Огнеупорный кирпич: распространенные марки и их характеристики

Огнеупорный кирпич: распространенные марки и их характеристики

Огнеупорный кирпич относится к строительным материалам, которые эксплуатируются в высокотемпературных режимах.

В отличие от обычных изделий, огнеупорные способны выдерживать нагрев до 2000°С и более, не меняя своих эксплуатационных характеристик.

Высокую термоустойчивость обеспечивает природная глина, к которой добавляются различные минеральные присадки, использование которых позволяет получить требуемые свойства конечной продукции.

Чтобы получить огнеустойчивый материал, сырье (природная глина) обжигается в специальных высокотемпературных печах. Благодаря этому удаляется вся влага из глины, а смешанные с ней минеральные вещества спекаются.

В результате обработки теряется пластичность, приобретается высокая прочность и хорошие показатели термоустойчивости. В зависимости от состава используемого сырья и эксплуатационных характеристик есть разные марки огнеупорного кирпича.

Практическое применение

Учитывая устойчивость к высокотемпературному нагреву, значительным перепадам температуры, воздействию различных химических веществ, огнеупорные кирпичи получили большое практическое применение.

В основном их используют:

1. при создании печей и каминов;
2. для ограждения производственных установок, сильно разогревающихся и выделяющих химически-активные вещества;
3. при строительстве доменных печей;
4. при обустройстве отопительных котлов;
5. для создания топливных камер, прочее.

Широкому практическому применению способствуют преимущества огнеустойчивых изделий.

К основным из них относятся:

• низкие показатели теплопроводности, что позволяет хорошо сохранять тепло в элементах отопительного оборудования;
• высокая тепловая инерция – материал медленно нагревается и затем медленно остывает, постепенно отдавая тепловую энергию;
• устойчивость к различным горящим веществам: металлы, шлаки, газ, химически-активные вещества;
• большая теплоемкость, что позволяет накапливать большое количество тепловой энергии в небольшом объеме;
• на протяжении длительного времени не меняет свойств в условиях постоянной высокой температуры;
• отсутствуют деформации и изменения размеров под воздействием теплового излучения (максимальные изменения порядка 0,5%).

Классификация

Огнеупорный кирпич может отличаться своим составом и размерами, от чего зависит область его применения. Чтобы упростить выбор требуемых изделий под конкретную задачу, вводится соответствующая классификация.

По материалу

Основу смеси для огнеупорного кирпича составляет глина, в которую вводятся различные добавки. В зависимости от вида присадки, различают несколько разновидностей кирпича, особенности которых будут рассмотрены ниже.

Шамотный

Для производства этих изделий используется технология обжига специальной глины при высокотемпературных режимах.

Готовая продукция имеет зернистую основу и песочно-желтоватый оттенок. Изделия могут выдерживать нагревание до 1700°С, их показатель теплопроводности составляет 0,62 Вт/м°С.

Технология производства может несколько отличаться, поэтому кирпич шамотный огнеупорный может иметь разные значения плотности. Они варьируются в пределах от 1700 до 1900 кг/м 3 .

Есть изделия с минимальной плотностью – 300 кг/м 3 , и с максимальной — в 2100 кг/м 3 . Изделия с низкой плотностью имеют большую концентрацию пор, что способствует сильному водопоглощению – до 25%, у материала высокой плотности показатель поглощения влаги находится в пределах 5…6%.

Графитовый

Эти изделия производятся из графита с применением различных примесей. Отличительной особенностью является возможность выдерживать нагрев в пределах 2500…2700°С (в кислородной среде выдерживает только +300°С, поскольку выгорает).

Стройматериал устойчив к различным органическим растворителям, кислотам, щелочам. Широко используется при строительстве доменных печей.

Доломитовый

Производятся из природного минерала доломита, к которому, в качестве связывающего вещества, может добавляться жидкое стекло и другие присадки, обеспечивающие требуемые эксплуатационные свойства.

Максимальный нагрев, который способны выдерживать доломитовые огнеупорные материалы, составляет 1500…1600°С. Под нагрузкой деформация материала начинается с 1500°С.

Кварцевый

Для производства этих огнеупорных стройматериалов используется кварцевый песок или песчаник, концентрация глины минимальная – нужна как связывающее вещество.

Они способны выдерживать температуру в 1600…1750°С, при условии, что поверхность соприкасается только с отрытым огнем или чистым расплавленным металлом.

