Огнеупорный кирпич: свойства, технические характеристики

Простой строительный кирпич имеет широкую сферу применения, но на объектах, где от материалов требуется огнестойкость, он не годится. Ни обычную красную керамику, ни силикаты нельзя использовать для возведения печей или каминов, так как уже после нескольких циклов розжига-остывания они просто рассыпаются в мелкую крошку.

Здесь нужен особый огнеупорный кирпич, который сможет выдерживать постоянное воздействие высоких температур и регулярные перепады.

Огнеупоры изготавливаются по несколько иной технологии, чем строительные кирпичи. Они практически не подвергаются предварительной сушке, но обжигу подлежит даже сырье для формовки. Таким образом из глины удаляются остатки влаги, отчего она утрачивает пластичность, но приобретает свойство спекаемости – превращается в очень прочный камень, не размокающий в воде. После изделия также проходят обжиг, но уже более длительный, чем обычная керамика, и при особо высоких температурах около +1500 °С. Так блоки приобретают способность работать при критичном нагреве, сохраняя свои линейные размеры и основные параметры (прочность, химическую инертность).

Виды и характеристики

Огнеупорный кирпич в зависимости от сырья, из которого он изготовлен, разделяют на виды:

• Основной – известково-магнезиальный камень особенно широко применяется в металлургии при выплавке сталей. Не реагирует с фосфорными соединениями, но обладает самой высокой теплопроводностью и прочностью.
• Полукислый шамотный (маркируется ПБ или ПВ) – имеет высокую пористость 24-30% и выдерживает нагрев лишь до +1580...+1670 °С, но при этом под нагрузкой он способен дольше сохранять свою форму. Это единственный вид кирпичей с содержанием Al₂O₃ и SiO₂ от 65% и более.
• Динасовый (ДН или ДП, если речь идет о легковесных огнеупорных блоках) – при большей жаростойкости хуже шамота переносит перепад температур.
• Углеродистый – несколько нетипичный представитель кирпича, который на 90-92% производится из графита или кокса. Обладает очень высокими показателями прочности, но имеет крайне узкую сферу применения. Используется для строительства доменных печей.
• Кварцевый – химически нестоек и может контактировать только с металлами. Но даже железные окислы способны вступить в реакцию с таким материалом, а уж щелочи – тем более. Зато для строительства каминных сводов, а в особенности дымового зуба он вполне годится. Плюс к этому – кварцевые блоки обладают высокой плотностью и минимальным количеством внутренних пустот.
• Глиноземный (шамотный кирпич) – наиболее востребованный и распространенный огнеупорный материал, отличающийся от других видов высоким содержанием глины. Способен работать при температурах в диапазоне +1000...+1400 °С, при этом нечувствителен к их резким перепадам и устойчив к щелочам.

Поскольку из всех перечисленных видов кирпича именно шамотный используется в гражданском строительстве из-за своей доступной стоимости, о нем дальше и пойдет разговор.

В производстве этих огнеупоров применяется специальная глина, а также различные добавки (графит, кокс). Все они обладают одной общей особенностью – не изменяют свойств при критичном нагреве. Технология изготовления довольно проста, сырье свободно и повсеместно добывается открытым способом, так что стоимость готовых огнеупорных блоков оказывается самой низкой. Зато технические характеристики шамотного кирпича – одни из лучших:

• Удельный вес 1700—1900 кг/м³. Впрочем, существует огромное количество вариантов плотности таких огнеупоров от 300 до 2100 кг/м³ – в зависимости от сферы применения.
• Огнестойкость – для наиболее распространенных марок ША и ШБ это +1250...+1690 °С. Для промышленных объектов выпускают блоки, выдерживающие нагрев до +1800 °С.
• Прочность на сжатие 12-23 МПа.
• Теплопроводность при средней пористости 8% – 0,62 Вт/м·°С.
• Выдерживает циклов заморозки – от 15 до 50.

А вот водопоглощение у легковесных шамотов высокое и может достигать 25%, что нельзя назвать хорошим показателем. Но если купить плотные полнотелые камни, произведенные строго по стандарту, оно не превысит 7%.

Размеры и маркировка огнеупорного кирпича

Согласно ГОСТ 8691-73 различают одинарные шамоты в 11 разных размерах, каждому из которых присваивается собственный индекс. Стандартные параметры:

• Длина – от 230 мм (серии с 1 по 6а) до 345 мм для 10-го типа.
• Ширина – от 65 до 150 мм.
• Высота – 40-75 мм. Исключение составляет третий тип – здесь кирпичи имеют размер 100 мм.

