Что такое шамотный кирпич

Что такое шамотный кирпич

Для строительства конструкций, работающих при высоких температурах, нужен огнеупорный материал. Чаще всего этих целей достигает шамотный кирпич. Этот огнеупорный материал годится для футеровки мощных паровых котлов, идет на кладку производственных печей и труб. С помощью кладки шамотного материала делают внутреннюю облицовку доменных печей и небольших вагранок.

Шамотный кирпич незаменим при строительстве огнеупорных сооружений.

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.

Классификация огнеупорного кирпича

По составу шамотный кирпич делят на четыре группы:

• Основной кирпич , который состоит из известково-магнезиальной смеси и используется в металлургии в печах выплавки стали;
• Углеродистый кирпич , который состоит из прессованного графита или кокса и тоже используется в доменных печах;
• Кварцевый кирпич , который состоит из песка или кварца и глины и используется большей частью для возведения печных и каминных сводов , так как боится щелочей;
• Глиноземный кирпич — наиболее популярный вид , который зачастую используют для бытовых печей.

Достоинства и недостатки

Ключевое преимущество шамотного кирпича — это его способность хорошо переносить высокие температурные режимы и сохранять тепло на протяжении длительного периода времени. Благодаря таким свойствам подобные изделия применяются для строительства каминов, печей, мангалов, дымоходов и т.д.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Печной камин не только очень эффективный и производительный, он также очень привлекательный внешне.

Благодаря естественному песочному цвету в комнате, где установлен такой агрегат, сразу образуется комфортная и уютная атмосфера. Также, используя шамотные кирпичи, можно придумать и воплотить в жизнь интересные дизайнерские решения.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Дизайнерская печь из огнеупорного кирпича

Также к плюсам можно отнести размеры блоков — они превышают габариты стандартных глиняных кирпичей. В связи с этим число шамотных кирпичей, необходимых для строительства понадобится меньше. Для укладки печей чаще всего применяются изделия с маркировкой ШБ№5 и ШБ№8.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Вес одного шамотного кирпича намного меньше, чем у изделия из обычной глины. За счет этого нагрузка на фундамент для печи становится гораздо меньше. Учитывая тот факт, что укладываются элементы на тонкий слой клеящего раствора, вес всей постройки целиком становится меньше.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Для соединения кирпичей нельзя использовать обычный цементно-песчаный раствор, т.к. в таком случае он не сможет выдержать мощный нагрев. Обязательно нужно применять специально предназначенную для этого температуростойкую смесь.

p, blockquote 21,0,0,1,0 —>

Помимо достоинств выделяются и недочетов, которые скорее расцениваются как особенности. Шамотный кирпич очень сильно впитывает влагу, что негативно сказывается на прочности материала. Именно поэтому печи, изготовленные из такого материала, ни в коем случае нельзя устанавливать в помещениях с повышенной влажностью, например, в бане.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Если печку, которая выполнена из шамотного кирпича нерегулярно топить, то в скором времени она может начать крошиться. Такая неустойчивость промерзанию обязывает строго соблюдать правила эксплуатации таких изделий.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

За счет того, что описываемые кирпичи имеют высокую плотность, с ними трудно работать — разрезать их ножовкой, например, не удастся. Для этого нужно будет воспользоваться болгаркой с сегментным алмазным диском или бакелитовыми дисками для камня.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Стоит шамотный кирпич — недешево, намного дороже, чем обычный. Однако, из-за более крупных размеров его потребуется намного меньше. За счет небольшой массы, вы сэкономите на фундаменте и транспортировке.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Виды огнеупорного кирпича

Огнеупорный кирпич подразделяется на 4 вида.

• Основной
• Углеродистый
• Кварцевый
• Глиноземный

Два из них: основной и углеродистый, применяются в сталелитейном производстве. Так, основной, для изготовления которого применяется известково-магнезиальная основа, используется для производства бессемеровской стали. Углеродистый служит основным материалом для устройства доменных печей. Кварцевый кирпич, который состоит преимущественно из кварца и песчаника, не допускает соприкосновения ни с чем другим, кроме металла и огня. Особенно недопустим для него контакт с различными щелочами.

Наибольшее распространение получил глиноземный кирпич. Температурная область его применения 1000-1300 градусов Цельсия. Кроме того, он спокойно переносит многократный резкие изменения температуры. Поэтому удобен для применения в широком спектре бытовых печей. Именно из него и делается большинство бытовых топок.

Шамотный кирпич

Применение

Сегодня известно много различных типов огнеупорного материала. Только шамотный кирпич отличается самой высокой прочностью. Именно поэтому он используется для строительства:

1. Печных топок;
2. Каминов;
3. Дымоходов.

То есть, в тех местах, где приходится постоянно соприкасаться с открытым пламенем.

Так как шамотный кирпич выдерживает 1600ºC, его стали использовать при футеровке пиролизных котлов. Благодаря повышенной стойкости к высоким температурам, он является надежной защитой металлического котла, отводя от него тепловой удар. В результате сильно повышается срок эксплуатации котла.

