Хим состав огнеупорного кирпича

Марки огнеупорного кирпича для строительства печи

Огнеупорный кирпич производят из шамотной глины , благодаря чему этот стройматериал может выдержать температуру более 1800 градусов и устойчив к агрессивной среде. Разделяют изделия пластичной формовки , литые из шпикера , горячепрессованные и термопластичнопрессованные. Стандартными формами являются прямоугольные и клиновые кирпичи разного размера. Для лабораторий , при необходимости можно использовать кирпичи в виде трубок и тиглей , а при строительстве сложных конструкций используют сложные и фасонные формы.

Цифры и буквы на маркировке обозначает химический состав и составляющие компоненты изделия. Сфера применения у них разная. Марка огнеупорного ( шамотного) кирпича ШПД используется для доменных печей , ШЦУ — двусторонний торцевой. Для каминов используют марки ША или Ш. Б. Они лучше всего держат температуру. Например , кирпич ША5 выдерживает 1690 градусов , а ША8 чуть меньше 1650.

Для создания кирпича с такими свойствами нужна огнеупорная глина, мелко измельченная, и порошок шамот. Их смешивают и проводят обжиг при высоких температурах.

Используют шамотный кирпич там, где сооружение может повлиять луг или там будет кислотный влияние. Она незаменима при создании печей, поскольку позволяет быстро и легко прогревать помещения.

Форма кирпича может быть разной, с более сложной геометрией создаются хитроумные конструкции. Кладку, если это необходимо, украшают изразцами или оформляют клинкерной плиткой. Но такая необходимость возникает не всегда, ведь кирпич без отделки имеет песочный цвет с шероховатой на ощупь поверхностью, на ней как бы отражаются блики солнца. Можно отметить не только практичность шамотного кирпича, но и ее декоративную функцию.

Основные свойства огнеупорного кирпича

Шамотный кирпич востребован, и у него есть несколько преимуществ перед другими строительными материалами:

1. Выдерживает температуры до тысячи восьмисот градусов.
2. Медленно поглощает тепло и долго отдает его.
3. Обладает высокой теплоемкостью (способность накапливать тепло).
4. Устойчив к резкой смене температур.
5. Противостоит воздействию внешней среды.

Все эти качества делают материал популярным, но все-таки для того, чтобы его использовать, следует знать и недостатки. Они таковы:

• прочность кирпича не позволяет ее резать, создавая необходимый размер;
• ее геометрические размеры могут отличаться в пределах сантиметра;
• имеет высокую стоимость, если сравнивать с красным аналогом.

Виды и марки шамотного кирпича

Шамотные кирпичи имеют разную плотность, что позволяет разделять их по видам. Они могут быть плотные и особо плотные, иметь среднюю и высокую плотность. Такие кирпичи бывают уплотненными или могут иметь повышенную пористость. Также среди шамотного кирпича легкие или более легкие, ультралегкие.

Марка кирпича описывает температуру, которая применялась при изготовлении, химический состав. В бытовой сфере чаще всего используется кирпич, имеющий маркировку Ш. Дальнейшие значение характеризует размер: Ш-5 означает, что габариты готового изделия 230х114х65 мм. Подобные элементы могут иметь клиновидную форму, они необходимы для оформления арок и проемов.

Кирпич шамотный марка ША имеет повышенный процент алюминия, что увеличивает ее огнеупорность. При этом пористость в ША-5 и ШБ-8 одинакова. Она часто используется в промышленных зданиях, где важен увеличен процент оксида алюминия. Объекты из такого кирпича созданы для того, чтобы превращать энергию при сгорании топлива.

Есть свои особенности и при кладке: кирпич должен хорошо притереться, чтобы снизился размер соединительных швов. В качестве раствора используется огнеупорная глина, которую необходимо смешать с толченым крошкой огнеупорного кирпича. С таким составом швы станут надежными.

Благодаря своим специфическим свойствам этот строительный материал получил попить в различных областях промышленности и в строительной сфере. Относительно низкая стоимость и несложная технология создания ша-5 от Eos делают кирпич доступной, поэтому она часто используется при возведении каминов и кладке печей.

Разнообразие форм позволяет использовать кирпич максимально быстро, выбирая среди прямого, клиновидного или трапециевидной.

