Как сделать огнеупорный кирпич своими руками

Для постройки печи в доме или в бане подходит не каждый вид камня. Печи поддаются высокому перепаду температур, которые может выдержать только специальный материал. К тому же, печка должна не только отдавать тепло, но и аккумулировать его – это снизит расход топлива и увеличит КПД.

Кирпич

  • © Harvey Indusries, Inc

  • © OrtnerЭлементы из шамота помогают печи лучше и равномернее накапливать тепло

  • © Печной центр «КАМИ»Выбор кирпича – очень ответственный и важный этап возведения печи

  • © OrtnerСпособность печи Ortner эффективно накапливать тепло достигается за счет облицовки шамотными плитами и дымооборота из того же материала

Этот материал может быть получен двумя способами: с помощью пластического формования и полусухим прессованием. При пластическом формовании предварительно подготовленную массу, состоящую из глины и различных добавок, механически продавливают через специальное устройство, придающее ей форму длинного бруска с нормированным сечением. Затем брусок разрезают (в соответствии с заданным размерным модулем) на части, которые после обжига собственно и становятся кирпичом. В результате обжига (8–15 часов при температуре 900–1150°С) кирпич приобретает прочность, матовую поверхность, розовый цвет и становится водостойким.

Во втором случае используются глина и примеси в виде порошка с добавлением минимального количества воды. Эта смесь подвергается прессованию, после которого она приобретает форму кирпича и в таком виде отправляется на обжиг.

Производители кирпича кроме основного модуля-кирпича выпускают и множество фасонных деталей, позволяющих выполнить кладку печи любой формы, конструкции и стиля. Во внешних частях каминов и печей, не подверженных воздействию высоких температур, применяют облицовочный кирпич.

Согласно мнению специалистов, для устройства элементов печей и каминов предпочтителен полнотелый кирпич пластического формования, поскольку он лучше держит температуру. Что касается самой топки, то ее рекомендуется выполнять из огнеупорного или шамотного кирпича, который при этом должен быть полномерным, хорошо обожженным, без трещин, плотным, с плоскими гранями и прямыми углами.

Исходное сырье для производства шамотных огнеупоров

Шамот делают из глины (рис.2.1), в составе которой имеются высокодисперсные гидроалюмосиликаты. Из данной глины формируют куски любой формы или прессованные брикеты и обжигают в специальных печах, нагретых до очень высокой температуры[6].

Рецептур изготовления шамотной массы существует много. В некоторые составы добавляют больше обожженного порошка, другие состоят из порошка крупного помола, в одной массе больше воды и т.д[6].

Также шамот различается по длительности и высоте температуры обжига. В итоге из печей выходят массы различных цветов и фактуры[4].

Огнеупорная глина состоит из множества химических элементов:

Кварц (SiО2);

Алюмооксидная керамика (Аl2О3);

Оксид кальция (СаО);

Оксид калия (К2О);

Оксид магния (MgО);

Оксид натрия (Nа2О),

Оксид железа (Fе2О3)[4].

Рисунок 2.1 — Шамотная глина

Разновидности

Самым популярным в области строительстве считается кирпич общего назначения. В области промышленности он задействуется при кладке печей, где в качестве топлива применяется нефть, горючий газ, пылевидные смеси. Также шамотный кирпич зарекомендовал себя с положительной стороны в быту. Здесь его применяют при возведении топок и каминов разнообразной конструкции. Для огнеупорного кирпича свойственны точные габариты.

Размер печного кирпича, а так же другие данные строительного материала можно прочитать в данной статье.

Входящие в состав кирпича элементы и свойства этого изделия регламентированы ГОСТ 390-96. если сравнивать ШБ и ША, то для первого варианта характерно наличие в составе оксида алюминия в большом количестве. Этот компонент содержится в количестве 30%. Благодаря этому он способен не разрушаться под влиянием температурного режима не менее 1690 градусов.

