каминов.
- ШК. Марка незаменима при изготовлении сооружений для производства кокса.
- ШЛ. Это легковесный шамот, который подходит для печей с невысокой температурой нагрева (до 1300 градусов°С).
- ШЦУ. Эти блоки применяют для кладки вращающихся конструкций печей.
Каждая марка имеет свой размер, вес, состав. Перед покупкой надо тщательно изучить маркировки, после чего можно начать выбор блока.
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.
//www.youtube.com/watch?v=WzhIzdMmJV4
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.
Шамот — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Шамот (фр. chamotte) — огнеупорная глина, каолин, обожжённые до потери пластичности, удаления химически связанной воды и доведённая до некоторой степени спекания. Данное наименование применяется также в отношении других исходных материалов, используемых для производства огнеупоров, обожжённых до окускования смешанных с глиной порошков и стабилизации свойств материала.
По применяемым материалам различают высокоглинозёмистый, корундовый, цирконовый шамот, изготовленный с применением шамотной глины кирпич.
В практике художественной керамики шамотом часто называют пластичную массу на основе глин разного состава с добавлением 30-40 % собственно шамотной крошки крупностью 0,2—2,5 мм, а также готовые обожжённые изделия из этой массы: шамотные вазы.
Шамот получают путём обжига при температуре 1300—1500 °C в печах, обычно вращающихся или шахтных.
Сырьё поступает в печь в естественном виде или в виде брикетов, подготовленных на ленточных, вальцевых и других прессах.
По степени спекания различают «высокоотожжённый» шамот, с водопоглощением от 2—3 до 8—10 %, и «низкожжённый» — до 20—25 %.
Полученный шамот дробят, измельчают, после чего добавляют как отощающий компонент (уменьшает пластичность и усадку при сушке и обжиге) в массу для формования изделий, в том числе из высокоглинозёмистых и других огнеупоров.
Также шамот используют при изготовлении мертелей, торкрет-масс, как наполнитель огнеупорных бетонов и в других составах.
В середине XX века, по мере роста распространённости материала, шамот начали применять для архитектурного оформления зданий и в скульптуре малых размеров.
Производство и загрязнение окружающей среды[править | править код]
В производстве используется токсичная фенольная смола, технологический цикл предусматривает обжиг в печном цеху, в результате которого воздух вокруг предприятий, изготавливающих шамотные изделия, загрязняется сернистыми и фенольными соединениями[1][2].
Другой фактор отрицательного воздействия на окружающую среду при производстве шамотных — шамотная пыль. Одна вращающаяся печь Велико-Анадольского огнеупорного комбината ежегодно производит около 13800 тонн шамотной пыли. Вдыхание такой пыли может являться фактором, способствующим развитию профессионального заболевания — силикоза.
Среди известных российских предприятий, изготавливающих шамотные изделия — «Снегирёвские огнеупоры» в посёлке Снегири под Москвой.
Шамотный кирпич: маркировка, выбор, кладка
Что такое шамотный кирпич? В состав этого строительного материала входят молотая огнеупорная глина и шамот. Они смешиваются, заливаются в формы и затем обжигаются при высокой температуре. Таким образом, получается огнеупорный и прочный материал. Чтобы использовать его наилучшим способом, следует понять, где он применяется, на какие виды делится, и как укладывается.
Применение и виды шамотного кирпича
Этот вид самый прочный по сравнению с другими огнеупорными кирпичами. Именно его чаще других используют для кладки каминов, печей и других строений, связанных с высокой температурой. Также его успешно применяют в промышленной отрасли. Шамотный (огнеупорный) кирпич выдерживает до 1800°С.
Существует множество марок шамотного кирпича. Но достаточно разобраться в основных обозначениях этого стройматериала. Всегда пишутся 2 буквы, первая из которых Ш – шамотный. Вторая буква означает класс огнеупорности, и указывает на максимальную температуру, которую выдержит состав кирпича. Буква А или АК — 1400°С, Б – 1350°С, В – 1250°С. По цифрам в конце марки, можно понять размеры и форму изделия.
Однако чаще всего нет смысла заучивать их. Достаточно, чтобы не ошибиться с выбором, обратить внимание на технические характеристики кирпича.
- Размеры. Это один из отличительных параметров, которые влияют на выбор покупателя. Больше всех используются 2 группы размеров, которые имеют марки: ШБ-5 и ШБ-8. Первый вариант подразумевает, что кирпич имеет следующие размеры – 230мм х 114мм х 65мм. А обозначение ШБ-8 подразумевает габариты – 250мм х 124мм х 65мм.
- Форма. Очень удобно, что не нужно резать кирпич, пытаясь придать ему необходимый вид. На сегодняшний день существует множество вариантов – стандартный прямоугольный, трапецеидальный, клиновидный и т. д.
- Пористость и плотность. Эти характеристики влияют на теплопроводность и вес кирпича. Например, чем больше пористость, тем легче шамотный кирпич, и больше способность проводить тепло.
- Вес. У разных марок кирпича, свои показатели массы. Но в целом, этот материал сам по себе пористый и лёгкий, что уменьшает давление на фундамент, когда строится какая-нибудь конструкция.
Подбирая для себя шамотный кирпич, необходимо всегда помнить эти 4 главные характеристики. Именно по ним легче всего подобрать оптимальный вид огнеупорного материала.
Как укладывать кирпич своими руками?
Чтобы сделать успешную кладку своими руками, понадобиться придерживаться нескольких советов.
В разных ситуациях кирпич кладётся определённым способом. Когда делаются стены, выстилки и т. п., его кладут на плашку. Если стены закруглённые, то ставят ребром. А на торец кирпич кладётся при выполнении подин, лещади и т. д.
Укладка осуществляется на раствор, который близок по составу к кирпичу. Его делают из шамотного порошка и огнеупорной глины. Есть 4 вида кладки по толщине шва. 1 вариант – шов между кирпичами не больше 1 мм, 2 способ – 2 мм, 3 вид – 3 мм, и 4 категория – больше 3 мм. Однако есть ещё и особый вид кладки, когда шов меньше 5 мм.
Кроме основных принципов кладки, следует знать, какой приготовить инструмент. В основном он недорогой, и многие мужчины имеют его в хозяйстве.
- Кельма или мастерок. Это один из самых главных приспособлений при любой кладке. Он используется как для нанесения раствора на кирпич, так и размешивания смеси.
- Молоток каменщика. Хорошо применять именно такой вид молотка, так как его верхней частью легко откалываются или стёсываются ненужные части кирпича.
- Отвес. Незаменимый инструмент для каменщика. Благодаря ему, можно контролировать, чтобы вертикаль была по уровню.
- Строительный уровень. Хорошее устройство для измерения горизонтального уровня.
- Болгарка. Этот аппарат значительно облегчает обрезку кирпича. С его помощью можно это сделать не только быстро, но и ровно.
- Капроновый шнур. Он применяется для того, чтобы сделать отвесы по углам.
- Миксер с венчиком. Такой агрегат является отличным вариантом для замешивания раствора.
Если придерживаться руководства этой статьи, то можно правильно выбрать себе шамотный кирпич, и выполнить успешную кладку.