Естественно, что для столь востребованных материалов предусмотрены и другие формы выпуска: полуторный, трехчетвертной огнеупорный кирпич, клин и даже трапеция. Также возможно изменение соотношения сторон, тогда стандартные прямоугольные блоки превращаются в тонкую лещадку или квадратную плитку. Плюс ко всему в продаже есть камни специальных форм, позволяющие выкладывать сплошные округлые своды каминов и печей, поскольку обрезать прочный шамот очень трудно.

Тот же ГОСТ допускает отклонения размеров от стандартных в пределах:

• По длине – ±5 мм.
• Ширине – до 3 мм.
• Высоте – до 2 мм.

Самые распространенные марки шамотов – это тяжелый кирпич ША и ШБ (общего назначения), годящийся для внутренней футеровки. А также полукислые огнеупорные блоки ПБ и ПВ, которые используются для строительства домашних печей и дымовых труб.

Применение

Сфера использования огнеупоров очевидна: подходит такой кирпич для кладки печи и дымохода изнутри – то есть там, где он непосредственно контактирует с открытым пламенем или раскаленными газами. Твердотопливные котлы и камины также нередко футеруются шамотом, что увеличивает срок службы отопительных приборов. Он же может выполнять функции пожарной защиты, разделяя горячие элементы сооружений и находящиеся в непосредственной близости легковоспламеняющиеся материалы.

Кроме того, невысокая проводимость строительных блоков (особенно легких серий) позволяет повысить эффективность теплового оборудования и значительно сократить энергопотери. В промышленности печной огнеупорный кирпич используется в стале- и чугуноплавильных цехах, на ТЭЦ – для футеровки твердотопливных котлов. Он необходим и на производстве стекла, фарфора, а также на некоторых химических предприятиях.

Советы по выбору

Важный параметр жаростойкого кирпича – его плотность, которая определяет основные характеристики строительного блока. Она зависит от состава сырья, способа производства и влияет на его «умение» работать при высоких температурах, сохранять форму и аккумулировать тепло. Так что вид материала должен определяться конкретными требованиями к строящемуся объекту.

Также важно, чтобы на заводе строго соблюдалась технология, так как нарушение процесса приведет к непрогнозируемым изменениям свойств огнеупоров и снижению их долговечности. Соответствующую требованиям качества продукцию выпускают:

1. Витебский завод – самый популярный среди печников. Особенно они хвалят продукцию цеха №1.

2. Боровичский комбинат – при высоких эксплуатационных и технических характеристиках единственным недостатком их кирпича может оказаться нестабильная геометрия, но только в отдельных партиях.

3. Lode – латвийский производитель, товары которого ценятся за особую эстетичность. Но и стоимость у них немаленькая.

Выбирая огнеупорный кирпич для возведения печей, необходимо учитывать технические характеристики, которыми он должен обладать, особенно показатели прочности. Для самой простой и невысокой конструкции можно купить блоки марки М150. Если возводится двухэтажная печь или камин большого веса, уже нужно искать М200-М250. Обязательно изучите сертификаты и паспорт на каждую партию стройматериала.

При визуальном осмотре следует обращать внимание на совпадение линейных размеров и геометрии блоков. Если этого нет, от покупки лучше сразу отказаться – здесь явно была нарушена технология. Искривление, трещины, выкрашивание также недопустимы, как и стекловидный блеск поверхности – он свидетельствует о том, что огнеупорный шамотный кирпич на производстве перекалили. Срок службы таких блоков будет минимальным, поскольку они утратили основное свое свойство – способность выдерживать смену температур.

Жесткие требования предъявляются только к кирпичу, который идет на футеровку топок и очагов. А вот наружная облицовка, не контактирующая напрямую с открытым огнем, вполне может идти и 2-го сорта, то есть иметь шероховатости поверхности и несколько увеличенную пористость. Тем, кто желает сэкономить еще больше и приобрести б/у после разборки старых печей, нужно быть особенно внимательными при выборе. Если блоки работали непосредственно в топке, повторно их использовать уже нельзя. А вот огнеупорный кирпич из удаленных от очага рядов вполне можно положить в той части новой печки, которая не испытывает особо серьезных термических нагрузок.

Цены по Москве и области

Тип кирпича	Завод изготовитель	Марка прочности	Цена за штуку, рубли
Печной полнотелый	Энгельский	М200	14,50
	Витебский, цех №1	М200	30,00
	Оболь	М175	19,00
Шамотный ША-5	Тульский	М200	45,00
	Боровичи	М200	55,00
Печной облицовочный	Lode	М500	100,50
	Rauf	М250	78,50