Что такое шамот?

Виды огнеупорного и марки шамотного кирпича

В любой большой строительной компании вам предложат несколько вариантов огнеупорных кирпичей, среди которых будут углеродистые, глиноземные, основные и кварцевые. Давайте разберемся, в чем разница и на что необходимо обращать внимание.

Кварцевый кирпич. Он достаточно хорош в плане огнеупорности, но стоит понимать, что он боится контакта со щелочной средой, известковыми растворами, чрезмерной влагой и оксидом металла. Он немного дешевле глиноземного кирпича, но подойдет только для строительства камина или свода печи. Для уличного мангала, барбекю, тандыра и прочего его лучше не использовать.

Углеродистые кирпичи (графитовые). Очень устойчивы к высоким температурам, состоят в основном из графита (до 90%), антрацитового порошка и углерода. Скорее всего, такой стройматериал вы не найдете в обычном магазине, поскольку кирпич используется в промышленности, обладает достаточно высокой ценой и ни разу не актуален для частного строительства.

Основные огнеупорные. Используются практически только в металлургической промышленности при изготовлении некоторых марок стали. Они обладают минимальной адгезией и очень высокой плотностью, выдерживают экстремальные температуры.

Глиноземный кирпич или шамотный огнеупорный. Это относительно недорогой строительный материал, блок, в состав которого добавляется огнеупорная глина или специальный керамический порошок – шамот. Поверхность изделия бывает похожа на стекло, если его немного передержать в печи при повышенной температуре. Адгезия с кладочным раствором намного хуже, поскольку влага и связывающие компоненты не проникают внутрь, но огнеупорность материала очень высокая. Оптимальный кирпич для строительства уличного мангала или печи барбекю.

С разновидностями огнеупорных материалов разобрались, теперь рассмотрим подробнее марки шамотного кирпича, поскольку он наиболее распространенный и оптимально подходит для частного строительства большинства огнеупорных конструкций, таких как печи и камины. В зависимости от состава шамотного кирпича и способа его изготовления, он бывает:

• ШАК, ШБ и ША. Наиболее распространенные марки шамота, которые используют строители. Максимальная температура, которую выдерживают кирпичи – 1690 С. Они относительно прочные, при расколе не образуют «трухи», не рассыпаются.
• ШВ и ШУС. Чаще всего эти виды шамотного кирпича используются для обмуровки труб на производстве, газоходов, парогенераторов. Отличная теплоемкость, но высокая цена и отсутствие ассортимента.
• Шамотный кирпич ПБ. Данная маркировка подходит для домашнего использования. Меньшая граничная температура использования, но цена ниже, примесь глины достаточно высокая, по сравнению с другими марками.
• ПВ. Шамотно-коалиновый огнеупорный кирпич, идеально подойдет для внутренней отделки печей. Выдерживает до 1300 градусов Цельсия, причем постоянной температуры, очень долговечен. По причине высокой стоимости он актуален только для внутренней кладки дымоходов.
• ШЛ. Применение шамотного кирпича такого типа очень широко, поскольку он подойдет для футеровки печей, облицовки. Легковесный кирпич (ШЛ) стоит дешевле, оказывает меньшую нагрузку на строение, обладает низким коэффициентом расширения и граничной температурой в 1300 градусов.

Каждый тип полнотелого шамотного кирпича обладает большим удельным весом и плотностью, подходит для строительства тяжелых конструкций и применяется в цокольных рядах огнеупорных сооружений. Легковесные кирпичи – это пустотелые облегченные шамоты, которые идеально подходят для облицовки и торцевых вращающихся печей (ШЦУ – двухсторонние торцевые блоки).

Кирпичи типа ША (алюмосиликатный) изготовляются с добавлением оксида алюминия. Это увеличивает их огнестойкость на 1/3, но и стоимость такого материала соответственно становится выше. Можно комбинировать шамоты ША и ШБ при строительстве мангала или печи, это позволит существенно сэкономить. Более огнестойкие поместить внутрь печи, а дешевыми сделать все основание и облицовку.

Плотность шамотного кирпича зависит от метода производства и обжига. Бывают следующие виды: горячепрессованные, плавленые, литые, формированные пластично, материалы полусухого формирования и термопластичнопрессованные. Все они имеют разные характеристики и подбирать надо будет согласно сфере применения.

Желтый шамотный кирпичКлиновидный шамотный кирпич
Кварцевый шамотный кирпичОгнеупорный кирпич

Характеристики шамотного кирпича и его свойства

Это особый вид строительного материала, который отличается не только устойчивостью к высоким температурам, но имеет полностью другую структуру. Сейчас мы рассмотрим основные характеристики шамотного огнеупорного кирпича и расскажем, как отличить подделку от оригинального товара.

