Шамотный кирпич (38 фото): что это такое? характеристики огнеупорных изделий шб-8 и шб-5, назначение и применение

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.

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

Технология изготовления

Среди всех разновидностей кирпичей шамотный является наиболее прочным и устойчивым к сильному нагреву и температурным перепадам. Этими качествами материал обязан своему составу и специфической технологии изготовления, заключающейся в обжиге глиняной смеси с добавлением шамотного порошка. В результате воздействия высокой температуры кирпич приобретает характерный серо-коричневый или желтоватый цвет, по которому его легко отличить от остальных разновидностей.

Состав шамотного кирпича определяет его эксплуатационные характеристики. В зависимости от пропорций глины и порошка различают несколько сортов материала. Колоссальную роль играет и способ обработки, а точнее – время запекания кирпичей. Так, если его передержать в печи, то на поверхности образуется прочная стекловидная пленка, которая сделает кирпич невероятно прочным, но менее огнеупорным. Если обжигать его недостаточно долго, то такой материал будет хорошо поглощать и удерживать влагу, но совершенно утратит свою прочность. Только если придерживаться «золотой середины», можно сделать кирпич, идеальный для укладки печей и каминов.

Чтобы в процессе обжига изделия не растрескались, в них добавляют определенное количество специальной огнеупорной глины – шамота. Иногда вместо нее кладут коксовый порошок, графит или крупнозернистый кварц. В результате получаются различные виды кирпичей с индивидуальными характеристиками. Причем результат зависит не только от сырья и способа обработки, но также от характеристик топлива для обжига и получаемой золы.

Производство шамотного кирпича осуществляется в соответствии с ГОСТ 390-69, и в зависимости от того, для чего он будет использоваться, различается технология производства, вес и размеры материала. Так, масса шамотного кирпича может варьироваться от 2,5 кг до 6 кг. Различия также заключаются в плотности, пористости и составе кирпичей. Существуют единые стандарты размеров, которых придерживается большинство производителей: 230х113х65 мм, 250х123х65 мм и 300х150х65. Это наиболее удобные габариты для строительства и транспортировки.

Самые часто используемые марки шамотного кирпича: ШБ №5, ШБ №9, ШБ №22, ШБ №44, ШБ №47. Буквы, стоящие перед номером могут быть разные, например, ПБ, ШБ, ШУС, ШЛ и другие, но для бытового применения лучше выбирать кирпичи с пометкой «ШБ». Первая буква говорит о том, что кирпич шамотный, вторая означает, к какому классу огнеупорности он относится, а цифра – соотношение сторон.

Легковесный кирпич

Легковесный шамотный кирпич зарекомендовал себя как хороший утеплитель. В его состав входят торф, жирная глина, опилки и другие компоненты органического происхождения. В процессе обжига они выгорают, оставляя после себя поры различных размеров. Такая технология изготовления позволяет получить очень легкий пористый материал, обладающий высокими энергоэффективными характеристиками.

Поскольку легковесные кирпичи сделаны целиком из органики, они являются экологически чистым материалом, не способным нанести вред здоровью человека или окружающей среде. При этом сохраняется высокая огнеупорность – кирпич может выдерживать экстремально высокую температуру до 1800°С.

По форме легковесные кирпичи могут быть прямоугольными или клиновидными. Чтобы материал в полной мере сохранил все свои эксплуатационные свойства, у него должна быть правильная структура с ровными гранями и совершенно прямыми углами.

Различают несколько разновидностей легковесного кирпича в зависимости от сферы применения:

трапецеидальный;
фасонный;
прямой;
ребровой клин;
торцевой клин.

Маркировка легковесного кирпича обозначается буквами ШЛ и ШТЛ (Т – присутствие в составе талька). Обычно его применяют для создания теплоизоляционного слоя при строительстве электропечей, нагревателей, выпарных агрегатов, паропроводов, теплообменных котлов и т.д. Такая защита позволяет существенно сократить теплопотери на 20-70%, уменьшить массу тепловых устройств и их габариты. Если купить шамотный кирпич для строительства или облицовки печи, время прогревания и остывания сократится в 5 раз, а расходы на топливо уменьшатся на 10% в непрерывно работающих печах и на целых 45% — в периодически работающих.

Огнеупорные кирпичи

Обыкновенный строительный кирпич, в зависимости от сырья, используемого при его производстве, делят на:

Керамический — который делается из глины.
Силикатный — в нем применяется смесь песка и извести, прочие добавки.

