При укладке керамического кирпича важным фактором является густота раствора, который используется. Раствор не должен заполнять пустоты в кирпиче, так как это приведет к выдавливанию воздуха, что ухудшает характеристики конструкции. Для повышения энергоэффективности при производстве кирпича в состав добавляются органические компоненты, такие как торф или древесные опилки, которые сгорают при обжиге. В результате получается кирпич с характерными пустотами, что способствует улучшению теплоизоляционных свойств.
Керамический кирпич: свойства и разновидности
Керамический кирпич является одним из самых популярных строительных материалов, который находит широкое применение при возведении фундаментов, облицовке зданий, кладке капитальных стен, межкомнатных перегородок, а также печей. Его универсальная форма и высокие эксплуатационные характеристики делают сооружения из него особенно прочными и долговечными.
Что это такое?
Керамический кирпич – это строительный материал, который изготавливается из красной глины с использованием методов формовки и обжига. Хотя кирпич был изобретён много веков назад, основные технологии производства и состав материала остались практически неизменными. Ранее процесс изготовления керамического кирпича был довольно сложным и трудоёмким. Глину должны были тщательно перемешивать, затем вручную формировали заготовки нужной формы, выставляли на сушку под солнечными лучами, и только после того, как кирпич затвердевал, его отправляли на обжиг в печь временного типа. Производством кирпича занимались исключительно в летний период, так как в условиях низких температур и повышенной влажности, свойственных зиме и осени, просушить заготовки было практически невозможно. Этот процесс продолжался до второй половины XIX века, когда в Европе были созданы первые обжиговые печи и сушильные установки.
В наши дни процесс производства керамического кирпича полностью автоматизирован и осуществляется круглогодично на множестве предприятий. Для изготовления этого материала используют два основных метода. Первый метод называется полусухим прессованием и заключается в формировании сырца из глины с низким содержанием влаги. Процесс происходит под высоким давлением, что способствуют быстрому схватыванию и получению конструкционного материала с высокой плотностью и твёрдостью. К преимуществам этой технологии можно отнести скорость производства и простоту механизма. Однако основным недостатком является то, что такой кирпич не рекомендуется к использованию в условиях повышенной влажности, что ограничивает его областей применения и делает объёмы его производства довольно невысокими.
Второй метод, известный как пластическое формование, основан на выдавливании глины через ленточный пресс с последующей сушкой и обжигом заготовок при высокой температуре, достигающей 1000 градусов. При этом влажность глины составляет около 35%, что значительно выше, чем предел в 10% при полусухом прессовании. Этот метод позволяет производить основную массу керамического кирпича, используемого во всех сферах строительства. Его достоинствами являются возможность создания кирпичей разных форм и размеров, что позволяет оптимизировать их характеристики, включая пустоты. Тем не менее, к недостаткам метода можно отнести высокую стоимость оборудования и сравнительно большее время на производство, нежели в первом случае.
После завершения изготовления каждой партии керамических кирпичей они подлежат испытанию. Для этого берутся несколько экземпляров и проверяются на уровень водопоглощения, прочности на сжатие и ударопрочности. Испытания проходят на специализированном оборудовании с использованием многотонных прессов. По результатам испытаний продукция сертифицируется в соответствии с требованиями ГОСТ, где каждому изделию присваиваются соответствующие классы морозоустойчивости (F) и прочности (M). Кроме того, помимо буквенного индикатора, маркировка кирпича также включает числовые значения. Цифра после символа F указывает на количество циклов замораживания и оттаивания, которые сможет выдержать кирпич без значительного ухудшения его эксплуатационных качеств.
Цифровое значение после символа M указывает на максимальную нагрузку, которую кирпич способен выдержать на квадратный сантиметр. Благодаря унифицированным испытаниям, сертифицированные кирпичи различных партий могут отличаться лишь незначительно, что позволяет их классифицировать по форме и размерам, считая изделия в соответствующей категории условно одинаковыми. Сфера применения керамического кирпича довольно обширна. Кроме строительства, этот материал активно используется при возведении каминов, заборов, колонн и лестниц, а также при выполнении реставрационных работ на фасадах и в интерьере помещений.
