Керамический кирпич: свойства и разновидности
Керамический кирпич является одним из наиболее распространённых строительных материалов и широко используется для возведения фундаментов, облицовки зданий, кладки капитальных стен, межкомнатных перегородок и печей. Благодаря универсальной форме и высоким эксплуатационным характеристикам возводимые из него сооружения отличаются особой прочностью и долгим сроком службы.
Что это такое?
Керамический кирпич представляет собой строительный материал, который изготавливают из красной глины методом формовки и обжига. Кирпич был изобретён очень давно, однако технология его производства и состав не претерпели особых изменений. Раньше процесс изготовления керамического кирпича был сложным и трудоёмким. Глину тщательно вымешивали, затем вручную формировали заготовки нужной формы, выставляли сушиться на солнце, и лишь после того, как кирпич затвердеет, отправляли его на обжиг в печь-времянку. Производством кирпича занимались сугубо в летний период, так как просушить заготовки в условиях низких температур и высокой влажности, характерных для зимнего и осеннего периодов, было практически невозможно. Так продолжалось вплоть до второй половины XIX века, пока в Европе не были изобретены первые обжиговые печи и сушильни.
Сегодня процесс производства керамического кирпича полностью автоматизирован и круглогодично осуществляется на многочисленных предприятиях. Для изготовления материала пользуются двумя способами. Первый носит название полусухого прессования и заключается в формировании сырца из глины низкой влажности. Процесс происходит под достаточно высоким давлением, что позволяет обеспечить быстрое схватывание сырья и получить на выходе материал высокой плотности и твёрдости. Преимуществами такой технологии считаются быстрое изготовление и простота механизмов для производства. Основным недостатком метода является невозможность использования материала для строительства сооружений, которые будут подвергаться воздействию повышенной влажности. Именно из-за низких эксплуатационных качеств такой кирпич используется мало и объёмы его производства достаточно невысоки.
Второй способ носит название пластического формования и заключается в выдавливании глины из ленточного пресса с последующей сушкой и обжигом заготовок при температуре 1000 градусов. Влажность глины при этом достигает 35%, в то время как при полусухом прессовании этот показатель едва достигает 10%. Таким методом изготавливается основная масса керамического кирпича, используемого во всех сферах строительства. К достоинствам способа относят возможность производства кирпичей разных форм и размеров, что позволяет формировать в заготовках пустотные участки, изменяя эксплуатационные характеристики материала. Минусом считают высокую стоимость оборудования и, в сравнении с первым способом, несколько увеличенное время производства кирпичей.
После изготовления каждая партия керамических кирпичей проходит испытание. Для этого берут несколько экземпляров и проверяют их на предмет абсорбции воды, сжатия и ударопрочности. Проверка производится на специализированном оборудовании с использованием многотонного пресса. По результатам испытаний продукция проходит сертификацию в соответствии со строгими требованиями ГОСТ с присвоением соответствующих классов морозоустойчивости (F) и прочности (M). Однако помимо буквенного символа, маркировка кирпича включает и цифры. Так, цифра, расположенная за значком F обозначает, сколько циклов заморозки-оттаивания способен выдержать кирпич без утраты основных эксплуатационных характеристик.
Цифровой показатель, следующий за значком «М» указывает на то, какова может быть максимальная нагрузка на 1 см2 площади кирпича. Благодаря тому, что все испытания выполняются по единому стандарту, сертифицируемые кирпичи разных партий могут отличаться друг от друга лишь очень незначительно. Это позволяет классифицировать экземпляры по форме исполнения и размеру, считая изделия, относящиеся к той или иной категории, условно одинаковыми. Сфера применения керамического кирпича довольно широка. Помимо строительства, материал с успехом используют при возведении каминов, заборов, колон и лестниц, а также при реставрации фасадов и внутренних помещений.
