Что такое керамический кирпич: характеристики

С незапамятных времен человек использовал для строительства домов кирпичи из обожженной глины. И по сей день сохранились кирпичные сооружения древнего Египта, Вавилона, Рима, Китая, средневековые замки и готические соборы. В результате здания, построенные из кирпича, получались очень прочными и долговечными.

Выбор в пользу кирпича в качестве строительного материала гарантирует обитателям дома уют и комфорт, а надежные стены из этого материала дарят им ощущение защищенности. Кирпич не боится капризов природы, создавая надежную преграду жаре и холоду.

Стоит отметить, что для производства керамического кирпича подходящей является далеко не любая глина, а лишь определенные ее виды. Именно поэтому этот строительный материал приобретает свои замечательные технические характеристики. Помимо используемого сырья эксплуатационные характеристики кирпича в значительной мере зависят от того, насколько неукоснительно производителем соблюдалась требуемая технология изготовления этих керамических изделий. Действительно качественный и прочный кирпич получится лишь в том случае, если все требуемые условия были соблюдены в полной мере.

Состав, производство и виды керамического кирпича

Производство кирпича, несмотря на кажущуюся свою простоту, считается сложным технологическим процессом, проходящим в несколько этапов. На сегодняшний день распространенными можно считать две технологии изготовления керамического кирпича.

1. Пластинчатый метод. Отдельные кирпичи формируются из приготовленной глиняной массы, содержание воды в которой составляет примерно 17-30%. Далее сформированные отдельные кирпичи подвергают сушке в специальной камере или в затененном месте. В завершение кирпич обжигается в печах, после чего отправляется для хранения на склад или отгружается покупателям.
2. Технология полусухого прессования. Содержание воды в глиняной массе в этом случае не превышает 8-10 %. Кирпичный блок формируется методом прессования под высоким давлением (около 15 МПа). В отличие от первого способа сырье – глина – сперва измельчается до порошкообразного состояния, из которого затем путем прессования формируются отдельные кирпичи. Преимуществом этого способа является сокращенное время сушки или полное отсутствие этого этапа в технологическом процессе производства кирпича таким способом.

Производство керамического кирпича должно осуществляться при полном соответствии со стандартами ГОСТ 7484-78 и ГОСТ 530-95. Для замешивания глиняной массы применяются специальные механизмы: глиномялки, вальцы и бегуны. Формирование отдельных кирпичных блоков осуществляется на высокопроизводительных ленточных прессах. А применение вибростендов позволяет исключить образование нежелательных полостей и обеспечить однородную структуру готовых кирпичных блоков.

Необходимо учитывать, что произведенный в разных регионах кирпич даже одного вида будет иметь несколько различные характеристики. Это объясняется тем, что исходное сырье – глина – в разных местах имеет разный химический состав.

Для сушки сырого кирпича могут использоваться либо камерный, либо туннельный метод. При камерном способе сырые кирпичи помещаются в специальное помещение, в котором температура и влажность меняются по определенной заранее программе. При камерной сушке сырой кирпич пропускается через определенные зоны, в которых поддерживаются различные микроклиматические параметры.

Обжиг керамического кирпича осуществляется в специальных печах при неукоснительном соблюдении определенных условий. Температура обжига выбирается в зависимости от используемого глиняного состава. Обычно она находится в пределах 950-1050 градусов Цельсия. Продолжительность обжига кирпича выбирается таким образом, чтобы в результате стекловидная фаза во всей структуре изделия составляла не менее 8-10%. В этом случае можно будет гарантировать высокую механическую прочность керамического кирпича, которая считается его наиболее важной характеристикой. Как результат, все здания, построенные из кирпича, могут простоять не один век.

Кирпич изготавливается из мелкофракционной глины, добываемой в карьерах открытым способом посредством роторной или одноковшовой экскаваторной техники. Добиться нужного качества кирпичей можно лишь при использовании материалов с однородным минеральным составом. Заводы, изготавливающие и реализующие кирпичную продукцию, зачастую возводятся в непосредственной близости от глиняных месторождений. Это позволяет минимизировать транспортные издержки и гарантировать бесперебойную поставку на завод качественного сырья.

