Теплопроводность, теплоемкость, плотность керамики и огнеупоров. Теплоемкость шамотного кирпича


Теплопроводность, теплоемкость, плотность керамики и огнеупоров: таблицы значений

Теплопроводность и плотность керамики, огнеупоров

В таблице представлены значения плотности, пористости П, теплопроводности керамики и огнеупоров в зависимости от температуры. Свойства керамики и огнеупоров в таблице даны для температуры от 200 до 1600°С.

Содержание оксида алюминия Al2O3 в изделиях находится в пределах от 28 до более 90%; содержание оксида кремния SiO2 в керамике от 25 до более 97%; содержание оксида циркония ZrO2 от 50 до более 90%. Также в огнеупорах содержаться оксид магния и карбид кремния.

Плотность, пористость П и теплопроводность приведены для следующих материалов: огнеупор из кварцевого стекла, керамика, содержащая оксид алюминия Al2O3, SiO2, MgO, SiC, диоксид циркония ZrO2, изделия: динасовые, полукислые, шамотные, муллитокремнеземистые, муллитовые, муллитокорундовые, корундовые, периклазовые, форстеритовые, карбидкремниевые, бадделеитовые, цирконовые плавленые и поликристаллические.

Плотность керамики в таблице приведена при температуре 20°С. Наиболее плотной и тяжелой керамикой является бадделеитовая керамика на основе оксида циркония — ее плотность составляет от 5500 до 5800 кг/м3.

Теплоемкость керамики и огнеупоров

В таблице представлены значения удельной массовой теплоемкости керамики и огнеупоров в зависимости от температуры.Теплоемкость огнеупоров в таблице дана в интервале температуры от 273 до 1773К (от 0 до 1500°С). Размерность теплоемкости кДж/(кг·град).

Теплоемкость приведена для следующих огнеупорных материалов: алундум, глинозем, карборунд, кирпич динасовый, магнезитовый, хромитовый, шамотный кирпич, силлиманит, уголь электродный, фарфор высоковольтный, низковольтный и установочный, циркон.

Теплоемкость шамота, динаса, корунда и магнезита

В таблице представлены значения удельной массовой теплоемкости этих огнеупоров в зависимости от температуры.Теплоемкость шамота, динаса, корунда и магнезита в таблице дана в интервале температуры от 50 до 1500°С. Размерность удельной теплоемкости кДж/(кг·град).

Теплоемкость высокоогнеупорных материалов и керамики

В таблице даны значения удельной массовой теплоемкости высокоогнеупорных материалов в зависимости от температуры.Теплоемкость огнеупорных материалов и керамики в таблице приведена в интервале температуры от 100 до 1400°С (размерность теплоемкости кДж/(кг·град)).

Теплоемкость указана для следующих огнеупоров и керамических материалов: корунд (искусственный), глинозем, муллит, кианит (борисовский), андалузит (Семиз-Бугу), силлиманит, муллитовые изделия, магнезитовые изделия 88% MgO, спекшийся магнезит, серпентин, шпинель, известь (плавленая), окись циркония ZrO2, циркон (ильменский), хромитовые изделия, хромит (халиловский), карборунд (кристаллический), карборундовые изделия типа карбофракс SiC, графит С.

Источники:1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.2. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.3. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

thermalinfo.ru

Печи, камины, барбекю, дымоходы - Кирпич: шамотный или керамический

Вокруг вопроса применения шамотного и керамического кирпича в печном деле ходит очень много разных споров, слухов, домыслов и легенд. Например, часто встречается мнение, что шамотный кирпич радиоактивный, что его использование вредно для здоровья. Издавна принято, что печь кладется из керамического кирпича, а топка футеруется шамотным. Сейчас же можно встретить печи, камины, барбекю полностью сделанные из шамотного кирпича, да что уж таить - сам использую именно шамотный кирпич в работе. Давайте попробуем все-таки разобраться, что здесь к чему, сравнить эти 2 вида кирпича и определить их области применения.

Для начала несколько теоретических моментов.

Теплопроводность - способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты, проходящей втечение 1 ч через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2, при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях в 1 градус.Теплоемкость - способность материала при нагревании поглощать теплоту. Теплоемкость определяется отношением количества теплоты, сообщаемого телу, к соответствующему изменению температурыПористость - степень заполнения объема материала порами, измеряется в %Плотность кирпича определяется массой кирпича на единицу его объемаМорозостойкость - способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии без признаков разрушения

Характеристика Шамотный кирпич Керамический кирпич
Плотность кг/м. куб. 1910 1950-2050
Морозостойкость 15-50 15-75
Пористость, % 24-30 8
Теплоемкость, кДж/кг С 1,04 0,9
Теплопроводность, Вт/м С 0,84 0,5-0,7
Коэф. линейного расширения, а.10+6,I/град.С 5,3 3-5

А теперь давайте попробуем порассуждать о возможности применения шамотного кирпича.

