90429 
Кладка конструкций, подверженных воздействию высоких температур (в том числе открытого пламени) предполагает необходимость применения материала с особыми свойствами – шамотного кирпича. Обычные керамические изделия повышенной марки прочности тоже обладают достаточно высокой огнестойкостью, но для сооружения топки печей и каминов они не подходят. В этой статье мы рассмотрим основные виды данного материала, его характеристики, размеры, а также интересующие многих вопросы о том, каким цветом бывает огнеупорный кирпич, из чего его производят и как его выбрать.
Производство шамотного кирпича
Шамотный или глиноземный огнеупорный кирпич (фото 1) содержит в своем составе в пределах 70% шамотного порошка и около 30% специальной огнеупорной глины, которые смешиваются в процессе производства для получения однородной массы.
Фото 1. Шамотный материал
Затем полученная смесь подвергается формованию горячим, полусухим, пластичным либо термопластичным способом, что определяется технологическими возможностями предприятия-изготовителя. Такая технология производства обеспечивает высокую степень жаростойкости и плотный песочно-желтый, а иногда даже рыжеватый цвет огнеупорного кирпича шамотного типа.
Шамотный кирпич хорошо выдерживает быстрое нагревание до температуры 1300 °C с последующим охлаждением и характеризуется более-менее доступной стоимостью по сравнению с другими видами огнеупорных изделий. Именно этим и объясняется его большая востребованность при возведении печей и каминов среди владельцев частных домов.
Существуют и другие виды жаростойких изделий (рис. 1) – основной, кварцевый, углеродистый. Цвет огнеупорного кирпича этих видов соответственно – насыщенный желтый, белый и черный. Но они в быту не применяются, так как предназначены в основном для специфичных отраслей промышленности (устройство отражательных, металлургических печей, футеровки литейных ковшей и т.д.).
Рисунок 1. Виды огнеупорных изделий
Основные виды и маркировка шамотного кирпича
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.
- ШУС, ШВ – отличается наиболее высокой теплоемкостью, благодаря чему применяется в основном для обмуровки стен конвективных шахт и газоходов парогенераторов.
- 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.
При покупке вам могут предложить шамотный кирпич с маркировкой ПВ и ПБ. Поэтому стоит знать, что изделия этих видов предназначены в основном для возведения дымовых труб, барбекю и мангалов.
Многие задают вопрос о том, какого цвета огнеупорный кирпич определенной марки, но здесь конкретных стандартов нет – шамотные изделия могут незначительно отличаться по оттенку от более светлого к рыжеватому (фото 2). Но основной их цвет, как и было сказано выше, песочно-желтый.
Фото 2. Шамотный кирпич разных цветов
Размеры и форма
Сегодня в продаже можно встретить шамотный кирпич разных размеров, но наибольшим спросом пользуются изделия следующих габаритов:
- 230×114×65 мм;
- 230×124×65 мм.
То же самое касается и форм огнеупорных изделий – он выпускается в различных исполнениях, но стандартными являются:
- прямоугольные;
- клиновой;
- трапецеидальный;
- арочный.
Рисунок 2. Виды изделий по размерам и конфигурации
Со всеми существующими видами шамотного кирпича по форме и размерам можно ознакомиться в ГОСТ 8691-73.
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).
Как выбрать огнеупорный кирпич?
Методы проверки шамотных изделий на соответствие установленным требованиям описаны в разных ГОСТах – например, ГОСТ 5402.1-2000, ГОСТ 4069-69 и т.д. Но без наличия специального оборудования и приборов проверить материал, согласно предусмотренным нормам, нет возможности. Поэтому, при покупке, нужно обязательно требовать у продавца сертификаты качества на шамотный кирпич и попросить помощи с выбором у опытного печника – они могут и «на глаз» отличить качественное изделие от низкосортного.
Рисунок 3. Выбор огнеупорных изделий для печи
Тем не менее, есть несколько довольно простых способов, которые помогут и без должного опыта проверить качество огнеупорного кирпича:
- Внешний осмотр – на элементах не должно быть сколов, трещин и наплывов. Четкие грани, ровные кромки и прямые углы свидетельствуют о достойном качестве изделия.
- Необходимо осторожно ударить молотком по большой грани элемента – он должен отскочить от поверхности со звонким звуком.
- Максимально допустимые отклонения от регламентированных ГОСТ размеров не должны превышать 2 мм.
Осмотр внутренней структуры материала после его раскола. Цвет огнеупорного кирпича внутри должен быть равномерным. Наличие пятен свидетельствует о возможных внутренних напряжениях, что может стать причиной разрушения при нагреве. Изделие в месте раскола не должно крошиться.
Раствор для кладки
Кладка огнеупорного кирпича производится на специальный термостойкий раствор. По желанию можно купить готовую смесь – шамотный мертель (фото 4), основой которого является огнеупорная глина – или приготовить самостоятельно. Оба варианта приемлемы, но сухие составы по цене получаются дороже, а изготовленные самостоятельно – отнимают время и силы на приготовление.
Фото 4. Готовая огнеупорная смесь для кладки
Приготовление раствора
Для самостоятельного приготовления раствора нужны такие компоненты:
- шамотная глина;
- шамотный песок;
- мягкая вода – не должна содержать примесей солей и масел (как вариант, можно применять дождевую).
Рисунок 4. Приготовление огнеупорного раствора и кладка
Глину необходимо предварительно замочить в воде – лучше всего на 2-3 дня, но минимум на 12 часов. Жидкость должна полностью покрывать сыпучее вещество. Периодически глину требуется перемешивать. При этом учитывайте, что материал хорошего качества не имеет посторонних запахов.
После выдержки глину надо перетереть через сито с мелкой ячейкой (3×3 мм). Затем добавляется шамотный песок, тоже просеянный через мелкое сито, в пропорции 1:2. Вода в смесь добавляется в таком количестве, чтобы в результате получить массу сметаноподобной консистенции. Другими словами – медленно сползая с мастерка, раствор не должен оставлять на нем следов.
Небольшое информационное видео по кладке топки:
Вывод
Мы постарались максимально подробно раскрыть вопрос о том, каких видов и цвета бывает огнеупорный кирпич, а также описали основные характеристики шамотного материала и рассказали об особенностях выбора. Учитывайте наши рекомендации и вы обязательно сможете подобрать оптимально подходящие изделия для строительства печи, камина, мангала или любой другой конструкции, требующей создания защитной термоустойчивой оболочки.