Свойства керамического кирпича
Популярность керамического кирпича объясняется как его ценой, так и выдающимися потребительскими качествами, такими как морозостойкость, водостойкость, прочность и экологичность.
Прочность. Этот параметр определяется технологиями производства. Прочность строительного материала варьируется в пределах М150-М300. Марка обозначает максимально допустимое давление, которое кирпич способен выдержать.- Объемный вес. В продаже можно найти как полнотелые кирпичи, так и блоки с технологическими полостями. Удельный вес зависит от объёма пустот: в случае с пустотелыми кирпичами этот показатель составляет 1100-1450 кг/м³, в то время как для полнотелых блоков он колеблется в пределах 1600-1900 кг/м³. Объёмный вес имеет большое значение при определении максимальной нагрузки на несущие стены и колонны зданий.
- Коэффициент теплопроводности. Для керамического кирпича этот параметр составляет: 0,3-0,5 для пустотелых вариантов и 0,6-0,7 для полнотелых. Низкая теплопроводность керамики позволяет строить из неё здания с высокой энергоэффективностью.
- Морозостойкость. Маркировка F определяет количество циклов замораживания и оттаивания, которое кирпич может выдержать. Этот критерий особенно актуален для северных регионов, где здания подвержены воздействию низких температур. Показатель морозостойкости красного кирпича, в зависимости от марки, колеблется от F50 до F100, что дает возможность при правильной кладке и постоянном обогреве помещений зимой, гарантировать более чем столетнюю службу дома.
- Усадка. Данный параметр отражает возможность просадки стен после завершения строительства. Процесс усадки может длиться до одного года и зависит от климатических условий, особенностей фундамента и технологии кладки. Для керамического блока, если соблюдать все строительные технологии, усадка не превышает 0,1 мм/м — что является прекрасным показателем. Стены из красного кирпича редко трескаются.
- Водопоглощение. Показатели водопоглощения варьируются от 6 до 14%, что не является рекордным, но все же выше среднего. Если же материал впитывает слишком много влаги, это может негативно сказаться на качестве конечного продукта и вызвать сложности в эксплуатации. Умеренное водопоглощение красного кирпича обеспечивает его высокого уровня прочности при любых эксплуатационных условиях.
- Паропроницаемость. Коэффициент равный 0,14–0,17 считается достаточным для обеспечения внутри помещения приемлемого уровня влажности и комфорта для людей.
- Огнестойкость — 10 часов. Это значительный показатель, позволяющий кирпичной кладке эффективно сопротивляться высоким температурам на протяжении длительного времени, что делает данный материал практически негорючим.
- Звукоизоляция. Кирпичная кладка соответствует государственным стандартам по звукоизоляции, установленным в СНиП 23-03-2003.
- Этажность. Из кирпича любого типа можно строить сооружения любой этажности, что не скажется отрицательно на прочности здания.
По своим экологическим параметрам керамический кирпич может успешно соперничать с натуральной древесиной, поэтому его можно использовать при строительстве зданий различного назначения, включая детские сады, больницы, школы и предприятия общественного питания.
Согласно техническим условиям, все грани блока должны быть ровными, а рёбра прямолинейными. Это способствует удобству укладки при строительстве. Стандартные размеры для одинарного кирпича обычно следующие:
Размеры керамического строительного (рядового) кирпича
Размерный ряд керамического кирпича установлен согласно государственному стандарту ГОСТ 530-2012:
- 0,5 — 25*6*6,5 см;
- 0,8 — 25*12*5,5 см;
- 1,3 — 28,8*13,8*6,5 см;
- 1,4 (полуторный) — 25*12*8,8 см;
- 1,8 НФ (двойной) — 28,8*13,8*8,8 см;
- КРГ – блоки с горизонтальными полостями. Такой вид керамики встречается двух типов:
- 1,4 — 25*12*8,8 см.
