Шамотный кирпич: особенности, разновидности и тонкости использования

При строительстве печи или камина в доме на первый план встает необходимость использования материалов, стойких к огню. Именно поэтому большая часть покупателей делает свой выбор в пользу шамотного кирпича. Этот строительный материал может выдерживать экстремально высокие температуры и непосредственное длительное воздействие пламени. Примечательно, что шамот не деформируется и не рассыпается даже при продолжительном нагревании.

Шамотный кирпич характеризуется весьма нехитрым составом, в его основе – измельченный высушенный шамотный порошок, концентрация которого составляет 65-70%. Это вещество производят из простой белой глины, которая подвергается очистке и продолжительному обжигу, благодаря чему проявляет выраженные огнеупорные характеристики. Дополнительно в сырье вводятся коксовые, а также графитовые наполнители и зерна крупнофракционного кварца. Исходные компоненты тщательно перемешиваются, затем формуются и отправляются на обжиг и опрессовку.

Именно особенности обжига и определяют базовые эксплуатационные параметры материала. Длительность запекания материала имеет огромное значение. Так, если сырье передержать в термопечи, то на его поверхности появляется стекловидная пленка. Она довольно прочная и придает материалу особую стойкость к механическим повреждениям, но огнеупорность в то же время падает.

Производство шамотного кирпича регламентируется действующими стандартами, при этом его размеры и масса зачастую могут существенно различаться: от 2.5 и до 6 кг, а параметры бывают 230х111х65 мм, а также 300х150х65 и 250х123х65 мм. Помимо этого, изделия различаются особенностями плотности и пористости структуры.

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.

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.

Шамотный кирпич повсеместно используется в промышленности, а также часто применяется для строительства топливных камер разных типов и технологических котлов. Именно в них сжигается каменный уголь.

Материал также распространен в быту, здесь он нашел свое применение для возведения каминных топок, кухонных очагов и дровяных печей. Для дымовых труб специалисты также рекомендуют брать именно огнестойкие шамотные блоки, они могут выдержать не только раскаленный воздух, но и неблагоприятные виды атмосферных воздействий.

Вокруг особенностей материала ходит немало слухов и мифов. Бытует мнение, что при нагревании он начинает выделять вредные компоненты и даже радиацию. Специалисты полностью опровергают все эти теории. Причем если последнее утверждение еще в принципе возможно в теории (в случае, если кирпич произведен из глины, добытой в местности, подвергнутой радиационному заражению), то в первое поверить невозможно. Вероятнее всего, причина появления таких слухов состоит в следующем: некоторые виды огнестойких материалов и вправду при воздействии горячего воздуха начинают выделять токсичные вещества. Однако к шамотному блоку это никак не относится, поскольку он изначально создавался, как материал для бытового использования.

Кирпич из шамота различается по ряду оснований:

• по формовке;
• по виду уже готового изделия;
• по пористости.

В зависимости от варианта формирования сырья, выделяют несколько разновидностей шамотного кирпича:

• формованный полусухим методом;
• расплавленный;
• термопластичный прессованный;
• литой;
• горячепрессованный.

По типу кирпича различают фасонный, фигурный, клиновой, а также арочный и трапецеидальный виды. Наиболее популярным принято считать шамот в форме прямоугольника, а вот при монтаже арочных конструкций лучше использовать клиновой материал. В зависимости от уровня пористости, различают:

• кирпич повышенной плотности – с показателями зернистости не выше 3%;
• высокоплотный – в таком случае зернистость дифференцируется от 3 до 10%;
• плотный – с параметром пористости от 10 до 16%;
• огнеупорный уплотненный – с параметром пористости на уровне примерно 16-20%;
• среднеплотный – отличается зернистостью на уровне 20-30%;
• высокопористый – в данном случае показатель зернистости соответствует 30-45%;
• легковесный – с повышенными параметрами зернистости 45-85%;
• ультралегковесный – в данном случае зернистость превышает 85%.

Отдельно нужно остановиться на таком варианте шамотных кирпичей, как довольно популярные легковесные изделия. Эти кирпичи обычно используют вместо утеплителя. Они состоят из специальной жирной глины, а также торфа, стружек или опилок и некоторых других органических компонентов. В процессе термической обработки они полностью выгорают, оставляя вместо себя поры самых различных размеров. В результате такой технологии получается пористый материал с высокой энергоэффективностью.

Легковесные кирпичи выполнены целиком из органических веществ, поэтому считаются экологически безопасными, они не выделяют вредных и токсичных веществ, а потому являются пригодными для использования в жилых помещениях. Кстати, особая структура никак не влияет на термостойкость материала: легковесный кирпич может выдержать даже экстремально повышенные воздействия до 1800°C.

Легковесный кирпич, как правило, используется для формирования слоя теплоизоляции при оборудовании электрических печей, а также выпарных установок и нагревателей. Довольно часто его приобретают для облицовки котлов теплообмена и паропроводов. При этом подобная защита позволяет значительно снизить тепловые потери (на 25-75%) и тем самым уменьшить габариты тепловых приборов. Специалисты отмечают, что если взять шамотные материалы для облицовки печей, то период нагревания и остывания уменьшится в 5 раз, при этом все расходы на обогрев сократятся на 10-15% в беспрерывно функционирующих печах и на 45% в тех, которые работают время от времени.