1. Высокая устойчивость к перепадам температуры. Выдерживает до 1600 градусов, причем срок годности его практически не ограничивается. Отлично подходят для дымоходов, где после сильного охлаждения может поступать чрезвычайно горячий воздух.
2. Повышенная плотность материала и аккумуляционные свойства. Вбирает в себя тепло и отдает его достаточно долго, а теплопроводность шамотного кирпича равна 1,28 Вт/м2С (больше, чем у силиката в 2 раза). Большое преимущество при строительстве тандыров.
3. Легкий вес шамотного кирпича. Каолин намного легче силиката, поэтому кирпичи стандартных размеров весят от 2,2 до 6,5 кг, не сильно давят на фундамент и позволяют на нем сэкономить.
4. Устойчивость к кислотам и щелочам. Эти свойства позволяют существенно расширить сферу применения шамотного огнеупорного кирпича, он пригоден даже в литейной и стеклодувной промышленности.
5. Очень высокая прочность. Выявить поделку очень легко. Если хорошенько треснуть молотком по качественному шамоту, крошки вообще не будет, а разрезать его ровно практически нереально, срез будет треснутым.

Важно: многие считают, что если кирпич огнеупорный, то он не должен пропускать тепло и поверхность наружная будет холодной. Это все бред. Стойкость к пламени выражается только в долговечности материала и его прочности, минимальной усадке и расширении. Что же касается теплопроводности – все наоборот. Шамотный кирпич почти в 2 раза пропускает тепло сильнее обычного (проверено неоднократно тепловизором в разных условиях), поэтому снаружи топки обкладывают дополнительно другими стройматериалами.

Также есть разница в самой структуре и пористости обычного и шамотного кирпича по ГОСТ. Рассмотрим для начала, как делают такой строительный материал и чем обусловлены отличия:

1. Первая стадия: осушение каолина и раствора при температуре 150 градусов.
2. Вторая стадия: удаление связанной воды в каолине при температуре до 700 С.
3. Стадия разложения магния, кальция и углеродов при температуре 900 градусов, усадка каолиновых частиц на 3%.
4. Четвертая стадия: запекание глины. Температура шамотного кирпича достигает 1100 градусов. Материал набирает основную прочность и заканчивается усадка.
5. Последняя стадия: образование «глянца» и формирование стеклоподобной поверхности. При температуре 1500 градусов кирпич обжигается, поверхность может быть похожа на стекло, молекулы плотно связываются между собой.

Свойства шамотного кирпича тоже немного другие. Если постучать твердым предметом по шамоту с хорошим обжигом, то звук будет звонким, близким к металлическому. Если звук очень глухой – это подделка или некачественный огнеупор.

Особенности кладки шамотного кирпича

Первым делом надо понять одну простую вещь: при строительстве печи, мангала, тандыра и прочих аналогичных вещей, обычная цементно-песчаная смесь не подходит. Надо использовать раствор для шамотного кирпича, который будет также выдерживать до 1600 градусов. Такие растворы называются «мертель». Его можно сделать самому, купив огнеупорную глину, известняк, песок, а можно просто купить готовый – цена практически такая же получится. Приготовить раствор сможет каждый, кто когда-либо запаривал «Мивину»: добавляем горячую воду, перемешиваем и можно употреблять. Раствор будет глинистого цвета, а не темный, как обычно.

Правильный глинистый раствор для кладки шамотного кирпича

Кладка шамотного кирпича может быть вредной – так некоторые твердят. Но не будем слушать мнение других, а немного подумаем сами. Мы все пользуемся посудой, сделанной из каолиновой глины, нагреваем формы для запекания, которые тоже сделаны из такого материала. Значит, кирпич, состоящий из глины, которую можно употреблять в пищу даже в лечебных целях, кладется на раствор из минералов и снова такой же глины. Где опасность? Опасности нет, а если и есть, то в 100 раз меньше, чем при кладке обычного кирпича или шлакоблока. Сомневаться, вреден ли шамотный кирпич, нечего – это все мифы для «туристов».

Цементы и шлак в кладке не используют. Либо глинистый раствор (и кальцинированная сода), либо вообще без него. Именно поэтому нельзя возводить из шамотного кирпича несущие конструкции, только обкладывать их изнутри или делать армирование. Кирпич имеет НИЗКУЮ адгезию с любыми смесями, поэтому прочных соединений не гарантирует!