Наличие кислот, щелочей или оксидов металла приведут к разрушению. Широко используется как печной огнеупорный кирпич для сооружения печей для выплавки стали.

Корундовый

Основу этих изделий составляет материал корунд (содержание Al₂O₃ 90%). Стройматериал способен выдерживать нагревание до 1800°С, под нагрузкой деформации начинают наблюдаться при Т=1550…1600°С. Он устойчив к кислотной и шлаковой коррозии, отличается хорошей кислотной стабильностью.

Хромистый

Для производства этого типа огнеустойчивых изделий используется хромистый железняк. Он способен выдерживать нагрев до 1600°С, деформация при нагрузке начинает наблюдаться при Т=1300…1450°С.

Чтобы достичь высокой огнеупорности, к материалу могут добавляться присадки магнезита. В основном кирпичи используют для выкладывания топок и сводов в кузнечных печах.

Циркониевый

Изделия характеризуются устойчивостью к высоким температурам – до 2500°С включительно.

Отсутствует коррозия при воздействии основных и кислых шлаков, что позволяет их активно использовать для производства тиглей, в которых выполняется плавка цветных металлов.

Форма и габаритные размеры

Согласно ГОСТ, эти огнеупорные стройматериалы выпускаются в прямоугольной форме, размеры огнеупорного кирпича составляют 230х113х65 мм. Также встречаются изделия с трапециевидной и клиновой формой, а также с размерами 250х124х65 мм, 300х150х65 мм.

Масса согласно ГОСТ составляет 3,7 кг, в продаже также доступны изделия с весом от 2,8 до 4,5 кг. Чем выше вес огнеупорных кирпичей, тем дольше они могут сохранять накапливаемое тепло.

Маркировка

Согласно ГОСТ, для определения области применения огнеустойчивых стройматериалов используется буквенная маркировка:

• ША, ШБ – продукция общего предназначения;
• ШКУ – ковшовые изделия;
• ШПД – доменный кирпич для горнов;
• ШЦУ – используется в качестве облицовочного материала каминов и печей.

Особенности использования

Высокие показатели огнеустойчивости печей и каминов во многом зависят от правильного выбора растворов, используемых при кладке огнеупорного кирпича. Обычно рекомендуется использовать те смеси, которые в своем составе имеют те же компоненты, что использовались в производстве кирпича.

Перед тем, как производить кладку, важно рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого зависит толщина монтажного шва. Чем выше нагрев конструкции, тем его толщина должна быть меньше.

Заключение

Огнеустойчивые кирпичи являются оптимальным стройматериалом, когда выполняется сооружение конструкций, эксплуатируемых в условиях высокотемпературных режимов и открытого пламени.

Большой выбор изделий этого типа позволяет создавать конструкции не только разные по форме, а и по своим эксплуатационным характеристикам.

Применение только природных материалов для производства кирпичей обеспечивает безопасность людей, которые будут использовать сооружаемые конструкции.

Жаропрочный кирпич

Популярность приобретает строительство своими руками мангалов, печей или бань. В таких случаях пригодиться огнеупорный кирпич. Необходимо разбираться в базовых характеристиках материала и с техническими особенностями перед строительством. Основа изделия — шамот, который придает стойкость и прочность, при этом сам кирпич легкий. Существует широкое разнообразие блоков, которые отличаются своими функциями и свойствами.

Что собой представляет?

Жаростойкий кирпич являет собой искусственный материал, который необходим для постройки изоляторов под огонь. Иными словами, это кирпичное изделие, который добавляет в себя огнеупорные свойства. Состоит из шамотного порошка. В результате придаются материалу характеристики прочности и стойкости. Внешне изделие выглядит как кирпичный блок с зернистой основой, желто-песочного окраса.

Характеристики и свойства

Марка и размер

Распространенной формой для кирпичного блока считается прямоугольная. Распространенные марки и размеры такого кирпича представлены в таблице:

Шамотным изделием проводится отделка топочной камеры печей, каминов или мангалов. Клиновидная форма имеет свои параметры размеров и маркировку, а именно:

Вернуться к оглавлению

Свойства блока

• Жаростойкость к температурам с сохранением прежних характеристик блока.
• Сравнительно малый вес — 1 штука в среднем весит 3,5 кг.
• Возможность быстро нагреваться и медленно остывать.
• Огнеупорный кирпич высокопрочный и не боится механического воздействия.
• Теплоемкость достаточная для сохранения теплоты.
• Возможность противостоять шлаками и металлам.
• Неизменный объем при строительстве.
• Маленький уровень теплопроводности.

