Печной кирпич - характеристики и свойства изделий

Марки и размеры

Согласно ГОСТ 8691-73 различают следующие марки печных блоков:

ША – обычный огнеупорный кирпич, выдерживающий температуру нагрева в +1730 °С. Его кажущаяся плотность – 2-2,1 т/м 3 , несмотря на достаточно большое содержание оксида алюминия.
ШБ – тот же шамот, но уже общего назначения, который работает при +1670 °С. Весит он чуть меньше, чем ША (1,9-2,0 т/м 3 ), и среди частных строителей пользуется популярностью.
ПБ и ПВ – полукислый шамотный кирпич, в составе которого присутствует большое количество оксида кремния (SiO₂). Имеет пустотность около 30% и плотность 0,9 т/м 3 , что позволяет ему медленнее нагреваться и так же долго остывать. Этим маркам находится применение при строительстве мангалов, тандыров, барбекю и дымоходов – приобрести их можно по очень доступной цене.
ШЛ – уже рассмотренный нами выше жаростойкий материал с малым весом.

Существуют и другие виды огнеупоров, но они более востребованы в металлургической и химической промышленности. Независимо от марки размеры шамотного кирпича, установленные ГОСТ, должны выдерживаться. Определить стандартные параметры для конкретного одинарного изделия можно по индексу, который идет сразу после буквенного обозначения.

Индекс	1	2	3	4	5	6	6а	7	8	9	10
Длина, мм	230	250	300	345
Ширина, мм	65	85	114	150	124	150
Высота, мм	65	100	75	65	40	65	75	65	75

Сам отраслевой стандарт разделяет полнотелый огнеупорный кирпич на несколько видов и серий, где для каждого предусмотрены свои линейные параметры:

Прямоугольный – с размерами постели 230х114 и 230х172 мм может иметь высоту 64 или 76 мм. Кирпич 345х114 – только 76 мм.
Лещадка – здесь предусмотрено всего два типа: 230х114х64 или 230х114х38 мм.
Плитка – шамотный кирпич с квадратной постелью 230х230 мм и высотой 64 либо 76 мм.

У полуторных и трехчетвертных блоков имеется своя маркировка и ряд стандартных размеров.

Тип	Полуторный	Трехчетвертной
Индекс	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Длина, мм	230	250	300	172	187
Ширина, мм	172	187	225	114	124
Высота, мм	75	65	75	65	75	65	75	65

Из шамотной глины кирпич может изготавливаться разными методами: литьем из шликера или расплава, полусухим формованием, горячим или термопластичным прессованием. И это далеко не полный перечень существующих технологий, поскольку сегодня многие заводы всерьез занимаются разработкой новых способов производства огнеупоров с разными характеристиками

Особое внимание уделяется методам, позволяющим сделать кирпич еще и стойким к сверхнизким температурам

Для потребителей же наиболее полезна классификация, где огнеупорный материал разделен на виды по форме и размеру:

Прямые и клиновидные (последние можно купить для выкладки арочных проемов и сводов).
Фасонные – нашли применение в отделочных работах.
Подвесные – также идут на внутренние своды, но уже в мощных промышленных печах.

Также из шамота делают трубы, жаростойкие кожухи, лабораторные тигли и прочие изделия.

Назначение и применение

Огнеупорность шамотной глины определила основную сферу использования изделий из нее. Это строительство различных печей или футеровка топок и дымоходов. Ведь сжигание топлива в их камерах и отведение раскаленных газов повышает температуру металлических элементов до такой высокой отметки, что на контакте обычный кирпич оплавляется и теряет пластичность, при остывании рассыпаясь в крошку.

Непревзойденная температуростойкость шамота позволяет использовать огнеупорный кирпич не только для строительства и обкладки банных печей или домашних каминов. Он весьма востребован на горячих производствах: в металлургии, на теплоэлектростанциях, в химпроме и стеклодувной промышленности.

