Огнеупорный кирпич активно применяется в промышленном и частном строительстве. Он бывает четырех основных видов:
- Основный (от химического термина «основание», изготавливается из обожженных минералов);
- Углеродистый (изготавливается из каменноугольной смолы с добавлением антрацитового или коксового порошка);
- Шамотный (отличается повышенным содержанием оксида алюминия – от 28% до 45%);
- Кварцевый (производится на основе известкового молока и кварцевого порошка).
Шамотный кирпич больше всего интересен, поскольку обладает устойчивостью не только к действительно высоким температурам (до 1730 градусов), но и к различным химическим веществам, включая щелочи и кислоты.
Шамотный кирпич ША-5 является наиболее распространенной маркой шамотного кирпича. Он используется в равной степени как в частном, так и в промышленном строительстве. Он состоит из:
- Жароустойчивой тугоплавкой глины;
- Шамотного порошка;
- Кокса;
- Графита.
Содержание
Преимущества и основные технические характеристики огнеупорного кирпича ША-5
Для этого материала свойственны:
- Низкая гигроскопичность (коэффициент водопоглощения не превышает 7%);
- Долговечность;
- Способность легко выдерживать резкие перепады температур;
- Высокая прочность;
- Сохранение своей формы и габаритов вплоть до нагрева до 1300 градусов (показатель в 1300 градусов называется температурой начала деформации);
- Морозоустойчивость на высшем уровне;
- Широкая сфера применения и универсальность изделия;
- Способность выдерживать контакт с пламенем, большинством кислот и щелочей, а также любыми органическими растворителями;
- Устойчивость к образованию высолов, плесени, грибка;
- Способность выдерживать прямой контакт с пламенем;
- Точные геометрические параметры;
- Экологическая безопасность материала.
Рассмотрим также основные характеристики шамотного кирпича ША-5:
- Габариты 230х114х65 мм;
- Масса 3,6 килограмм;
- Марка прочности – о М-100 до М-120;
- Содержание алюминий оксида (Al2O3) – от 30% до 45% (именно алюминий оксид придает глине повышенную огнеупорность);
- Дополнительная линейная усадка – до 0,8%;
- Открытая пористость – до 30%
- Плотность – 1870 килограмм на метр кубический;
- Коэффициент водопоглощения – до 7%;
- Теплопроводность до 0,7 Вт/мК.
Сфера применения
Шамотный кирпич ША-5 по своим характеристикам разительно отличается от простых строительных материалов. Он нашел себе применение в частном строительстве для сооружения таких агрегатов, как:
- Доменные печи;
- Мангалы;
- Барбекю;
- Дымоходы;
- Дымовые трубы;
- Грубы;
- Плавильные печи;
- Камины (Кирпич ША-5 каминный);
- Домашние очаги;
- Тандыры;
- Русские бани;
- Топливные камеры;
Кроме того, данный стройматериал нашел себе применение в строительстве печей в металлургической промышленности. Печи для плавления железа, никеля, меди должны легко выдерживать температуру выше 1500 градусов.
Огнеупорный кирпич ША-5 также используется для строительства арок и футеровки печей, которые работают с кислыми веществами. Применяется шамот и в кладке печей в:
- Агрегатах стекловаренных заводов и др.;
- Теплоэнергетике;
- Изготовлении изделий из фарфора;
- Стеклодувной промышленности;
- Печах для обжига кокса;
- Химической промышленности.
Что обозначает марка ША-5?
Огнеупорные изделие делятся на марки в зависимости от температуры использования и физико-химического состава:
- ШАК;
- ШБ;
- ШУС;
- ПВ;
- ША;
- ШВ;
- ПБ.
В быту применяется именно кирпича марки ША. Цифра обозначает габариты изделия. Для ША-5 они составляют 230х114х65 мм, а для ША-8, например, 250х124х65 мм и так далее. При этом любой огнеупорный кирпич, включая ША-5, может быть прямым или клиновидным. Клиновидный кирпич применяется для кладки полукруглых арок и других конструкций округлых форм (например, колонн).
Не следует путать шамотный кирпича марки ША и кирпич марки ШБ. Последний имеет пониженное содержание алюминий оксида (Al2O3) – всего 28%, за счет чего огнеупорность снижается до 1650 градусов. Остальные показатели у кирпичей марок ША и ШБ не отличаются.
Особенности кладки
Обратите внимание, что при кладке шамотного кирпича ША-5 соседние элементы должны хорошо притереться, чтобы швы были максимально тонкими (около 2 мм).
Для кладки используется особый жаропрочный раствор, называемый мертелем. Он состоит из толченого огнеупорного кирпича и глины с небольшими добавками порошков кокса и графита.