Огнеупорный кирпич: основные технические характеристики

Таблица сравнения огнеупорных материалов.

Простой кирпич строительный это материал, представленный на рынке в двух основных видах в зависимости от области и целей его использования. Это такие виды, как:

1. Силикатный строительный материал, созданный на основе извести и песка с добавлением иных добавок, придающих материалу различные свойства.
2. Керамический кирпич создается из глины различных сортов.

Несмотря на то что данные материалы применяются в большинстве ситуаций, существуют и такие области строительства, в которых такой кирпич применять нецелесообразно. Именно такой областью строительства является возведение высокотемпературных печей, используемых в металлургии, промышленном стекловарении и т. д. Самый простой, знакомый каждому красный кирпич из глины выдержит недолго, если будет эксплуатироваться в подобных условиях.

При долговременном воздействии открытого пламени и высокой температуры такой материал просто расплавится, а в после остывания начнет растрескиваться и буквально крошиться в руках. Многие удивятся, приведя в пример бани, сауны, домашние печи и камины, построенные с применением этого материала. Для бытового использования так называемый красный кирпич вполне подходит, но его технические характеристики не предусматривают эксплуатации в условиях не более 800° С.

Существующие виды огнестойких материалов для строительства

Производственные печи и домны, в которых выдуваются изделия из стекла, обжигается фарфоровая продукция, плавится металл, это строительные элементы, для создания которых используют максимально термостойкий материал.

Схема производства огнеупорных кирпичей.

Так, к примеру, кирпич, соответствующий параметрам, описанным в ГОСТе под номером 8691 от 1973 г. способен эксплуатироваться при температуре более 1000° С.

Огнеупорные материалы выпускаются в разных видах с различным набором характеристик, а соответственно, и область их применения также может быть очень разнообразной. По показателям такого набора характеристик, как химический состав, физические свойства, метод производства материала и диапазон рабочих температур, огнеупорные строительные кирпичи можно разделить на следующие группы:

• основные,
• глиноземные,
• кварцевые,
• углеродистые.

Химический состав и области использования различного типа огнеупоров

Технические характеристики материала, такие, как химический состав, физические показатели, вид и особенности используемого топлива, характеристики золы, способность беспрепятственно контактировать с материалами иного типа, все это определяет диапазон рабочих температур и характер среды, в которой может без проблем эксплуатироваться тот или иной огнестойкий строительный материал. Именно такие характеристики и являются основополагающими в выборе изделий для использования в разнообразных промышленных областях или бытовой деятельности человека.

Среди всего разнообразия огнеупоров можно выделить следующие основные его виды:

Кварцевый. Изделия такого типа создаются из песчаника или кварца, в которые во время производства добавляется небольшое количество глины. В итоге после термической обработки получается материал, лишенный полостей или пустот и обладающий полнотельной структурой.

Шамотный кирпич способен выдержать высокие перепады температур, а также воздействие извести и щелочи.

В печных топках данный материл занимает положение в тех местах, где он будет контактировать с открытым пламенем. Его применяют для кладки отражательных сводов печей и топливников каминов. Кварцевый кирпич способен очень долгое время не остывать и тем самым хранить необходимое тепло, поддерживая температурный режим. Важно знать о том, что такие изделия следует ограждать от контакта с щелочными растворами, известью или окислами металла, которые оказывают на него губительное воздействие.

Углеродистый. Такие изделия представляют собой графит или кокс в сильно спрессованном виде. Описание данного материала указывает на то, что он обладает наивысшими показателями стойкости и прочности. Применение его достаточно узкое. Углеродистый материал используется в промышленности при возведении доменных промышленных печей.

Основной. Широкое применение нашел данный материал в производственных процессах, напрямую связанных с фосфористыми типами руды или с бессемеровской сталью. Данная область применения доступна такому материалу благодаря присутствию в его составе известково-магнезиальной составляющей.

Глиноземный (шамотный). Само название данного кирпича указывает на то, что основным ингредиентом для его изготовления является глина, которая составляет более 65% всего состава. Характеристики данного материала позволяют ему стойко выдерживать щелочные воздействия и известковые, а также легко выдерживают резкие перепады температурного режима. Кроме того, популярность данного материала обуславливают простота его изготовления и сравнительно низкая цена.