1. Шамотный кирпич будет быстрее прогреваться и стенки кирпича будут более горячими, но при этом остывает он по времени почти столько же,сколько и керамический. В подтверждение этому опыты Евгения Колчина. Это очень удобно, например, в облицовках каминных топок. 2. Сам по себе шамотный кирпич имеет правильную геометрическую форму где любая из 6 граней может быть лицевой(точнее 5 - ложок с клеймом не подойдет) - с этим преимуществом не может поспорить керамический кирпич(там их всего 3). Данный факт позволяет работать почти без брака.Так же наличие шамотных блоков (ШБ 94, ШБ 96) в некоторых моментах упрощают работу и увеличивают возможность использования шамота (полки, декоративные элементы)

3. Давайте обратимся к Европейскому опыту. Дополнительные теплонакопительные элементы(включая дополнительные дымообороты) для Brunner, Jotul, Schmid, Olsberg делают из шамота. Немецкая компания Wolfshoeher Tonwerke выпускает шамотные элементы для дымооборотов и теплонакопительных печей. Мало кто обращает внимание, но даже есть специальный класс - печные топки: их можно подключать только через систему дымооборотов.

4. Конечно, коэффициент расширения у шамотного и керамического кирпича разный, потому перевязывать их настоятельно не рекомендуется. Это еще раз подтвердил опыт Евгения Колчина.5. Очень часто бытует мнение, что шамотный кирпич при нагревании выделяет вредные вещества или вообще радиоактивен. Последнее еще в теории(и только в теории!) как-то возможно, так как все зависит от места добычи глины, но вот в первое верится с трудом. Скорее всего, причина возникновения слуха о выделении вредных веществ в следующем. Шамотный кирпич - один из видов огнеупорных материалов(подгруппы алюмосиликатных огнеупоров: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые; а есть еще динасовые, муллитовые и др. огнеупоры), а их очень много, изготавливаются они разным способом. Возможно, что при нагревании некоторых из них и выделение вредных веществ, но это не относится к шамотному кирпичу, так как он предназначен для бытового использования.6. Еще одним недостатком шамотного кирпича можно назвать его меньшую, по сравнению с керамическим кирпичом, морозостойкость. Многи скажут, что для барбекю он не подойдет. Я не так давно работаю печником, но то, что было сделано на улице мной 3-5 лет назад бес признаков разрушения. Да и всегда можно защитить шамотный кирпич лаками или тем же жидким стеклом

 

Использование данного материала только с разрешения автора

fireplace-spb.ru

Теплотехнические характеристики огнеупорных и теплоизоляционных материалов :: Огнеупорные материалы в металлургии

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Огнеупорность определяется как температура Тогн, при которой происходит деформация стандартного образца в форме усеченной пирамиды при отсутствии механического и физико-химического воздействия. Огнеупорные изделия подразделяют на три группы: средней огнеупорности (огнеупорные) – Тогн до 1770 °С; высокой огнеупорности (высокоогнеупорные) Тогн от 1770 °С до 2000 °С, высшей огнеупорности – Тогн – выше 2000 °С. Предельная рабочая температура службы огнеупоров в условиях эксплуатации Tmax значительно ниже, чем Тогн.

В таблице 1 приведены свойства наиболее широко используемых печных огнеупоров. Все огнеупоры характеризуются такими важными эксплуатационными показателями, как термостойкость, шлакоустойчивость, строительная прочность, изменение объема при нагреве, которые определяют их применение для строительства элементов печей.

Термостойкостью называют способность огнеупоров выдерживать циклическое изменение температур при нагреве и охлаждении, так называемые теплосмены. Термостойкость характеризуют числом теплосмен до потери 20% первоначальной массы огнеупора в результате образования трещин и скалывания.

Шлакоустойчивость характеризует способность огнеупора выдерживать воздействие жидкого шлака и металла, окалины, газов.

 

Динас содержит более 93% SiO2 и относится к кремнеземистым, кислым огнеупорам. Обладает высокой строительной прочностью, высокой температурой начала деформации под нагрузкой и соответственно рабочей температурой службы 1650–1700 °С. Устойчив к воздействию кислых расплавов и газовых сред, но не выдерживает контакта с основными расплавами металлов и их оксидов. Термостойкость динаса по стандартной методике не превышает 1-2 водяных теплосмен. Однако, если колебания температуры происходят в области значений выше 300 °С и особенно выше 600 °С, то термостойкость динаса исключительно высока.

Динас широко применяют для изготовления высокотемпературной части насадки доменных воздухонагревателей и регенераторов нагревательных колодцев, которая не охлаждается ниже 600 °С, для кладки распорных сводов.

 

Таблица 1 – Свойства огнеупоров, наиболее широко используемых в печах

 

Группа огнеупоров

Главные хим. компоненты в % (мас.)

