Шамотный кирпич – виды и марки

Что такое шамотный кирпич

Шамотный кирпич – изделие, производимое из шамотной глины — материала, состоящего из глинозёма, корунда и циркона – путем обжига.

Огнеупор легко узнаваем среди массы образцов — у него песочный оттенок, шероховатая пористая поверхность.

Преимущества:

• высокая термостойкость и способность выдерживать многократные нагрузки, возникающие в процессе нагревания – остывания;
• низкий коэффициент теплопроводности, благодаря чему температурный фон значительно снижен на внешней стороне нагревательного устройства, нежели внутри топочного пространства;
• имеет малый коэффициент объёмного и линейного расширения — при кладке на жаростойкий состав, обладающий схожими свойствами с основным изделием, топочная камера сохраняет свою целостность в течение длительного срока эксплуатации;
• малая скорость нагрева способствует быстрейшему отводу горячих продуктов сгорания через дымоход.

Недостатки:

• стоимость огнеупорной продукции превышает цену обычного красного керамического кирпича на 50–200%, но, так как объём используемого материала невелик — используется только для топочной камеры и дымохода, то такие затраты будут необременительны;
• недостаточная влагостойкость, повышенная гигроскопичность могут привести к разрушению кладки при резкой тепловой нагрузке при растапливании камина или печи; это объясняется быстрым нагревом теплостойкой облицовки и образованию пара, который создаст внутренние напряжения из-за возникшего давления;
• для работы с термостойкой продукцией требуется более тщательное соблюдение технических условий, по сравнению, например, с обычным кладочным блоком.

Характеристики кирпича

Основные свойства:

1. Объёмный вес 1500–1900 кг/м³. Показатель, применяемый при силовых расчётах для определения весовой нагрузки на опорное основание и саму конструкцию.
2. Рабочая температура эксплуатации 1100–1800°C. Определяет температурную нагрузку на блок и максимальное время до проведения текущего ремонта по его замене.
3. Средние показатели теплопроводности равны 0,5–0,6 Вт/м*°C. Показывают передачу тепловой энергии на противоположную сторону от источника нагрева. Определяют температурную нагрузку на защищаемые узлы конструкции.
4. Марка прочности составляет 75–250 единиц. Характеризует степень устойчивости изделия при статических нагрузках на сжатие.
5. Морозостойкость не превышает 50 циклов «заморозка – разморозка».
6. Показатель пористости не превышает 85% от общего объёма блока. Этот параметр влияет на степень теплопроводности и прочность кирпича. Кроме этого, с увеличением пористости, уменьшается удельный вес продукции. Подразделяется:
   • особоплотный вид, — пористость не превышает 3%;
   • высокоплотный, — показатель составляет 3–10%;
   • плотный, пористость 10–16%;
   • уплотнённый, 16–20%;
   • среднеплотный, 20–30%;
   • повышенная пористость, 30–45%;
   • легковесное изделие, 45–85%;
   • ультралегковесный, показатель превышает 85%.

Преобладающий цвет готового изделия – светло-желтый, песочных оттенков. Различные добавки в исходную смесь, могут придавать кирпичу цветовые гаммы охры, сепии и красно-коричневые цвета.
Сфера применения

Виды и марки

Огнеупоры, в зависимости от назначения, выпускаются разных размеров и форм.

Основные виды:

• классический вид, — прямоугольник с размерами 65х123х250 или 65х113х250 мм (высота, ширина, длина); размеры оговариваются ГОСТ 390–69;
• клиновидная форма изделия;
• в виде трапеций;
• арочный тип.

Масса единичного блока находится в диапазоне 2,4–6 кг.

Деление по составу:

1. Основной. Состоит из 70% шамотной глины, коксового и графитового порошка. Применяется для обкладки печей, производящих бессемеровскую сталь.
2. Углеродистый. Увеличено содержание графита. Этим изделием футеруются доменные печи.
3. Кварцевый. Введены добавки окиси кремния. Имеет высокую огнеупорность, но разрушается от контактов с расплавами, имеющих щелочную среду.
4. Глинозёмный. Присутствует оксид алюминия. Рабочий диапазон температур составляет 1100–1300°C. Состав кирпича допускает многократные изменения теплового фона, что обусловило использование его в бытовых целях — этим блоком кладут камины, печи и дымоходы.

Обозначение

Каждое огнеупорное изделие подвергается маркировке, по которой можно расшифровать свойства и назначение кирпича. Габаритные размеры описываются ГОСТ 8691–73. По применению группируются:

• огнеупорные блоки общего применения — марки ША и ШБ;
• изделия, применяемые в разливочных ковшах — ШКУ;
• огнеупоры для горнов доменных печей — ШПД;
• ваграночный огнеупор — ШАВ;
• блоки, использующиеся в обжиговых вращающихся печах — ШЦУ.

На самом деле, жаростойких изделий намного больше. Все они описаны в специальной литературе. Наиболее распространены и применяются в промышленных и бытовых целях марки ША, ШБ и ШЛ.

Отличие изделий ША и ШБ, — разное содержание глинозёма. В первой группе оксид алюминия составляет около 30%, во второй примерно 28%. При одинаковых массовых и размерных параметрах огнеупорность марки ША достигает 1690°C, ШБ — 1650°C.