Виды изделия

Стандартная разновидность и различия представлены в таблице:

Вернуться к оглавлению

Применение огнеупорного кирпича

Из такого материала можно строить камины.

Технические характеристики предоставляют возможность применять огнеупорный кирпич в бытовом строительстве, особенно легковесы. В химической и металлургической промышленности из шамотного кирпича строят котлы, топливные камеры или разнообразные установки. Полукруглый клиновидный кирпич используют при необходимости сделать арочный котел. Печки возводят, если клиновой блок будет жаропрочный. Применение зависит от выбранной марки, а именно:

• ШКУ — магнезитовый кирпич, который используют при возведении сталеразливочных ковшей.
• ШПД применяют для печной стройки.
• ШАВ подходит для горнов и чугунных строений.
• ША и ШБ используют для бытового строительства. ША-5 применяют к каминам, для печей или дымоходов.

Любая маркировка огнеупорного кирпича требует кладки с помощью специальной смеси. В кладочные материалы добавляют глину и кирпичный порошок.

Требования и состав

Производство

Материал изготавливается из глины, обработанной специальным образом.

Во время процесса изготовления кирпичи и плиты приобретают огнеупорные свойства. Есть значимое различие производства обычного блока и жаростойкого. А также процесс зависит от главного компонента кирпича. Шамотный кирпич изготовляется следующим образом:

1. Подготавливают глину. По специфической технологии обжигают сырье.
2. Готовые глиняные бруски нагревают до 1500 °C в специальных печах.

Химический состав

В зависимости от используемых веществ при изготовлении блоков можно определить их следующее отличие:

• Кислые. Группа называется из-за стойкости блоков к кислой среде. Представлена кварцевыми и глинистыми камнями.
• Основные. Это магнезитовые блоки, способные контактировать со щелочной средой.
• Нейтральные. В группу входит огнестойкий углеродный блок. Способны быть устойчивыми к кислой и щелочной среде.

Общие требования

К жаростойким материалам предъявляют много требований. Легковесный блок не должен размягчаться, оплавляться, деформироваться и растрескиваться в условиях высоких температур. Изделия должны сохранять постоянство объема, так как изменения приведут к разрушению кладки. Кирпич пользуется спросом при стойкости к разрушающей силе шлаков и воды. Разные игровые автоматы с выводом денег на карту доступны для разных ставок. Об этом пишет автор статьи "Игровые автоматы с выводом денег". Ознакомьтесь и получайте только проверенную информацию от бывалых игроков. Никогда не спешите вносить какие-то депозиты раньше времени. Изучайте рынок и делайте выводы. Производитель должен учитывать размер, который соответствует стандартам или чертежам заказчика. В структуре не должны прослеживаться трещины, разломы или пустот, в противном случае изделие считается как неликвид. Для обустройства топочной камеры не рекомендуется использовать неликвиды. Кладка огнеупорного кирпича делается прямой методикой. Другими особенностями возведения обладают арочные строения. Для возведения печей и каминов на улице рекомендуется использовать красный огнеупорный кирпич.

Важные характеристики огнеупорных кирпичей

Наличие в продаже большого ассортимента отопительного оборудования не уменьшает привязанностей к добротно сделанным, привычным для всех печам. Умение складывать печь раньше передавалось из уст в уста.

Сейчас возможностей для обучения больше. Помимо кладки, мастер должен знать, как правильно выбрать и использовать материал.

Для возведения печи подходит не всякий, а только огнеупорный кирпич, имеющий особые характеристики. Ошибка, невнимательность при покупке могут свести всю работу насмарку.

Производство

Для производства многих строительных материалов с огнеупорными характеристиками используются глина – неорганическое ископаемое из горных осадочных пород. Глиняное сырье разнообразно. Оно представляет собой смесь:

• солей кремниевой кислоты (силикатов);
• оксидов кремния, алюминия;
• воды из подземных источников.

В осадочных породах присутствуют примеси окрашенных компонентов, присущих каждой местности.

При производстве огнеупора сырье обязательно обжигают при высоких температурах. В результате вся влага испаряется, минеральные компоненты спекаются. Продукт теряет пластичность, превращается в особо плотный камень с огнеупорными характеристиками.

