Огнеупорный кирпич: распространенные марки и их характеристики

Огнеупорный кирпич относится к строительным материалам, которые эксплуатируются в высокотемпературных режимах.

В отличие от обычных изделий, огнеупорные способны выдерживать нагрев до 2000°С и более, не меняя своих эксплуатационных характеристик.

Высокую термоустойчивость обеспечивает природная глина, к которой добавляются различные минеральные присадки, использование которых позволяет получить требуемые свойства конечной продукции.

Чтобы получить огнеустойчивый материал, сырье (природная глина) обжигается в специальных высокотемпературных печах. Благодаря этому удаляется вся влага из глины, а смешанные с ней минеральные вещества спекаются.

В результате обработки теряется пластичность, приобретается высокая прочность и хорошие показатели термоустойчивости. В зависимости от состава используемого сырья и эксплуатационных характеристик есть разные марки огнеупорного кирпича.

Практическое применение

Учитывая устойчивость к высокотемпературному нагреву, значительным перепадам температуры, воздействию различных химических веществ, огнеупорные кирпичи получили большое практическое применение.

Камин из огнеупорного кирпича

В основном их используют:

1. при создании печей и каминов;
2. для ограждения производственных установок, сильно разогревающихся и выделяющих химически-активные вещества;
3. при строительстве доменных печей;
4. при обустройстве отопительных котлов;
5. для создания топливных камер, прочее.

Широкому практическому применению способствуют преимущества огнеустойчивых изделий.

К основным из них относятся:

• низкие показатели теплопроводности, что позволяет хорошо сохранять тепло в элементах отопительного оборудования;
• высокая тепловая инерция – материал медленно нагревается и затем медленно остывает, постепенно отдавая тепловую энергию;
• устойчивость к различным горящим веществам: металлы, шлаки, газ, химически-активные вещества;
• большая теплоемкость, что позволяет накапливать большое количество тепловой энергии в небольшом объеме;
• на протяжении длительного времени не меняет свойств в условиях постоянной высокой температуры;
• отсутствуют деформации и изменения размеров под воздействием теплового излучения (максимальные изменения порядка 0,5%).

Классификация

Огнеупорный кирпич может отличаться своим составом и размерами, от чего зависит область его применения. Чтобы упростить выбор требуемых изделий под конкретную задачу, вводится соответствующая классификация.

По материалу

Основу смеси для огнеупорного кирпича составляет глина, в которую вводятся различные добавки. В зависимости от вида присадки, различают несколько разновидностей кирпича, особенности которых будут рассмотрены ниже.

Шамотный

Для производства этих изделий используется технология обжига специальной глины при высокотемпературных режимах.

Готовая продукция имеет зернистую основу и песочно-желтоватый оттенок. Изделия могут выдерживать нагревание до 1700°С, их показатель теплопроводности составляет 0,62 Вт/м°С.

Шамотный огнеупорный кирпич

Технология производства может несколько отличаться, поэтому кирпич шамотный огнеупорный может иметь разные значения плотности. Они варьируются в пределах от 1700 до 1900 кг/м³.

Есть изделия с минимальной плотностью – 300 кг/м³, и с максимальной — в 2100 кг/м³. Изделия с низкой плотностью имеют большую концентрацию пор, что способствует сильному водопоглощению – до 25%, у материала высокой плотности показатель поглощения влаги находится в пределах 5…6%.

Графитовый

Эти изделия производятся из графита с применением различных примесей. Отличительной особенностью является возможность выдерживать нагрев в пределах 2500…2700°С (в кислородной среде выдерживает только +300°С, поскольку выгорает).

Огнеупорный кирпич графитового типа

Стройматериал устойчив к различным органическим растворителям, кислотам, щелочам. Широко используется при строительстве доменных печей.

Доломитовый

Производятся из природного минерала доломита, к которому, в качестве связывающего вещества, может добавляться жидкое стекло и другие присадки, обеспечивающие требуемые эксплуатационные свойства.

