Как выглядит огнеупорный кирпич

1. Основной. Он предполагает использование известково-магнезиального состава. Применяется в сталелитейном производстве.
2. Углеродистый. Подходит в качестве основного материала для обустройства доменных сооружений.
3. Кварцевый. Его базовыми компонентами являются кварц и песчаник. Этот вид камня не выдерживает соседства с какими-либо материалами, исключение составляет лишь металл. Плохо переносит воздействие различных щелочей.
4. Глиноземный кирпич – самый распространенный вид. Диапазон температуры для его работы составляет 1000-1300 °C. Ценится за способность выдерживать перепады температур. Глиноземный огнеупорный кирпич прекрасно подходит для кладки бытовых печей и обустройства топочных камер.

Характеристики огнеупорного кирпича разительно отличаются от тех, которыми наделены керамические или силикатные аналоги. Главный компонент огнеупорного бруска – это глина. Все остальные ингредиенты являются специальными добавками, от которых зависят качество, свойства и вид стройматериала. Но все дополнительные вещества в обязательном порядке обладают способностью сохранять изначальные свойства в условиях воздействия высокой температуры.

Огнеупорный кирпич часто используется в промышленном производстве, поэтому должен соответствовать предъявляемым требованиям к качеству и свойствам. Любое проявление дефектов приведет к сбою в работе, а значит, большим финансовым потерям.

Свойства, присущие всем видам огнеупорного кирпича:

1. Низкий уровень теплопроводности обеспечивает сохранение жара внутри конструкции отопительного оборудования.
2. Наличие тепловой инерции. Огнеупорный кирпич быстро нагревается, но при этом медленно остывает.
3. Способность противостоять горячему газу, шлаку, металлу.
4. Оптимальный уровень теплоемкости для накопления тепловой энергии и ее последующей передачи.
5. Повышенная устойчивость к высоким температурам, при этом сохраняются все характеристики материала.
6. Неизменность объемных параметров. Такой кирпич практически не подвергается усадке и росту: эти показатели сохраняются в диапазоне 0,5-1%.

Производство

Для производства многих строительных материалов с огнеупорными характеристиками используются глина – неорганическое ископаемое из горных осадочных пород. Глиняное сырье разнообразно. Оно представляет собой смесь:

• солей кремниевой кислоты (силикатов);
• оксидов кремния, алюминия;
• воды из подземных источников.

В осадочных породах присутствуют примеси окрашенных компонентов, присущих каждой местности.

При производстве огнеупора сырье обязательно обжигают при высоких температурах. В результате вся влага испаряется, минеральные компоненты спекаются. Продукт теряет пластичность, превращается в особо плотный камень с огнеупорными характеристиками.

Последующие стадии технологического процесса включают измельчение сырья; внесение добавок: графита, крупного коксового или кварцевого порошков; добавление небольших количеств воды (не более 10 %) до стадии образования требуемой консистенции.

Полученную массу погружают в бункер, из которого она поступает в дозатор. Сделанный из порции минеральной массы кирпич подвергают прессованию и обжигу.

Представленная технологическая схема широко распространена, хорошо отработана. Все характеристики, включая вес огнеупорного кирпича, полученного таким методом, стабилен, соответствует требованиям ГОСТ.

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.

Видео: Какой кирпич для топки лучше? Тест шамотного и красного кирпича проверка на нагрев и теплоёмкость

Виды шамотного кирпича

Плотность кирпича определяется процентом пустот

Метод формирования камней служит для подразделения продукции на виды: литая из шликера, выпущенная пластичным или полусухим способом, плавленая, термопластичная, прессованная под действием высоких температур.

По плотности кирпичи с огнестойкими качествами бывают:

• особо плотные, в них пустот содержится не больше 3%;
• высокоплотные изделия — пористость не больше 10%;
• плотные, с показателем в диапазоне 10 – 16%;
• уплотненные — до 20%;
• средней плотности — 20 – 30%;
• повышенно пористые — 30 – 45%;
• легковесные кирпичи — концентрация пустот 45 – 85%;
• ультралегкие материалы — пор свыше 85%.

Некоторые пользователи волнуются, что стройматериал может оказать вредное действие на здоровье, но многочисленные исследования этого не подтверждают, наоборот, натуральный состав говорит об экологической чистоте материала.

