Виды и технические особенности шамотного кирпича

Основные характеристики

Основные функции шамотного кирпича – изоляция от огня и сохранение тепла. В связи с этим можно сделать вывод, что от обычных керамических материалов он отличается такими качествами:

• жаростойкость – устойчивость к продолжительному нагреву до температуры не менее 1000 °C без потери прочностных характеристик;

• термостойкость – устойчивость к многократному попеременному раскаливанию и остыванию;
• низкий коэффициент теплопроводности – сохранение тепла внутри камина или печи на протяжении длительного времени;
• повышенная тепловая инерция – материал долго нагревается и медленно остывает;
• большая теплоемкость – способность накапливать большое количество тепла и отдавать его, что значительно повышает общее КПД печи либо камина;
• устойчивость к воздействию щелочей и извести;
• стойкость к усадке и расширению при нагревании и охлаждении – допустимый диапазон составляет 0,5-1,0%.

Фото 3. Топка печи выкладывается из огнеупорного материала

Также в отличие от классического керамического материала, который выпускается в разных цветовых решениях, огнеупорный кирпич бывает только характерного песочно-желтого цвета – может меняться лишь оттенок (от более темного к светлому).

Физико-механические свойства

Технические характеристики напрямую зависят от марки шамотного кирпича, поэтому предлагаем вам ознакомиться с усредненными физико-механическими свойствами огнеупорного материала.

Таблица 1. Технические характеристики шамотного огнеупорного кирпича

Наименование	Показатель
Огнестойкость, °C	1200-1600
Плотность, кг/м3	1700-1900
Прочность, кг/см2	75-250
Морозостойкость, циклов замерзания/оттаивания	от 15 до 50
Пористость, %	от 3 до 85
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)	0,6

Плотность материала влияет на скорость нагрева и охлаждения материала – чем она выше, тем медленнее кирпич не только нагревается, но и охлаждается. Основным преимуществом печи, выложенной из плотного материала, является продолжительное сохранение тепла после сгорания топлива. Но в этом заключается и недостаток – на разогрев тоже уходит довольно много времени (в особенности при низкой температуре).

Морозостойкость важна при выборе шамотного кирпича для дымоходов, особенно той их части, которая находится снаружи помещения. Все дело в том, что именно эти участки подвержены воздействию не только высоких, но и низких температур. При этом температурные перепады бывают довольно большие и огнеупорные изделия должны их выдержать.

От пористости материала зависит его прочность – чем меньше пор, тем выше прочностные характеристики. Это необходимо учитывать при выборе огнеупорного кирпича для строительства конструкций, подверженных относительно высоким нагрузкам (например, от собственного веса при возведении дымоходов).

Виды и маркировка шамотного огнеупорного кирпича

Огнестойкие блоки можно классифицировать по нескольким критериям:

По методу формовки

Конструкция форм и особенности технологического процесса, предусматривают следующие виды формовки:

• литье из шликеров или расплавов;
• полусухая формовка;
• плавление;
• горячее прессование;
• термопластичное прессование.

По конфигурации блоков

Для кладки различных конструкций промышленность выпускает следующие разновидности шамотного кирпича:

• клиновидный;
• трапециевидный;
• прямоугольный (прямой);
• арочного профиля.

По химическому составу

В зависимости от используемых добавок, влияющих на термостойкость и механические свойства, и особенностей технологии производства, различают следующие модификации шамотных огнеупорных блоков:

• основной. При изготовлении таких кирпичей используется огнестойкая шамотная глина, массовая доля которой в рабочей смеси составляет 70%. В качестве наполнителя может использоваться коксовый или графитовый порошок. Материал применяется при облицовке печей, предназначенных для выплавки бессемеровской стали;
• углеродистый. Для этой модификации характерно высокое процентное содержание углерода. Основное назначение углеродистых огнеупорных блоков – футеровка доменных печей;
• кварцевый. За счет использования оксида кремния, существенно повышается жаростойкость кирпичей, однако контакт со щелочной средой приводит к интенсивному разрушению материала;
• глиноземный. В качестве специальной присадки используется окись алюминия. Глиноземный шамотный кирпич может длительное время работать при температуре от 1100 до 1300С и мало восприимчив к частому перепаду температуры. Эта разновидность жаростойких блоков получила широкое распространение при укладке бытовых печей, каминов и дымоходов.