Этот вид материала наиболее стоек при контакте с агрессивными щелочными средами, такими как известь. Поэтому его применяют в промышленных установках, в которых продукты горения выделяют активные вещества.

В шамотном кирпиче нуждается промышленная сфера, особенно металлургические предприятия. Строительство любой доменной печи не обходится без огнеупорного материала. Без него просто невозможно обойтись на производстве фарфора и стекла. Ведь он способен переносить сверхвысокие температуры, когда плавится стекло. Надо сказать, что его можно также использовать, когда рабочие температуры менее 1300 градусов.

Изготовление

Специально для кладки шамотный кирпич изготавливают из специальной огнеупорной глины, которую перемешивают с мелким шамотным порошком.

При изготовлении требуется точное соблюдение технологического процесса. Малейший пережог делает его стекловидным, недожог понизит влагостойкость.

Все размеры стандартизированы:

1. «230х114х65 мм»,
2. «230х114х55 мм».

Характеристики

В основном такой огнеупорный материал имеет вид стандартного прямоугольника. Его размер 230х114х65 миллиметров оптимально подходит для создания кирпичной кладки. Такие размеры дают возможность получить наименьшее количество швов, а сама кладка получится очень гладкой.

Однако потребителей не всегда устраивают такие размеры, поэтому изготовитель, учитывая потребности клиентов, выпускает шамотный материал другой формы и габаритов.

Сегодня в строительных магазинах продается материал самой разной формы. Чаще всего встречается:

1. Трапеция;
2. Арка;
3. Клин.

Благодаря такому разнообразию формы, выкладываются печи необычного вида, которые становятся украшением интерьера. Причем эффектный внешний вид, позволяет обойтись без штукатурных работ.

В состав огнеупорного материала входит оксид алюминия. Он придает ему характерные свойства. На него не действует щелочная среда и агрессивные химические вещества. Концентрация этого вещества влияет на пористость, а она влияет на его теплопроводность.

Свойства

Имея небольшой вес, шамотный кирпич остается устойчивым к открытому пламени и высоким температурам. Причем его масса, не оказывает большого давления на фундамент.

Его выпускают по ГОСТу 390-96. Согласно стандарту, у него должна быть:

1. Зернистая основа;
2. Желтый цвет;
3. Прямоугольная форма;
4. Небольшие вкрапления, красного цвета.

По своей форме он может быть:

1. Прямым;
2. Клиновидным;
3. Трапециевидным.

При раскалывании он никогда не крошится, просто разлетается на несколько кусков.

Его легко отличить от других видов. Он обладает характерным песчаным цветом и зернистой структурой.

Используя стандартные размеры ( 230х114х65) , легко получить ровную поверхность стенок камер сгорания.

Параметры

Шамотный кирпич изготавливается по стандарту и имеет такие размеры (в мм):

Кроме стандартного прямоугольного параллелепипеда шамотные изделия могут выпускаться и в других формах: клиновидной, трапециевидной и фигурной.

Вес изделий колеблется в зависимости от размеров в диапазоне от 2,8 до 3,7 кг.

Кирпич обладает такими замечательными характеристиками:

• • огнеупорность от 1100 до 1800 °C;
• • плотность 1700–1900 кг/см2;
• • Теплопроводность – 0,6 Вт/м °С;
• • морозостойкость – от 15 до 50 циклов заморозки и оттаивания;
• • пористость от 3 до 85%.

Некоторые производители вместо ГОСТов используют ТУ, поэтому стоит обратить пристальное внимание на маркировку изделия. Следует иметь в виду, что продукция, изготовленная по ТУ, может отличаться по размерам, весу и характеристикам.

Практическое применение

Учитывая устойчивость к высокотемпературному нагреву, значительным перепадам температуры, воздействию различных химических веществ, огнеупорные кирпичи получили большое практическое применение.

В основном их используют:

1. при создании печей и каминов;
2. для ограждения производственных установок, сильно разогревающихся и выделяющих химически-активные вещества;
3. при строительстве доменных печей;
4. при обустройстве отопительных котлов;
5. для создания топливных камер, прочее.

Широкому практическому применению способствуют преимущества огнеустойчивых изделий.

К основным из них относятся:

• низкие показатели теплопроводности, что позволяет хорошо сохранять тепло в элементах отопительного оборудования;
• высокая тепловая инерция – материал медленно нагревается и затем медленно остывает, постепенно отдавая тепловую энергию;
• устойчивость к различным горящим веществам: металлы, шлаки, газ, химически-активные вещества;
• большая теплоемкость, что позволяет накапливать большое количество тепловой энергии в небольшом объеме;
• на протяжении длительного времени не меняет свойств в условиях постоянной высокой температуры;
• отсутствуют деформации и изменения размеров под воздействием теплового излучения (максимальные изменения порядка 0,5%).

Классификация

Огнеупорный кирпич может отличаться своим составом и размерами, от чего зависит область его применения. Чтобы упростить выбор требуемых изделий под конкретную задачу, вводится соответствующая классификация.