О том как приготовить раствор для кладки кирпича можно прочитать здесь в статье.

Если рассматривать кирпич ШБ, то у него сопротивляемость влиянию от прямого пламени немного ниже и составляет только 1650 градусов. Но вот другие свойства: прочность на растяжение, температурные показатели размягчения и пористость аналогичны значениям ША. 

Еще для маркировки шамотного кирпича применяют цифры. Они говорят о размере изделия. Все они внесены в таблицу ГОСТ 8691-73. Принятые стандартом габариты представленного материала ШБ-8 составляют 250х124х65 мм. Благодаря этому удается просто и легко определить нужный объем материала для строительства камина и прочих отопительных конструкций.

Читайте также:  Изоспан В: как монтировать и какой стороной к утеплителю

Стоимость жёлтого полуторного облицовочного кирпича отражена в данной статье.

Если необходимо возводить промышленные здания, которые используют для превращения энергии сгорания топлива, то стоит применять материал с большим количеством оксида алюминия. Благодаря этому удается добиться надежной защиты различных конструкций. В области промышленности используют кирпич ША-5, габариты у которого 230х114х65 мм.

Для точного исчисления общей массы красного полнотелого кирпича в 1 м-3 стоит прочесть данную статью.

Материал больших размеров применяют в том случае, когда нужно уменьшить трудоемкости сооружения печей производственного характера, а также снизить затраты на строительство. Огнеупорный кирпич ША-8 обладает габаритами 250х124х65 мм. Благодаря этому удается сооружать установки промышленного характера в течение непродолжительного времени.

Марки ША и ШБ активно задействуют в области частного строительства и в промышленности. Если говорить об изделии ША-5, то его целесообразно применять для возведения каминов, печей. Он по сравнению с другими изделиями не поддается негативному воздействию окружающей среды. Это позволяет применять его для строительства дымохода и топливника. 

Очень важно помнить, что процесс кладки осуществляется специальным раствором. Его состав должен предполагать наличие огнеупорной глины и толченый кирпич

Толщина слоя различная для определенных температурных нагрузок. Чем выше этот показатель, тем тоньше слой. Кирпич ША и ШБ может применяться в химической, металлургической и происходит в отраслях промышленности при возведении различных топливных установок.

В статье описано какой конкретно кирпич нужен для кладки печи.

Чем меньше этот показатель, тем выше прочностные характеристики огнеупорного материала. Масса шамотного кирпича определяется его габаритами и особенностями состава. Такая величина может достигать 2,4-6 кг.

Шамотный кирпич – это уникальный строительный материл, применять который можно при сооружении топливных конструкций, где имеет место постоянный контакт с огнем. Размеры и технологические характеристики этого материала регламентированы ГОСТом и зависят от вида кирпича и входящих компонентов.

Как выбрать шамотный кирпич?

Огнеупорный шамотный кирпич – это продукция, которая используется в особых конструкциях. Приобретая такой материал, нужно знать – на чем концентрировать внимание:

  1. Внешний вид. Готовый кирпич должен иметь равномерный окрас. Трещины, сколы не допускаются. Кирпич должен обладать шероховатой фактурой – наличие стекловидной пленки говорит о том, что материал будет иметь пониженную адгезию.
  2. Звук. При простукивании шамотный кирпич издает чистый металлический звук. Глухая вибрация говорит о наличии внутренних трещин.
  3. Крепость. При сильном ударе кирпич не должен рассыпаться – он раскалывается на несколько крупных кусков. Если он распадается на мелкие части, значит, его правильно не обожгли. У расколотого кирпича внешняя сторона должна иметь более насыщенный цвет, чем внутренняя. Если сердцевина темнее – изделие пережгли.