Но, эти изделия кирпичного производства не везде можно применять. Например, при высокотемпературных технологиях (до 1800градусов С) в металлургической промышленности, в отраслях стекловарения (стеклоделии) тот же обыкновенный глиняный кирпич (в простонародье, «красный») долго не выдержит высокой температуры.

При сильном жаре и длительном воздействии высокой температуры он начнет плавиться, а затем, остывая, будет крошиться. Хотя, как кладочный и отделочный материал, его широко используют в комнатных каминах и печах бань, саун, жилых помещениях, где температура не выше 800 градусов С.

Многообразие огнеупорных конструкций и элементов

Виды огнестойких строительных материалов

В печах, где выдувают стекло, обжигают фарфор, в домнах, где плавят сталь, в топочном ядре очагов используют более стойкий, огнеустойчивый материал. Огнеупорный кирпич по ГОСТ 8691 – 73 выдерживают жар с температурой более 1000 градусов С.

Огнеупоры выпускают с разными свойствами и характеристиками для разных областей применения.

Огнестойкий материал по его физика – химическому составу, способам и методам производства, температурному диапазону разделяют на четыре класса:

Состав и области применения огнеупоров

Кварцевый кирпич – состоит из кварца (песчаника), с небольшими добавлениями глины. В результате обжига приобретает не содержащую полости, полнотелую структуру. В топках используется в местах, где он имеет контакт только с открытым пламенем (например, отражательные своды в топливниках камина, печи). Хорошо хранит накопленное тепло.

Важно помнить! Кварцевые огнеупоры не должны иметь контакта со щелочами, известью, железными окислами, которые его разрушают

Углеродистый – в упрощенном виде это спрессованный графит или кокс. У него самые высокие характеристики по прочности, огнестойкости. Применяется в узкоспециализированных областях строительства (например, в строительстве доменных сооружений).

Основной — включает в свой состав известково-магнезиальную массу, что позволяет использовать данный огнеупор для производства бессемеровской стали из фосфористых руд.

Глиноземный – из самого его наименования ясно, что в его основе глина составляет большую часть структурной составляющей (около 70%). Поэтому, он лучше (в отличии от кварцевых огнеупоров) противостоит разрушительному действию щелочей (извести). Легко переносит быстрые температурные перепады.

Он прост при производстве, его цена ниже других огнестойких материалов. Широко применяется в ядрах топок, где температура не выше 1300 градусов С. Кирпич этого сорта еще называют «шамотным». Он маркируется буквой «Ш», а цифры, следующие за ней, несут информацию о его размерах.

Обозначение, формы и размеры шамотных изделий (ГОСТ 390-96, ГОСТ 8691-73)

Размер огнеупорного кирпича и его форма может быть различна. Только по ГОСТ таких типоразмеров может быть более сотни.

Поэтому приведем только наиболее применяемые изделия в частном печном строительстве. Остальные можно посмотреть в самих стандартах.

Марка строительного материала зависит от максимальной температуры применения его в ходе эксплуатации.

Таблица: Предельные температуры применения шамотных изделий

Марка огнеупорного изделия

Таблицы: Клиновые шамоты

Таким образом, изделия из шамота для стандартизации разделяют, на:

клиновые или прямые (нормальных размеров),
большого либо малого форматов;
фасонные крупноблочные, особо сложные, сложные, простые;
специальные шамотные изделия для промышленного, лабораторного назначения.

Весовые характеристики огнеупорного (шамотного) кирпича ГОСТ 390 – 96

Вес огнеупорного кирпича зависит от сырья, из которого он изготовлен, от его формы и размера. Сколько весит огнеупорный кирпич из шамота самой популярной марки (ША, ШБ), и его упаковки (клетки) без учета массы поддона 30 – 40 (кг) смотрим в нижеприведенной таблице

Как делают шамотный кирпич?

Данный вопрос также задают довольно часто, поэтому в статье мы сочли нужным дать на него развернутый ответ. В Российской Империи огнеупорный кирпич начали использовать еще в XVII–XVIII ст. Начало его использование было обусловлено развитием технологий и необходимостью получить термостойкий материал, который мог бы использоваться в сфере промышленности.

Внешне огнестойкие кирпичи эпохи Просвещения не отличались от тех, что были использованы повсеместно, но, в отличие от них, — могли без ущерба для себя выдержать температуру 1200°C и выше.