Тогн, °С

Tmax, °С

Плотность – r, т/м3

Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К) при 100 °С

Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К) при 100 °С

1

Динасовые

SiO2>93

1690-1720

1650-1700

1,84-1,97

1,3

0,86

2

Шамотные

30<Al2O3<45

1580-1750

1200-1400

1,83-1,95

0,9

0,9

3

Муллитовые

62<Al2O3<72

1600-1800

1600-1650

2,34-2,52

1,2

0,86

4

Корундовые

Al2O3>90

1950-2000

1650-1800

2,89-3,12

2,1

0,83

5

Смолодоломитовые

50<MgO<8510<CaO<45

1800-1900

1300-1400

2,7-2,8

3,4

0,96 при 1000°С

6

Периклазовые (магнезитовые)

MgO>85

2200-2400

1650-1700

2,6-2,8

4,5

1,08

7

Периклазохромитовые

MgO>605<Cr2O3<20

2000

1650-1700

2,95-3,04

2,5

1,0

8

Хромитопериклазовые

40<MgO<6015<Cr2O3<35

1920-2000

1700

2,9-3,15

2,0

1,8 ¸ 1,15(20-1000°С)

9

Цирконовые

ZrO2>50,SiO2>25

2000-2300

1900-2000

3,48-3,83

1,4

0,64

10

Карбидкремниевые

SiC>70

2000

1800-2000

2,35-2,54

9,3 при 1000°С

0,97

 

Шамот относится к алюмосиликатным огнеупорам, содержащим кроме SiO2 до 45% Al2O3. Обладает более высокой термостойкостью (10-20 водяных теплосмен), но низкой шлакоустойчивостью. Наиболее широко применяется в печестроении при температурах до 1350 °С для строительства стен, сводов, не контактирующих с оксидами металлов, для низкотемпературной части регенеративной насадки. Не выдерживает истирающего действия при высоких температурах.

Муллит и корунд относятся к высокоглиноземистым алюмосиликатным огнеупорам. По мере увеличения содержания Al2O3 повышается их рабочая температура службы, прочность и постоянство объема при разогреве. Термостойкость превышает 150 водяных теплосмен. Применяются вместо шамота в условиях более высоких температур: муллит – до 1650 °С, корунд – до 1800 °С. Плавленые корундовые изделия обладают высокой шлакоустойчивостью и выдерживают давление и истирающее действие металла и шихты. Применяются в установках внепечной обработки стали, в монолитных подинах методических нагревательных печей, в качестве насадки шариковых регенераторов.

Периклаз (или магнезит) содержит не менее 85% MgO. Температура начала размягчения под нагрузкой значительно ниже огнеупорности. Максимальная рабочая температура 1700 °С. Термостойкость изделий невысока и составляет 1-2 водяных теплосмены.

Шлакоустойчивость по отношению. к основным расплавам – металлам и шлакам, богатым оксидами металлов и известью, исключительно высока. Поэтому магнезитовые кирпичи используются для кладки элементов печей черной и цветной металлургии, которые контактируют с расплавами металлов и основных шлаков. Магнезитовый порошок используют для заполнения швов при кладке подин плавильных печей.

Периклазохромитовые и хромитопериклазовые огнеупоры содержат в качестве основы MgO и хромит Cr2O3. Свойства этих огнеупоров существенно отличаются от периклазовых и зависят от соотношения хромита и магнезита. Максимальная термостойкость соответствует отношению Cr2O3:MgO = 30:70. Шлакоустойчивость выше при содержании хромита 20 %. В сводах сталеплавильных печей наибольшую стойкость имеют изделия с содержанием хромита 20-30 %. Они изнашиваются из-за образования трещин и сколов, к которым приводят термические напряжения, возникающие при колебании температуры в рабочем пространстве печи.

Смолодоломитовые безобжиговые огнеупоры содержат в качестве основы MgO и СаО, а также углерод в виде смоляной связки в количестве 2-4 %. Они применяются для футеровки конвертеров. Известь СаО взаимодействует с силикатами конвертерного шлака, благодаря чему на поверхности футеровки образуется гарниссаж, препятствующий проникновению шлака в футеровку.

Углеродистые огнеупоры изготавливаются из доступного сырья – графита, кокса – с высокой температурой плавления ³ 3500 °С. Они не смачиваются расплавами и поэтому устойчивы против них, имеют высокую термостойкость, но начинают окисляться в продуктах горения топлива при температуре ³ 600 °С. Поэтому их используют для службы в восстановительной среде: в электрических печах для производства ферросплавов, алюминия, свинца, в лещади доменных печей, в качестве припаса для разливки металлов, для изготовления электродов дуговых плавильных печей.

Карбидкремниевые огнеупоры содержат в качестве главного компонента SiC – карборунд. Они покрыты защитной плёнкой SiO2, поэтому не окисляются как углеродистые. Имеют высокую прочность, износоустойчивость, термостойкость. Устойчивы против нейтральных и кислых расплавов, нестойки против основных. Применяются для изготовления трубок керамических рекуператоров, огнеупорных муфелей.

Неформованные огнеупоры применяют для изготовления монолитных футеровок из огнеупорного бетона и набивных масс. Огнеупорный бетон представляет собой смесь огнеупорного наполнителя (бой огнеупорных изделий) с размером частиц от 0,5 до 70 мм, вяжущего и добавок. В качестве вяжущего используют твердеющие в холодном состоянии огнеупорные цементы (глиноземистый, магнезиальный), жидкое стекло, фосфатные связки на основе ортофосфорной кислоты Н3РО4. Добавки могут регулировать скорость схватывания и твердения, улучшать пластические свойства, уменьшать усадку.