Доломитовый огнеупорный кирпич

Максимальный нагрев, который способны выдерживать доломитовые огнеупорные материалы, составляет 1500…1600°С. Под нагрузкой деформация материала начинается с 1500°С.

Кварцевый

Для производства этих огнеупорных стройматериалов используется кварцевый песок или песчаник, концентрация глины минимальная – нужна как связывающее вещество.

Они способны выдерживать температуру в 1600…1750°С, при условии, что поверхность соприкасается только с отрытым огнем или чистым расплавленным металлом.

Огнеупорный кирпич кварцевого типа

Наличие кислот, щелочей или оксидов металла приведут к разрушению. Широко используется как печной огнеупорный кирпич для сооружения печей для выплавки стали.

Корундовый

Основу этих изделий составляет материал корунд (содержание Al₂O₃ 90%). Стройматериал способен выдерживать нагревание до 1800°С, под нагрузкой деформации начинают наблюдаться при Т=1550…1600°С. Он устойчив к кислотной и шлаковой коррозии, отличается хорошей кислотной стабильностью.

Хромистый

Для производства этого типа огнеустойчивых изделий используется хромистый железняк. Он способен выдерживать нагрев до 1600°С, деформация при нагрузке начинает наблюдаться при Т=1300…1450°С.

Хромитовый огнеупорный кирпич

Чтобы достичь высокой огнеупорности, к материалу могут добавляться присадки магнезита. В основном кирпичи используют для выкладывания топок и сводов в кузнечных печах.

Циркониевый

Изделия характеризуются устойчивостью к высоким температурам – до 2500°С включительно.

Огнеупорный кирпич циркониевого типа

Отсутствует коррозия при воздействии основных и кислых шлаков, что позволяет их активно использовать для производства тиглей, в которых выполняется плавка цветных металлов.

Форма и габаритные размеры

Согласно ГОСТ, эти огнеупорные стройматериалы выпускаются в прямоугольной форме, размеры огнеупорного кирпича составляют 230х113х65 мм. Также встречаются изделия с трапециевидной и клиновой формой, а также с размерами 250х124х65 мм, 300х150х65 мм.

Формы и размеры огнеупорного кирпича

Масса согласно ГОСТ составляет 3,7 кг, в продаже также доступны изделия с весом от 2,8 до 4,5 кг. Чем выше вес огнеупорных кирпичей, тем дольше они могут сохранять накапливаемое тепло.

Маркировка

Согласно ГОСТ, для определения области применения огнеустойчивых стройматериалов используется буквенная маркировка:

• ША, ШБ – продукция общего предназначения;
• ШКУ – ковшовые изделия;
• ШПД – доменный кирпич для горнов;
• ШЦУ – используется в качестве облицовочного материала каминов и печей.

Особенности использования

Высокие показатели огнеустойчивости печей и каминов во многом зависят от правильного выбора растворов, используемых при кладке огнеупорного кирпича. Обычно рекомендуется использовать те смеси, которые в своем составе имеют те же компоненты, что использовались в производстве кирпича.

Процесс кладки огнеупорного кирпича

Перед тем, как производить кладку, важно рассчитать рабочую температуру будущей конструкции. От этого зависит толщина монтажного шва. Чем выше нагрев конструкции, тем его толщина должна быть меньше.

Заключение

Огнеустойчивые кирпичи являются оптимальным стройматериалом, когда выполняется сооружение конструкций, эксплуатируемых в условиях высокотемпературных режимов и открытого пламени.

Большой выбор изделий этого типа позволяет создавать конструкции не только разные по форме, а и по своим эксплуатационным характеристикам.

Применение только природных материалов для производства кирпичей обеспечивает безопасность людей, которые будут использовать сооружаемые конструкции.

Видео: Какой кирпич для топки лучше? Тест шамотного и красного кирпича проверка на нагрев и теплоёмкость