Перед тем, как начать класть кирпич прямо на раствор мертель, проведите так называемую сухую укладку, чтобы можно было подобрать кирпичи и качественно подогнать их друг к другу, а затем притереть. Между каждым кирпичом нужно проверить величину зазора. Для этого используется щуп.
После того, как подготовка окончена, снимите все кирпичи по очереди и уложите их в обратном порядке. Разместите их так, чтобы верхний ряд обязательно закрывал промежутки между кирпичами предыдущего ряда. Благодаря этому удастся грамотно распределить нагрузку и сделать конструкцию более прочной.
Особое внимание уделите качественной и правильной расшивке швов. Если шов будет слишком заглубленным или незаделанным, в него попадет дождевая вода, которая проникнет в кладочный раствор и кирпич и при отрицательных температурах превратится в лед и расширится, разрушив материал изнутри.
Для огнеупорного кирпича ША-5 существуют несколько основных категорий кладки в зависимости от толщины швов:
- Первая категория – толщина шва не превышает 1 мм;
- Вторая категория – толщина шва равна 2 мм;
- Третья категория - толщина шва до 3 мм;
- Четвертая категория - толщина шва превышает 3 мм.
Выбор той или иной категории кладки определяется температурным режимом. При повышении температуры толщина шва должна быть минимальной. Например, для доменной печи, где рабочая температура составляет около 800-900 градусов, достаточно третьей или четвертой категории кладки, а для промышленных тепловых агрегатов, разогреваемых до 1400-1500 градусов, необходима первая категория.
Чтобы проверить качество выдержки шва, используйте щуп, ширина которого составляет 15 миллиметров. Толщина щупа должна равняться толщине шва. Щуп должен проникнуть в шов на глубину до 20 мм.
В процессе кладки каждый кирпич для правильного размещения немного подбивают при помощи рукоятки мастерка, а затем выравнивают. Для обеспечения ровной горизонтальной кладки и постоянной толщины швов установите специальные рейки-порядовки, а затем прикрепите к ним тонкий и прочный шнур. На него необходимо ориентироваться при укладке самого первого ряда.
Постоянно следите за тем, чтобы раствор был равномерно распределен. От этого зависят прочность, качество и плотность кладки.
Для обеспечения быстрого схватывания кирпича и кладочного раствора смочите кирпич. Если огнеупорный кирпич ША-5 будет сухим, при контакте с раствором материал просто впитает из него всю влагу, из-а чего мертель потеряет свои свойства.
Смачивание нужно проводить так: наберите воду в определенную емкость и опустите туда кирпич всего на две-три секунды, чтобы смыть пыль с его поверхности.
Кладка шамотного кирпича ША-5 является трудоемким процессом, который требует весьма большой ответственности. Зато если кладка получится качественной, печь или камин прослужат Вам десятки лет!
Технология производства шамотного кирпича ША-5
Изготовление данного материала определяет дальнейшие свойства огнеупорного кирпича ША-5. Следовательно, раз характеристики шамота значительно отличаются от таковых у простого рядового строительного кирпича, то и технология производства должна быть принципиально другой.
Технология изготовления шамотного кирпича ША-5 состоит из нескольких этапов:
- Подготовка глиняной смеси. Сначала жаростойкая глина растирается до консистенции порошка, называемого шамотным.
- Фильтровка шамотного порошка через специальное сито и его засыпка в специальные резервуары.
- Смешивание порошка с водой и тщательное перемешивание.
- Добавление порошка графита и кокса в строго определенной пропорции, добавление крупных зерен кварца и перемешивание смеси.
- Формовка изделия.
- Сушка кирпича.
- Обжиг при температуре 200 градусов, которая постепенно увеличивается сначала до 600 градусов, затем – до 900, затем – до 1000-1100, и наконец, до 1500 градусов. Сам процесс обжига происходит в печах вращающегося или шахтного типа.
- После того, как кирпич спекся, его охлаждают, сортируют и транспортируют на склад.
В зависимости от температуры обжига подучаются высоко жженные или низко жженные кирпичи, которые отличаются между собой за счет разных показателей водопоглощения.
Формовка шамотного кирпича ША-5 осуществляется двумя способами:
- Метод полусухого прессования;
- Метод пластического формования.
Поэтапное повышение температуры обжига огнеупорного кирпича имеет глубокий смысл. Например, при 100-200 градусах из материала испаряется остаточная влага (вода затворения или гигроскопическая вода). Затем температура повышается до 600 градусов, чтобы в шамотной глине распался каолинит и выделилась химически связанная вода. При температуре 900 градусов происходит разложение карбонатов кальция и магния, а также окисление сульфидов и углеродных примесей. При 1000-1100 градусах происходит спекание кирпича. При 1350-1500 градусах происходит выдержка кирпича. Время выдержки составляет 5-6 часов.