Кладка шамотного кирпича БЕЗ раствора

Размеры шамотного кирпича практически одинаковые, несмотря на разные маркировки: ШБ-8 (250х124х65 мм), ШБ-5 (230х114х65 мм), или ШБ 6 (230х114х60). Разница в толщине шамотного кирпича будет только 5 мм, а длина может быть либо 230 мм, либо 250 – два варианта. Конечно, есть и нестандартные модели, но ГОСТ подразумевает именно эти размеры для ходовых изделий.

При кладке желательно использовать 1 типоразмер кирпича, даже если он будет с разной огнеупорностью. Это необходимо для того, чтобы не пришлось его разрезать, поскольку сделать это крайне сложно и срез буде совсем некрасивым. Чем выше температура, тем меньше надо делать швы (меньше класть раствора), независимо от толщины шамотного кирпича, иначе он может расширяться и давать усадку – конструкция треснет. Распил можно попробовать сделать, но красивая форма получается редко.

Если не учитывать специальный клей для шамотного кирпича и то, что он имеет меньшую несущую способность, то кладка больше ничем не отличается. Все делается точно так же, как и в случае с обычным кирпичом: перекрытие по полкирпича, делаются углы декоративной стороной вперед, швы аккуратно подтираются, после кладки все вытирается. После отвердевания раствора можно помыть поверхность.

Сфера применения шамотного огнеупорного кирпича

Сферы применения часто зависят не только от технических характеристик, но и от формы строительного материала. Например, шамотный клиновой кирпич используется при строительстве тандыров, поскольку с его помощью можно легко сделать круглое строение без реза (а его сделать очень сложно, как помните). Также используют шамот для строительства:

1. Уличных мангалов и печей барбекю, которые эксплуатируются в условиях сильного коррозийного воздействия.
2. Груб и дымовых труб в системах автономного отопления. Практически неограниченный срок пригодности делает его привлекательным для данного типа строений.
3. Русских бань и дымоходов. Экологически чистый материал, который не выделяет вредных летучих веществ при нагревании.
4. Каминов и очагов внутри дома: легковесный шамотный кирпич очень красивый на вид и практичен в эксплуатации.
5. Промышленных помещений, труб, котлов, плавильней. Здесь играет роль толщина шамотного кирпича и его плотность, в промышленности чаще всего используют шамот на заказ, у которого плотность и усадка вполовину меньше.

Теперь мы разобрались, где используют шамотный кирпич, какие у него характеристики и параметры и для чего он вообще нужен. Делайте правильный выбор и удачной всем стройки!

При строительстве печи или топки из кирпича следует учесть, что красный кирпич для этих целей – это не лучшее решение. Несмотря на практичность и популярность этого стройматериала, действие высоких температур может разрушительно отразиться на глине, из которой он изготовлен. При достижении 1200 ºС глина начинает плавиться, а при остывании – крошиться.

Поскольку самая обычная бытовая печь прогревается примерно до 800ºС, то для ее корпуса можно использовать красный кирпич, но только в местах, не касающихся к дверцам или чугунным плитам. Металлические элементы нагреваются до максимума, и тем самым могут разрушить простой кирпич. В этих местах лучше использовать огнеупорный материал.

Огнеупоры делятся на несколько подвидов:

• основной;
• углеродистый;
• кварцевый;
• глиноземный.

Одна из разновидностей глиноземного вида – шамотный кирпич. Это распространенный материал, хорошо переносящий любые перепады температуры. Благодаря своим техническим свойствам шамотный кирпич пригоден как для частного строительства, так и в масштабах промышленности.

Дальше можно подробнее ознакомиться с основными характеристиками шамотного кирпича.

Характеристики

Качественные показатели, характеризующие шамотный кирпич, строго контролируются со стороны государства. В ГОСТе прописаны показатели, отражающие вес шамотного кирпича и его размеры, состав сырья с процентным содержанием оксида алюминия, а также технологические свойства: прочность, геометрические параметры, огнеупорность, пористость.

Основные показатели приведены в таблице:

При изготовлении изделий многие производители ориентируются на собственные ТУ вместо условий, прописанных ГОСТом. Поэтому при выборе материала возникает вопрос, какой кирпич брать. Ведь по ряду характеристик изделия, произведенные по ГОСТу и по ТУ производителя, очень часто не совпадают. В таком случае лучше по возможности приобретать товар с ГОСТовской отметкой, т. к. он качественней.

Что касается геометрических параметров, в ГОСТе прописан размер стандартного прямоугольного изделия 230х113х65 мм, и это считается оптимальным материалом для строительства кирпичных сооружений. Но сегодня допустимы и другие размерные характеристики, поэтому рынок заполнен разнообразной продукцией от разных производителей.