Характеристики
Производство керамического кирпича производится согласно действующему ГОСТ 530 2012, что гарантирует высокие эксплуатационные характеристики материала и допускает его использование в качестве основного строительного материала при возведении многоэтажных зданий и промышленных сооружений. В соответствии с указанным стандартом обычный керамический кирпич имеет стандартный красно-коричневый цвет, в то время как цветовая гамма облицовочных моделей включает в себя все оттенки и зависит от качества глины, наличия разнообразных добавок, присадок, специальных красителей и добавления глазури.
Основными техническими характеристиками керамических кирпичей являются показатели плотности, пористости, морозоустойчивости, прочности, водопоглощения и теплопроводности.
Водопоглощением называется способность материала к впитыванию и удерживанию влаги. Для определения данного показателя сухой кирпич взвешивают, а затем помещают в ёмкость с водой и оставляют на 38 часов, по прошествии которых достают и повторно взвешивают. «Лишние» граммы и будут обозначать поглощённую материалом влагу. Затем полученное значение переводят в процентное соотношение к общей массе сухого кирпича и получают показатель влагопоглощения. Согласно требованиям ГОСТ, долевое соотношение влаги к сухому весу не должно превышать 8% для полнотелых кирпичей и 6% – для пустотелых.
Теплопроводностью керамического кирпича называют способность материала проводить определённое количество тепла сквозь квадратный метр за единицу времени. Чем ниже данный показатель, тем лучше сохраняется тепло в помещении в зимний период и тем меньше проникает в него горячий воздух в летние месяцы.
Прочность керамического материала показывает его способность противостоять механическим и ударным нагрузкам и определяется пределом внутреннего напряжения в процессе проведения испытаний на сжатие, изгиб и растяжение материала. Наиболее прочными марками керамического кирпича являются модификации М200, М250 и М300.
Плотностью кирпича называют массу материала, находящуюся в одном кубическом метре. Данная величина обратно пропорциональна значениям пористости и считается одной из важнейших характеристик теплопроводности кирпича. Плотность не является постоянным показателем для всех видов керамического камня и варьируется от 1000 кг/м3 у пустотелых моделей до 2100 кг/м3 – у клинкерных.
Пористость показывает степень заполнения структуры кирпича порами в процентном соотношении и оказывает прямое влияние на прочность, теплопроводность и морозоустойчивость материала. Для повышения порообразования глиняный состав смешивают с опилками, торфом, углём и измельчённой соломой – то есть материалами, полностью выгорающими при обжиге и оставляющими вместо себя многочисленные мелкие пустоты. Пористость так же, как и плотность, не является постоянной величиной для разных видов кирпича, и в клинкерных изделиях может достигать своего минимального значения в 5%, в то время как в облицовочных экземплярах составляет 14%.
Морозоустойчивость обозначается символом F и показывает, сколько циклов заморозки-оттаивания способен перенести материал до начала разрушения. Так, индекс клинкерных моделей колеблется от F50 до F100, что обозначает способность данного вида керамического кирпича прослужить 50 либо 100 лет. У облицовочных моделей этот показатель колеблется от 25 до 75, а у кладочных полнотелых и пустотелых экземпляров ограничен значениями 15-50 лет.
Масса кирпича является важным показателем и учитывается при расчёте нагрузки на фундамент, при определении грузоподъёмности транспортных средств, предназначенных для его перевозки, а также при выборе марки крана и условий складирования. Масса керамического кирпича целиком зависит от его пористости, плотности, размера и наличия полостей. Так, одинарный керамический кирпич будет весить от 3,3 до 3,6 кг/штук в полнотелом исполнении, и от 2,3 до 2, 5 кг – в пустотелом. Полуторные модели весят немного больше: масса пустотелого составляет 3-3,3 кг, а полнотелого – от 4 до 4,3 кг.