Нашли такое решение экспериментальным путем, но с тех далеких времен в технологии производства данного стройматериала ничего принципиально не изменилось. Просто в его составе присутствовала глина, прошедшая через процедуру обжига. Она являлась основой состава. Ее содержание в изделии могло составлять 70% или даже более.

Статья в тему: Объемы ипотечного кредитования покупки жилья растут

В качестве связующего материала чаще всего использовался графит (мог быть заменен коксовым порошком). Но общий стандарт был принят только в XX веке, а точнее — в 1927 г. В качестве образца был использован кирпич немецкого производства, с размерами 250×120×65.

Шамот, — материал, используемый при производстве огнеупорных кирпичей, — образуется вследствие обжига глины при высоких температурах — 1300–1500°C. Процедура эта, как правило проходит в шахтных или вращающихся производственных печах. Словом, — задача обжига — это избавление материала от пластичности и предание ему последующей огнеупорности.

Шамот можно условно разделить на два вида — «высокоотожженный» и «низкожженный». Различия их заключаются в том, что первый тип имеет степень водопоглощения — до 10%, а второй — до 25%.

Применяются изделия из шамота для внутренней облицовки каминов, дымовых труб, печей. Также материал получил достаточно широкое распространение в архитектуре и даже скульптуре (вторая половина XX века).

По внешнему виду узнать изделие из шамота достаточно легко. Оно имеет песочно-желтый окрас и слегка зернистую структуру. Такой материал можно использовать не только с точки зрения функционализма, но и эстетики. Скажем так, по внешнему виду кирпичная кладка из огнеупорных элементов выглядит довольно презентабельно. Эти кирпичи не только выполняют свою прямую функцию — накопление, сохранение и отдача тепла без ущерба для себя и деформаций, но и предают камину привлекательный аутентичный вид. В общем, если говорить проще, — это не только функционально, но и довольно красиво. Скажем так, кладка отлично впишется в дизайн уютного интерьера.

Какими свойствами должен обладать огнеупорный кирпич? Прежде всего это — устойчивость к воздействию высоких температур, что вполне логично. Без ущерба для себя материал должен быть способным выдержать множество нагреваний и остываний. Также он должен обладать низкой способностью к проводимости тепла, чтобы сохранять тепло внутри печи и/или камина. Кроме того, у материала должна быть большая тепловая инерция, чтобы он мог медленно отдавать тепло в окружающую среду, а также — большая теплоемкость, — чтобы иметь способность к накапливанию большого количества тепла.

Особенности кладки из шамотного кирпича

Главной особенностью является то, что обычный цементный раствор для кладки данного вида кирпича не используется, поскольку не обладает достаточной жаростойкостью.

Раствор для кладки огнеупорного кирпича

В строительных магазинах можно приобрести готовый состав, обладающий всеми необходимыми свойствами, а именно:

клей для кладки шамотных блоков обладает достаточной термостойкостью;
после высыхания, свойства материала сходны с параметрами самого кирпича;
материал обладает хорошей адгезией к шамотным блокам.

Если по каким-либо причинам купить готовый состав не удалось, его можно изготовить самостоятельно, для этого потребуются:

огнестойкая глина мелкого помола;
шамотный песок;
очищенная вода.

Приготовление раствора производится в следующей последовательности:

Огнестойкая глина заливается водой на 24 – 72 часа и периодически перемешивается.
Отстоявшаяся глина протирается сетку с ячейкой не более 3х3 мм.
Песок просеивается, добавляется в глину в соотношении 2 части песка на одну часть глины. Полученный состав тщательно перемешивается.
В полученную смесь добавляют воду и снова перемешивают. Готовый к применению раствор должен иметь консистенцию сметаны.
Повысить качество смеси можно добавлением 3% жидкого стекла или соли.

