Шамотна цегла вогнетривка

Пожежна безпека – одна з головних вимог до об'єктів будівництва. Її забезпечують матеріали, що використовуються для зведення конструкцій. Шамотна цегла – один з небагатьох будівельних елементів, який здатний витримувати високі температури і не спалахувати, не підтримувати горіння.

Виробництво

Пожежостійка шамотна цегла: з чого роблять цей будівельний матеріал? До складу входять компоненти, кількість яких залежить від сорту виробу:

• Шамот - дрібноподрібнена вогнетривка глина, що пройшла процедуру попереднього випалу;
• Графіт;
• Кокс;
• Кварц крупномелений;
• Оксид алюмінію.

Інгредієнти змішують і відправляють у піч з високою температурою для спікання, під час якого утворюються міцні зв'язки між компонентами. Оксид алюмінію визначає пористість цегли, її стійкість до агресивних впливів вологості, хімічних речовин, стійкість до високих температур.

Вироби формують у різний спосіб:

• Лиття з шлікеру;
• Пластичний та напівсухий метод;
• Термопластичне пресування;
• Гаряче пресування;
• Плавлення.

Різновиди

Шамотну цеглу класифікують на 4 групи:

1. Основний із класичним складом.
2. Вуглецевий - самий вогнестійкий матеріал, здатний витримувати максимальне нагрівання. До складу такого включають велику кількість графітового коксу або подрібненого графіту.
3. Глиноземний має у складі спеціальні породи глини;
4. Кварцовий включає кварцовий пісок або піщаник. Виробом викладають ділянки конструкцій, що стикаються з вогнем. Наприклад, внутрішні стінки камінів, димарі, печі.

Як вибрати шамотну цеглу: розміри та форми виробів настільки різноманітні, що з них можна викласти конструкцію будь-якої форми та периметра.

Немає єдино правильних розмірів вогнетривкої цегли:

• Довжина може становити 230, 250, 300, 460, 600 мм.
• Ширина - 114, 124, 150, 230;
• Висота - 40, 45, 55, 65, 75, 90 мм.

Найбільш часто застосовують 230×114×65 мм та 250×124×65 мм.

Технічні характеристики

Головне, чому використовують шамотну цеглу – характеристики матеріалу.

Різниця значень обумовлена ​​складом, що використовується у виробників і пайовою кількістю компонентів. У таблиці наведено усереднені показники.

Основний компонент, що визначає фізичні властивості - оксид алюмінію. Чим його більше, тим більше спекотне середовище здатне витримати цеглу.

Особливості укладання

Щоб отримати надійну вогнетривку конструкцію, необхідно дотримуватися технології кладки і знати, на що кладуть шамотну цеглу.

Увага на розчин

Для зв'язування цегли в кладці використовують лише вогнетривкі розчини. Їх можна приготувати самостійно або придбати готову суміш у магазині. Її назва – шамотний мертель. Сухий порошок заливають очищеною м'якою водою до утворення консистенції густої сметани. Заміс роблять не менше 5 хвилин, потім залишають його у спокої на годину, потім повторюють операцію.

Допускається додавання цементу з розрахунку 15% від сухої шамотної речовини для надання більшої міцності майбутнім швам.

На що класти шамотну цеглу, якщо немає готової суміші? Зрозуміло, зібрати та приготувати розчин самостійно. Для цього беруть каолінову або кембрійську блакитну глину, замочують на 12-36 годин, регулярно перемішують. Після цього беруть сито з осередком 3 мм і пропускають розмоклу масу через нього. Додають шамотний пісок у пропорції 2:1 (пісок: глина). Доводять до консистенції і приступають до роботи.

Розкладка цегли

Перш ніж розпочати розкладку, розмічають периметр майбутньої конструкції. Потім без розчину викладають цеглу та залишають зазори. Виводять кути, за потреби коригують розміри виробів.

Чим різати шамотну цеглу? Для цього підійде болгарка з алмазним диском, оскільки матеріал відрізняється високою твердістю.

Після розподілу всіх елементів заготівлю розбирають у зворотному порядку. Перед кладкою цегла поміщають у воду на пару секунд для підвищення схоплюваності робочих поверхонь і запобігання вбирання вологи з розчину.

Процес укладання вогнетривкого каменю трудомісткий, необхідно дотримуватись якісно заповнювати шви при кладці, щоб у процесі експлуатації в них не потрапляла вода та сміття.