Широко распространены динасовые бетонные блоки и панели для стен нагревательных колодцев, глинистокварцитовые массы для набивной футеровки ковшей. Применяют монолитную футеровку стен и сводов нагревательных печей из жидкого (литого) бетона с креплением её к металлическому каркасу печи с помощью анкерных кирпичей, распределенных по площади стен и свода.

Защитные гарниссажи образуются на рабочей поверхности ограждения плавильных, шахтных и дуговых печей из спекающихся или расплавленных материалов при интенсивном охлаждении стен печи водой или воздухом. В плавильных печах цветной металлургии гарниссаж является эффективным средством защиты, а иногда и замены футеровки.

 

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для тепловой изоляции металлургических печей применяются три вида изделий: 1) легковесные пористые огнеупорные кирпичи: шамот-легковес, динас-легковес, диатомитовый и другие; 2) теплоизоляционные засыпки; 3) изделия в виде плит, ваты, войлока, картона, изготовленные на основе керамического волокна в смеси со связующим материалом, так называемые волокнистые огнеупоры. Волокнистые огнеупоры являются относительно новыми теплоизоляционными материалами.

Легковесные огнеупорные кирпичи обладают большой пористостью и поэтому меньшей плотностью и теплопроводностью, чем обычные огнеупорные кирпичи (табл. 2). Марка кирпича в табл. 2 расшифровывается так: Д – динас, Ш – шамот, Л – легковес, числа после тире означают плотность. Чем меньше плотность кирпича, тем лучше его теплоизоляционные свойства, но ниже максимальная рабочая температура.

По сравнению с обычными огнеупорами шамот-легковес и другие легковесы имеют более низкую прочность, шлакоустойчивость и термостойкость. Их можно применять не только для теплоизоляционного слоя футеровки, но и для рабочего слоя, в термических печах. Диатомитовый кирпич применяют только для наружного слоя тепловой изоляции стен и свода нагревательных печей.

 

Таблица 2 – Свойства легковесных огнеупорных изделий

 

№пп

Тип и марка изделия

Плотность – r, т/м3

Т мах, раб, °С

Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К)

Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К) в интервале 0‑1400 °С

1

Динас ДЛ-1,2

1,2

1500

0,58+0,38×10-3×t

1,19

234

Шамот ШЛ-1,3ШЛ-0,9ШЛ-0,4

1,30,90,4

135012001100

0,47+0,14×10-3×t0,29+0,20×10-3×t0,06+0,14×10-3×t

1,191,171,17

5

Диатомитовый кирпич

0,5

1000

0,15 (при t=350 °С)

1,0

 

В качестве засыпок используются, в основном, естественные теплоизоляционные материалы: диатомит, инфузорная земля, трепел и вермикулит. Первые три материала имеют состав SiO2×nh3O.

Диатомит – продукт разложения водорослей, имеет рыхлую землистую структуру. Применяют в виде порошка или изделий, изготовленных на глинистой связке: плотность изделий 500, 600 и 700 кг/м3, коэффициент теплопроводности соответственно равен 0,18, 0,21, 0,27 Вт/(м×К). Коэффициент теплопроводности засыпки из диатомита колеблется в пределах 0,12-0,16 Вт/(м×К). Предельная температура применения диатомитовых изделий 1000 °С, засыпки 900 °С.

Инфузорная земля является продуктом разложения животных организмов; применяют чаще в виде порошка.

Трепел – продукт выветривания горных пород, пористый материал с низкой теплопроводностью; применяют в виде порошка или изделий. По свойствам изделия из трепела близки к диатомитовым.

Вермикулит — это разновидность слюды, имеющая способность при нагреве значительно увеличивать свой объем. Используют вермикулит в виде засыпки или в виде плит. Применяется до температуры 700-900 °С. В обожженном виде носит название – зонолит. Предельная температура применения зонолита 1000-1100 °С. Коэффициент теплопроводности вермикулита и зонолита 0,1 Вт/(м×К).

К неогнеупорным изоляционным материалам относится асбест. Асбест является водным силикатом магния состава 3MgO×2SiO2×2h3O, имеет волокнистое строение, пористый. Применяют в виде крошки для засыпки или в виде изделий – шнура, картона, плит, ткани и ваты.

 

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ

В таблице 3 представлены некоторые виды волокнистых огнеупорных изделий и их свойства. Волокнистые плиты, как и шамот-легковес, применяют для изготовления не только изоляционного, но и рабочего слоя футеровки термических печей с целью снижения потерь теплоты в рабочем пространстве печи. При этом уменьшаются два вида потерь: на аккумуляцию теплоты футеровкой и теплопроводностью через футеровку в окружающую среду.