Выпускают разные марки шамотных камней, обозначение ставится на каждом изделии:

• ША, ШАК, ШБ относят к универсальной категории, из элементов делают камины, бытовые печи. Прочные камни имеют идеальное сочетание стоимости и качества.
• ШУС, ШВ отличаются большой теплоемкостью. Их устанавливают в промышленных агрегатах-печах для выкладки поверхностей внутри газоходов и шахт.
• ПБ чаще всего применяют в конструкции барбекюшниц, жаровен.
• ПВ также применяют внутри бытовых очагов и каминных печей. Из них делают газовые емкости в колпаковых агрегатах.
• ШК — эта марка остается незаменимой при возведении производственных домен по переработке кокса.
• ШЛ относят к легковесным категориям большой ячеистости, используют в очагах и печках с невысокой температурой накала (до +1300°С). Чаще ставят в домашних и небольших промышленных агрегатах.
• ШЦУ используют в передвижных ковшах с раскаленным металлом, также во вращающихся топках.

Для ячеистых материалов применяют пористые типы глин и шамота, последнего должно содержаться в массе не больше 15 – 20%. Для легких разновидностей используют глину с включением перлитовых частиц, поэтому такие изделия не способны выдерживать промышленных температур, их применяют для домашних печек, устройства дымоходов. Пористые кирпичи значительно повышают возможность скоростного нагрева футеровки, поэтому реже трескаются от возникающего пара.

Температурный предел

Топки бытовых печей и каминов непосредственно соприкасаются с открытым огнем, а дымоходные каналы и трубы с разогретыми до высоких температур продуктами сгорания. Материалы, применяемые для возведения указанных сооружений должны иметь высокий температурный предел. Государственные стандарты определяют его значение для разных марок огнеупорных блоков общего назначения.

Максимальной жаростойкостью обладают шамотные кирпичи разных видов, температурный предел для них находится в широком интервале от 1630 °C до 1730 °C. Требования к материалам других составных частей печей или каминов менее жесткие. Так, материал для дымоходов должен выдерживать температуру порядка + 700 °C.

Маркировка шамотного кирпича

Маркировка на шамотных огнеупорных кирпичах наносится на одной из граней изделия.

Маркировка состоит из буквенных и цифровых обозначений (от 5 до 47). Буквы обозначают физико-химические свойства стройматериала. Для маркировки шамота используют следующие буквенные обозначения:

• ША, ШБ, ШАК — шамотные блоки общего назначения, характеризуются прочностью и способностью выдерживать температуру до1690 0 С. Эти марки огнеупорных кирпичей востребованы среди частных застройщиков, благодаря оптимальному соотношению качества и стоимости строительного материала;
• ШВ, ШУС – шамот промышленного назначения, отличаются большой теплоемкостью, используется для возведения газоходов парогенераторов, облицовки ограждающих конструкций конвективных шахт;
• ШК – кирпич используется при строительстве промышленного оборудования по производству кокса;
• ШЛ – шамотный огнеупорный легковесный кирпич с высокой степенью пористости, широко применяется для футеровки печей, выдерживает воздействие температуры до 1300 0 С;
• ШЦУ – двухсторонние торцевые огнеупорные блоки из шамота, нашли применение при возведении вращающихся элементов печей;
• ПБ – шамот бытового назначения;
• ПВ – огнеупорные изделия, используемые для строительства дымоходов, внутренней части каминов.

Цифры указывают на размеры кирпича в соответствии с принятым стандартом. Например, размеры ГОСТ наиболее востребованных марок кирпичей универсального назначения, в соответствии с государственным стандартом составляет:

• кирпич шамотный ша 8 – 250х124х65 мм;
• кирпич шамотный ша 5 – 230х114х65 мм.

Выводы

Прежде чем купить огнеупорный материал, ознакомитесь с его основными характеристиками, габаритами, что отличаются от параметров керамического, силикатного и простого вида.

Строители со стажем применяют для укладки тепловых строений шамот, который состоит из особого сорта сырья глины, обожженного до абсолютной утраты пластичности. Материал хорошо бережет и отдает тепло, выдерживая не стабильные колебания температур без утраты начальных показателей материала.

Несмотря на то, что продукт огнеупорный шамотный дороже от существующих аналогов, материал обладает только положительными особенностями. Чтобы сделать отличный выбор кирпича рекомендуется посоветоваться с мастером, который рассчитает количество необходимого материала.