Для футеровки печей с небольшими топками и бытовых целей применяются блоки легковесной группы. Параметры регламентируются ГОСТ 5040-96.

Популярные виды, — ШЛ-0,4; ШЛ-0,9; ШЛ-1 и ШЛ-1,3. Плотность составляет 0,4–1,3 кг/м³, соответственно. Температурный диапазон эксплуатации составляет от +1150°C для ШЛ-0,4 до +1300°C для ШЛ-1,3. Данная группа огнеупоров обладает малым коэффициентом линейного расширения, что нашло отражение в применении для обкладки подов топок.

Буквенно-цифровые литеры, нанесённые на кирпич, обозначают сферу применения, изготовление, например: выполнена надпись ША-5 СЛ:Ш. То есть, кирпич огнеупорный, изготовлен из шамота с содержанием алюмосиликатов. Изделие выполнено по нормам ГОСТ. Литера «А» — огнеупорный класс.

Следующая за ней цифра обозначает типоразмер. Если имеется сочетание буквы Ш и цифры, то это говорит о том, что продукция выпущена по ТУ (технические условия, разработанные производителем).

ТУ допускают в определённых пределах отхождение от нормативов ГОСТ. Поэтому, продукция, выпущенная по местным нормам, используется в менее ответственных конструкциях. Чаще всего применяется в бытовых целях для кладки печей, каминов, «барбекюшницах», установленных под открытым небом. Это обусловлено не такими большими температурными нагрузками, возникающими, например, в доменных печах.

Критерии выбора

На что обратить внимание частному покупателю, приобретающему изделия для собственного камина:

1. Внешний вид. Готовая продукция должна иметь равномерный одинаковый цвет со всех сторон. Для классического шамотного кирпича – это песочно-жёлтые оттенки. Сколы, трещины, «кривобокость» недопустимы. Единственное, когда можно пропустить, это применение для вспомогательных целей, например, сооружение подиума. Отступления по размерам не должны быть более 2 мм. Наличие стекловидной плёнки на поверхности говорит о том, что огнеупор был передержан в печи, и в процессе кладки могут возникнуть проблемы из-за слабой адгезии к раствору.
2. Звук. Кирпич, произведённый по всем нормативам, имеет однородную, без внутренних трещин и посторонних включений структуру. Поэтому, при соударении с металлическим предметом, он издаёт чистый, без посторонних вибраций звук. Глухая или дребезжащая вибрация свидетельствует о нарушении целостности, однородности состава и структуры, наличии внутренних трещин и напряжений, вызванных неправильным отжигом.
3. При рассмотрении расколотого кирпича, видно, что внешняя сторона окрашена более насыщенно, нежели внутренняя. При этом каждый из оттенков для внешней и внутренней стороны, должен иметь одинаковый окрас. Наличие сердцевины, имеющей тёмный цвет, говорит о несоблюдении режимов обжига, — изделие было пережжено.

Цена

Усреднённая цена термостойких изделий составляет:

• прямой ШБ 8, =35 руб/усл.шт;
• прямой ШБ 5, =26 руб/усл.шт;
• прямой ША 5, =6,50 руб/усл.шт;
• ребровый клин ШБ 1 8Х, =8 руб/усл.шт.

Кладка кирпича

Для укладки огнеупорных изделий, работающих при высокой температуре, требуется применять специальные кладочные растворы.

Раствор

Для бытовых целей выпускаются сухие смеси, расфасованные в мешки, весом 25 и 50 кг. При покупке необходимо обязательно обратить внимание на то, чтобы присутствовала надпись о назначении кладочной смеси.

Основные требования:

• смесь должна выдерживать высокие температуры, не теряя своих прочностных свойств;
• иметь параметры, максимально приближенные к характеристикам термостойкого блока;
• обладать хорошей адгезией к материалу, из которого изготовлен кирпич.

Кладка

Монтаж термостойких изделий осуществляется двумя основными способами — на раствор и «в сухую».

Блок, содержащий в своём составе повышенное содержание магнезита, укладывается на постель из сухого магнезитового порошка.

Раствор, применяемый для кладки, например, шамотной продукции, должен содержать в своём составе шамотный порошок. Кладочная смесь, содержащая динасовые добавки, используется для работы с динасовым кирпичом.

Устройство домашних печей и каминов, дымоходов к ним, как правило, осуществляют на «мокрые» растворы. Такие составы можно приготовить своими силами. Для этого понадобится огнеупорная глина, например, белая каолиновая или голубая кембрийская. В качестве наполнителя используется шамотный песок. Пропорциональное соотношение глины и песка составляет 1:2.

Блиц-советы

1. При выборе огнеупоров не гонитесь за низкой ценой — наоборот, это будет свидетельствовать о низком качестве продукции.
2. При устройстве печи или камина нельзя применять для внутренней облицовки смесь красного керамического и огнеупорного кирпича — у них разные технические характеристики и есть высокая вероятность разрушения кладки.
3. При отсутствии опыта в приготовлении кладочного раствора, целесообразно воспользоваться готовыми сухими смесями, производимыми в заводских условиях.

Примечание. Шамот и глина на его основе являются экологичными материалами, так как производятся из природного сырья.