 

Таблица 3 – Виды волокнистых огнеупорных изделий

 

№ пп

Тип и марка изделия

Толщина, мм

Плотность – r, т/м3

Т мах, раб, °С

Коэф. теплопроводности – l, Вт/(м×К) при 600 °С

Уд. теплоемкость – с, кДж/(кг×К)

1

Плита

ШПГТ-450

100

0,45

1300

0,2

1,0

2

Вата МКРР-130

15; 20

0,13

1250

0,22

1,0

3

Войлок МКРВЦ-150

15; 20

0,15

1400

0,14

1,0

4

Фетр МКРВЦФ-130

15; 20

0,13

1400

0,18

1,0

 

markmet.ru

Выбор шамотного кирпича и его правильное применение

Порой нам необходим такой строительный материал, который бы мог выдерживать большие температурные перепады и даже воздействие открытого огня. Большинство строительных материалов, активно используемых на данный момент, для этого  не подходят, как и обычный кирпич. Однако его шамотный аналог – совсем другое дело.

Общие сведения

Данный вид является одним из типов огнеупорных кирпичей. Для его изготовления применяется шамотный песок и огнестойкая глина, которые спекаются вместе при определенных температурах и в определенных условиях. Даже небольшое нарушение технологии изготовления приведет к тому, то данный строительный блок может потерять свои огнеупорные функции.

Внешний вид, размер и вес данных изделий может быть самыми разным. На рынке в изобилии представлены такие марки, как ШБ-5, ШБ-6, ШБ8, ШЦУ-3, ШЦУ-5 и многие другие. Однако все эти виды кирпича объединяет расцветка (желтовато-песчаная), а также зернистая поверхность, по которой это изделие можно сразу же отличить от других кирпичей.

Сфера использования материала

В первую очередь их применяют для изготовления печей, каминов, барбекю, мангалов и прочих конструкций, в которых речь идет о воздействии открытого пламени и высоких температур, а также о больших температурных перепадах.

При этом такой кирпич еще и очень хорошо противостоит воздействию различных химических веществ. Это делает его весьма часто используемым в химической промышленности и металлургии – во всех тех случаях, когда на данный строительный материал может воздействовать кислота или щелочь.

Наконец, обращает на себя внимание привлекательный и необычный внешний вид данного изделия, что делает его применимым и в декоративном направлении.

Технические параметры изделия

  • Огнестойкость – 1100-1800 градусов по Цельсию в зависимости от модели;
  • Теплопроводность — 0,6 Вт/м·°С;
  • Плотность — 1700 – 1900 кг/м³;
  • Прочность М75 – М250;
  • Теплоемкость — 1,04 кДж/кг·°С;
  • Морозостойкость — F15 – 50.

Преимущества шамотного кирпича

  • Один из самых устойчивых к воздействию высоких температур строительных материалов. В создании печей и прочих подобных конструкций лучше отдать предпочтение именно этому варианту;
  • Высокая теплоемкость. Кирпич подобной модели не только противостоит воздействию высоких температур, но и может накапливать в себе большое количество тепла. Даже после прекращения топки той же печи, созданной из этого материала,  кирпич будет отдавать тепло в помещение еще очень долго;
  • Прочность на высоком уровне. Несмотря на хрупкость, как и у многих других кирпичей, материал способен без разрушения переносить  воздействие большого давления;
  • В процессе эксплуатации шамотный кирпич не деформируется и не изнашивается в течение максимального временного периода. При этом кирпич способен выдерживать самые серьезные внешние воздействия;
  • Привлекательные внешние данные позволяют создавать камины и печи с высокими дизайнерскими качествами без необходимости проведения внешней отделки.

Недостатки

  • Необходимость использовать специальный раствор для кладки шамотного кирпича;
  • Высокие требования к профессионализму укладчика. Материал весьма непросто поддается обработке ввиду своей высокой прочности, и для резки необходимо использовать наиболее эффективный инструмент;
  • Стоимость такого кирпича выше, чем у большинства других видов этого строительного блока.

Как правильно выбрать шамотный кирпич

  • В первую очередь следует ориентироваться на звук. Постучите по кирпичу чем-нибудь твердым и услышите звон, подобный тому, что издает при подобных действиях металлическая поверхность. При этом постукивания по обычному кирпичу приводят к появлению куда более глухого звука, и эту разницу может почувствовать каждый;
  • При этом шамотный кирпич  в современной форме может не иметь характерного для себя цвета. Производители подобных кирпичей на данный момент научились изменять их цвет без изменения технических характеристик;
  • Гораздо большее внимание необходимо уделить размерам, так как эти параметры для данных изделий очень сильно различаются. Вам необходимо точно определиться с тем, какие размеры и вес кирпича отвечают поставленной перед вами задаче. При этом всегда можно проконсультироваться у продавца, если вы покупаете данную продукцию в крупных и давно работающих на рынке магазинах. В них же вы можете с большой вероятностью надеяться на высокое качество кирпича, созданного с соблюдением всех необходимых технологий;
  • Стоит потрогать поверхность данного кирпича – она должна быть шероховатой на ощупь. В том случае, если поверхность плоская, это является свидетельством того, что при создании кирпича возникли проблемы с технологией и его технические характеристики далеки от оптимальных;
  • Кирпич должен иметь однородную структуру, а его поверхность не должна содержать сколов и прочих повреждений. Не стоит покупать кирпичи, содержащие на поверхности толкую прозрачную пленку. Ее наличие не позволит раствору схватываться с поверхностью и создать качественную кладку.