Керамический кирпич разделяют на виды в зависимости от назначения на рядовой, лицевой(облицовочный) и специальный (огнеупорный, шамотный). Можно также упомянуть так называемый реставрационный кирпич. Он, как понятно из его наименования, применяется при выполнении реставрационных работ на старинных объектах архитектуры. Его изготавливают на заказ, поскольку в те времена использовались иные технологии производства кирпичей, а также не было общепринятых стандартов на размеры.

В свою очередь лицевой кирпич также бывает нескольких типов:

• фасадный;
• фасонный;
• фигурный;
• ангобированный;
• глазурованный.

Помимо этого, керамический кирпич может быть полнотелым или пустотелым, а его боковые поверхности – гладкими или рифлеными. Нередко кирпич одного вида сочетает в себе сразу несколько различных признаков. Например, рядовой кирпич бывает как полнотелым, так и иметь полости. Для кладки каминов или печей используется огнестойкий (шамотный) кирпич, а его разновидность – клинкерный кирпич – используется для мощения пешеходных дорожек и дворовых территорий.

Плотность керамического кирпича

Внутренняя структура кирпича оказывает непосредственное влияние на его технические характеристики и физико-химические свойства. Например, важным параметром является плотность таких изделий.В зависимости от плотности керамических кирпичей их принято делить на классы, обозначаемые числовым значением в диапазоне от 0,8 до 2,4. Данные показатели характеризуют вес 1 куб. метра стройматериала в тоннах. Такое деление на классы, а всего их шесть, значительно упрощает делопроизводство с строительном бизнесе.

Помимо этого, знание класса используемых кирпичных изделий имеет важное значение для проектных расчетов, определения максимальных нагрузок на фундамент и несущие конструкции возводимых строений. Высокая механическая прочность кирпичей достигается благодаря их однородной структуре. Но по этой же причине они обладают неудовлетворительными теплоизоляционными свойствами, поэтому при использовании монолитного кирпича необходимо предпринимать меры по дополнительному утеплению стен.

Пустотелый кирпич

Уменьшению массы кирпича и повышению его теплоизоляционных свойств способствует наличие в нем пустот различной формы в зависимости от предусмотренной технологии (круглые, прямоугольные и щелеобразные). При этом пустоты в изделии могут быть расположены вертикально или горизонтально, а также быть сквозными или глухими. Полости могут иметь как рядовой, так и облицовочный кирпич.

Направление полостей в теле кирпича относительно плоскости нагрузки в значительной степени влияет на механическую прочность изделия. Кирпич, в котором пустоты имеют горизонтальное направление, недопустимо использовать для кладки несущих стен, поскольку высока вероятность их разрушения под весом самих строительных конструкций. Достоинством пустотелых кирпичей является существенная экономия сырья (до 13%), что позволяет удешевить их производство. К тому же, их использование, например, для сооружения межкомнатных перегородок позволяет снизить нагрузку на межэтажные перекрытия и на весь фундамент в целом.

Повысить теплоизоляционные характеристики кирпичей можно за счет придания им пористой структуры. С этой целью в глиняную смесь добавляют шихту: опилки, торф, мелконарезанную солому. В процессе обжига эти добавки выгорают и в теле кирпича остаются заполненные воздухом поры. Их присутствие положительно сказывается на теплопроводных свойствах готового изделия. Стены, сложенные из пористого кирпича, при одинаковых требованиях к теплоизоляции заметно тоньше такой же стены из монолитного кирпича.

Теплопроводные свойства керамического кирпича

Внутренняя структура кирпичных изделий непосредственным образом влияет на их физические свойства. При этом теплосберегающие характеристики кирпича определяются коэффициентом теплопроводности. Он обозначает, сколько тепла потребуется для изменения температуры воздуха на 1 градус Цельсия при толщине кирпичных стен в 1 метр. Этот коэффициент обязательно используется при проектировании зданий для расчета толщины наружных стен с целью обеспечения желаемых показателей теплосбережения.

Плотность керамических изделий и их теплозащитные свойства имеют непосредственную зависимость между собой.

Принято делить керамические кирпичи на пять групп согласно их коэффициенту теплопроводности.