Последующие стадии технологического процесса включают измельчение сырья; внесение добавок: графита, крупного коксового или кварцевого порошков; добавление небольших количеств воды (не более 10 %) до стадии образования требуемой консистенции.

Полученную массу погружают в бункер, из которого она поступает в дозатор. Сделанный из порции минеральной массы кирпич подвергают прессованию и обжигу.

Представленная технологическая схема широко распространена, хорошо отработана. Все характеристики, включая вес огнеупорного кирпича, полученного таким методом, стабилен, соответствует требованиям ГОСТ.

Свойства

Огнеупорные свойства бывают: обычными (1580 – 1770 ℃), высокими (1700 – 2000 ℃), высшими (более 2000 ℃).

По объемной доле полостей изделия подразделяются на несколько групп:

• особо плотная продукция имеет пористость менее 3 %;
• высокоплотная – 3 – 10%;
• плотная – 10 – 20 %;
• обычная — 20 – 30 %;
• легковесная и теплоизоляционная – 45 – 85 %.

По виду сырья и характеристикам, особенностям применения жаропрочный кирпич принято подразделять на несколько видов.

Основной (основный) огнеупорный кирпич содержит карбонаты кальция и магния, его применяют для отделки сталеплавильных печей. Он обладает максимальной прочностью и теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами.

Характеристики создают идеальные условия для выплавки бессемеровской стали. Есть и другие виды огнеупорных кирпичей со специфическими характеристиками.

Виды огнеупоров

Углеродистый кирпич отличается составом от остальной огнеупорной продукции. Его основу составляют графит или кокс, содержание которых приближается к 92 %. Углеродистая кирпичная продукция имеет узкое предназначение. Из нее делают доменные печи.

Кварцевый кирпич делают из смеси кварца с песчаником. Главное достоинство состоит в большой плотности. Из кварцевой продукции получаются надежные дымоходы, стенки каминов, некоторые виды печей.

Материал химически нестабилен; может вступать в реакции с кислотными, щелочными веществами; оксидами металлов.

Динасовый огнеупорный кирпич на 94 % состоит из оксида кремния, хорошо сохраняет прочность при высоких температурах, достигающих 1690 ℃. Материал, в соответствии с характеристиками, идеально подходит для печей мартенов, регенераторов.

Полукислый кирпич относится к шамотным. Его состав представлен в основном оксидами алюминия и кремния. Материал можно нагревать в печи до 1670 ℃. Он хорошо переносит механические нагрузки; имеет большое количество пор (до 30 %), меньшую, чем у других огнеупоров плотность.

Изделия с преобладающим (62 %) содержанием оксида алюминия называют муллитовыми. Если массовая доля окисла алюминия (глинозема) превышает 90 %, то изделия называют корундовыми.

Высокоглиноземистые кирпичи применяют для кладки футеровок при строительстве металлургических предприятий.

Глиноземный кирпич, который часто называют просто шамотным, нашел самую широкую область применения. Он содержит большую концентрацию глины (шамота), способен выдерживать температуру до 1400 ℃.

Хорошо переносит перепады температур, инертен к действию щелочных компонентов. Шамотную продукцию из глинозема используют повсеместно в быту и промышленности, благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам.

Шамотная продукция

Специальное глиняное сырье, необходимое для производства шамотного кирпича, добывают открытыми способами. Разработки не требуют больших финансовых вложений.

Энергетические затраты на изготовление продукции умеренные, чему способствует хорошо отработанная технология.

В результате шамотный кирпич имеет вполне доступную для основной части населения цену. Именно этот вид огнеупорной продукции чаще всего используют для кладки печей в частных домостроениях.

Технологию реализуют с некоторыми особенностями. Поэтому продукция имеет широкий диапазон значений плотности. Средние значения варьируются от 1700 кг/м 3 до 1900 кг/м 3 . Есть изделия с минимумом плотности 300 кг/м3 и максимумом 2100 кг/м 3 .

Обычные огнеупорные кирпичи из шамота выдерживают температуру от +1250 ℃ до +1690 ℃. Существует огнеупорный кирпич из шамота, в характеристиках которого указана максимальная температура 1800 ℃. Такие изделия применяется на промышленных объектах.