Маркировка шамотного кирпича включает в себя буквенные и цифровые обозначения, отражающие химико-физические особенности и габаритные размеры материала. Ниже приведена маркировка наиболее распространенных модификаций.

ША, ШБ, ШАК. Материалы обладают высокой прочностью и жаростойкостью (1600 – 1700С), что позволяет использовать их во всех областях промышленного и гражданского строительства. В их состав входит силикат алюминия, обеспечивающий длительный срок службы и устойчивость к механическим повреждениям. Еще одним достоинством является оптимальное соотношение цена/качество.

ШВ, ШУС. Кирпич широко используется в промышленности. Высокие показатели теплоемкости позволяют применять ШВ и ШУС блоки для строительства газовых каналов парогенераторов, из таких блоков возводят ограждающие конструкции, защищающие конвективные шахты.

ШК. Эта разновидность применяется для строительства промышленных объектов, производящих кокс.

ШЛ. Для ШЛ кирпича характерна высокая пористость и небольшой удельный вес. Максимально допустимая температура, выдерживаемая блоками, составляет 1300С. Основная область применения – футеровка печей.

ШЦУ. Двухсторонний торцевой кирпич. Чаще всего, из ШЦУ блоков выкладывают вращающиеся элементы печей.

ПБ. Для этой модификации характерно высокое содержание глины, что заметно снижает термостойкость блоков, однако цена изделий вполне доступна для широкого круга потребителей.

ПВ. Изделия используются для внутренней кладки печей и каминов. ПВ блоки обеспечивают длительный период эксплуатации кладки и способны работать при температуре до 1300С. Область применения материала ограничивается его высокой стоимостью.

Обзор шамотного кирпича: виды, вес, размер, маркировка

Поскольку самая обычная бытовая печь прогревается примерно до 800ºС, то для ее корпуса можно использовать красный кирпич, но только в местах, не касающихся к дверцам или чугунным плитам. Металлические элементы нагреваются до максимума, и тем самым могут разрушить простой кирпич. В этих местах лучше использовать огнеупорный материал.

Огнеупоры делятся на несколько подвидов:

• основной;
• углеродистый;
• кварцевый;
• глиноземный.

Одна из разновидностей глиноземного вида – шамотный кирпич. Это распространенный материал, хорошо переносящий любые перепады температуры. Благодаря своим техническим свойствам шамотный кирпич пригоден как для частного строительства, так и в масштабах промышленности. Дальше можно подробнее ознакомиться с основными характеристиками шамотного кирпича.

Характеристики

Качественные показатели, характеризующие шамотный кирпич, строго контролируются со стороны государства. В ГОСТе прописаны показатели, отражающие вес шамотного кирпича и его размеры, состав сырья с процентным содержанием оксида алюминия, а также технологические свойства: прочность, геометрические параметры, огнеупорность, пористость.

Основные показатели приведены в таблице:

При изготовлении изделий многие производители ориентируются на собственные ТУ вместо условий, прописанных ГОСТом. Поэтому при выборе материала возникает вопрос, какой кирпич брать. Ведь по ряду характеристик изделия, произведенные по ГОСТу и по ТУ производителя, очень часто не совпадают. В таком случае лучше по возможности приобретать товар с ГОСТовской отметкой, т. к. он качественней.