Вибір матеріалів для печі чи каміна

Надійність, довговічність, економічність, міцність, герметичність, здатність акумулювати тепло та протистояти руйнівним факторам в екстремальних умовах (горіння палива в топці, різниця температур зовні та всередині димоходу тощо) – такі вимоги до пристрою під назвою «вогнище».І те, наскільки повноцінно вони будуть реалізовані в печі або каміні, багато в чому залежить від використаних матеріалів, правильний вибір яких визначає затишок, комфортабельність та безпеку житла, а також позбавляє необхідності перекладання невдалої печі.

Цегла

• © Harvey Indusries, Inc
• © Ortner
  Елементи з шамоту допомагають печі краще і рівномірно накопичувати тепло
• © Пічний центр «Камі»
  Вибір цегли – дуже відповідальний та важливий етап зведення печі
• © Ortner
  Здатність печі Ortner ефективно накопичувати тепло досягається за рахунок облицювання шамотними плитами та димообігу з того ж матеріалу

Цей матеріал може бути отриманий двома способами: за допомогою пластичного формування та напівсухим пресуванням. При пластичному формуванні попередньо підготовлену масу, що складається з глини та різних добавок, механічно продавлюють через спеціальний пристрій, що надає їй форму довгого бруска з нормованим перерізом. Потім брусок розрізають (відповідно до заданого розмірного модуля) на частини, які після випалу власне і стають цеглою. В результаті випалу (8-15 годин при температурі 900-1150 ° С) цегла набуває міцності, матової поверхні, рожевого кольору і стає водостійкою.

У другому випадку використовуються глина та домішки у вигляді порошку з додаванням мінімальної кількості води. Ця суміш піддається пресуванню, після якого вона набуває форми цегли і в такому вигляді вирушає на випал.

Виробники цегли окрім основного модуля-цегли випускають і безліч фасонних деталей, що дозволяють виконати кладку печі будь-якої форми, конструкції та стилю.У зовнішніх частинах камінів і печей, не схильних до впливу високих температур, застосовують облицювальну цеглу.

На думку фахівців, для влаштування елементів печей і камінів краща повнотіла цегла пластичного формування, оскільки вона краще тримає температуру. Що стосується самої топки, то її рекомендується виконувати з вогнетривкої або шамотної цегли, яка при цьому повинна бути повномірною, добре обпаленою, без тріщин, щільною, з плоскими гранями і прямими кутами.

Друзі вогню

• Проект виконано пічниками А.Бацуліним та Marcus Flynn/Pyromasse. Зводячи цегельну кладку, майстер повинен правильно організувати лабіринт для димових газів, щоб забезпечити оптимальний рівень прогріву корпусу конструкції.
• © Проект виконано пічниками А.Бацуліним та Marcus Flynn/Pyromasse. . Також потрібно підвищити ефективність утилізації тепла, звівши до мінімуму його втрати через димар

Вогнетривку цеглу використовують при температурі 1200°С і вище, яку звичайна цегла не витримує (в таких умовах вона розсипається). Крім того, вогнетривка цегла добре акумулює і віддає тепло, що дуже важливо для матеріалу, що йде на виготовлення вогнища.

Шамотна цегла, що маркується літерою «Ш», має у своєму складі порошок-шамот і також відноситься до вогнетривких матеріалів. Його використовують, як правило, у місцях безпосереднього контакту з вогнем. Він добре реагує на різкі перепади температури. Якщо шамотну цеглу при випаленні перетримати, то вона перетвориться на «залізняк» — покриється склоподібною плівкою і стане непридатною для використання в каміні через крихкість такого покриття. Недопалені ж зразки активно вбирають вологу, через що практично перестають бути вогнетривкими.

Зовнішня частина печі може бути викладена і червоною керамічною повнотілою цеглою марки М-150 і вище. Він також повинен бути добре обпалений і мати правильну геометрію, без тріщин та сторонніх включень.

Димову трубу можна викласти червоною будівельною цеглою, оскільки температура тут нижча, ніж у топці. Цей вид цегли більш пористий, ніж пічний, а отже, має меншу теплопровідність, що важливо для запобігання остиганню труби і створення умов, що перешкоджають випаданню конденсату. Цегла, що застосовується для викладки димоходів, теж повинна мати високу морозостійкість, тому що саме тут найбільше проявляється вплив агресивних факторів зовнішнього середовища. Морозостійкість означає здатність матеріалу, насиченого водою, витримувати багаторазові цикли заморожування-відтавання без пошкоджень та погіршення властивостей. Для позначення цього параметра маркування вводиться буква «F» у поєднанні з цифрами.