- 1,8 — 28,8*13,8*8,8 см.
Данная размерная сетка красного кирпича была введена новым стандартом, все градуировки производятся на основе объема, занимаемого стандартным блоком 25х12х6,5 см.
Технические характеристики кирпича
Ключевая характеристика кирпича — это его прочность, то есть способность материального изделия выдерживать нагрузки и воздействия без разрушения. Показатель прочности кирпича выражается в его марке, что обозначается буквой М с числом, указывающим на допустимую нагрузку на изделие.
Например, марка М100 означает, что материал может выдерживать нагрузку в 100 кг на квадратный сантиметр. Марки кирпича могут варьироваться от 75 до 300 и даже высоких цифр. Чем выше марка, тем дороже будет данный материал. Для строительства небольших домов часто хватает марки М100, однако наиболее универсальной и востребованной считается марка М125.
Другой важнейший показатель кирпича — это морозостойкость, то есть способность материала выдерживать многократные процессы замораживания и оттаивания в состоянии, насыщенном водой. Морозостойкость кирпича зависит от его водопоглощения — то есть способности впитывать и удерживать воду.
В свою очередь, водопоглощение зависит от степени пористости материала. От этой пористости, а также характера пор зависят и другие важные характеристики кирпича: его плотность, прочность, теплопроводность и многие другие.
Полнотелый кирпич должен иметь водопоглощение не менее 8% по массе, а пустотелый — не менее 6%. Если водопоглощение будет слишком низким, это приведет к непрочной кладке, так как не будет обеспечено нормальное сцепление с раствором. У лицевых кирпичей (как полнотелых, так и пустотелых) водопоглощение должно быть не менее 6% по массе, но не превышать 12-28% в зависимости от использованного сырья.Марка по морозостойкости обозначается буквой Р с числом, указывающим на количество циклов замораживания и оттаивания, выдерживаемых кирпичом без повреждений и потерь прочности. Для климатических условий средней полосы рекомендуется использовать кирпич с маркой не ниже Р35.
Кирпичи с более низкими показателями, хотя и являются более дешевыми, имеют ниже эксплуатационные свойства, поэтому подходят только для южных регионов. Клинкерные кирпичи обладают самым высоким показателем морозостойкости — Р100 и даже выше.
Производство керамического кирпича
В процессе производства обычного строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчаные глины, характеристики которых могут варьироваться по цвету. В дополнение к тощим глинам, в производстве кирпича можно использовать и более жирные, пластичные глины, однако в этом случае для повышения устойчивости кирпича при сушке и обжиге к глине добавляется кварцевый песок.
Сырьё должно быть очищено от крупных инородных включений (таких как щебень, галька, гравий, куски известняка, гипса и прочие примеси). Глина, извлеченная из карьера, неподходящая для формовки, должна сначала отлежаться, прежде чем использоваться в производстве керамической массы.
В зависимости от качества сырья и использованных технологий на выходе получается кирпич с различными свойствами и характеристиками.
Так, с помощью метода пластического формования изделия получают через выдавливание (экструзия) массы с высоким содержанием влаги (до 22%) на ленточных прессах, что в итоге формирует непрерывный брус, который затем нарезается на отдельные кирпичи-сырцы. После этого кирпичи отправляются в сушильные камеры, а затем обжигаются в печах при температуре более 1000 °C.
Кирпич, произведённый таким образом, обладает высокими показателями прочности и морозостойкости. Однако метод пластического формования является дорогостоящим из-за высокой энергоёмкости и сложности технологических процессов.
При использовании метода полусухого прессования сыпучая формовочная масса с влажностью не более 8% помещается в пресс, и из неё формуется кирпич-сырец под давлением. Такой кирпич не идет на сушку, а сразу направляется в печь для обжига, а затем досушивается в печных вагонетках. Эта процедура позволяет значительно снизить себестоимость производства, однако в то же время приведет к более высокой вероятности трещин на итоговом продукте.