Как правильно класть данный кирпич

В первую очередь необходимо правильно подобрать клеящий состав – мертель. Последний представляет собой огнеупорную смесь, так как обычная при кладке того же камина или печи просто не выдержит высокую температуру.

После этого поверхность каждого кирпича необходимо будет смочить. Причина состоит в том, что в случае с новыми кирпичами часто можно наблюдать гладкие и блестящие поверхности. Вполне очевидно, что  адгезия таких поверхностей будет весьма посредственной, и крепящий состав к ним просто не прилипнет. Тщательно смочив кирпич и очистив его поверхность, вы увидите, что эта самая поверхность стала крайне шершавой. Можете даже потереть губкой для лучшего эффекта.

Мертель необходимо не просто наносить на поверхность кирпича. При помощи шпателя мы как бы втираем его вовнутрь, выполняя что-то вроде грунтования поверхности. Для сцепления между собой двух кирпичных поверхностей, одна из них должна быть покрыта более густым слоем. После соединения между собой, по кирпичу лучше постучать деревянным или резиновым молоточком, что позволит излишкам клея выйти наружу.

Важно! При этом не стоит опасаться того, что кирпич запачкался, так как мертель на самом деле оттирается от поверхности очень хорошо и удалить его можно при помощи простой влажной тряпки.

bricknews.ru

Выбор материалов для печи или камина – кирпич или шамот | Печи и камины

Темы журналаПечи и каминыАвторские работыПорядовки печейОтопительное оборудование и инженерные системы

Кирпич или шамот

Печи и камины | №1 (51) '2011

Надежность, долговечность, экономичность, прочность, герметичность, способность аккумулировать тепло и противостоять разрушающим факторам в экстремальных условиях (горение топлива в топке, разница температур снаружи и внутри дымохода и т.п.) — таковы требования к устройству под названием «очаг». И то, насколько полноценно они будут реализованы в печи или камине, во многом зависит от использованных материалов, правильный выбор которых определяет уют, комфортабельность и безопасность жилища, а также избавляет от необходимости перекладывания неудачной печи.

Кирпич

  • © Harvey Indusries, Inc

  • © OrtnerЭлементы из шамота помогают печи лучше и равномернее накапливать тепло

  • © Печной центр «КАМИ»Выбор кирпича – очень ответственный и важный этап возведения печи

  • © OrtnerСпособность печи Ortner эффективно накапливать тепло достигается за счет облицовки шамотными плитами и дымооборота из того же материала

Этот материал может быть получен двумя способами: с помощью пластического формования и полусухим прессованием. При пластическом формовании предварительно подготовленную массу, состоящую из глины и различных добавок, механически продавливают через специальное устройство, придающее ей форму длинного бруска с нормированным сечением. Затем брусок разрезают (в соответствии с заданным размерным модулем) на части, которые после обжига собственно и становятся кирпичом. В результате обжига (8–15 часов при температуре 900–1150°С) кирпич приобретает прочность, матовую поверхность, розовый цвет и становится водостойким.

Во втором случае используются глина и примеси в виде порошка с добавлением минимального количества воды. Эта смесь подвергается прессованию, после которого она приобретает форму кирпича и в таком виде отправляется на обжиг.

Производители кирпича кроме основного модуля-кирпича выпускают и множество фасонных деталей, позволяющих выполнить кладку печи любой формы, конструкции и стиля. Во внешних частях каминов и печей, не подверженных воздействию высоких температур, применяют облицовочный кирпич.

Согласно мнению специалистов, для устройства элементов печей и каминов предпочтителен полнотелый кирпич пластического формования, поскольку он лучше держит температуру. Что касается самой топки, то ее рекомендуется выполнять из огнеупорного или шамотного кирпича, который при этом должен быть полномерным, хорошо обожженным, без трещин, плотным, с плоскими гранями и прямыми углами.

Друзья огня

  • Проект выполнен печниками А.Бацулиным и Marcus Flynn/Pyromasse. Возводя кладочную кирпичную печь, мастер должен правильно организовать лабиринт для дымовых газов, чтобы обеспечить оптимальный уровень прогрева корпуса конструкции...

  • © Проект выполнен печниками А.Бацулиным и Marcus Flynn/Pyromasse. ...Также нужно повысить эффективность утилизации тепла, сведя к минимуму его потери через дымоход

  • © Lisac's Fireplaces & StovesПомимо утилитарных свойств теплоемкие отделочные материалы обладают эстетическими качествами, гармонично сочетающимися с любым стилем

  • Футеровка топки шамотом защищает её от воздействия высоких температур

Огнеупорный кирпич используют при температуре 1200°С и выше, которую обычный кирпич не выдерживает (в таких условиях он рассыпается). Кроме того, огнеупорный кирпич хорошо аккумулирует и отдает тепло, что очень важно для материала, идущего на изготовление очага.