Широкое применение данный огнеупор нашел в строительстве печных ядер, в которых в процессе работы может быть сохранена температура до 1300° С. Маркируются такие изделия заглавной буквой Ш, а цифры после нее указывают на габариты кирпича.

Производство огнеупоров

Огнеупорный кирпич используется для строительства печей, каминов, топок, а также других конструкций, подвергающихся высокому нагреву.

Изготовление огнеупорных материалов это процесс, во время которого они и наделяются своими свойствами. Значит, процесс этот кардинально должен отличаться от производственного процесса, во время которого изготавливается, к примеру, обычный или поризованный кирпич для строительных целей. Для примера будет рассмотрен процесс изготовления шамотного материала:

1. Для начала глину, необходимую для данного процесса, подготавливают. Подготовка заключается в обжиге сырья, который производится согласно специальной технологии. В процессе такого обжига глина лишается всех водных соединений и теряет свою пластичность, для того чтобы глиняную массу наделить характеристиками спекаемости.
2. Производственный процесс для материала такого вида кроется в долговременном обжиге готовых брусков глиняной массы в специализированных печах вращающегося или шахтного типа. Обжиг производится при температуре не менее 1500° С.

В зависимости от того, какая технология обжига была применена, в итоге получаются высоко жженные кирпичи и низко жженные. Разница данных типов изделий кроется в их возможности поглощать влагу.

Утилизация и ее особенности

Если говорить об изготовлении того или иного материала, нельзя умолчать о том, как его утилизировать.

В случае с огнеупорами ничего утилизировать не надо.

Все отходы такого производства могут быть использованы для повторного производства. У строителей даже существует такое понятие, как «огнеупорный лом». Так, к примеру, лом шамотного кирпича именуется магнезиальным, а кроме него, существуют алюмосиликатный, углеродосодержащий и динасовый ломы. Каждый из представленных видов отходов используется в производстве как вторсырье.

Подобное повторное использование отходов позволяет сделать стоимость огнеупоров более низкой благодаря тому, что расход глины для создания подобных материалов значительно минимизируется. Это сокращает и количество электроэнергии, расходуемой на производственный процесс.

В современном производстве повторное использование отходов распространено настолько, насколько это возможно. Основным препятствием для широкого распространения является качество изделий, потому что использование лома в производственном процессе способно снизить качество итогового изделия.

Даже те мастера, которые имеют опыт и наработанные навыки в кладке строительного кирпича при возведении печи, каминов или иных изделий из огнеупорного материала, непременно должны обратиться к профессионалам в этой области для получения консультации. Инструкция и практические советы опытного мастера позволят создать качественное изделие, которое прослужит далеко не один десяток лет.

Еще больше облегчить процесс может покупка готового набора порядной раскладки для стандартных изделий. Используя такую раскладку, можно не ломать голову над подбором огнеупоров по размеру и форме, которых может быть множество.

Применение огнеупорного материала

Кирпич огнеупорный шамотный маркируется буквой «Ш». Шамот относится к керамическим, но входит в отдельную категорию, т.к. имеет уникальные свойства. Шамотный легковесный кирпич полнотелый. Пористая структура, но отсутствуют значительные пустоты, этим объясняется его вес. Чаще используется для строительства в частных домах. В состав этого вида кирпича должна входить специальная глина, стойкая к температурам. Шамот — огнеупорная глина, которая под воздействием температуры и времени теряет пластичность. Недостатком этого кирпича можно считать то, что он неустойчив к высоким температурам, предел огнестойкости кирпичной стены -до 1750ºС, уже при температуре 1250-1400ºС начинает терять форму. Шамотом обычно выкладывают печи, в которых температура не поднимается до 1350ºС.

При выкладке печи и пожароопасных объектах нельзя допускать брака. Перед покупкой нужно определить качество материала, в данном случае кирпича. Узнать это можно, постукивая по нему. Звук должен быть металлическим. Если стукнуть посильнее, то он должен распасться на крупные части, а не рассыпаться. Если звук глухой и он рассыпался, это означает что кирпич не прошел нормальную термическую обработку, т.е. он сырой. Такой нельзя использовать. Заводы изготавливают такой кирпич намного меньше по количеству из-за того, что область его применения невелика.