Особенности кладки жаростойких блоков

Существует ряд правил, соблюдение которых обеспечит качественную и долговечную кладку:

укладка стартового ряда производится «на сухую», без применения клеящего состава. При укладке последующих рядов, на нижние и торцевые поверхности наносится клеящая смесь, с таким расчетом, чтобы толщина готового шва после укладки не превышала 5 мм;
как только подгонка кирпича закончена, излишки раствора следует немедленно удалить;
прочность конструкции обеспечивается укладкой блоков с перекрытием (в шахматном порядке);
швы должны заделываться заподлицо с боковой поверхностью блоков. Углубления и не заполненные швы неизбежно приведут к появлению трещин;
при кладке углов и декоративных элементов блоки укладываются лицевой стороной наружу;
порезку шамотного кирпича следует осуществлять болгаркой, оснащенной алмазным пильным диском; использование мастерка или кирки для коррекции размеров крайне нежелательно;
готовая конструкция не нуждается ни в какой дополнительной обработке специальными составами, грунтовками и т.д.

Строгое соблюдение этих несложных правил обеспечит длительный срок службы и надежность конструкции.

Поскольку конструкции, работающие в условиях высоких и экстремальных температур, относятся к категории особо ответственных, правильный выбор материала имеет особое значение. Использование шамотного кирпича обеспечивает высокую жаростойкость, устойчивость к механическим воздействиям и достаточную пожарную безопасность конструкции. Кроме того, не следует забывать, что использование обычного керамического или силикатного кирпича при кладке жаростойких элементов, не только не даст желаемых результатов, но и существенно увеличит риск возникновения пожара.

Технология изготовления

Легковесный кирпич

Различают несколько разновидностей легковесного кирпича в зависимости от сферы применения:

трапецеидальный;
фасонный;
прямой;
ребровой клин;
торцевой клин.

Виды огнеупорных кирпичей, их применение и преимущества

Строительные кирпичи выпускаются в основном одного стандартного типоразмера. Но для изготовления печей без применения фасонных изделий не обойтись. Все это разнообразие регламентируется ГОСТом. Известно до полусотни типоразмеров. Форма продукции из шамотной глины также отличается большим выбором возможностей. Выпускаются легковесные кирпичи в следующих конфигурациях:

Огнеупорный шамотный кирпич имеет легкий вес, что сокращает время кладки.

торцевой клиновой;
ребровой клиновой;
подвесной;
фасонный;
трапециевидный.

Подобный набор значительно сокращает время кладки топочных и других систем различной конфигурации. Самым активным потребителем огнеупорного кирпича является коксохимическое и металлургическое производство. Кроме этого, его используют в устройстве котлов, испарителей, паропроводов, дымовых труб, домашних печей и каминов.

Легковесный шамотный кирпич даже в сравнении с керамическим или простым огнеупорным изделием заметно отличается в лучшую сторону

Несмотря на величину кажущейся плотности, его механические свойства достаточно высоки, чтобы строить из него дымовые трубы, где очень важно сочетание прочности и малого веса. О термоустойчивости говорит само название — огнеупорный

Любая глина обладает инертными характеристиками, поэтому агрессивная среда не приводит к их ухудшению. Технологическая простота производства продукта делает его доступным для любого потребителя.

Уменьшение массы конструкции способствует снижению ее габаритов, сокращая материальные ресурсы и финансовые расходы. Небольшой градиент линейного расширения позволяет укладывать шамотный легковесный брикет в облицовке подов печей. Футеровка же внутренней поверхности топочного пространства в несколько раз сокращает период нагрева, что положительно отражается на экономии топливных материалов. В печи из материала марки ШЛ с непрерывным режимом работы расходы топлива снижаются на 10%, а с периодическим графиком отопления — на 45%. Многовариантность типоразмеров устраняет необходимость подрезать и подгонять каждый кирпич под заданные контуры. В результате практически отсутствуют отходы.

//www.youtube.com/watch?v=WzhIzdMmJV4

Технология изготовления

Качественный шамотный кирпич можно получить только при четком соблюдении технологии его производства. В противном случае он теряет часть своих свойств. Продукт, соответствующий стандартам, определяется:

по правильной геометрической форме;
тонким граням;
шероховатой поверхности;
отчетливой зернистой структуре;
характерному песчаному цвету;
металлическом звону, который он издает при ударе.

Таблица сравнения огнеупорных материалов

Получение шамота

Особенности изготовления шамотного кирпича состоят в обжиге специальной огнеупорной глины с порошком шамота при высокой температуре. Все исходные материалы, используемые в исходной сырьевой смеси, обладают высокой огнеупорностью.

Шамот представляет собой порошок, получаемый при интенсивном обжиге каолина при 1300-1500 градусах. Водные силикаты алюминия, из которых он состоит, в процессе обжига теряют молекулы воды и частично спекаются. Глина теряет свою пластичность. В зависимости от состава используемого сырья шамот может быть:

высокоглиноземистым;
корундовым;
цирконовым.