Применение огнеупорного кирпича из шамота

Огнеупорный кирпич представляет собой искусственный камень, главная особенность которого заключается в долговечности и устойчивости к высоким температурам. Он широко используется для отделки промышленных тепловых сводов, дымовых труб, облицовки печей. Без каких-либо последствий шамот способен выдерживать до 1800°C. Огнеупоры отлично справляются с изоляцией огня и сохранением тепла.

Шамотный кирпич производят, применяя технологию обжига тугоплавкой глины. Процесс занимает много времени, пока внутренняя часть не получит нужные характеристики. Как правило, в состав входит оксид алюминия, который выдерживает продолжительный нагрев до 1000°C, не теряя прочности. Он невосприимчив к коррозии и при нагревании не выделяет опасных для человека токсичных веществ.

Рассмотрим подробнее, что такое шамотный кирпич. Специалисты в зависимости от сферы применения классифицируют разновидности строительного материала следующим образом:

1. Углеродистый. Применяется кирпич из прессованного кокса или графита для специальной отделки печей, используемых для плавления стали; стенок и днища литейных ковшей для транспортировки и разливки стали и чугуна; облицовки доменных печей, в которых осуществляют выплавку чугуна из железной руды.

2. Основной. Используется в строительстве цехов и печей в такой отрасли металлургии, как тяжелая промышленность.

3. Кварцевый. Состоит либо из чистого кварца, либо из песчаника, в который добавлено небольшое количество глины. Применяется для облицовки стенок, которые соприкасаются с металлической поверхностью или же пламенем. Строители часто выбирают его для возведения сводов отражательных печей. От обыкновенных блоков отличить его очень просто: он изготовлен из однородного вещества, и в нем отсутствуют полости.

4. Шамотный. В составе этого стройматериала преобладает глина. Блок имеет способность отлично сопротивляться воздействию щелочей и выдерживать резкие изменения температур.

Стоимость материала зависит от сферы его использования. Углеродистый и основной виды кирпича применяются в промышленном производстве, поскольку лишь они способны выдержать на себе действие агрессивных химических соединений. Для строительства печи, бани или облицовки камина своими руками специалисты рекомендуют выбирать кварцевый кирпич и шамот.

Производство различных видов огнеупорного кирпича маркируется буквой “Ш” (шамот). Структура – зернистая, цвет – светло желтый. По форме бывает: прямой, торцевой и ребровой. От марки зависят такие технические характеристики кирпича, как размеры, вес и форма блока:

Особенности приготовления раствора и кладки

Конструкции из огнеупорного кирпича, эксплуатация которых происходит в условиях высоких температурных режимов, строятся на специальном огнеупорном составе. До монтажа блоки хранят на складе, защищая от влаги. Перед началом бракованный кирпич, имеющий трещины, отколотые углы и ребра, убирается, а также тот, который имеет большие погрешности в размерах.

Масса для кладки готовится на основе чистой воды, не содержащей примесей и с минимальным количеством солей. Исходить следует из расчета: на 100 шамотных кирпичей берется 40 кг готовой покупной смеси или 3 ведра собственноручно сделанного состава. Жидкости необходимо ровно столько, чтобы он приобрел консистенцию густой сметаны. С помощь строительного миксера мешать раствор необходимо около 5 минут.

Также смешать состав для монтажа шамотного кирпича-огнеупора можно своими руками. Такая смесь, замешанная на огнеупорной глине и шамотном песке, дает более прочную кладку, чем на мертеле. Белая каолиновая глина (или голубая кембрийская) и песок берутся в пропорциях 1:2. Глину рекомендуется замочить, полностью покрыв ее водой. Нужно следить за тем, чтобы вода полностью покрыла природный материал. Периодически раствор нужно перемешивать. Затем глину перетирают через сито, ячейки которого не должны быть больше 3×3 мм. К ней и добавляется шамотный песок.

Во время кладки шамотный кирпич тщательно подбирается и подгоняется друг к другу. Величину зазора между ними измеряют специальным инструментом – щупом. Если требуется, кирпичи притирают и насухо укладывают. Затем, используя традиционную технику монтажа обычного блока, повторяют процесс на растворе.

Главное правило для монтажа огнеупоров: соблюдение толщины шва. Категории кладки: 1-я – до 1 мм, 2-я – 2-х, 3-я – 3-х, 4-я – более 3 мм. Также существует кладка 0,5 мм. Специалисты принимают ее вне категорий, поскольку она требует высокого уровня ответственности.

В таблице приведены цены на шамотный кирпич различных марок и производители, у которых можно его купить.