Полнотелый кирпич, обладающий высокой теплопроводностью, традиционно применяется для сооружения несущих стен зданий и прочих несущих конструкций. Стены, выложенные таким кирпичом, в обязательном порядке требуют дополнительного утепления, чтобы снизить присущие им значительные теплопотери. В то же время изделия, имеющие пустоты и щели, позволяют значительно уменьшить толщину стен малоэтажных зданий, а также межкомнатных перегородок. Присутствие воздушных пор в значительной степени уменьшает теплопотери через стены.

Поглощение влаги кирпичом

Поры, присутствующие в теле кирпича, содействуют проникновению влаги и водяных паров в керамические изделия. На коэффициент поглощения существенное влияние оказывает плотность керамического кирпича, а также многие другие факторы. У полнотелого кирпича этот показатель составляет максимум 14%, что положительным образом отражается на прочности и теплозащитных свойствах таких изделий.

Степень проникновения влаги в структуру керамического изделия также значительно зависит от стабильности отопления. В случае снижения внутренней температуры до уровня наружного воздуха происходит активное проникновение влаги в пористую структуру кирпичей. А при замерзании она кристаллизуется, в результате чего в кирпичных изделиях появляются микротрещины. Со временем это приводит к разрушению кирпичной кладки.

Паропроницаемость кирпича

В жилых помещениях всегда наблюдается повышенная влажность воздуха, что непосредственным образом связанно с жизнедеятельностью человека. Кирпичная кладка стен способна активно впитывать и отдавать водяные пары во внешнюю среду, способствуя формированию и поддержанию необходимого микроклимата во внутренних помещениях. Для керамического кирпича этот параметр примерно равен 0,14 – 0,17 Мг/(м*ч*Па), чего оказывается вполне достаточно для обеспечения комфортных условий в жилых помещениях.

Для оценки паропроницаемости любого материала используют специальный коэффициент, который характеризует плотность проникающего пара сквозь поверхность в 1 кв. метр за 1 час.

Морозостойкость

Кирпич повсеместно применяется для сооружения различных зданий в самых разнообразных климатических зонах. В том числе в тех регионах, где регулярно наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Устойчивость любого материала к действию низких температур принято называть морозостойкостью. По существующему стандарту этот показатель выражается в циклах, то есть имеется в виду количестве лет, в течение которых кирпичная стена может простоять, сохраняя все необходимые эксплуатационные характеристики.

Морозостойкость керамических кирпичей принято указывать в следующем виде: от 50F до 100F. Соответственно, речь идет о количестве лет (50 – 100) эксплуатации здания при условии качественно выполненной кладки и стабильного отопления в зимние месяцы. Керамический кирпич заслуженно считается материалом, отличающимся высокой стойкостью к внешним воздействиям и сильным изменениям температуры окружающей среды. Кирпичные здания способны простоять много десятилетий даже в крайне суровых условиях северных широт, на которые приходится значительная часть нашей страны.

Огнестойкость

Весьма важной характеристикой любого строительного материала считается его пожаробезопасность. Под этой характеристикой понимают свойство материалов сопротивляться воздействию очень высоких температур, а также открытого огня. Керамический кирпич справедливо считается абсолютно негорючим строительным материалом, а вот его огнестойкость определяется видом изделия. То есть имеется в виду время, в течение которого материал будет способен сохранять свои характеристики и целостность при воздействии открытого пламени.

По сравнению с другими материалами, широко используемыми в строительстве зданий, керамический кирпич выгодно отличается высшей степенью огнестойкости. Он в состоянии выдержать прямое воздействие огня в течение целых пяти часов. Если привести для сравнения огнестойкость других материалов, то, например, сегодня также широко распространенные железобетонные конструкции в состоянии выдержать действие пламени всего лишь не более двух часов, а металлические конструкции – и вовсе менее получаса. Также очень важным показателем является максимальная температура, которой способен противостоять тот или иной строительный материал без ощутимых последствий для себя. Так, рядовой кирпич выдерживает до 1400 градусов Цельсия, а шамотный и клинкерный – более 1600 градусов.