Кварцевый кирпич не очень ходовой материал при строительстве так же, как и углеродистый. Спектр применения данного вида не очень широк. В его состав входят песчаник и кварц. Данный материал достаточно надежен, но, в отличие от шамотного, он боится воздействия кислот и химических элементов. Поэтому область использования данного огнеупорного материала являются отражательные печи, или же там, где он находится в контакте только с пламенем или металлом.

Сейчас на огнеупорные кирпичи так же, как и на обычный кирпич, всегда есть спрос. Увеличивается рынок потребителей и рынок сбыта. Промышленности наращивают объемы производства стали, меди и различных сплавов. Все больше строится коттеджей. Люди пользуются печами и каминами для обогрева жилья. Соответственно, спрос на данный материал растет. И при выборе такого материала необходимо тщательно подойти к делу и изучить или расспросить о характеристиках консультантов, посетить страницы интернета. Строителей много, и компаний, занимающихся стройкой, тоже много. Каждый из специалистов данных компаний уверен, что знает, какой материал подойдет при строительстве дома, печей, каминов. Но вы тоже должны быть (хоть немного) осведомлены в данном вопросе. В жизни может случиться так, что вы сами будете строить камин у себя дома, чинить печь в деревне. И вы уже будете знать какой кирпич, в каких случаях лучше использовать.

Выводы

Огнеупорная глина природный материал, обладающий многими положительными качествами:

• Экологическая чистота.
• Производство не приносит отходов, излишки и некачественные детали поступают на вторичную переработку для производства мене важных материалов.
• Материалы не выделяют вредные вещества при нагреве для здоровья человека.
• Печи, сложенные из материала содержат помещение в сухом состоянии, даже без разогрева.
• Улучшает качество других отделочных материалов при добавлении в их состав.
• Применяется для изготовления большого перечня строительных материалов и деталей для разных направлений в промышленности.
• Универсальный материал.

Видовое разделение исходя из химических свойств

Признаками данной классификации выступают состав огнеупорного камня и задействованные вещества. Выделяют следующие три основные категории:

1. Кислая группа. Сюда включены динасовый и кварцеглинястый кирпичи, которые способны без каких-либо повреждений взаимодействовать с кислой средой.
2. Основная группа состоит из доломита, магнезита, хромомагнезита. Для них беспроблемным будет контакт со щелочной средой. Чаще всего эти кирпичи используются для возведения сооружений, в работе которых присутствуют постоянные резкие перепады температуры.
3. Нейтральная группа представлена шамотным огнеупорным, углеродистым и графитовым видами кирпича. Для них характерна устойчивость к щелочной и кислой средам.

Производство и состав огнеупорного кирпича

Материал химически нестабилен; может вступать в реакции с кислотными, щелочными веществами; оксидами металлов. 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. Высокоглиноземистые кирпичи применяют для кладки футеровок при строительстве металлургических предприятий.

Глиноземный кирпич, который часто называют просто шамотным, нашел самую широкую область применения. Хорошо переносит перепады температур, инертен к действию щелочных компонентов. Шамотную продукцию из глинозема используют повсеместно в быту и промышленности, благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам.

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

Что собой представляет?

Энергетические затраты на изготовление продукции умеренные, чему способствует хорошо отработанная технология. В результате шамотный кирпич имеет вполне доступную для основной части населения цену.

Сырьё поступает в печь в естественном виде или в виде брикетов, подготовленных на ленточных , вальцевых и других прессах. Полученный шамот дробят, измельчают, после чего добавляют как отощающий компонент уменьшает пластичность и усадку при сушке и обжиге в массу для формования изделий, в том числе из высокоглинозёмистых и других огнеупоров.

Производство

Также шамот используют при изготовлении мертелей , торкрет-масс , как наполнитель огнеупорных бетонов и в других составах. В середине XX века, по мере роста распространённости материала, шамот начали применять для архитектурного оформления зданий и в скульптуре малых размеров. В производстве используется токсичная фенольная смола , технологический цикл предусматривает обжиг в печном цеху, в результате которого воздух вокруг предприятий, изготавливающих шамотные изделия, загрязняется сернистыми и фенольными соединениями [1] [2].

Одна вращающаяся печь Велико-Анадольского огнеупорного комбината ежегодно производит около тонн шамотной пыли.