Что касается геометрических параметров, в ГОСТе прописан размер стандартного прямоугольного изделия 230х113х65 мм, и это считается оптимальным материалом для строительства кирпичных сооружений. Но сегодня допустимы и другие размерные характеристики, поэтому рынок заполнен разнообразной продукцией от разных производителей.

Масса изделий также имеет различные показатели, и колеблется в диапазоне от 2,8 кг до 4,5 кг, при допустимой массе по ГОСТу – 3,7 кг. При закупке не стоит забывать об этом, т. к. от массы зависит теплопроводность материала. Для сохранения тепла в помещении нужно выбирать материал с большей массой, потому что маленький вес увеличивает его теплопроводность.

От количественного содержания в составе строительного материала оксида алюминия зависит устойчивость к влиянию химических веществ, щелочей и высокой температуры. Содержание этого элемента в составе влияет на структуру материала, делая его пористым. А пористый кирпич нагревается достаточно долго, но и остывает дольше обычного, сохраняя полученное тепло.

В то же время с увеличением пористости снижается прочность. Поэтому стоит подбирать

материал с оптимальной плотностью от 1700–1900 кг/м. Такжеплотность влияет на такие свойства, как: влагопоглощение, теплоизоляция, сцепление с монтажным раствором и вес шамотного кирпича. Определить пористость кирпича можно, всего лишь подержав различные варианты в руках.

Подведя итог, можно сказать, что при выборе такого строительного материала следует брать во внимание стандарты выпуска, размеры, массу, содержание оксида алюминия и плотность

Маркировка

Для удобства классификации и простоты в выборе этого строительного материала, была разработана маркировка, благодаря которой можно сразу определить свойства материала. Она отражает размеры изделий, температурные свойства и технические характеристики.

Наиболее популярные марки шамотного кирпича: ША, ШБ, ШАК, ШУС, ШВ, ПВ и ПБ.

На примере бруска с маркировкой ШБ 5 СЛ расшифруем данные от производителя.

Ш – буква, говорящая о принадлежности изделия к виду шамотных алюмосиликатных кирпичей; Б – кирпич, выполненный по требованиям ГОСТа, и относящийся к классу огнеупорности Б. Существует также класс А.

Шамотный кирпич класса А выдерживает температуру до 1350 С, а класс Б – 1400 С.

Отметка о ГОСТе гарантирует соответствие строительного изделия перечню из заданных параметров: целостность, соблюдение размеров, прочность, температура эксплуатации.

Если на этом месте находится цифра, без присутствия буквы после Ш, значит, что шамотный кирпич был произведен по ТУ производителя.

Сама цифра означает геометрические параметры, указанные в таблице ниже. Т. е. наш пример соответствует размерам 230х114х65 мм.

СЛ – указывает на производителя изделия. СЛ здесь – Сухоложский огнеупорный завод, а БГ – Богдановичский.

Есть и более глубокая классификация внутри каждой марки: по форме, размеру, теплопроводности.

Таблица с распространенными видами шамотных кирпичей, согласно ГОСТу 8691-73:

Что это такое?

Шамотный кирпич характеризуется весьма нехитрым составом, в его основе – измельченный высушенный шамотный порошок, концентрация которого составляет 65-70%. Это вещество производят из простой белой глины, которая подвергается очистке и продолжительному обжигу, благодаря чему проявляет выраженные огнеупорные характеристики. Дополнительно в сырье вводятся коксовые, а также графитовые наполнители и зерна крупнофракционного кварца. Исходные компоненты тщательно перемешиваются, затем формуются и отправляются на обжиг и опрессовку.

Именно особенности обжига и определяют базовые эксплуатационные параметры материала. Длительность запекания материала имеет огромное значение. Так, если сырье передержать в термопечи, то на его поверхности появляется стекловидная пленка. Она довольно прочная и придает материалу особую стойкость к механическим повреждениям, но огнеупорность в то же время падает.