По материалу

Основу смеси для огнеупорного кирпича составляет глина, в которую вводятся различные добавки. В зависимости от вида присадки, различают несколько разновидностей кирпича, особенности которых будут рассмотрены ниже.

Шамотный

Для производства этих изделий используется технология обжига специальной глины при высокотемпературных режимах.

Готовая продукция имеет зернистую основу и песочно-желтоватый оттенок. Изделия могут выдерживать нагревание до 1700°С, их показатель теплопроводности составляет 0,62 Вт/м°С.

Технология производства может несколько отличаться, поэтому кирпич шамотный огнеупорный может иметь разные значения плотности. Они варьируются в пределах от 1700 до 1900 кг/м 3 .

Есть изделия с минимальной плотностью – 300 кг/м 3 , и с максимальной — в 2100 кг/м 3 . Изделия с низкой плотностью имеют большую концентрацию пор, что способствует сильному водопоглощению – до 25%, у материала высокой плотности показатель поглощения влаги находится в пределах 5…6%.

Графитовый

Эти изделия производятся из графита с применением различных примесей. Отличительной особенностью является возможность выдерживать нагрев в пределах 2500…2700°С (в кислородной среде выдерживает только +300°С, поскольку выгорает).

Стройматериал устойчив к различным органическим растворителям, кислотам, щелочам. Широко используется при строительстве доменных печей.

Доломитовый

Производятся из природного минерала доломита, к которому, в качестве связывающего вещества, может добавляться жидкое стекло и другие присадки, обеспечивающие требуемые эксплуатационные свойства.

Максимальный нагрев, который способны выдерживать доломитовые огнеупорные материалы, составляет 1500…1600°С. Под нагрузкой деформация материала начинается с 1500°С.

Кварцевый

Для производства этих огнеупорных стройматериалов используется кварцевый песок или песчаник, концентрация глины минимальная – нужна как связывающее вещество.

Они способны выдерживать температуру в 1600…1750°С, при условии, что поверхность соприкасается только с отрытым огнем или чистым расплавленным металлом.

Наличие кислот, щелочей или оксидов металла приведут к разрушению. Широко используется как печной огнеупорный кирпич для сооружения печей для выплавки стали.

Корундовый

Основу этих изделий составляет материал корунд (содержание Al₂O₃ 90%). Стройматериал способен выдерживать нагревание до 1800°С, под нагрузкой деформации начинают наблюдаться при Т=1550…1600°С. Он устойчив к кислотной и шлаковой коррозии, отличается хорошей кислотной стабильностью.

Хромистый

Для производства этого типа огнеустойчивых изделий используется хромистый железняк. Он способен выдерживать нагрев до 1600°С, деформация при нагрузке начинает наблюдаться при Т=1300…1450°С.

Чтобы достичь высокой огнеупорности, к материалу могут добавляться присадки магнезита. В основном кирпичи используют для выкладывания топок и сводов в кузнечных печах.

Циркониевый

Изделия характеризуются устойчивостью к высоким температурам – до 2500°С включительно.

Отсутствует коррозия при воздействии основных и кислых шлаков, что позволяет их активно использовать для производства тиглей, в которых выполняется плавка цветных металлов.

Форма и габаритные размеры

Согласно ГОСТ, эти огнеупорные стройматериалы выпускаются в прямоугольной форме, размеры огнеупорного кирпича составляют 230х113х65 мм. Также встречаются изделия с трапециевидной и клиновой формой, а также с размерами 250х124х65 мм, 300х150х65 мм.

Масса согласно ГОСТ составляет 3,7 кг, в продаже также доступны изделия с весом от 2,8 до 4,5 кг. Чем выше вес огнеупорных кирпичей, тем дольше они могут сохранять накапливаемое тепло.

Маркировка

Согласно ГОСТ, для определения области применения огнеустойчивых стройматериалов используется буквенная маркировка:

• ША, ШБ – продукция общего предназначения;
• ШКУ – ковшовые изделия;
• ШПД – доменный кирпич для горнов;
• ШЦУ – используется в качестве облицовочного материала каминов и печей.

Особенности использования

Высокие показатели огнеустойчивости печей и каминов во многом зависят от правильного выбора растворов, используемых при кладке огнеупорного кирпича. Обычно рекомендуется использовать те смеси, которые в своем составе имеют те же компоненты, что использовались в производстве кирпича.

Перед тем, как производить кладку, важно рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого зависит толщина монтажного шва. Чем выше нагрев конструкции, тем его толщина должна быть меньше.

Заключение

Огнеустойчивые кирпичи являются оптимальным стройматериалом, когда выполняется сооружение конструкций, эксплуатируемых в условиях высокотемпературных режимов и открытого пламени.

Большой выбор изделий этого типа позволяет создавать конструкции не только разные по форме, а и по своим эксплуатационным характеристикам.

Применение только природных материалов для производства кирпичей обеспечивает безопасность людей, которые будут использовать сооружаемые конструкции.