Технические характеристики печного кирпича

Шамотный кирпич, из которого выкладывается топка, имеет следующие технические характеристики:

плотность — 1700-1900 кг/м³;
огнеупорность — не ниже 1650 °С;
предел прочности — 12–23 Н/мм²;
теплопроводность — 0,62 Вт/(м·°С);
пористость — 8%;
марка морозостойкости — F15-50;
марка прочности — М75-250;
водопоглощение — 25%.

Внешнее отличие шамотного кирпича от прочих разновидностей хорошо заметно на фото и видео: по цвету он желтоватый.

По отзывам потребителей, низкая влагостойкость не позволяет использовать данный материал для других целей. Если из него построить дом, то в нем будет сыро, неуютно. Поэтому лучшая сфера применения – строительство печей, каминов.

Кладка шамотного кирпича

Чтобы успешно положить огнеупор, рекомендуется следовать нескольким рекомендациям.

При постройке разных конструкций, изделие кладётся определённым способом. Например, при возведении стен его укладывают на плашку, если стены закруглённые, то ребром, а на лещади и подины – торцом.

Состав раствора должен быть приготовлен из того же сырья, что и кирпичи. Разводят его из смеси огнеупорной глины и порошка из шамота.

Существует 4 вида укладки по ширине шва:

не более 1 мм;
2 мм.;
3 мм.;
больше 3-х мм.

Для кладки необходимы такие инструменты:

Строительный уровень. Лучше даже два. Один большой на 2 метра и маленький — на 50 см.
Мастерок либо кельма. Понадобится, чтобы разводить и наносить раствор.
Шнур и отвес. С их помощью можно держать вертикаль по уровню.
Молоток каменщика. Благодаря ему можно откалывать ненужные кусочки кирпича.
Угловая болгарка с алмазным диском. Поможет ровно и без сколов разрезать камень.
Рулетка.

Укладку следует делать очень аккуратно, периодически сверяясь с уровнем. Правильно и грамотно сложенная печь сможет прослужить вам много лет. А невнимательность и ошибки приведут к повторному ремонту и серьёзным денежным тратам.

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.

Кирпич легковесный при кладке печей и каминов

Для кладки печей и каминов применяют кирпич легковесный, обладающиq различными физическими свойствами. Наиболее важны его огнеупорность и тепловые расширения: отдельные части в процессе топки под разными температурами, кроме того, материалы в зависимости от нагревания расширяются по-разному. Нельзя применять легкосгораемые материалы, а также быстрорасширяемые от нагревания.

Вы можете сказать, что для постройки печей и каминов вполне может сгодиться и обычный керамический кирпич или силикатный. Но нет. Все дело в том, что керамический строительный кирпич крошится и плавится, если температура составляет более 800°С. А кирпич легковесный огнеупорный, или так называемый печной кирпич, выдерживает температуру до 1400-1800°С.

Силикатный кирпич, в сравнении с керамическим, обладает несколько большей плотностью и, как следствие, большей теплопроводностью, пониженной водостойкостью. Он приблизительно на треть дешевле керамического, но имеет ограниченную область применения и не используется кладки печей, дымовых труб и тому подобное.

Если при работе с обычным кирпичом для обеспечения прочного сцепления его с раствором, кирпич нужно замачивать, так как он должен быть полностью погружен в воду до тех пор, пока из него не перестанут выделяться пузырьки воздуха (если этого не сделать, то кирпич, уложенный на раствор в сухом виде заберет влагу из раствора и лишит кладку нужной прочности).в то время, как при кладке кирпича легковесного (шамотного) шамот замачивать не надо, а вот просто ополоснуть водой следует, чтобы смыть пыль с поверхности кирпича, наличие которой также не способствует прочности кладки.

Чтобы не было путаницы в определении кирпичей, давайте рассмотрим эти огнеупоры по задачам и применениям:

Кроме способности выдерживать высокую температуру, у различных огнеупорных материалов очень большая разница в теплопроводности. Исходя из этого — и разница в применении. Одни из них применяются для непосредственного контакта с высокотемпературными зонами (нагревательные элементы, корпуса этих элементов, муфели и т.п.), а другие применяются для теплоизоляции. При самых различных составах огнеупоров обоих групп из так же можно разделить и по плотности (пористости). Жаростойкие материалы всегда более плотные и тяжелые. Теплоизоляционные материалы всегда высокопористые (или волокнистые) и лёгкие. Небольшая группа материалов может быть причислена одновременно к обоим группам и выполнять одновременно обе функции — это, например, кирпич легковесный шамотный, который выдерживает очень высокие (свыше 2000″С) температуры и одновременно может служить теплоизоляцией. Хотя по весу он и проигрывает волокнистым материалам.