Производство шамотного кирпича регламентируется действующими стандартами, при этом его размеры и масса зачастую могут существенно различаться: от 2.5 и до 6 кг, а параметры бывают 230х111х65 мм, а также 300х150х65 и 250х123х65 мм. Помимо этого, изделия различаются особенностями плотности и пористости структуры.

Размеры шамотных кирпичей

В таблице приведены стандартные размеры печного кирпича.

Размеры шамотного кирпича таблица.

Наименование шамотных кирпичей	Шамотный кирпич размеры	Огнеупорность	Количество в поддоне шт.	Вес 1 поддона тн.	Рисунок
ША 5	230x114x65 мм	1690°С	385	1,31
ША 6	230x114x40 мм	1690°С	595	1,28
ША 8	250x124x65 мм	1690°С	330	1,34
ША 9	250x150x65 мм	1690°С	200	1,22
ША 10	300x150x75 мм	1690°С	171	1,22
ША 22	230x114x65x55 мм	1690°С	420	1,26
ША 23	230x114x65x45 мм	1690°С	360	1,13
ША 25	250x124x65x55 мм	1690°С	360	1,4
ША 44	230x114x65x55 мм	1690°С	420	1,3
ША 45	230x114x65x45 мм	1690°С	420	1,28
ША 47	250x124x65x55 мм	1690°С	360	1,37
ША 94	460x230x75 мм	1690°С	70	1,14
ША 96	600x230x90 мм	1690°С	56	1,36
ШБ 5	230x114x65 мм	1650°С	1,31/1,12
ШБ 8	250x124x65 мм	1650°С	1,34/1,18
Легковесный кирпич
ШЛ №5	230x114x65 мм	1300°С	420	0,72
ШЛ №8	250x124x65 мм	1300°С	324	0,65
Ультралегковесный кирпич
ШЛ №5	230x114x65 мм	1150°С	420	0,3

Использование 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.

Однако чаще всего нет смысла заучивать их

Достаточно, чтобы не ошибиться с выбором, обратить внимание на технические характеристики кирпича

Размеры шамотного кирпича. 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 шамотного кирпича. 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 шамотного кирпича. Эти характеристики влияют на теплопроводность и вес кирпича. Например, чем больше пористость, тем легче шамотный кирпич, и больше способность проводить тепло.

Вес шамотного кирпича. 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.

Параметры шамотного кирпича и плитки — плотность, вес и пористость

Чтобы понять, почему шамот так хорошо работает при строительстве каминов и грилей, давайте рассмотрим его основные параметры. Кирпич шамотный тяжелее других строительных материалов. Это связано с их высокой плотностью, до 2,5 кг / дм 3 . Характерной особенностью является также устойчивость к сжатию (до 20 Н / мм 2 ) и истиранию. Вы можете быть уверены, что шамотные плиты, из которых изготовлен камин, выдержат долгие годы интенсивной эксплуатации.

Еще один важный параметр — открытая пористость, которая в случае шамота составляет около 20%. Это значение относится к количеству открытых пор в материале. В случае с шамотом их много, поэтому его не следует использовать в месте, подверженном загрязнению — он может чрезмерно ее поглотить. Поэтому внутреннюю часть дымоходных труб нельзя облицовывать шамотом. Лучше подойдет специальный огнеупорный кирпич.

Низкий коэффициент линейного теплового расширения шамота (не более 0,55%) означает, что материал совершенно не расширяется под воздействием высоких температур. Кирпич шамотный также отличается большой емкостью и теплопроводностью. Это чрезвычайно выгодно для конструкции печей и он позволяет медленно выделять тепло даже после тушения пожара.