Звукоизоляционные свойства

Керамический кирпич в состоянии хорошо поглощать звуковые волны в широком частотном диапазоне. Способность кирпича поглощать звуки отвечает требованиям СНиП 23-03-2003, а помимо этого ГОСТ 12.1.023-80, ГОСТ 27296-87, ГОСТ 30691-2001, ГОСТ 31295.2-2005 и ГОСТ Р 53187-2008. Поэтому стены из керамического кирпича отлично справляются с поглощением уличного шума, обеспечивая комфорт во внутренних помещениях.

Благодаря этому керамический кирпич рекомендуется использовать при возведении жилых, офисных и промышленных зданий. Также кирпичи можно использовать для сооружения звукоизолирующих перегородок, акустических экранов и шумоизолированных кабин для мониторинга и дистанционного управления различными технологическими процессами на производственных предприятиях.

Звукоизоляционные свойства керамического кирпича необходимо учитывать при выполнении акустических расчетов строений и отдельных помещений. Также при этом необходимо принимать во внимание уровень звуковой мощности и положение источников звука. Лучшими звукоизоляционными характеристиками обладают стены из пустотелого кирпича, чем сооружения, выполненные из монолитных по структуре изделий.

Тем не менее, только увеличивать толщину кирпичных для достижения необходимых показателей звукоизоляции малоэффективно, поскольку удвоение толщины стен позволит улучшить степень звукоизоляции лишь на несколько децибел. Поэтому для решения проблем со звукоизоляцией рекомендуется использовать другие, более эффективные с этой точки зрения материалы.

Экологичность керамического кирпича

В последние годы теме экологичности используемых в строительной отрасли материалов уделяется очень большое внимание, поскольку это оказывает непосредственное воздействие на здоровье и самочувствие людей, а также на окружающую среду. При производстве керамических кирпичей применяется исключительно лишь природное сырье: глина и вода. Используемые при производстве пористого кирпича материалы (опилки, солома, торф) также являются абсолютно безопасными для человека. В процессе эксплуатации жилых и производственных зданий кирпич не выделяет каких-либо опасных для человека веществ, что является еще одним положительным качеством этого строительного материала, благодаря которому остается по-прежнему востребованным сегодня.

Поэтому керамический кирпич рекомендуется использовать для постройки любых видов зданий:

• жилых домов любой этажности;
• помещений предприятий общественного питания;
• детских садов, школ, больниц;
• производственных помещений.

По показателям экологичности керамический кирпич стоит в одном ряду с такими востребованными строительными материалами как природный камень и натуральная древесина. Использование керамического кирпича и этих двух материалов позволяет создать оптимально подходящую жилую среду для безопасного обитания взрослых и детей.

Размеры и точность геометрических форм

Сегодня производителями предлагается широкий ассортимент кирпича самых различных видов и форм. По типоразмеру принято выделять 5 стандартных видов керамического кирпича:

• одинарный или нормальный;
• утолщенный;
• одинарный модульный;
• “Евро”;
• утолщенный с горизонтальными сквозными полостями.

Размеры керамических кирпичей должны строго отвечать требованиям национального стандарта ГОСТ 530-2007, соответствующему, в свою очередь, европейскому ЕН 771-1:2003.

Согласно этим стандартам определяются максимально допустимые отклонения от номинальных размеров керамических кирпичей, которые могут себе позволить производители. Точнее говоря, длина кирпича не должна разниться с эталонным показателем более чем на 4 мм, ширина – на 3 мм, а толщина кирпичного блока – на 2 мм. В отношении угла между перпендикулярными плоскостями готового изделия допустимое отклонение не может превышать 3 мм. Столь высокие требования к точности керамических кирпичей значительно упрощают проектирование зданий, а также делают возможным строительство крупных объектов с минимальными отклонениями.

Возможно изготовление керамических кирпичей с нестандартными номинальными размерами. Как правило, это происходит при поступлении специального заказа после обсуждения всех параметров таких изделий между производителем и заказчиком. Но и в этом случае все отмеченные выше требования к точности линейных размеров и геометрической формы должны соблюдаться производителем керамических кирпичей неукоснительно.