Все шамотные изделия в России подлежат обязательной маркировке, которая наносится на одну из сторон кирпича. Обычно производители составляют ее из нескольких букв и цифр, при этом общее количество знаков варьируется от 5 до 47. Знаки в маркировке означают химико-физические особенности материала. Обычно можно увидеть следующие обозначения.

• ША/ШБ/ШАК – под этим обозначением идут кирпичи общего предназначения, которые имеют исключительно высокие параметры прочности и способны выдерживать нагрев до 1700°C. Такие марки пользуются большой популярностью у застройщиков, потому что имеют оптимальное соотношение цена/качество.
• ШВ/ШУС – маркировка, обозначающая шамот промышленного назначения. Он характеризуется высокой теплоемкостью, поэтому оптимален при обустройстве газовых ходов теплогенераторов, а также для облицовки ограждений конвективных шахт.
• ШК – такие материалы используются при строительстве промышленного технологического оборудования для изготовления кокса.
• ШЛ – это кирпич, который характеризуется повышенной степенью пористости. Он чаще всего применяется для футеровки производственных печей и может сохранять свои эксплуатационные свойства при продолжительном действии высоких температур (до 1300°C).
• ШЦУ – представляет собой торцевые огнестойкие блоки, которые повсеместно применяют для изготовления вращающихся деталей промышленных печей.
• ПБ – представляет обычный шамот, которые повсеместно используется в быту.
• ПВ – включает изделия, нашедшие свое применение при монтаже дымоходов и внутренней части домашних каминов.

Цифры обозначают габариты кирпича в точном соответствии с действующими нормативами и стандартами. К примеру, под маркировкой ШБ-8 кроется кирпич с габаритами 250х124х65 мм, а ША-5 – это изделие с параметрами 230х114х65 мм.

Шамотный кирпич стоит довольно дорого, поэтому отнестись к его покупке нужно со всей серьезностью. Если вы приобретете некачественный материал, то рискуете попросту потерять все свои деньги. Если вы оказались в строительном магазине с хорошей репутацией, это совсем не гарантирует того, что вам предложат идеальный товар без внешних дефектов, поэтому при выборе обращайте внимание на все важные детали.

• Базовый показатель качества продукции – это ее цвет, он непременно должен быть соломенно-желтым. Если перед вами более светлые, почти белые блоки, скорее всего, вы видите перед собой недожженный в печи кирпич, который хорошо впитывает влагу и подвержен разрушению изнутри. Да и тепло в нем аккумулируется гораздо хуже, а значит, функциональность будет под большим вопросом.
• Кирпич должен иметь довольно ровное покрытие и идеальную форму. Многие полагают, что эти требования диктуются эстетической составляющей проекта, но это далеко не так. Дело в том, что при обустройстве камина или печки внутренняя поверхность должна быть гладкой, всякий рельеф, полученный вследствие сохранения остатков раствора либо вспучивания кирпича, ведет к созданию преград для потока нагретого газа. Если дефект не устранить, то начинается неравномерное распределение тепла, как следствие уровень тяги будет недостаточным, и теплоотдача сильно упадет.
• Печная кладка отличается весьма крепкой стыковкой шамотных кирпичей, малым количеством швов и плотностью заделки. Если используемый материал имеет трещины, сколы и прочие недочеты, то обеспечить надежное сцепление невозможно. В связи с этим, покупая кирпичи, обязательно выбирайте их из одной партии. В противном случае вы рискуете получить совершенно неоднородный материал, что может самым плачевным образом сказаться на эксплуатационных особенностях вашего будущего теплового элемента.

Технология возведения печей и каминов из шамотного кирпича в домашних условиях состоит из 2-х стадий:

• подготовительные работы;
• непосредственно кладка.

На стадии подготовки к работам производится разметка всех будущих углов и стен, а также изготовление необходимого сцепляющего раствора и предварительная сухая кладка. Для постоянной кладки кирпича используют специальный состав, его можно купить готовым в магазине, а можно приготовить самостоятельно. Вам потребуются огнеупорная порошкообразная глина, качественный шамотный песок, а также техническая вода.

Сначала нужно перетереть глину, затем просеять весь песок и к получившейся глиняно-песчаной смеси добавить при постоянном помешивании воду. Готовый состав оставляют на два-три дня, время от времени помешивая. Глину и песок берут в соотношении 1: 2, некоторые строители рекомендуют добавить в состав соль либо 3%-ное жидкое стекло из расчета 100 г на 10 литров воды.

При проведении укладки своими руками особое внимание уделите расшивке швов. Если она сделана неправильно, то есть шов слишком заглублен или заделан не полностью, внутрь начинают попадать капли дождя и снега (это касается уличных сооружений), а при наступлении холодов кладка растрескивается. Камин, растрескавшийся по швам, не может выполнять все свои функции в полном объеме, и теплоемкость его существенно снижается.

О том, как правильно класть шамотный кирпич своими руками, смотрите в следующем видео.