Степень спекания определяет тип шамота:

высокожженный шамот обладает гигроскопичностью от 2 до 10%;
показатель гигроскопичности низкожженного кирпича – 20-25%.

Подготовка сырьевой массы для обжига

Огнеупорная глина при поступлении на производство состоит из разноразмерных кусков, которые подвергаются дроблению и помолу. А затем они сортируются по объему. После добавления всех компонентов сырьевая масса перемешивается до получения однородной массы, одновременно в нее вводятся жидкие компоненты.

На начальном этапе производится сушка блоков. Готовая масса распределяется по предварительно подготовленным формам. Их изнутри покрывают специальным составом, предотвращающим перегрев массы в какой-либо части. Во время сушки в шамотной массе проходят физико-химические процессы, связанные с разрушением связей и удалением молекул воды. В процессе сушки влажность изделий снижается до 2-4%.

Обжиг кирпича

Качество завершающего этапа производства зависит от условий его протекания. При обжиге кирпича-сырца происходят процессы:

испарения остаточной влаги;
распада каолинита, сопровождающегося небольшой усадкой изделий;
разложения солей кальция и магния;
спекания однородной массы.

Схема обжига кирпича

Нарушение хотя бы одного из заданных параметров процесса приведет к снижению качества шамотного блока. Гладкая, будто стеклянная, поверхность и более темный оттенок свидетельствуют о превышении времени обжига.

Передержка в печи придает кирпичам дополнительную прочность, однако уменьшает его огнеупорность, а гладкая пленка снижает схватываемость кирпича с раствором. Недодержанный в печи кирпич имеет повышенную гигроскопичность и низкую сопротивляемость деформациям.

Характеристики

У шамотного строительного материала, выполненного по существующей технологии, есть целый ряд эксплуатационных особенностей:

цвет изделия должен быть светло-желтым, скорее, соломенным с примесью бурых вкраплений;
структура кирпича только зернистая;
при ударе о кирпич раздается звон по типу металлического;
материал характеризуется повышенной степенью прочности, поэтому при незначительном повреждении структура шамота остается неизменной.

К преимуществам можно отнести следующие параметры.

Строгая геометрия деталей, это крайне важно при использовании материалов с клиновидным скосом.
Жаростойкость. На внутреннюю структуру кирпича никак не влияет длительное воздействие повышенных температур, такой материал может стойко выдерживать нагрев до 1500 и более градусов. Нужно отметить, что в принципе нагрев более чем в 1000 градусов из всех типов кирпичей могут выдержать исключительно шамотные.
Низкая теплопроводность

Эта характеристика, а также невысокая плотность отдельных разновидностей материала делают такой кирпич оптимальным вариантом для монтажа дымоходов и различных труб.
Крепость. Шамотные материалы имеют способность выдерживать даже довольно сильные механические воздействия.
Химическая стойкость. Изделия из шамота отлично переносят воздействие разнообразных кислотно-щелочных растворов и противостоят многим другим химическим реагентам.

Нужно отметить, что в принципе нагрев более чем в 1000 градусов из всех типов кирпичей могут выдержать исключительно шамотные.
Низкая теплопроводность. Эта характеристика, а также невысокая плотность отдельных разновидностей материала делают такой кирпич оптимальным вариантом для монтажа дымоходов и различных труб.
Крепость. Шамотные материалы имеют способность выдерживать даже довольно сильные механические воздействия.
Химическая стойкость. Изделия из шамота отлично переносят воздействие разнообразных кислотно-щелочных растворов и противостоят многим другим химическим реагентам.

Впрочем, ничего идеального пока не изобретено, и шамотный кирпич не стал исключением. Есть и отрицательные моменты, связанные с его использованием.

Если технология обжига соблюдена неверно, то существенно меняются габариты изделий и их уровень качества.
Шамотные материалы отличаются отнюдь не низкой стоимостью, поэтому они не могут считаться доступными для большинства наших соотечественников.
Для кладки пригодны далеко не все растворы. Обычно используют специальный состав под названием «мертель», причем наносить его нужно очень аккуратно, так, чтобы слой получился очень тонким.
Повышенная прочность существенно ограничивает возможности резки материала. Резать его возможно только при помощи специального алмазного диска по камню.