Масса изделий также имеет различные показатели, и колеблется в диапазоне от 2,8 кг до 4,5 кг, при допустимой массе по ГОСТу – 3,7 кг. При закупке не стоит забывать об этом, т. к. от массы зависит теплопроводность материала. Для сохранения тепла в помещении нужно выбирать материал с большей массой, потому что маленький вес увеличивает его теплопроводность.

От количественного содержания в составе строительного материала оксида алюминия зависит устойчивость к влиянию химических веществ, щелочей и высокой температуры. Содержание этого элемента в составе влияет на структуру материала, делая его пористым. А пористый кирпич нагревается достаточно долго, но и остывает дольше обычного, сохраняя полученное тепло.

В то же время с увеличением пористости снижается прочность. Поэтому стоит подбирать материал с оптимальной плотностью от 1700–1900 кг/м. Также плотность влияет на такие свойства, как: влагопоглощение, теплоизоляция, сцепление с монтажным раствором и вес шамотного кирпича.

Определить пористость кирпича можно, всего лишь подержав различные варианты в руках.

Подведя итог, можно сказать, что при выборе такого строительного материала следует брать во внимание стандарты выпуска, размеры, массу, содержание оксида алюминия и плотность.

Маркировка

Для удобства классификации и простоты в выборе этого строительного материала, была разработана маркировка, благодаря которой можно сразу определить свойства материала. Она отражает размеры изделий, температурные свойства и технические характеристики.

Наиболее популярные марки шамотного кирпича: ША, ШБ, ШАК, ШУС, ШВ, ПВ и ПБ.

На примере бруска с маркировкой ШБ 5 СЛ расшифруем данные от производителя.

Ш – буква, говорящая о принадлежности изделия к виду шамотных алюмосиликатных кирпичей;
Б – кирпич, выполненный по требованиям ГОСТа, и относящийся к классу огнеупорности Б. Существует также класс А.

Шамотный кирпич класса А выдерживает температуру до 1350 С, а класс Б – 1400 С.

Отметка о ГОСТе гарантирует соответствие строительного изделия перечню из заданных параметров: целостность, соблюдение размеров, прочность, температура эксплуатации.

Если на этом месте находится цифра, без присутствия буквы после Ш, значит, что шамотный кирпич был произведен по ТУ производителя.

Сама цифра означает геометрические параметры, указанные в таблице ниже. Т. е. наш пример соответствует размерам 230х114х65 мм.

СЛ – указывает на производителя изделия. СЛ здесь – Сухоложский огнеупорный завод, а БГ – Богдановичский.

Есть и более глубокая классификация внутри каждой марки: по форме, размеру, теплопроводности.

Таблица с распространенными видами шамотных кирпичей, согласно ГОСТу 8691-73:

Кроме стандартной прямоугольной формы кирпича шамотного, существует еще трапециевидная и клиновая.

Область применения

Благодаря своей стойкости к температурным перепадам и воздействию щелочей и химических веществ, шамотный кирпич имеет широкую область применения. Он используется на промышленных предприятиях в установках, выделяющих во время горения активные химические вещества: доменные печи, котлы, топливные камеры.

Раствор, используемый при создании тепловых устройств, тоже имеет большое значение. Обычно для смешивания используют те же составляющие, что применяются в производстве кирпича. Это придает печи высокий уровень термоустойчивости.

Чтобы уложить кирпич шамотный марки ШБ–5 или ШБ–8 используется огнеупорная глина с толченым кирпичом в составе. Полученный раствор называется «Мертель» или «шамотная глина».

Перед закладкой печного оборудования следует рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого показателя зависит ширина монтажного шва между шамотными кирпичами. Чем больше рабочая температура, тем тоньше кладочный слой. Порой он не превышает 1 мм. Такая работа требует высокого уровня мастерства от исполнителя, и хорошего качества приготовленного раствора.

Вследствие этого увеличивается расход и стоимость необходимых материалов, и выбирать нужно марки изделия с более высокой устойчивостью к огню.

Несмотря на все преимущества, существуют нюансы, ограничивающие применение шамотного кирпича (отрицательные моменты):

• гигроскопичность – способность впитывать влагу. Это качество снижает прочность изделия при нагревании и увеличивает его вес.
• Низкая устойчивость к замерзанию. Лучше всего низкие температуры выдерживает шамотный кирпич марки ШБ–5, ШБ–45, ШБ–94. Не подойдет для бытовых печей ШБ–8, т. к. при непостоянной работе печь, остывая, начинает крошиться.
• Большая плотность изделий. Такой материал трудно режется, если нужно изменить изначальные размеры.
• Высокая стоимость, длительное время прогревания и необходимость в приготовлении специальной монтажной смеси.