Что такое шамот и почему в названии кирпича легковесного присутствует еще и слово «шамотный»? Шамот (франц. chamotte), огнеупорная глина, обожженная до потери пластичности и удаления из нее химически связанной воды. Кирпич легковесный сделан именно из такой огнеупорной глины.

Самым теплоэффективным является кирпич пустотелый или так называемый кирпич легковесный. Благодаря внутренней воздушной прослойке он обеспечивает уменьшение теплообмена между внешней средой и внутренним пространство, таким образом, предохраняя стены от промерзания. Он должен быть правильной формы с ровными постелями и гранями, прямыми углами и острыми кромками, нормального обжига.

Применение легковесных шамотных огнеупоров позволяет экономить время на разогрев и охлаждение печей в 5 раз. Общее сокращение расхода топлива при этом составляет на печах непрерывного действия 10-15%, а в печах периодического действия 45%. Футеровка печей легковесами в 5-10 раз сокращает капитальные вложения на строительство печей

Что такое шамотный кирпич

Этот материал довольно прост по составу, его основу составляет сухой шамотный порошок, содержание которого достигает 60%. Его получают из каолина (белой глины), обладающего высокими огнеупорными свойствами за счет предварительной очистки и обжига. Куски дробят с целью получения частиц различной фракции, используемых для изготовления смесей, кирпичей, блоков.

Еще в состав материала входит очищенная огнеупорная глина. Дополнительными компонентами могут выступать графитовые и коксовые наполнители и зерна кварца большой фракции. Все вещества смешиваются в нужных пропорциях, после чего отправляются на формовку и прессовку.

Важнейшим технологическим нюансом является обжиг. Процесс разработан до мельчайших деталей, поскольку любое отклонение помешает получить нужные свойства. Так, недожженные элементы не обладают необходимой прочностью, хорошо впитывают воду и быстро разрушаются. А пережженные детали приобретают чрезмерную твердость, что приводит к невозможности уложить их ни на один раствор из-за низкой адгезии.

Обжиг кирпича возможен исключительно в профессиональных печах

У качественного шамотного кирпича есть несколько особенностей:

Цвет должен быть соломенно-желтый с красными вкраплениями.
Основа исключительно зернистая.
При ударе раздается металлический звон.
Высокая прочность. При несильном механическом воздействии структура материала не должна нарушаться.

Соломенно-желтый цвет считается классическим для шамота

Также существуют разные формы шамотной продукции:

прямая (стандартная);
сложная фасонная;
промышленная;
крупноблочная;
лабораторная.

Выбору подходящего материала необходимо уделить большое внимание, иначе может возникнуть множество проблем. Доборные элементы огнеупоров широко используются при кладке топочных камер сложной формы

Доборные элементы огнеупоров широко используются при кладке топочных камер сложной формы

Дефектовка на звук

Не редкость такие ситуации, когда при поштучной отбраковке нового кирпича может быть до 30% брака. Поэтому требуется проводить тщательную проверку материала, что можно сделать путем его дефектовки на звук.

Использование б/у кирпича

С учетом не слишком хорошего качества реализуемого кирпича сегодня всё чаще обращают внимание на б/у материал, который не только предлагается по доступным ценам, но и по своему качеству может даже превосходить новый. Б/у кирпич должен обязательно проходить дефектовку на звук, если вы хотите использоваться его для следующих целей:

Б/у кирпич должен обязательно проходить дефектовку на звук, если вы хотите использоваться его для следующих целей:

для кладки топки;
под футеровку;
для кладки стенок топки;
для выполнения первого колодца;
для горизонтальных перекрытий, расположенных внутри печки.