Для упрощения расчётов разницы веса полнотелого и пустотелого видов можно пользоваться средними весовыми показателями и условно считать, что вес полнотелого кирпича с пустотностью до 13% составляет 4 кг, в то время как условный вес пустотелого с пустотностью, превышающей 15% – 2,5 кг. Однако данные расчёты справедливы для одного из наиболее распространённых и ходовых размеров камня – 250х120х65 мм.
Знание массы одного кирпича позволяет с точностью до кг высчитать вес поддона или кубометра кладки. Так, 1 куб. м кладки, состоящий из 500 полнотелых кирпичей, будет весить от 1690 до 1847 кг. Кроме того, при расчёте количества камней в кубометре нужно знать, что в нём помещается семь рядов двойного кирпича (200-240 штук), десять рядов утолщенного полуторного (380 штук) и 13 рядов одинарного.
И, например, пустотелые кирпичи размером 250х85х65 мм весят уже 1,7 кг, в то время как габаритный экземпляр 250х120х88 мм тянет на 3,1 кг.
Размер
В соответствии с действующими нормами ГОСТ на кирпичных заводах производится три типоразмера керамических кирпичей: одинарные, полуторные и двойные. Каждый экземпляр имеет правильную геометрическую форму, прямолинейные рёбра и плоскую поверхность граней. Самым распространённым является одинарный камень (НФ) с габаритами 250х120х65 мм. Размеры полуторного изделия (1,4НФ) составляют 250х120х88 мм, а двойного (2,1НФ) достигают 250х120х140 мм. Помимо ходовых, существуют и редко встречающиеся размеры, такие как у еврокирпичей (0,7НФ) и модульных экземпляров (1,3НФ). Габариты первых составляют всего 250х85х65 мм, в то время как вторые представлены длинными моделями размером 288х138х65 мм.
Российским ГОСТ допускается выпуск неполномерных моделей длиной 180, 120 и даже 60 мм, а также производство фасонных изделий, отличающихся нестандартностью форм. Однако данные нормы используются только на российских кирпичных заводах и регламентированы отечественными стандартами. Зарубежные аналоги изготавливаются по несколько иным требованиям и имеют размеры 240х115х71 и 200х100х65 мм. Поэтому при покупке материала необходимо учитывать этот момент и обращать внимание на страну-производителя данной продукции.
Плюсы и минусы
Высокий потребительский спрос и большая популярность керамических кирпичей обусловлены рядом важных достоинств этого материала.
- Высокие показатели прочности и морозоустойчивости позволяют использовать кирпич в качестве основного строительного материала при строительстве зданий в любой климатической зоне.
- Отличные звукоизоляционные свойства делают кирпич незаменимым материалом для возведения межквартирных перегородок при строительстве многоквартирных домов.
- Низкое водопоглощение, не превышающее 14%, не даёт строению напитывать излишнюю влагу и позволяет быстро высыхать после дождя.
- Полная экологическая безопасность материала, обусловленная природным происхождением глины, допускает использование кирпича при возведении каминов и проведении внутренних отделочных работ.
- Высокая термоустойчивость изделий позволяет использовать их при строительстве печей и обустройстве дымоходов.
- Отличные декоративные качества предоставляют широкие возможности для использования керамического кирпича при реализации смелых дизайнерских проектов.
К минусам материала относят высокую стоимость, что вызывает заметное удорожание построенного жилья, а также вероятность образования белых разводов – высолов.
Классификация керамического кирпича происходит по нескольким критериям, основополагающим из которых является функциональное предназначение материала. По данному признаку выделяют четыре больших группы, каждая из которых обладает только ей присущими качествами и эксплуатационными характеристиками.
Рядовой
Данный вид материала является самым массовым и используется при выполнении кладки простого типа при строительстве зданий и сооружений. Рядовой кирпич, в свою очередь, подразделяется ещё на два вида, и бывает пустотелым и полнотелым.
