Выбираем; правильный; кирпич и раствор для кладки печи

Выбираем «правильный» кирпич и раствор для кладки печи

Сложить добротную печь или камин — задача непростая. Но прежде, чем приступать к делу, нужно выбрать «правильный» кирпич и раствор для кладки. Ведь именно от них будет зависеть надежность и безопасность домашнего очага

Типы кладочного кирпича

Кирпич для кладки печей и каминов — совсем не то же самое, что и обычный жаростойкий кирпич. Такой материал должен выдерживать температуру свыше 1000°С и не растрескиваться в процессе нагревания/охлаждения. По сути это искусственный камень из природных минеральных компонентов, имеющий правильную геометрическую форму (размеры — 230×114 или 250×120 см, высота 65 см). В его состав входит обожженная глина, содержащая оксид алюминия, глинозем, кремнезем, шамот и другие примеси.

При сооружении печей (каминов) используют два основных типа кирпича: шамотный и печной.

Шамотный (огнеупорный) кирпич. Наилучшим образом он подходит для футеровки топки и дымохода, но из высококачественного шамотного кирпича можно выложить и полностью всю печь. За счет содержания в своем составе огнеупорной глины материал не растрескивается и не утрачивает теплоизоляционных свойств при нагреве до 1600°С, не меняет характеристик после многократных циклов нагрева-остывания. Плюс ко всему он малочувствителен к щелочам и кислотам. Шамотный кирпич имеет маркировку в виде буквы «Ш», а также помечен буквами «А» или «Б», то есть выдерживает нагрев до 1400 и до 1350°С соответственно.

Качественный шамотный кирпич должен быть соломенно-желтым. Более светлый оттенок — признак недостаточного обжига

Правильно обожженный камень издает при ударе звонкий, «металлический» звук и раскалывается на куски, не образуя крошек, но не рассыпается.

К слову, для облицовки печи шамотный кирпич не годится из-за высокого коэффициента температурной деформации (стенки будут сильно перегреваться).

Печной камень. Этот материал оптимален для кладки оболочки печи — именно он отвечает за равномерность нагрева очага и распространения от него тепла. Печной камень представляет собой полнотелый красный кирпич с высокой плотностью и низким коэффициентом водопоглощения. Отопительное устройство будет иметь необходимую теплоёмкость, если использовать кирпич марки М200, М250 с коэффициентом теплопроводности не ниже 0,61 Вт/м °С.

Проверяем качество материала

Определить качество кирпича самостоятельно, без привлечения специалиста, несложно. Нужно поставить рядом несколько изделий от разных производителей и постучать по ним деревянным молотком: «правильный» кирпич будет издавать звонкий, чистый звук. При этом на камне не должно остаться вмятин и других следов от молотка.

Наличие на кирпиче слюдообразной пленки говорит о том, что он низкого качества и не выдержит перепадов температуры

Качественный кирпич — ровный, правильной формы, с поверхностью без сколов, трещин, посторонних вкраплений.

Кладочный раствор

Когда речь идет о кладке печи, раствор должен отвечать двум главным требованиям: не только обеспечивать прочное сцепление кирпичей, но и не бояться высоких температур.

Оптимальный вариант — купить готовую специализированную смесь. При условии ее качественности раствор будет иметь хорошую пластичность, не растрескается в процессе высыхания и будет надежно «работать» при высоких температурах. К тому же такие смеси, уже очищенные и просеянные, нужно просто перемешать строительным миксером — и можно приступать к кладке.

При желании можно приготовить традиционную смесь из глины и песка самостоятельно. Главное, выбирая глину нужной жирности и рассчитывая соотношение компонентов, строго следовать рекомендациям специалистов.

Цементный раствор не пригоден для кладки печей, так как неизбежно даст трещины, а значит, сквозь них станет просачиваться угарный газ

Кстати, есть простой способ убедиться в качестве получившегося раствора. Нанесите на кирпич слой смеси, дайте ей высохнуть и проверьте с помощью мастерка прочность их сцепления. Если все сделано правильно, трещин появиться не должно.

Отделка печи

Сделать печь или камин настоящим центром притяжения в интерьере загородного дома поможет декоративная отделка облицовочным кирпичом.

Он бывает лицевым и нелицевым. Последний стоит дешевле, но для него характерны неоднородный оттенок и структура, вздутия и трещины на поверхности, поэтому для отделки печи или камина лучше отдать предпочтение лицевому камню.

Лицевой кирпич всегда имеет четкие размеры, отличается богатым разнообразием цветов и фактур, может быть шероховатым или гладким, матовым или глянцевитым. Дополнительные фигурные элементы — угловые, клиновидные, со скругленными краями и т. п. — помогут придать домашнему очагу законченный вид.

Основные требования к кирпичу огнеупорного класса

Банная печь работает в сложных условиях. На выходных парную бани разогрели до 100 градусов Цельсия, а потом до следующих выходных она стоит в условиях пониженных, а порою и отрицательных температур и такие циклы повторяются еженедельно. Горячие части печи, в частности ее топка разогреваются до серьезных температур, в некоторых вариантах до 1100 градусов Цельсия.