Процесс дефектовки

Дефектовка кирпича на звук выполняется с учётом высоты и чистоты звука. Также определяется наличие вибраций, которые могут проходить через материал при его простукивании. Такая дефектовка позволяет определить наличие внутренних трещин, выявить которые при визуальном осмотре часто бывает невозможно.

Выполняется дефектовка путём ударов по кирпичу молотком. Легкими ударами простукивают все плоскости кирпича, что позволяет определить качество обжига и помогает выявить внутренние трещины. О чем нам может говорить тот или иной звук:

Высокий звук при дефектовке может говорить о крепком, но в то же время пережжённом кирпиче. Уже при первых протопках печи такой кирпич «выскочит» из кладки, после чего потребуется выполнять ремонт. Использовать такой кирпич не следует.
Чистый высокий звонкий звук кирпича говорит о механической прочности материала и отсутствии внутренних трещин.
Если чистый звук при постукивании переходит в глухой, то подобное свидетельствует о наличии пустот и скрытых трещин в середине кирпича.
Глухой звук говорит о некачественном кирпиче, который не имеет достаточной механической прочности. Использовать его не следует.
Дребезжащий или шелестящий звук говорит о наличии многочисленных трещин внутри кирпича.
Если появляется заметная вибрация, то это свидетельствует о низком качестве материала и его недостаточной прочности.

Сортировка

В зависимости от звука и внешнего вида кирпич сортируется в зависимости от того, какую часть печки вы хотите им выложить:

ЛУЧШИЙ

Кирпич, который при простукивании издаёт однородный чистый звук – самый качественный и прочный. Используется для кладки входа и первого колодца, топки и горизонтальных внутренних перегородок.

Средний

При кладке стенки второго, третьего и последующих колодцев, а также верхнего печного перекрытия допускается некоторое снижение качества используемого материала.

Плохой

Самый слабый по своей прочности кирпич используют для кладки теплоотбойных стенок. Также можно использовать как заполнитель при кладке фундамента.

Мнение эксперта
Валерий Гармаш
Шеф повар ресторана “Grill House”, гриллер

Несмотря на кажущуюся сложность дефектовки на звук, выполнить такую работу сможет каждый. При наличии минимальной практики можно с легкостью дефектовать кирпич, определяя его качество и выявляя брак.

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.

Подготовка к обустройству печи

Перед монтажом печки нужно провести ряд подготовительных работ:

Если к дому проведена газовая магистраль, то расположение печки нужно обязательно согласовать с газовой и пожарной службой, чтобы конструкцией можно было пользоваться абсолютно законно

Помимо расположения, нужно также обратить внимание на особенности печи – например, она может встраиваться в стену или располагаться в непосредственной близости от горючих материалов. Для печки нужно обязательно рассчитать и сделать отдельный фундамент

Периметр фундамента должен выступать за контуры печки хотя бы на 5 см с каждой стороны

Для заливки фундамента можно использовать как армированный бетон, так и обычный силикатный кирпич. В последнем случае ряды фундамента нужно армировать сеткой, чтобы конструкций не деформировалась. Грунт под фундаментом нужно хорошо утрамбовать, а на нем обустроить песчаную подушку толщиной от 5 см. В помещении обязательно должна быть обустроена качественная вентиляция. Даже если в дом не проведен газ, вентиляция все равно нужна – благодаря ей печь будет иметь хорошую тягу. Отсутствие качественной вентиляции становится причиной появления вакуума в помещении, из-за которого печка при работе ощутимо «хлопает».

Основные показатели

При выборе материала полезно знать и учесть его базовые характеристики, чтобы в последующем при работе не возникало неприятных неожиданностей.

Форма и размеры

Для выкладывания печей, дымоходных каналов, каминов применяют кирпичи нескольких типоразмеров, в которых фигурируют три основных показателя: длина большой площадки (постели или плашки), ее ширина и высота параллелепипеда.