Шамот

• © Анатолій Смирнов
  Пекти-камін з прозорими дверцятами топки – поширений вид домівки.
• © Angel David Stock. XCHNG
  Незалежно від того, з якого матеріалу зроблений і чим фанерований відкритий камін, його основним недоліком залишається низька здатність накопичувати тепло

Даний вогнетривкий матеріал отримують високотемпературним випалом глини до втрати пластичності і видалення зв'язаної води. Щоб цього досягти, температуру в печах випалюють піднімають до 1500°С. Потім шамот подрібнюють на порошок дрібнозернистого або крупнозернистого помелу. Його змішування з різними видами глини у певних пропорціях дозволяє отримати шамотні керамічні вогнетривкі матеріали із заданими властивостями.

Особливості експлуатації топки вимагають від вогнестійкості шамота, що дозволяє працювати в безпосередньому контакті з полум'ям. Сам матеріал повинен витримувати нагрівання до 1200 ° С (реальна температура в топці може становити 750-1000 ° С). Важлива й стійкість шамоту до термічних перепадів, оскільки сам процес розпалювання печі та відбору тепла супроводжується підвищенням і пониженнями температури, що чергуються. Для тестування придатності шамота до використання у складі топки виробники влаштовують йому 30 циклів нагріву до 1000°З подальшим охолодженням холодною водою, причому розчин для з'єднання шамотних плит в єдиний виріб теж повинен відповідати зазначеній вимогі, - це гарантує, що в майбутньому тут не з'явиться тріщини.

Основою асортименту шамотних виробів для вогнища, що пропонуються ринком, виступають блоки для кладки печей, модулі для димових труб та вогнетривка ізоляція металевих касетних топок.

Димові труби з шамоту повною мірою зберігають всі властивості цього матеріалу, включаючи стійкість до перепаду температур та вологостійкість. Вони також сертифіковані відповідно до європейських стандартів. До речі, використання шамоту дозволяє організувати конструкцію за модульним принципом, що спрощує монтаж вогнища, водночас не обмежуючи політ фантазії дизайнерів і залишаючи їм простір для творчості, аж до створення авторських проектів. Деталі можуть мати розміри від 13,5x13,5 до 100x75 см і під час виготовлення підбираються виходячи зі специфіки конкретного проекту — від елементів для каміна з великим склом до фасонних виробів, призначених для збирання компактних печей.Таким чином, будь-який зразок продукції модельних рядах різних виробників має свій набір деталей.

На російському ринку пропонуються також шамотні плити для відкритих камінів, які можуть бути облицьовані будь-яким із відомих матеріалів. Фасонні камені для складання топливників, що застосовуються при цьому, оснащені профілями для з'єднання один з одним «в замок» за принципом частин у відповідь. Для зручності кладки в комплект, крім цілих модулів, включаються і половинні, а також кутові камені. Ну а захист стін будинку, що примикають до топки, забезпечується за допомогою пустотілої шамотної цегли, які придатні для використання і в інших місцях з невеликим перепадом температур.

Коментарі фахівців

Анатолій Смирнов, пічник, авторські печі та каміни:

Підбір цегли для будівництва вогнища важливий як для майстра, так і для власника. Від правильного підбору залежить дуже багато: міцність вогнища, тривалість його безпечної експлуатації, естетичність зовнішнього вигляду, економічність тощо.

У розпорядженні майстра є різні види цегли: рядова, керамічна, вогнетривка, пічна, для зовнішніх робіт. Хімічно агресивне середовище в топковому просторі і висока температура (700-1000 ° С) висувають особливі вимоги до цегли, що йде на кладку топки. Червона повнотіла керамічна цегла, якщо вона не призначена для цієї мети, починає з часом відшаровуватися пластами по 3-7 мм. У топці можна використовувати керамічні зразки лише з водопоглинанням нижче 10%.

На відміну від керамічної червоної цегли, вогнетривкі аналоги робляться на основі кварцового піску, тому при температурі 580 ° С усередині них утворюється розплав - склоподібна маса, що перешкоджає проникненню газоподібних хімічних сполук. Однак при порушенні правил експлуатації вогнища шамотна цегла теж може зазнати руйнування, адже скло, що з'являється в його тілі в процесі випалу, є, як відомо, крихким матеріалом, що не витримує різких охолоджень.