Любой огнестойкий кирпич подвергается маркировке. По ней легко расшифровать характеристики и назначение материала. Первой указывается буква Ш – шамотный. Следующая буква – зачастую А или Б. Их наличие говорит о том, что изделие допустимо употреблять для кладок всех видов печей. Марки кирпича:

  1. Марка ША имеет большую концентрацию оксида алюминия (30%), огнеупорность до 1690°С.
  2. Марка ШБ имеет содержание оксида алюминия 28%, огнеупорность до 1650°С.
  3. Марка ШЛ – легкий огнеупор, его активно используют для выкладывания зон, не контактирующих с прямым пламенем.

Есть и менее распространенные марки:

  1. ШКУ – материал применяется в разливочных ковшах.
  2. ШПД – огнеупоры для доменных печей.
  3. ШАВ – ваграночный огнеупор.
  4. ШЦУ – блоки актуальны во вращающихся обжиговых печах.

Не стоит сомневаться, приобретая огнеупорный шамотный кирпич, что это изделие высокого качества, его размеры должны находиться в пределах допуска. Их можно узнать по цифрам в конце маркировки. Зачастую встречается такой шамотный кирпич (мм):

  • ШБ-5 – 230х114х65;
  • ШБ-6 – 230х114х40;
  • ШБ-8 – 250х124х 65;
  • ША-5 – 230х114х65;
  • ША-6 – 230х114х60;
  • ША-8 – 250х124х65;
  • ША-9 – 300х150х65.

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.

Читайте также:  Керамогранит против керамической плитки для напольного отопления

Тот же ГОСТ допускает отклонения размеров от стандартных в пределах:

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

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.

Размеры и маркировка огнеупорного кирпича

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

Марки

Кроме разновидности строительных материалов нужно обращать внимание и на их марки. Основные характеристики – это марка по плотности и по морозостойкости.

Марка по плотности показывает прочность материала. Если печь находится в доме или в бане, подойдет кирпич с маркой плотности 200-250. Показатель выше совершенно не нужен, так как тогда растопка будет занимать слишком много времени.

Морозостойкость нужно учитывать при возведении печной трубы, а также если вы строите уличную печь для барбекю. Марка по морозостойкости показывает, как камень поглощает и отдает влагу. Для труб и уличных построек нужно выбирать наиболее морозостойкие марки.

Самые распространенные производители

Марки

В России и в ближнем зарубежье кирпич производит множество заводов. Наиболее распространены для кладки печей следующие виды:

Читайте также:  Коэффициент теплопроводности плит из пенополистирола

«Боровичи». Производятся на одноименном заводе в Нижнем Новгороде. Морозостойкость высокая, плотность 250.

«Витебский цех». Производят в Беларуси. Плотность 200, а вот морозостойкость весьма низкая. Им можно выкладывать печи внутри помещения, для труб такой камень не подходит.

«Шамотный». Выпускается различными предприятиями, например, Белокаменским заводом на Украине, Сухоложским заводом в Перми. Рекомендуется использовать в строительстве тех частей печи, которые непосредственно касаются пламени.

Другие виды бетонов, стойких к огню

В производстве легких ячеистых/поризованных бетонов используются те же вяжущие, но пористые заполнители или пенообразователи, которые уменьшают вес.

Легкие поризованные бетоны

Тут в качестве заполнителя используют разного типа пористые материалы, способные выдерживать влияние температуры до +1000С: вулканический туф, вспученный перлит, керамзит. Легкие бетоны соответствуют маркам D300-1800.

Другие виды бетонов, стойких к огню

Классификация поризованных бетонов по сфере эксплуатации:

  • Конструкционные – с плотностью 1400-1800 кг/м3, прочностью минимум М50, любой теплопроводностью.
  • Теплоизоляционные – с плотностью максимум 500 кг/м3, прочностью в диапазоне М14-М25, теплопроводностью максимум Вт/м*К.
  • Теплоизоляционно-конструкционные – прочность минимум М35, теплопроводность в пределах – Вт/м*К, плотность равна 500-800.