Метод жесткой экструзии позволяет получать кирпич с высоким качеством поверхности, а его прочностные и геометрические характеристики значительно превышают аналогичные показатели других методов. Эта технология позволяет экструдировать сырье при влажности от 12 до 18%, что требует меньше времени на сушку.
Подготовка сырья может быть менее тщательной, нежели в других методах. Этот способ чаще используется для производства лицевого кирпича, который отличается высокими техническими показателями в плане морозостойкости, прочности и теплопроводности.
Немалую роль играет и качество обжига. Кирпич, который назван «недожженным», отличается бледным цветом и глухим звуком при ударе (в отличие от качественного кирпича, который при ударе издает звон). Такой кирпич имеет невысокую долговечность, быстро впитывает влагу и демонстрирует низкую морозостойкость.
Если кирпич пережжен, он утрачивает свою форму из-за плавления в стеклообразное вещество и становится непригоден для общей кладки, его применение возможно только в качестве основного материала для фундаментов.
Классификация керамического кирпича
Керамический кирпич можно классифицировать по различным критериям. К примеру, керамический рядовой кирпич является наиболее распространенным вариантом, который чаще всего используется в строительстве. Он имеет такие характеристики:
Классификация керамического кирпича.
- морозостойкий,
- прочный,
- обладает отличной плотностью.
Внешняя поверхность такого кирпича имеет текстурный рисунок, который обеспечивает хорошую сцепляемость с цементным раствором. Этот тип кирпича устойчив к перепадам температур и не разрушается при воздействии неблагоприятных погодных условий, что позволяет использовать его в строениях, находящихся в районах с суровым климатом.
Наиболее распространённый цвет кирпича — красный, однако он может быть также жёлтым или абрикосовым в зависимости от сорта глины, использованной при производстве.
При покупке желательно сразу закупить всю необходимую партию, так как оттенок может различаться между партиями.
Существует два основных вида такого кирпича:
Цельные изделия имеют большую прочность по сравнению с пустотелыми.
Облицовочный керамический кирпич используется для эстетической отделки и защиты конструкций. Обычно он изготавливается из красной глины, реже — из белой. В результате облицовочный кирпич может иметь различные цветовые оттенки, такие как белый, желтый, розовый, а иногда и темно-коричневый.
Наибольшим спросом пользуются кирпичи из красной глины.
Изделия жёлтого, абрикосового или белого цвета производятся с использованием глины, обогащенной известью, которая встречается крайне редко.
Названия сторон керамического кирпича.
Некоторые производители, добавляя светлые тона, повышают содержание извести в сырьевой массе, что может усугубить влагопоглощение лицевого кирпича.
Темно-коричневый цвет можно достичь благодаря добавлению дополнительных пигментов. Для коричневого и терракотового оттенков в глину добавляют марганец.
Облицовочные элементы выполняют защитную функцию, оберегающую стены здания от различных воздействий (механического и природного характера). Поэтому они должны соответствовать высоким стандартам качества:
- повышенная прочность для защиты от механических ударов и нагрузки от верхних рядов,
- минимальное водопоглощение: кирпич не должен впитывать влагу, чтобы предотвратить проникновение ее внутрь строений,
- устойчивость к морозам: кирпич должен терпеть циклы замораживания и оттаивания,
- цветостойкость: материал не должен выцветать под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей.
Также керамический кирпич обладает рядом достоинств. К ним можно отнести:
- хорошую звукоизоляцию, так как данный строительный материал изготавливается с соблюдением требований СНП по шумоподавлению,
- экологическую чистоту: в процессе производства используются натуральные материалы, такие как глина, что делает его нетоксичным,
- низкую теплопроводимость.
Двойной керамический кирпич
Общий вид полнотелого и пустотелого керамического кирпича.
На строительном рынке относительно недавно появился двойной керамический кирпич. Благодаря возможности самостоятельного выполнения кладки такого кирпича срок строительства значительно сокращается. Двойной кирпич производится согласно допустимым стандартам и представлен в двух вариантах:
По своим характеристикам двойной кирпич аналогичен обычному керамическому. Его уникальные особенности заключаются в размерах и весе, которые в два раза превышают стандартные. При этом он обладает хорошей прочностью и износостойкостью, что позволяет ему успешно применяться в возведении каркасных зданий, а также формировании несущих стен и межкомнатных перегородок.
