Легковесный шамотный кирпич – особенности материала и область его применения

Легковесный шамотный кирпич – особенности материала и область его применения

Даже не профессионалы знают, что для строительства печей, каминов и уличных мангалов обычный строительный кирпич не годится. Вернее, из него можно возводить только внешнюю часть, а для топки необходимы специальные огнеупорные материалы.

Устройство топки из шамотного кирпича

Таким материалом является шамотный легкий кирпич, обладающий превосходными огнеупорными и теплоизоляционными свойствами.

Технология пластического формования

Технология состоит из нескольких шагов:

• Добыча сырья (глины).
• Увлажнение и интенсивная обработка глины до тех пор, пока не образуется равномерная и пластичная масса без крупных включений. Такая глина содержит 20% влаги. В состав могут входить суглинки, карбид кальция, магния и оксида алюминия. Крайне редко в состав могут добавить продукті углеобогащения, отході угледобычи или золошлак. Массовая доля добавок не превышает 30%,
• Формовка кирпича-сырца. Сначала глиняная масса нарезается на длинные ленты. Затем Каждая лента разрезается автоматическими металлическими струнами на кирпич-сырец по строго заданным параметрам. Каждый кирпичик-сырец больше по размерам, чем конечное изделие. Это связано с тем, что при сушке и обжиге кирпич дважды подвергается усадке, которая достигает 10-15%.
• Сушка. Проводится медленно, чтобы скорость испарения воды с поверхности изделия не превышала скорости миграции из внутренних слоев. Как только содержание влаги в кирпиче снизилось до 6-8%, его отправляют в печь на обжиг.
• Обжиг. В заводских условиях этот процесс происходит в туннельных печах. Температура обжига полностью зависит от состава сырьевой массы. Обычно она составляет 950-1000 градусов. При такой температуре обжигают рядовой строительный и облицовочный кирпич. В состав клинкерного кирпича входят специальные тугоплавкие пластичные породы глины, поэтому его обжигают при 1200 градусах. Температура остается неизменной до окончания обжига.

Во время сушки влага испаряется из кирпича при температуре до 150 градусов. Температуру поднимают постепенно — 80 градусов в час. Влага испаряется быстрее образования пара внутри изделия.

Во время обжига при температуре 500-800 градусов происходит деградация глинистых минералов. В температурном диапазоне 200-800 градусов выделяются летучие органические примеси глины и добавок. При температуре выше 800 градусов в кирпиче происходят структурные изменения. На этом этапе темп увеличения температуры составляет 100-150°C в час — полнотелые кирпичи и 200-220°C в час — пустотелые. Когда кирпич полностью прошел обжиг при 1000 градусах, температуру медленно снижают — тоже около 150 градусов в час.

По этой технологии изготавливают рядовой строительный, лицевой и клинкерный кирпич. Она в равной степени подходит для производства полнотелого и пустотелого кирпича.

В пустотелый кирпич-сырец добавляют древесные опилки. При обжиге они сгорают, на их месте образуются щелевые пустоты. Они занимают до 30% объема кирпича, снижают его удельный вес и теплопроводность. Пустотелый кирпич создает меньшую нагрузку на фундамент.

Формовка и сушка изделий

Полученную массу заливают в специальные формы и уплотняют полусухим прессованием, либо пластической формовкой. Для равномерного прогрева кирпича формы изнутри обрабатывают специальными маслами, которые не дают раствору прилипнуть к поверхности, такие материалы обеспечивает качественную сушку изделия.

При сушке минимальная прочность сырца составляет 0,5 Мпа, влажность снижается до 10-12%. Заготовки с такими свойствами могут транспортироваться в печи в пределах цеха и не потерять своей первоначальной структуры. Сушка производится на специальных сушилках на полочных вагонетках или в профессиональных печах. После такой обработки влажность заготовок составляет всего 2-4%.

По окончании стадии формования минимальная прочность сырья составляет 0,05 МПа. По мере просушивания в туннельных печах влажность приравнивается к 10% с повышением механической прочности до 0,5 МПа. Будущие огнеупорные кирпичи приобретают стойкие очертания, и сразу отправляются в высокотемпературные печи. По конструкции печи могут быть полочного либо вагонного типа.

На этом этапе закладываются окончательные свойства изделий. От точной температуры, времени обжигания, состава газовой оболочки и скорости охлаждения напрямую зависит динамика физико-химических процессов. На стадии обжига в кирпичной массе происходят следующие изменения:

• Нагрев до 100-200о С. Происходит испарение остаточной влаги и гигроскопических скоплений;
• Нагрев до 600о С. Глинистый минерал каолинит содержит водные силикаты алюминия, поэтому при таких температурах вода в связанных соединениях испаряется без следа;
• Нагрев до 900о С. Начинается разложение карбонатных магниевых и кальциевых структур. Вещества с наличием сульфидов и углеродов подвергаются окислению;
• Нагревание до 1000о С. Сырьевые заготовки спекаются;
• Режим до 1400о С. Он сохраняется на протяжении 6 часов до полной готовности.

Здесь важно выдержать точные сроки обжига. В противном случае материал потеряет свои огнеупорные свойства.

По завершении этого этапа наступает черед охлаждения. Со скоростью примерно 30-40 секунд в час температурный режим постепенно снижается до значений в 900о С. Остывание сопровождается уменьшением объема кирпичных формованных изделий. После полного остывания огнеупоры готовы к упаковыванию и транспортировке на место хранения, продажи или строительства.