Полнотелые модели используются в тех случаях, когда возводимое сооружение будет подвергаться постоянным механическим, ударным или весовым нагрузкам. Материал широко применяется при строительстве несущих колонн, простенков и столбов. Для таких конструкций лучше выбирать марки М250 и М300, обладающие максимальной прочностью и долговечностью. Однако при использовании полнотелого материала следует учитывать, что теплоизоляционные характеристики возводимого сооружения будут заметно снижены. Этот момент нужно всегда учитывать и принимать дополнительные меры по сохранению тепла внутри помещения. Средняя плотность полнотелого кирпича варьируется от 1600 до 1900 кг/м3, пористость составляет 8%, а показатели теплопроводности колеблются в пределах 0,6-0,7 условных единиц. Полнотелый кирпич способен вынести до 75 циклов заморозки-оттаивания, поэтому может использоваться для строительства заборов, наружных лестниц и стен.
Пустотелый поризованный кирпич предназначается для строительства малоэтажных жилых домов, стены которых не будут испытывать серьёзных весовых нагрузок. Кроме того, пустотелый материал часто применяют в качестве заполняющего элемента в каркасно-монолитных многоквартирных домах и при возведении межкомнатных перегородок. В последнем случае допускается использование менее прочного материала с индексами М100 и М150. Пустоты внутри кирпича могут располагаться как вертикально, так и горизонтально, однако нужно учитывать, что горизонтально направленные полости существенно снижают общую прочность конструкции. Количество пустот в пустотелом кирпиче может достигать 13% от общего объёма, что делает производство материала экономически выгодным и заметно удешевляет стоимость возводимых объектов. Кроме того, благодаря высоким теплоизоляционным свойствам, обусловленным наличием внутренних полостей, дома, построенные из пустотелого кирпича, получаются очень тёплыми.
Плотность такого материала колеблется от 1000 до 1450 кг/м3, пористость в среднем составляет 7%, а показатели теплопроводности варьируются от 0,3 до 0,5 условных единиц. Конфигурация и глубина полостей в кирпиче бывает разной. Отверстия могут иметь как сквозное, так и одностороннее исполнение, причём форма их сечения может быть круглой, квадратной и прямоугольной. При использовании пустотелого кирпича важным условием успешного строительства является умение каменщика выполнять кладку таким образом, чтобы цементный раствор не попал в полости и не выдавил оттуда весь воздух. В противном случае пустотелый кирпич потеряет своё основное предназначение по сохранению воздушной прослойки внутри кладки и не сможет обеспечить необходимой теплоизоляции помещения.
Облицовочный
Данный вид кирпича носит название лицевого или фасадного. Основным предназначением материала является внешняя облицовка и реставрация зданий. Кирпич обладает высокой плотностью, достигающей 1450 кг/м3, пористостью 14% и теплопроводностью до 0,5 единиц. Материал производится в широкой цветовой гамме и отличается равномерностью прокрашивания, отсутствием дефектов, красивой поверхностью и точными формами кирпичей. В основной своей массе облицовочный камень выпускается в пустотелом исполнении, что позволяет одновременно с отделкой проводить дополнительную теплоизоляцию помещений и удешевляет облицовку.
Облицовочные кирпичи производят в пяти вариантах исполнения: обычном, фактурном, фигурном, глазурованном и ангобированном.
- Обычный кирпич обладает гладкой внешней поверхностью и производится в большом разнообразии цветов и оттенков. Плюсами данного вида является долговечность облицовки и отсутствие необходимости проведения частых ремонтов. К минусам относят высокую стоимость материала, что при облицовке больших площадей достаточно ощутимо отражается на бюджете.
- Фактурный кирпич используется для наружной и внутренней отделки помещений и отличается наличием рельефной текстуры с имитацией рисунка древесных волокон или природного камня, а также с изображением геометрических узоров, символов и рисунков. При изготовлении фактурного кирпича широко используется торкретирование, суть которого заключается в нанесении под большим давлением декоративного слоя с уже имеющимся на нём изображением.
Источник