При этом нужно помнить, что рядовой керамический кирпич плохо реагирует на контакт с открытым пламенем, а при температуре превышающей 1150 градусов, у него начинается неустойчивая пластичная деформация, или как говорят печники «топка плывет». Поэтому, вполне очевидно, что рядовой керамический кирпич для возведения горячих частей не годится, необходим исключительно огнеупорный.

Таким образом можно четко сформировать перечень основных потребительских требований относимых к качеству огнеупорного кирпича:

1. Стойкость к долговременному воздействию открытого пламени без признаков проявления деструкции.
2. Устойчивость к высокой температуре, с показателем не ниже 1400 градусов Цельсия.
3. Возможность хорошо переносить цикличные перепады температуры от 1100 градусов вплоть до отрицательных.
4. Хорошая механическая прочность.
5. Достаточная теплоемкость и удовлетворительная теплопроводность.
6. Низкая динамика инерционности, при которой печь умеренно прогревается и медленно остывает равномерно отдавая аккумулированное тепло в окружающее пространство.

Огнеупорные материалы для футеровки печей в зависимости от входящих в сырьевой состав ингредиентов подразделяются на следующие классы:

1. А — изделия, основу которых составляют материалы природного происхождения или синтетическая композиция с добавлением кремнеорганического связующего;
2. В — в качестве основного ингредиента используется специальный вид глины (шамот);
3. С — другие компоненты огнеупорных веществ.

Изделия и составы для футеровки печи класса В (кирпич, блоки, мастики и т.п.), основу которых составляет обожжённая шамотная глина доступны, стоят недорого, и поэтому пользуются наибольшей популярностью. Для повышения жаростойкости в сырьё при их производстве могут вводиться порции кварцевого песка, песчаника и других видов горных пород, прочность которых остаётся неизменной при любых значениях температур нагрева.

В качестве дополнительной защиты к шамотным изделиям применяются материалы в форме рулона, плиты или листа. Они укладываются между слоями кладки из жаропрочных и керамических изделий. В перечень таких материалов для футеровки печи, основу которых составляет белая глина, входят:

базальтовая вата;

плотный каолин;

муллито — кремнеземистые маты;

вермикулит и ряд других изделий.

Сухие смеси используются для изготовления огнестойкого раствора, которым обмазывают плоскости топочного бункера и другие элементы кладки. Ими заполняют полости технологических просветов и зазоров, компенсирующих линейное расширение конструктивных деталей печи из металла.

К огнеупорным материалам для футеровки печей можно отнести и термостойкую алюмосиликатную клеевую массу, с помощью которой приклеивают огнеупоры в листовой или рулонной форме. Такой клей также применяют для кладки из шамота, для обмазки тонким слоем стен из кирпича с низкой термостойкостью.

Виды кирпичей и значения коэффициента

Стеновые блоки в форме небольших брикетов по сырьевому материалу делят на 2 вида: керамические красные и силикатные белого цвета. Первый тип кирпичей изготавливают путём высокотемпературного — около 1000°C, обжига мелкодисперсных горных пород. Причём из тугоплавкой глины производят огнеупорные или печные блоки. Силикатный брикет делают из кварцевого песка. Свойства исходного сырья обусловливают различия теплопроводности кирпича каждого из типов. По назначению они подразделяются на классы:

• строительный или рядовой;
• облицовочный — для наружного декорирования стен, его вырабатывают гладким и правильных геометрических форм; коэффициент теплопроводности облицовочного кирпича 0,37-0,93 Вт/м·°C;
• специального назначения — шамотный и печной, их используют при кладке дымоходов и других объектов высокотемпературного (до 1700°C) воздействия.

В зависимости от плотности коэффициент теплопроводности керамического кирпича изменяется от 0,4 до 0,9 Вт/м·°C. Пустотелость изделия является определяющим фактором для силикатных брикетов и может представляться для каждого в виде 3 отверстий диаметром 52 мм (15%), 11 — Ø27-32 (20-25%), 14 дырок Ø30-32 мм при 28-30% воздушных промежутков.

Изменчивость коэффициента теплопроводности силикатного кирпича в диапазоне 0,4-1,3 Вт/м·°C. Зависимость λ от типа керамитов и их плотности можно проследить по таблице:

Теплопроводность огнеупорного кирпича с повышением нагрева возрастает до λ=6,5-7,7 единицы. Но у пеношамотного (0,6 т/м³) и диатомитового (0,55) клинкеров остаётся на низком уровне — 0,25-0,3 Вт/м·°C при температуре 850-1300 градусов. Для традиционного печного шамотного кирпича λ=1,44, если нагрев 1000°C.

Расчет теплопроводности силикатного кирпича

Статистика свидетельствует, что несмотря на последние разработки в области строительства и применением новых технологий, а вместе с ними и новых строительных материалов в домостроении, застройщики по прежнему не забывают о старом добром друге строителя — кирпиче. И все потому, что кирпич обладает множеством

положительных качеств, благодаря которым он продолжает оставаться номером один в строительстве жилых домов.

