Шамотный кирпич – размеры, теплопроводность, производство и применение

Каковы вес и размеры шамотного кирпича? Из чего и каким образом он производится? Есть ли у него какие-то особенности, которые стоит учитывать при кладке шамота своими руками?

Попробуем выяснить.

Сырье

Начнем с развенчания одного популярного мифа. “Огнеупорный” и “шамотный” – не синонимы. Шамот – лишь один из материалов для производства огнеупорного кирпича.

Возможны и другие варианты:

• Кварцевый кирпич почти полностью состоит из кварцевого песка. Небольшое количество глины используется лишь для придания изделию первоначальной формы: в дальнейшем прочность ему придают спекшиеся частицы кварца.
• Основной (от химического термина “основание”) – продукт обжига смеси извести с магнезией.
• Углеродистый кирпич представляет собой, говоря упрощенно, прессованный графит.

Однако: последние два вида применяются исключительно в промышленности (прежде всего для футеровки плавильных печей).
Первый имеет ограничение по температуре применения – не выше 1000-1300С.
Для бытовых целей используется преимущественно герой нашей статьи – шамотный кирпич.

Из чего и как он производится? Сырье – огнеупорная глина (каолин). Способ производства вполне обычен для кирпича – формовка и обжиг при высоких температурах. При этом испаряются остатки воды и выгорает вся органика; затем происходит спекание частиц глины.

Однако из-за особых свойств каолина обжиг проводится при более высокой температуре, и получившееся изделие получается куда более термостойким, чем обычный строительный кирпич.

Свойства

Нормативные документы

Производство шамотного кирпича наряду с другими изделиями из огнеупорной глины регламентирует ГОСТ 390-96.

Какую информацию можно найти в документе?

• Допуски зависят от класса изделий и для прямоугольных кирпичей не превышают 5 миллиметров по длине, 4 по ширине и 3 по толщине.
• Для всех марок линейное расширение при нагреве не превышает 0,5%.
• Огнеупорность зависит от марки кирпича. Для марки ШАК нормой являются 1730 градусов, ША-1690, ШБ-1650, ШВ-1630, ШУС -1580, ПБ-1670, ПВ-1580.

Внимание: не путайте огнеупорность с максимальной рабочей температурой. Последняя составляет от 1400С для марок ШАК и ША до 1250 у ПВ.

• Предел прочности при сжатии тоже зависит от марки: от 2,3 кг/мм2 у ШАК до 1,5 для марки ПВ.
• Изделия должны иметь однородное строение. Пустоты и расслоения не допускаются. Стало быть, искать в продаже пустотелый шамот не стоит.

Плотность и теплопроводность

Плотность обожженного шамота находится в диапазоне 1700-1900 кг/м3. Ее определяет тип глины и качество спекания; у ША и ШАК плотность наивысшая, у ПВ – низшая среди всех марок.

Теплопроводность зависит от плотности изделия и в среднем составляет 0,6-0,7 Вт/м*С. Любопытно сравнить ее с теплопроводностью красного и силикатного кирпича: первый обладает вдвое лучшими теплоизолирующими качествами (производителями приводятся значения 0,26-0,36 Вт/м*С), второй заметно более теплопроводен – 0,92-0,95 Вт/м*С.

Габариты и масса

Размер шамотного кирпича определяется ГОСТ 8691-73 “Изделия огнеупорные общего назначения”. Для прямоугольного изделия длина может составлять 230, 250, 300 и 345 миллиметров; ширина – 65, 85, 114, 124 и 150 миллиметров; высота – 40, 65, 75 и 100 миллиметров. Габаритными размерами определяется номер кирпича: к примеру, кирпич шамотный ШБ 5 – это изделие из шамота марки ШБ размером 230х114х65 мм.

Как несложно догадаться, масса отдельного изделия определяется его габаритами и маркой – от нее, как мы помним, зависит плотность шамота. Для размера 230х114х65 кирпич марки ШАК будет весить 3,6 кг, а марки ПВ – лишь 3,2.

Помимо прямоугольных, стандарт регламентирует производство клиновидных кирпичей (ими, в частности, кладутся своды каминов), трапециевидного кирпича, огнеупорной плитки и некоторых других изделий более сложной формы.

Итоги

Итак, давайте подытожим набор свойств интересного нам материала.

• Жаростойкость. Если обычный красный полнотелый кирпич при нагреве свыше 1000С начинает размягчаться, то для шамотного граница деформации лежит на несколько сотен градусов выше.
• Большое количество циклов нагрева и остывания без признаков разрушения – прямое свойство надежного спекания частиц глины.
• Высокая теплоемкость – следствие высокой плотности. Шамот будет нагреваться медленнее, чем обычный красный кирпич, но и дольше сможет отдавать тепло.
• Умеренная теплопроводность означает, что тепло сгорания дров или угля будет передаваться на наружную сторону печи или камина; однако наружная стенка не станет раскаленной.

Надо признать, что набор свойств более чем оправдывает применение шамота при кладке печей.

Применение

Основная область применения – футеровка топок. Кроме того, шамот часто применяется для кладки кирпичных дымоходов.

С его использованием связаны два нюанса:

1. Швы должны быть тоньше, чем обычно. Опытные печники рекомендуют ограничить толщину шва тремя миллиметрами против пяти для кладки остальной печи.
2. В качестве связующего вполне закономерно используется огнеупорная глина. Инструкция связана с тем, что в противном случае швы будут представлять собой слабое место в конструкции топки.

Стоит ли класть из шамота всю печь? На этот счет нет единого мнения. Большая теплопроводность должна обеспечить более быстрый прогрев дома; однако цена шамотного кирпича в 3-5 раз выше по сравнению с красным. Часть печников считает, что выгоды от его применения не оправдывают затрат.

Вывод

Мы познакомились с материалом с довольно специфичной областью применения. Как обычно, в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов в строительстве!