Шамотный кирпич, маркируемый буквой «Ш», имеет в своем составе порошок-шамот и также относится к огнеупорным материалам. Его используют, как правило, в местах непосредственного контакта с огнем. Он хорошо реагирует на резкие перепады температуры. Если шамотный кирпич при обжиге передержать, то он превратится в «железняк» — покроется стекловидной пленкой и станет непригодным к использованию в камине из-за хрупкости такого покрытия. Недообожженные же образцы активно впитывают влагу, из-за чего практически перестают быть огнеупорными.

Наружная же часть печи может быть выложена и красным керамическим полнотелым кирпичом марки М-150 и выше. Он также должен быть хорошо обожжен и иметь правильную геометрию, без трещин и инородных включений.

Дымовую трубу можно выложить красным строительным кирпичом, поскольку температура здесь ниже, чем в топке. Этот вид кирпича более порист, чем печной, а следовательно, обладает меньшей теплопроводностью, что важно для предотвращения остывания трубы и создания условий, препятствующих выпадению конденсата. Кирпич, применяемый для выкладки дымоходов, тоже должен иметь высокую морозостойкость, так как именно здесь наиболее сильно проявляется воздействие агрессивных факторов внешней среды. Морозостойкость означает способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократные циклы замораживания-оттаивания без повреждений и ухудшения свойств. Для обозначения этого параметра в маркировку вводится буква «F» в сочетании с цифрами.

Шамот

  • © Анатолий СмирновПечь-камин с прозрачной дверцей топки – распространенный вид домашнего очага

  • © Angel David Stock. XCHNGВне зависимости от того, из какого материала сделан и чем облицован открытый камин, его основным недостатком остается низкая способность накапливать тепло

Данный огнеупорный материал получают высокотемпературным обжигом глины до потери ею пластичности и удаления связанной воды. Чтобы этого добиться, температуру в обжиговых печах поднимают до 1500°С. Затем шамот измельчают в порошок мелкозернистого или грубозернистого помола. Его смешивание с различными видами глины в определенных пропорциях позволяет получить шамотные керамические огнеупорные материалы с заданными свойствами.

Особенности эксплуатации топки требуют от шамота огнестойкости, позволяющей работать в непосредственном контакте с пламенем. Сам материал должен выдерживать нагрев до 1200°С (реальная температура в топке может составлять 750–1000°С). Немаловажна и устойчивость шамота к термическим перепадам, поскольку сам процесс растопки печи и отбора тепла сопровождается чередующимися повышениями и понижениями температуры. Для тестирования пригодности шамота к использованию в составе топки производители устраивают ему 30 циклов нагрева до 1000°С с последующим охлаждением холодной водой, причем раствор для соединения шамотных плит в единое изделие тоже должен соответствовать указанному требованию, — это гарантирует, что в будущем здесь не появятся трещины.

Основой ассортимента шамотных изделий для очага, предлагаемых рынком, выступают блоки для кладки печей, модули для дымовых труб и огнеупорной изоляции металлических кассетных топок.

Дымовые трубы из шамота в полной мере сохраняют все свойства этого материала, включая устойчивость к перепаду температур и влагостойкость. Они также сертифицированы в соответствии с европейскими стандартами. Кстати, использование шамота позволяет организовать конструкцию по модульному принципу, что упрощает монтаж очага, одновременно ничуть не ограничивая полет фантазии дизайнеров и оставляя им простор для творчества, вплоть до создания авторских проектов. Детали могут иметь размеры от 13,5x13,5 до 100x75 см и при изготовлении подбираются исходя из специфики конкретного проекта — от элементов для камина с большим стеклом до фасонных изделий, предназначенных для сборки компактных печей. Таким образом, любой образец продукции в модельных рядах различных производителей имеет свой набор деталей.

На российском рынке предлагаются также шамотные плиты для открытых каминов, которые могут быть облицованы любым из известных материалов. Применяемые при этом фасонные камни для сборки топливников оснащены профилями для соединения друг с другом «в замок» по принципу ответных частей. Для удобства кладки в комплект кроме целых модулей включаются и половинные, а также угловые камни. Ну а защита стен дома, примыкающих к топке, обеспечивается при помощи пустотелых шамотных кирпичей, которые пригодны для использования и в других местах с небольшим перепадом температур.

Комментарии специалистов

Анатолий Смирнов, печник, авторские печи и камины:

«Подбор кирпича для строительства очага важен как для мастера, так и для владельца. От правильного подбора зависит очень многое: прочность очага, длительность его безопасной эксплуатации, эстетичность внешнего вида, экономичность и т.д.

В распоряжении мастера имеются самые разные виды кирпича: рядовой, керамический, огнеупорный, печной, для наружных работ. Химически агрессивная среда в топочном пространстве и высокая температура (700–1000°С) предъявляют особые требования к кирпичу, идущему на кладку топки. Красный полнотелый керамический кирпич, если он не предназначен для этой цели, начинает со временем отслаиваться пластами по 3–7 мм. В топке можно использовать керамические образцы только с водопоглощением ниже 10%.