Таким чином, у топці відкритого каміна може бути застосований і шамотний, і звичайний керамічний цегла. Нанесення різних покриттів з подальшим випалом, а також просочення «рідким склом» знижують газопроникність матеріалу та сприяють збільшенню терміну його служби. У топках побутових печей недоцільно використовувати керамічну цеглу, а якщо це з будь-яких причин неможливо, то в будь-якому випадку здатність матеріалу накопичувати (поглинати) воду не повинна перевищувати 10%. Замовнику ж, щоб уникнути передчасного руйнування конструкції, варто обзавестися докладною письмовою інструкцією за правилами експлуатації вогнища».

Кирило Рінне, директор представництва компанії Brunner у Росії:

«Разом з камінами Brunner в Росію поставляються вироби з шамоту від компанії Ortner, яка в числі іншої продукції виробляє надійні, жаростійкі, ефективні та довговічні модульні системи KMS, призначені для тривалої акумуляції тепла.

Маса такої конструкції залежить від обсягу дров, що спалюються в топці, і розрахована на досягнення максимальної ефективності горіння та тепловіддачі.Питома вага використовуваного матеріалу становить понад 2,7 т/м, що дозволяє підтримувати необхідну температуру в приміщенні, що обігрівається, протягом доби після згасання полум'я в печі, а за надійністю і довговічністю він помітно перевершує і цеглу, і натуральний камінь. До того ж усередині організованих тут димових каналів немає прямих кутів, що посилює та стабілізує тягу, а також запобігає накопиченню сажі».

Євген Нікітін, пічник компанії Wolfshоher Tonwerke:

«Я давно і охоче використовую шамот як матеріал, який чудово акумулює тепло. Його, безумовно, потрібно застосовувати в теплоакумулюючих печах. Влітку цього року я закінчив один об'єкт, де зовнішнім облицюванням камінної топки виступали шамотні плити, а зверху камін був оброблений кахлем. Тепло від дров, що згоріли в каміні, накопичується конструкцією, яка продовжує обігрівати приміщення протягом 6 год. після згасання вогню, що скорочує витрати на пальне.

Монтаж плит великого формату відбувається досить швидко. Важливе значення також має використання відповідної суміші, рекомендованої виробником. В даному випадку я застосував шамот компанії Wolfshоher Tonwerke із сумішшю марки ХКМ, яка має той же коефіцієнт лінійного розширення, не містить цементу, добре схоплюється і дозволяє майстру працювати без застосування захисних рукавичок».

Андріан Коляганов, керівник компанії "Володимирський Гончар":

«Пічна цегла, що використовується при кладці камінів, печей та димарів, підрозділяється на кілька видів.Червона повнотіла цегла М-200 може використовуватися у всій конструкції печі, чого не скажеш про вищі марки, які знаходять своє місце в холодних зонах печей і камінів: так, М-300 і М-500 в основному служать для облицювання цих споруд.

Шамотна цегла (з вогнетривкої глини) є універсальною. Такий матеріал не тільки довго служить, демонструючи чудові характеристики, але й надає печам та камінам естетичного вигляду. Шамотна цегла марок ША і ШБ витримує температури до 1690 ° С, і її можна застосовувати в печах з максимальною температурою до 1400 ° С, для футерування паливників і при будівництві банних печей. Цегла ручного формування (від М-300 до М-700) в основному використовується для облицювання камінів. Завдяки високій міцності та хорошій теплоємності ці будівельні матеріали не тільки забезпечують багаторічну роботу печей та камінів, але й допомагають тривалий час зберігати тепло у протопленому приміщенні. Таким чином, правильно визначитися з вибором пічного матеріалу означає суттєво знизити витрати на опалення дачі чи заміського будинку».

Як замінити цеглу в грубці своїми руками

Під впливом перепадів температури руйнується цегляна кладка. Це можуть бути невеликі тріщини або пошкодження матеріалу. Своєчасно проведений профілактичний ремонт та заміна шамотної цегли продовжать термін служби печі.

При огляді виділяють пошкодження незначні, середні та складні

Коли потрібно міняти цеглу в печі

При сезонному профілактичному огляді виявляють міру пошкодження печі. Поява тріщин свідчить про різкі перепади температур та рідкісне використання топки.Більш серйозні ушкодження виявляються внаслідок нерівномірного розширення матеріалів під впливом градусів. В результаті виникає необхідність змінити цеглу в топці печі. Шамот кришиться і обламується. Через тріщини виходить дим у приміщення.