Легкие бетоны, приготовленные на базе портландцемента или глиноземистого цемента, демонстрируют высокий уровень огнестойкости. Если использовать керамзитовый щебень в качестве заполнителя, то морозостойкость вырастает до F25-100.

Ячеистые бетоны

Данный тип раствора применяется в теплоизоляции и в качестве жаростойкого материала. Часто ячеистые бетоны выбирают для частного строительства в виде заводских конструкций либо блоков.

Виды ячеистых бетонов:

Другие виды бетонов, стойких к огню
  • Для теплоизоляции – плотность до 500 кг/м3
  • Теплоизоляционно-конструкционные – показатель находится в диапазоне 500-900 кг/м3
  • Конструкционные – от 1000 до 1400
  • Жаростойкие – до 1200 кг/м3, могут использоваться при температуре до +800С

Данный тип бетонов может выдерживать воздействие открытого огня в течение 5-7 часов без изменения структуры. При нагревании до +400С отмечается повышение прочности материала, до +1000С – разрушение структуры.

Когда готовится жаропрочный бетон своими руками, предел огнестойкости ячеистого материала можно повысить посредством введения в состав алюмосиликатных щелочных вяжущих, металлургических шлаков, допускаются и топливные золы, известково-белитовые составы.

Максимальная температура

Условия эксплуатации каминов и бытовых печей предполагают непосредственный контакт кирпича с открытым пламенем. При этом трубы дымохода соприкасаются с очень горячими угарными газами. В связи с этим для строительства печей должны применяться материалы, которые отличаются устойчивостью к высоким температурам. Стандарты для каждой из марок кирпича определяются ГОСТами.

Наивысший показатель жаростойкости присущ различным маркам шамотного кирпича – диапазон температур составляет 1633-1730 ℃. Примечательно, что требования к другим конструктивным элементам печи также высокие. В частности, материалы для дымовых труб должны быть рассчитаны на температуру не ниже 700 ℃.

Огнеупорный раствор своими руками

При приготовлении раствора необходимо строго учитывать пропорции.

Для приготовления и укладки огнеупорного раствора будет необходим следующий набор материалов и инструментов:

  • молотая огнеупорная глина;
  • шамотный песок;
  • вода;
  • цемент;
  • соль;
  • клей;
  • ведро;
  • сито;
  • шпатель;
  • мастерок;
  • строительный уровень;
  • рейки;
  • гвозди;
  • шнур.

Воду следует добавлять понемногу, чтобы не пропустить стадию, когда раствор достигнет консистенции сметаны. Чтобы раствор для кладки шамотного кирпича был более прочным, в него необходимо добавить 100-150 гр соли на ведро готового раствора, горсть цемента или жидкого клея.

Размеры и точность геометрических форм

К изделиям огнеупорным общего назначения предъявляются достаточно жесткие требования по многим параметрам. В частности, размеры и точность форм жестко регламентируются действующим ГОСТ 8691-73, который соответствует международным стандартам серии ISO 5019 от 84 года. Для огнеупорных кирпичей разных марок предусмотрены 11 типоразмеров, с определенным соотношением длины, толщины и высоты.

  Номера изделий
1 2 3 4 5 6 6 а 7 8 9 10
Длина 230 230 230 230 230 230 230 250 250 300 345
Толщина 65 65 114 114 114 114 150 124 124 150 150
Высота 65 65 100 75 65 40 65 75 65 65 75

Предельные отклонения от размеров огнеупорного кирпича разных типов (лещадка, плитка или прямой) имеют следующие значения:

  • по длине погрешность изготовления изделия не должна превышать 5 мм;
  • по ширине – 3 мм;
  • по толщине — 1 – 2 мм.

Контроль готовых изделий по таким параметрам, как точность изготовления и соответствие формы осуществляется специальными техническими отделами предприятия. Проверки продукции производятся выборочно для партий из определенного количества кирпича методом случайной выборки.