В отличие от керамического красного кирпича, огнеупорные аналоги делаются на основе кварцевого песка, поэтому при температуре 580°С внутри них образуется расплав — стекловидная масса, препятствующая проникновению газообразных химических соединений. Однако при нарушении правил эксплуатации очага шамотный кирпич тоже может подвергнуться разрушению, ведь стекло, появляющееся в его теле в процессе обжига, является, как известно, хрупким материалом, не выдерживающим резких охлаждений.

Таким образом, в топке открытого камина может быть применен и шамотный, и обычный керамический кирпич. Нанесение различных покрытий с последующим обжигом, а также пропитка «жидким стеклом» снижают газопроницаемость материала и способствуют увеличению срока его службы. В топках бытовых печей нецелесообразно использовать керамический кирпич, а если это по каким-либо причинам невозможно, то в любом случае способность материала накапливать (поглощать) воду не должна превышать 10%. Заказчику же во избежание преждевременного разрушения конструкции стоит обзавестись подробной письменной инструкцией по правилам эксплуатации очага».

Кирилл Ринне, директор представительства компании Brunner в России:

«Вместе с каминами Brunner в Россию поставляются изделия из шамота от компании Ortner, которая в числе прочей продукции производит надежные, жаростойкие, эффективные и долговечные модульные системы KMS, предназначенные для длительной аккумуляции тепла.

Масса такой конструкции зависит от объема дров, сжигаемых в топке, и рассчитана на достижение максимальной эффективности горения и теплоотдачи. Удельный вес используемого материала составляет свыше 2,7 т/м, что позволяет поддерживать необходимую температуру в обогреваемом помещении на протяжении суток после угасания пламени в печи, а по надежности и долговечности он заметно превосходит и кирпич, и натуральный камень. К тому же внутри организованных здесь дымовых каналов нет прямых углов, что усиливает и стабилизирует тягу, а также предотвращает накапливание сажи».

Евгений Никитин, печник компании Wolfshоher Tonwerke:

«Я давно и охотно использую шамот в качестве материала, который прекрасно аккумулирует тепло. Его, безусловно, нужно применять в теплоаккумулирующих печах. Летом этого года я закончил один объект, где внешней облицовкой каминной топки выступали шамотные плиты, а сверху камин был отделан кафелем. Тепло от сгоревших в камине дров накапливается конструкцией, которая продолжает обогревать помещение в течение 6 ч. после угасания огня, что сокращает расходы на топливо.

Монтаж плит большого формата происходит довольно быстро. Важное значение имеет также использование соответствующей смеси, рекомендованной производителем. В данном случае я применил шамот компании Wolfshоher Tonwerke со смесью марки ХКМ, которая обладает тем же коэффициентом линейного расширения, не содержит цемента, хорошо схватывается и позволяет мастеру работать без применения защитных перчаток».

Андриан Коляганов, руководитель компании «Владимирский Гончар»:

«Печной кирпич, используемый при кладке каминов, печей и дымоходов, подразделяется на несколько видов. Красный полнотелый кирпич М-200 может использоваться во всей конструкции печи, чего не скажешь о более высоких марках, которые находят свое место в холодных зонах печей и каминов: так, М-300 и М-500 в основном служат для облицовки этих сооружений.

Шамотный кирпич (из огнеупорной глины) является универсальным. Такой материал не только долго служит, демонстрируя прекрасные характеристики, но и придает печам и каминам эстетичный вид. Шамотный кирпич марок ША и ШБ выдерживает температуры до 1690°С, и его можно применять в печах с максимальной температурой до 1400°С, для футеровки топливников и при строительстве банных печей. Кирпич ручной формовки (от М-300 до М-700) в основном используется для облицовки каминов. Благодаря высочайшей прочности и хорошей теплоемкости эти строительные материалы не только обеспечивают многолетнюю работу печей и каминов, но и помогают длительное время сохранять тепло в протопленном помещении. Таким образом, правильно определиться с выбором печного материала означает существенно снизить затраты на отопление дачи или загородного дома».

Текст: Владимир Бреус

Смотрите также

  • Печи и камины | №5 (50) '2010 Топка, дверца и портал

    Все существующие на рынке каминов предложения можно разделить на две группы: в одну попадают кладочные конструкции, сооружаемые, что называется, по кирпичику, в другую — сборные (модульные) аналоги, которые можно смонтировать из унифицированных деталей...

  • Печи и камины | №5 (50) '2010 Живой огонь поддельных дров

    Иметь камин в собственном доме мечтают многие. Пожалуй, ничто не может так успокаивать и дарить ощущение особого уюта, как созерцание живого огня. Однако эксплуатация классического дровяного очага связана с некоторыми неудобствами: тем, кто хочет их избежать, следует задуматься над приобретением агрегатов, где в качестве топлива используется газ...

  • Печи и камины | №5 (50) '2010 География дизайна

    Интересно следить за тем, как изменились роль и облик камина в современном мире: из отопительного прибора он превратился в центр домашнего уюта и дизайнерский объект одновременно. Не удивительно, что лучшие мастера современности совершенствуются, придумывая новые формы и используя неожиданные материалы...

www.kamin-magazine.ru


Смотрите также