Выбирая шамотный кирпич, также стоит обратить внимание на его цвет. Часто бывает, что кирпич с цветом, напоминающим разные оттенки белого, бывает более низкого качества, потому что он не обжигался в печи и поэтому подвержен разрушению. Кирпичи с лучшими свойствами имеют соломенный и слегка коричневый цвет

Теплопроводность

Этот параметр определяет количество энергии, проводимой через кирпич для заданного значения температуры. В случае хорошего кирпича его значение не превышает 1,2 Вт / м * К (для 400 градусов Цельсия), 1,3 Вт / м * К (для 700 градусов Цельсия) и 1,4 Вт / м * К (для 1000 градусов Цельсия). На практике это означает, что шамот является очень хорошим изолятором, что косвенно приводит к отличным аккумулирующим свойствам.

Огнестойкость

Огнестойкость шамотного кирпича зависит в первую очередь от его класса. Подавляющее большинство кирпичей производится в классе Bs. Это означает, что он может выдерживать максимальную температуру около 1700 градусов по Цельсию. В случае кирпича высшего класса (As) огнеупорность достигает даже 1800-1900 градусов по Цельсию. В свою очередь, кирпичи, отвечающие требованиям более низкого класса (Cs), способны выдерживать максимум 1600 градусов Цельсия. Тем не менее, оптимальным решением, например, для шамотных печей, будет покупка кирпича класса Bs, потому что температура, излучаемая нагревателями, не превышает 1400 градусов Цельсия.

Стойкость к истиранию

Стойкость к истиранию — еще один очень важный параметр шамотного кирпича. Он определяет простоту обработки и устойчивость к воздействию частиц, содержащихся в воздухе (например, в нижних частях дымоходных труб). У большинства шамотных изделий класса Bs этот параметр колеблется в пределах 30–35 Н на квадратный миллиметр. Свойства шамотного кирпича косвенно зависят от вышеперечисленных параметров. Тем не менее их важность возрастает только при нагревании шамота до очень высоких температур. 

Термостойкость — это первая и важнейшая характеристика шамотного кирпича. Как правило, его структура хорошо работает даже при температуре выше 1000 градусов по Цельсию. Высокая термостойкость означает, что материал не будет окисляться и трескаться в таких суровых условиях. Высокая теплоемкость, которая намного выше, чем у других теплоизоляционных и складских материалов. Эта емкость достаточно велика, чтобы сохранять тепло даже в течение нескольких (или нескольких) часов работы. Все, конечно, зависит от установленной температуры и количества кирпичей. 

Высокая теплоизоляция, благодаря которой шамотные кирпичи не так быстро теряют накопленную в них тепловую энергию. Кроме того, это свойство позволяет использовать их в местах, где определенная поверхность значительно подвергается воздействию высоких и низких температур. 

Особенности классификации

Обозначение и маркировка ШБ-5, ШБ-6, ШБ-8, ШБ-9; ША- 5, ША- 6, ША- 8, ША-9

Размеры, мм 230х114х65, 230х114х40, 250х124х65, 300х150х65; 230х114х65, 230х114х40, 250х124х65, 300х150х65

Форма: прямая

На всех, произведенных с огнеупорной глины, материалах обозначаются буквы и цифры. Первой должна стоять литера “Ш” – показывает, что кирпич произведен с алюмосиликатной глины. Вторая литера существует в двух вариациях “А”/”Б”. Литеры свидетельствуют, что продукт применяется для всех типов кладки.

Маркировка

Присутствие только одной с данных букв информирует покупателю, что производитель руководствуется исключительно стандартами госта. Обозначение “ША” означает, что продукт обладает огромным процентом оксида алюминия.

То есть приблизительно 30%, что повышает огнестойкость до +1690С. У “ШБ” оксида алюминия приблизительно 28%, что дает возможность вынести до +1650С. Если после литеры “Ш” стоит число, к примеру “Ш5”, это значит, что производитель не использовал показатели Госта, а применил собственную технологию изготовления.

Продукт, обладающий маркой “5”, отвечает размерам 230х114х65 мм. Последних два показателя указывают на изготовителя.