Свойства кирпичных стен

Во-первых, кирпич относится к негорючим материалам. Во-вторых, его высокая экологичность обусловлена тем, что для его производства используется глина — проверенный временем абсолютно безопасный материал. В-третьих, за счет свойства кирпича пропускать воздух, кирпичные стены «дышат», поэтому внутри кирпичного дома создается благоприятная среда для проживания. К несомненным плюсам стен из кирпича нужно отнести и их устойчивость к природным капризам.

Кирпичные стены обладают прекрасными шумоизоляционными свойствами и славятся своей долговечностью. В дополнение ко всему кирпич обладает не только богатой гаммой цветовых решений(красный, белый, кремовый, розовый, желтый и т.д.), но и разнообразием в форме и фактуре. Поэтому если Вы хотите построить для себя, крепкий, красивый и неповторимый по дизайну дом, выбирайте кирпич. Кстати, изготовить кирпич можно и самостоятельно.

И вместе с тем, строительство из кирпича отличается своей высокой стоимостью. Так как кирпичные стены получаются очень тяжелыми, то они требуют для себя более мощного фундамента(возрастают затраты на обустройство фундамента). Кроме того из-за высокой теплопроводности кирпича для постройки домов с круглогодичным проживанием, требуется возведение более толстых стен(минимум 510 мм).

Коэффициент теплопроводности

Способность стены передавать тепло — называется «теплопроводностью стены». Для числового определения параметров теплопроводности применяют коэффициент теплопроводности — λ (лямбда) , измеряемый в Вт/(м2*С°). Суть коэффициента: чем он меньше, тем ниже будут затраты на отопление.

Теплопроводность кирпича сильно варьируется в зависимости от его состава, влажности и плотности. То есть чем выше плотность кирпича, тем его теплопроводность выше. Например теплопроводность силикатного кирпича(90 % — кварцевый песок плюс 10 % извести), ниже теплопроводности керамического кирпича(обожженная глиняно-песчаная смесь). Следовательно силикатный кирпич способен дольше, чем керамический удерживать тепло, поэтому его в основном применяют в отделке кирпичных фасадов.

По плотности кирпичную продукцию делят на три большие группы:

• обыкновенный кирпич, плотность 1700—1800 кг/м³ ;
• условно-эффективный кирпич (1400—1600 кг/м³);
• эффективный кирпич (менее 1100 кг/м³);

В первую группу входят полнотелые кирпичи, коэффициент λ которой составляет 0,6-0,7 Вт/(м2*С°). Вторую группу представляют пустотные кирпичи с долей пустот от 5 до 40 % и λ = 0,35-0,5 Вт/(м2*С°). И наконец третья группа — это группа поризованных кирпичей с коэффициентом λ= 0,18-0,25 Вт/(м2*С°).

Благодаря такому многообразию форм и составу кирпича, а так же широкой вариативности кирпичной кладки, эксплуатационные характеристики и толщину кирпичной стены можно варьировать. Снижение коэффициента теплопроводности достигается путем создания во время кладки замкнутых воздушных камер.

Расчет теплопроводности кирпичной стены

Так какой же толщины должна быть кирпичная стена, чтобы она смогла защитить нас от российских морозов? Как дорого это будет стоить? И тут нам не обойтись без помощи современных технологий в домостроении. Так например применение «эффективной» кладки позволяет нам не только не разориться на строительстве но и позволяет качественно утеплить кирпичную стену. Суть приема в том, что кладется не сплошная кирпичная стена, а всего два ряда кирпичей, с заполнением пространства между ними утеплителем. Существенно уменьшить толщину стены и одновременно снизить ее теплопроводность позволяют последние разработки в области утепления фасадов.

Для того чтобы понять сколько нам придется тратить на отопление дома, при той или иной конструкции кирпичной стены, нам необходимо заранее просчитать теплосопротивление выбранной конструкции кирпичной стены.

Как правило кирпичная стена жилого дома состоит из нескольких слоев. И для того чтобы определить ее теплосопротивление, нужно предварительно рассчитать теплосопротивление каждого ее слоя. Обозначим коэффициент теплосопротивления за R,тогда теплосопротивление стены из одного слоя можно рассчитать по формуле: R = δ / λ

В ряде случаев коэффициент λ оставляет желать много лучшего. К тому же нарушение технологии строительства может привести к изменению теплоотдачи в большую сторону. Если применять жидкий раствор при возведении стены из щелевого кирпича, то связующий материал проникнет в пустоты и отрицательно скажется на показателях теплосбережения (сопротивление теплопередаче уменьшится).

Что делать, чтобы увеличить сопротивление теплоотдаче?

Методы уменьшения теплопередачи стены:

1. Применение более энергосберегающих материалов (кирпичей с большей степенью пустотности).
2. При строительстве из щелевого кирпича применять густой раствор.
3. Прокладывание во внутреннем слое теплоизолирующих материалов. На рынке представлен огромный выбор теплоизоляции. Из наиболее популярных можно назвать стекло- и минераловатные материалы, пенополистирол, керамзит и другие. При применении утеплителей необходимо обеспечить пароизоляцию стены, чтобы избежать разрушения материалов.
4. Оштукатуривание поверхности.