Специальные разновидности керамического кирпича

Керамический кирпич может использоваться при строительстве сооружений и конструкций различного предназначения. Но для кладки печных топок, каминов и камер сгорания любой кирпич не подойдет, поскольку для этих целей необходимо применять специальные огнеупорные виды кирпичей. Также особый вид керамических изделий находит применение при мощении пешеходных дорожек в парках и дворовых территорий загородных домов. В каждом случае специальные виды кирпичей должны соответствовать определенным требованиям. Использование же обычного кирпича в этих целях приведет к довольно скорому разрушению таких конструкций.

Огнеупорный кирпич

Огнеупорный (он же шамотный) кирпич способен стойко переносить продолжительное воздействие высоких температур (до 800 градусов Цельсия) и открытого огня без потери своих рабочих характеристик, не разрушаясь от этого. Для этого при его производстве в состав формовочного раствора добавляется до 70% особой тугоплавкой глины, благодаря которой при эксплуатации изделие не разрушается в процессе многих циклов нагревания и остывания.

Существует несколько сортов огнеупорных керамических кирпичей, отличающихся своей рабочей температурой и стойкостью к различным внешним факторам:

• кварцевый кирпич, используемый при кладке сводов печей, которые выполняют отражающую функцию;
• шамотный кирпич, самый востребованный вид огнеупорного кирпича, повсеместно применяемый при кладке печей и каминов;
• углеродистый кирпич, содержащий прессованный графит и применяемый в промышленности при сооружении домен;
• основной, для изготовления которого используются магнезиально-известковые составы, применяется при сооружении плавильных печей.

Клинкерный кирпич

Для облицовки цокольных этажей и фасадов зданий, мощения пешеходных дорожек и полов во внутренних производственных помещениях применяется клинкерный кирпич. Этот вид керамического кирпича характеризуется высокими показателями механической прочности, морозоустойчивости и износостойкости. Такие изделия с легкостью могут выдерживать до 50 циклов охлаждения до очень низких температур и последующего нагрева. Высокая плотность и предъявляемые к этому виду керамических кирпичей повышенные требования позволяют гарантировать марку прочности не менее М400.

Транспортировка и хранение керамического кирпича

Для перевозки керамического кирпича при соблюдении необходимых правил можно задействовать любые виды транспорта: наземный, водный, воздушный. С целью удобства транспортировки и сохранения целостности керамические кирпичи перевозят на стандартных поддонах, которые имеют строго определенные размеры. Для доставки кирпичей на поддонах к месту строительства необходимо использовать бортовые грузовые машины. Как правило, в кузов устанавливается не более одного ряда поддонов по высоте, но при условии надежного крепления можно грузить два поддона по высоте. Необходимо только следить, чтобы погруженные поддоны при транспортировке не смещались, рискуя выпасть из кузова.

В ходе перевозки необходимо выбирать скорость передвижения с учетом качества дорожного покрытия. Понятное дело, на дороге, изобилующей ямами и ухабами, скорость движения автотранспорта должна быть минимальной, чтобы не допустить срыва креплений и смещения кирпичей в поддонах.

Перевозить керамические кирпичи навалом, а затем сбрасывать их на грунт не рекомендуется, поскольку в результате этого возможно повреждение до 20% от всего количества изделий. Погрузку и разгрузку кирпичей на поддонах осуществляют с помощью грузоподъемных кранов, которые прошли испытания и соответствуют массе поднимаемых грузов. При отсутствии такой возможности приходится выполнять эти работы ручным способом, на что может уходить довольно много времени. Для безопасности людей они должны быть обеспеченны перчатками или рукавицами.

При необходимости длительного хранения керамического кирпича его помещают под навес на площадку с твердым ровным покрытием, очищенную от посторонних предметов или мусора, а зимой – от снежных заносов. Чтобы при складировании исключить вероятность повреждения кирпичей, поддоны нужно устанавливать с небольшим расстоянием между ними (10-15 см). Кирпичи в поддонах могут размещаться в один ряд или даже в несколько ярусов. Также их можно хранить в штабелях, складывая непосредственно на твердое покрытие. Погрузку и разгрузку керамического кирпича можно выполнять как механизированным способом, так и вручную. В любом случае важно соблюдать все положенные правила и меры безопасности.

Источник