По стандарту показаны подобные аббревиатуры огнеупорного продукта:

• ША, ШБ – общего назначения;
• ШКУ – ковшовый;
• ШАВ – ваграночный;
• ШПД – доменный;
• ШЦУ – двухсторонний для обкладки.

Обогревательные устройства обустраивают, используя продукт общего назначения. Стандартные размеры огнеупорного кирпича проанализируем детально. Глиноземный тип считается более востребованным, включая тугоплавкую глину и шамотный продукт.

Для данного типа необходимо придерживаться точного обжигания. Для печей применяют лишь изделия первого вида, которые растрескиваются при нагреве. Кирпич огнеупорный размер “ШБ5” внешне напоминает прямоугольник желтоватого тона. Масштабы 230х114х65 мм.

Размеры ШБ5

По стандарту материал обязан отвечать подобным характеристикам:

• часть бинарного соединения алюминия и кислорода – 28%;
• огнестойкость – не меньше 1 650oC;
• при размягчении tºC отсутствует.

“ША8” изделие применяется в индустриальной и приватной постройке. Обладает повышенным показателем оксида алюминия. Используют для внутренней кладки дымоходов.

Оценка продукта:

• процент оксида алюминия – 30%;
• огнеупорность – 1 690oC;
• tºC размягчения не меньше 1 300oC.

ША-6 применяется в постройке тепловых агрегатов при t 1 690ºC. Главные свойства продукта не различаются от маркировки “ША8”. Отличие исключительно в габаритах. Масса продукта за штуку – 3,4 кг. Масштабы – 230х114х40 мм. Стоимость от 30руб./шт.

Виды ША

Кирпич огнеупорный “ША5” составляет размеры 230х114х65 мм. Масса такая же, как у “ША8”. Цена огнеупорной марки 30 руб./шт. Размеры – основной критерий в подборе огнеупорного кирпича.

Необходимо избегать возникновения участков с очень тонким шаром смеси. Расчет затрат огнеупорного кирпича ведется с использованием схемы постройки.

Маркировка ША5, ША6, ША8, ШБ5, ШБ8.

Размер, мм 230х114х652, 30х114х602, 50х124х652, 30х114х652, 50х124х652, 30х114х652, 50х124х65, 230х114х652, 30х114х65.

Огнеупорность, C 1 690, 1 690, 1 690, 1 690, 1 690, 1 300, 1 300, 1 150, 1 465.

Маркировка

При выборе материала для кладки следует понимать, какое количество нужно печного красного кирпича для определенной области и ряд ключевых свойств отвечающих за качество продукта. Лишь применив высококачественный продукт, создается гладкая и надежная печка.

Особое внимание при подборе продуктов необходимо сосредоточить на последующие свойства:

• однородность и равномерность плоскости обязана быть почти совершенной. Не нужно приобретать кирпич, в плоскости которого можно выявить остатки включений, камни, вкрапления, а также трещины;
• материал обязан иметь однородный, идентичный тон;
• правильная формация камня, свидетельствует о качестве. Нужно чтобы все грани были по длине одинаковые, без изъянов. Наличие выступов приведет к повреждениям во время укладки;
• разная масса кирпича при одинаковых размерах свидетельствует о плотности. Чем больше масса, тем плотнее продукт, а также продолжительнее он копит тепло. Для постройки основания здания следует знать информацию о весе кирпича.

Факторы, влияющие на плотность

Существует несколько причин, определяющих характеристику изделия:

• Влага. Ее основной объем вбирается материалом на этапе кладки. Степень влажности определяется паровой проницаемостью. Легче пропускается воздух тем строительным изделием, в котором влага не задерживается. Для строительства подвальных помещений используют удерживающий влагу кирпич.
• Наличие трещин. Они обязательно присутствуют в материалах из глины. При этом современные разработки смесей позволяют их избежать, увеличивая плотность.
• Виды исходного материала. Сырье, из которого изготавливается изделие (глина, песок), отличается по массе на единицу объема из-за места добычи.