Таблица 2. Распространенные типовые размеры огнеупорных кирпичей

Разновидность кирпича	Часто применяемое обозначение вида	Размеры, мм	Обозначение размерного ряда
		Длина (Д)	Ширина (Ш)	Высота (В)
Кирпич нормального формата (одинарный)	КО	250	120	65	1 НФ
Кирпич стандарта «Евро»	КЕ	250	85	65	0,7 НФ
Кирпич утолщенный	КУ	250	120	88	1,4 НФ
Кирпич одинарный модульный	КМ	288	138	65	1,3 НФ
Кирпич утолщенный с горизонтальными пустотами	КУГ	250	120	88	1,4 НФ

Чаще всего используют кирпич привычного нормального формата, который называются одинарным и обозначают буквенным сокращением КО.

Кирпич, соответствующий европейским стандартам, очень похож на обычный отечественный. Отличие заключается в несколько меньшей ширине плашки (приблизительно на треть). Обозначается такой формат сокращением КЕ.

Кирпич для печи, высота которого превышена на 20 % по сравнению с обычным форматом, называют утолщенным, обозначают аббревиатурой КУ. Остальные параметры таких изделий соответствуют продукции КО.

Значительно реже встречается в печных кладках кирпич модульный КМ, с высотой и шириной плашки (постели), увеличенной на 5-10 % по отношению к КО.

Для оформления арочных отделок печей и каминов, наружных фигурных элементов, производят специальные виды изделий. Популярны клиновидные формы с зауженными ребрами или торцами. Внешние поверхности иногда украшают кирпичами с фигурными закруглениями.

Устойчивость к механическим нагрузкам

Безусловное требование к печной кладке – высокая прочность, которая, прежде всего, обусловлена характеристиками каждого кирпичного изделия. Значение максимальной механической нагрузки указывают в маркировке рядом с буквой М.

Число информирует о количестве килограмм, которое без последствий может выдержать 1 см2 кирпичного бруска. Для обычных печей и каминов достаточно прочности, равной 200 кг/см2, для крупных массивных конструкций можно купить продукцию с повышенной прочностью, максимум до 250 кг/см2. Покупать еще более прочные изделия для кладки печей не имеет смысла, стоят они дороже, предназначены для обычных несущих стен, при нагревании могут выделять синтетические добавки, специально введенные в сырье.

Морозостойкость

Требование к устойчивости при действии отрицательных температур может удивлять, так как речь идет о печках. Однако, для дымоходов, печей и каминов в летних постройках морозостойкость является важным показателем, который обозначается в маркировке буквой F. Рядом стоящее число указывает на допустимое количество циклов замораживания и оттаивания. В целом морозостойкость характеризует общую способность кирпичной продукции выдерживать любые перепады температур.

Способность проводить и накапливать тепло

Все слои печной кладки, начиная от топки, заканчивая облицовкой, должны обладать хорошей теплопроводностью и достаточной теплоемкостью, иначе конструкция будет красивой, прочной, надежной, но не выполняющей главное назначение – обогрева помещения. Оптимальным значением коэффициента теплопроводности считается показатель 0,6 Вт/(м·°C). Кирпичная кладка на чердаке и выше может иметь меньшую способность проводить тепло. В этих местах расположения допустимы и полезны теплоизолирующие способности материала.

Способность поглощать влагу

Огнеупорные кирпичи обладают минимальной гигроскопичностью, что способствует получению долговечной термостойкой кладки

Особое внимание при покупке нужно обратить на выбор кирпича для выкладывания фундамента отапливающей конструкции и дымохода – участков, находящихся в окружении влажного воздуха. Для сооружения печей нужно приобретать только продукцию, соответствующую нормативам стандартов

Требования к материалу

Основные требования к жаропрочному камню, который применяется для возведения отопительных приборов:

должен выдерживать повышение температуры до 1000°С;
обладать высокой прочностью;
противостоять длительному воздействию высокой температуры;
низкая теплопроводность, что предоставит возможность защитить окружающие конструкции от возгорания;
устойчивость к частым перепадам температуры.

Характеристики основных марок шамотного кирпича

Характеристики стандартного огнеупорного кирпича предусматривают, что он должен быстро аккумулировать тепло, после чего постепенно его отдавать в окружающую среду.

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.