Причини руйнування цегли в печі

Фахівці виділяють три ступені ушкоджень: дрібні, середні та важкі. Заміну шамотної цеглини в печі або каміні роблять внаслідок таких причин руйнування матеріалу:

• висока вологість усередині топки внаслідок застосування вологих дров;
• шамотну цеглу гартують при температурі 900 0С, тому руйнується вона тільки по поверхні, т.е. до. не проводить внутрішньо тепло, але якщо в топці виникає критична температура 900-1000 0С, шамот починає кришитися;
• тривалий простий печі призводить до накопичення конденсату, який при розпалюванні утворює пару і впливає на якість кладки, руйнуючи її;
• температура в топці повинна бути в межах 600-800 0С, щоб не руйнувалася цегла, підтримувати заданий параметр допоможе правильний вибір дров - бук і ясен видають 1000 0С, дуб і модрина - 900 0С, береза ​​- 800 0С, хвойні - 630 0С тополя до 500 0С.

Як замінити цеглу в кладці печі

Провівши огляд печі та виявивши недоліки, переходять до підготовки матеріалу та обладнання. Для заміни шамоту знадобляться такі інструменти:

• шамотна цегла для ремонту топки;
• суміш на глиняній основі для кладки печей;
• червона цегла для ремонту декоративної кладки;
• поліетиленова плівка для захисту статі;
• ємність для розчину;
• кельня;
• дриль із міксерною насадкою;
• виска;
• рівень;
• молоток;
• рулетка.

Увага! Щоб тепловий коефіцієнт розширення блоків топки був однаковим і не приводив до руйнування кладки надалі, застосовують однорідну шамотну і декоративну червону цеглу.

Перед початком робіт готують робоче місце. Підлога в будинку застилає поліетиленовою плівкою, щоб не пошкодити декоративне покриття. Заносять сировину, інструменти та ємність з водою. Щоб трохи посадити пил, перед демонтажними роботами змочують поверхню.

Заміну цегли в топці печі своїми руками роблять за наступною покроковою інструкцією:

1. Змочують ушкоджені ділянки водою. Акуратно кельмою підтягують пошкоджений блок, руйнуючи шви. Виймають та очищають від розчину.
   Очищають топку печі від сміття та зволожують поверхню
2. Замішують розчин з вогнетривкої глиняної суміші. Забирають вщент старий склад, зволожують ділянку. На новий блок розчин наносять і вставляють на місце старого.
   Повну заміну топки з шамоту роблять після демонтажу декоративної кладки.
3. Відновлюють декоративну кладку із червоної цегли. Встановлюють чавунну плиту. Через 7-10 днів після застигання розчину перевіряють робочий стан печі.
   Шви між цегляними блоками роблять трохи більше 1,8 див, рекомендують 0,5-1,2 див.

Рекомендації та часті помилки

При демонтажі блоків фахівці радять не захоплюватися розбором готової конструкції, а виявляти небезпечні ділянки та замінювати лише їх. Хиткі, але цілі не виймають, а звільняють від старого розчину, щоб зміцнити свіжою сумішшю. Прогорілий шамот виділяється чорним нагаром. При простукуванні дає гучний звук.

Якщо розчин міцно тримається, застосовують долото або ножівку. Отвір готують до роботи.Ретельно очищають від сміття та пилу, потім зволожують водою, на дно наносять глиняну суміш.

Щоб замінити цеглу в печі, її зволожують, повністю занурюючи в ємність із водою. Потім обмазують свіжим розчином зверху і по ребрах і акуратно вставляють у підготовлений отвір.

При реконструкції великого обсягу ретельно проводять огляд пошкодженого матеріалу і видаляють шамот, що тільки прогорів або з наскрізними щілинами. Елементи, що хитаються, скріплюють новим розчином.

Фахівці рекомендують проводити профілактичний огляд печі навесні та восени. При виявленні дрібних та середніх дефектів ремонт роблять негайно, щоб не посилити подальшу руйнацію. Перед заміною цегляних блоків виготовляють заготівлю матеріалів. Своєчасний профілактичний огляд допоможе запобігти руйнуванню печі, виникненню пожеж та витоку чадного газу.

Висновок

Заміна шамотної цегли запобігає руйнуванню печі. Сезонний огляд допоможе своєчасно виявити дефект та усунути його. Правильна експлуатація та вибір палива продовжать термін служби печі.