Использование такого материала позволяет решить две задачи: сократить время строительства и сэкономить на цементном растворе.
Поризованный керамический кирпич сохраняет все характеристики обычного, но благодаря своей пористой структуре имеет улучшенные теплоизоляционные свойства, рентабельные на 20% по сравнению с традиционным кирпичом. Этот кирпич, обладая пористой структурой, имеет небольшой вес, что снижает нагрузку на фундамент и, соответственно, удешевляет сам кирпич.
Как изготавливают керамический кирпич?
Как уже было упомянуто, основным компонентом керамического кирпича является глина, однако не единственным. В зависимости от назначения могут вводиться другие компоненты в сырьевую массу, такие как известь, гипс и так далее. Производство кирпича из глины осуществляется двумя основными методами — пластического формования (преобладающий) и полусухого прессования (в зависимости от условий). Эти методы отличаются по общему содержанию влаги в сырьевой массе: если в первом случае влажность глины находится в диапазоне 17-30%, то во втором – от 8 до 10%. При пластическом формовании сырьё проходит через ленточный пресс, формируя длинный глиняный брус, который затем нарезается автоматическим оборудованием на отдельные кирпичи и обжигается. Полусухое прессование включает производство кирпичей при помощи пресс-форм. Этот метод менее распространён, однако имеет свои преимущества. Он подразумевает упрощенную схему приготовления сырьевой смеси, более простоту технологии и оборудования, а также меньшие затраты на энергию, что приводит к снижению себестоимости кирпича, получаемого полусухим прессованием по сравнению с тем, что производится методом пластического формования.
Существует множество видов керамического кирпича, но основные два — полнотелый и пустотелый кирпич. Производство полнотелого кирпича осуществляется с помощью обжига при температуре 1000 °C глиняного кирпича-сырца. Изготовленный по всем стандартам кирпич обладает красно-коричневым цветом и издает звонкий звук при ударе. Если кирпич низкого качества, его цвет может быть черным при пережоге и горчичным при недожоге, сопровождаясь глухим звуком при ударе. Такой бракованный кирпич не обладает необходимой прочностью и в строительстве использовать его не следует. К бракованным относятся также полнотелые кирпичи с трещинами, сколами, искривлениями или значительными отклонениями от стандартных размеров. Полнотелый керамический кирпич известен множеством веков, и хотя его технология производства существенно не изменилась, его применение для кладки стен на сегодняшний день встречается редко. Обычно он используется для цокольных этажей, фундаментов, колонн, а также для печей и дымоходов. Строители стремятся сделать стены толще, чтобы достичь лучшей теплоизоляции жилищ, что требует больше кирпича и, соответственно, увеличивает цену постройки. Из-за больших нагрузок на фундамент такие толстые стены могут быть проблематичными. В современных условиях для стен и перегородок чаще используются пустотелые кирпичи, которые изготавливаются из легкоплавких глин и пользуются значительным спросом на рынке строительства. Пустотелый кирпич, также известный как дырчатый или щелевой, благодаря наличию на нем пустот создает легкость и тепло. Стены из пустотелого кирпича будут легче и тоньше, обеспечивая при этом тепло- и звукоизоляцию. Кроме того, использование пустотелого кирпича делает процесс строительства более удобным и экономичным, позволяя сократить потребность в количестве кирпичей и снизить стоимость из-за экономии на сырье и топливе, а также по временным затратам на изготовление. Прочность пустотелого кирпича достаточно велика для применения в перегородках и стенах, однако для оснований и несущих конструкций его использование не рекомендуется. Таким образом, прочность, высокое качество, долговечность, экологическая чистота, морозо- и износостойкость сделали глиняный кирпич одним из самых востребованных материалов для строительства даже в условиях современных повышенных требований к материалам. www.terex-group.ru
