Огнеупорный кирпич: выбор и кладка

Печка – один из главных атрибутов загородного дома. Она обеспечивает дом теплом и может помочь при готовке пищи. Строительство этого сооружения требует определенных знаний и навыков. В первую очередь стоит обратить внимание на выбор материала. Для топочных камер используется особая разновидность кирпичей, способных выдерживать воздействие пламени и высоких температур.

В этой статье мы рассмотрим основные особенности и разновидности огнеупорных кирпичей, а также расскажем о кладке этого материала. Подробнее про разновидности печей можно прочитать в статье «Домашние печи: обзор».

 

Виды огнеупорных кирпичей

Огнеупорные кирпичи изготавливаются из разных материалов. В зависимости от этого они бывают динасовые, полукислые, корундовые, углеродистые. Большинство из этих разновидностей применяются в специальных областях, мы рассмотрим два самых распространенных вида общего назначения – шамотные и кварцевые кирпичи.

• Шамотный кирпич - главный огнеупорный материал для кладки печи. Он изготавливается из огнеупорной глины и шамотного порошка. Природные цвета шамотного кирпича от песчаного до оранжевого, различные добавки могут сделать кирпич красным или серым. Огнеупорные свойства материала определяются содержанием в материале оксида алюминия (Al2O3). О наличии у кирпича огнеупорных свойств говорит буква Ш в маркировке. Вторая буква обычно указывает на максимальную температуру, при которой можно использовать изделие. По ГОСТу огнеупорные кирпичи маркируются следующим образом: материал с маркировкой ШАК выдерживает не менее 1730, ША – 1690, ШБ – 1650, ШВ – 1630, ШУС – 1580. По пористости и по прочности на сжатие кирпичи делятся на две подгруппы, которые обозначаются римскими цифрами I и II.

 

Шамотный кирпич

Цифра после маркировки обозначает размеры и форму. Государственными стандартами предусмотрено более сотни различных форм и размеров для огнеупорных изделий, поэтому перечислять все не имеет смысла. Назовем только самые распространенные группы:

Прямой кирпич имеет прямоугольную форму, маркируется цифрами от одного до десяти. Минимальный размер прямого кирпича 230х65х65, максимальный – 345х150х75. Прямой кирпич может быть полуторный и трехчетвертной.

 

Клин - трапециевидная разновидность кирпича, бывает двусторонний и односторонний клин. Бывают торцевые клинья, они используются в качестве замковых камней при кладке полукруглых арок. Маркируется торцевые клинья номерами 20 – 32 и 33 – 41 – клинья полуторные. Ребровый клин используется для кладки прямоугольных арок с закругленными углами (номера изделий 42 - 48). Ширина ребрового клина составляет 114 – 150 мм, высота – 75 – 65 мм, длина – 230 – 250 мм

 

 

Ребровый клин

К другим формам кирпичей относятся подвесные кирпичи, оконные, пятовые, плиты и бруски. При этом самыми востребованными остаются обычные прямоугольные бруски или клинья. Наиболее распространенными разновидностями, используемыми для кладки печей, считаются марки ШБ-5 (230х114х65 мм) и ШБ-8 (250х124х65 мм).

• Кварцевый кирпич изготавливается из кварцевого песка и глины. Особенностью кварцевых кирпичей является отсутствие пористости структуры и минимальное тепловое расширение. Кварцевый кирпич используется для кладки в местах, соприкасающимися с различными металлическими элементами. Кварцевый кирпич нельзя использовать для кладки в щелочной среде. Чаще всего этот материал применяется в тех местах, где важны отражающие свойства при обогреве с помощью лучистого тепла (инфракрасного излучения). Такие места встречаются в каминах, в них задняя стенка из кварцевого кирпича может играть роль рефлектора («зеркала»).

 

 

Кварцевый кирпич имеет розоватый оттенок

Рекомендации по выбору огнеупорного кирпича

Для кладки топки чаще всего используется шамотная разновидность огнеупорных кирпичей. При выборе следует обращаться внимание на параметры изделия. Кирпич не должен иметь сколов и трещин. Все повреждения при воздействии высоких температур могут привести к нарушению целостности печи.

Огнеупорный кирпич не должен иметь полостей, для кладки печей не используется пустотелый (со щелями) кирпич, так как при воздействии высоких температур такой материал будет быстро разрушаться. Также из-за низкой теплопроводности пустотелый кирпич хуже нагревается.

При падении кирпич должен разбиваться на крупные куски, а не на мелкую глиняную крошку. Также стоит обратить внимание на различные неоднородные включения. Белые пятна свидетельствуют о присутствии известняковых включений, такой кирпич использовать для кладки печи нельзя.

Недостаточная термическая обработка сказывается на огнеупорных свойствах кирпича, такой кирпич называется недожжённый. Пережжённый кирпич покрывается пленкой, превращаясь в железняк. В результате этого материал теряет свою прочность.

Керамический кирпич, который используется для кладки других элементов печи тоже должен не иметь внешних повреждений. Прочность изделия должна соответствовать марке М125 или М150. Если строевой или печной кирпич планируется использовать для строительства дымохода, необходимо обратить внимание на морозостойкость материала.

Кирпич бывает двух видов в зависимости от способа производства пластичный и прессованный. Пластичный изготавливается непосредственно из глины, из которой формуются привычные нам прямоугольные бруски, после этого сырец подвергается высокотемпературному обжигу. Прессованный кирпич изготавливается из сухой глиняной массы. Количество содержания воды в смеси минимальное, смесь прессуется, затем подвергается обжигу. Для кладки печей лучше выбирать пластичный кирпич.

При выборе размера огнеупорного кирпича стоит ориентироваться на размеры кирпича, из которого будут выложены стены и остальные смежные элементы печи. Если кладка основного каркаса будет производиться одинарным кирпичом (250х120х65 мм) или печным керамическим кирпичом (230х114х40), то лучше всего выбрать модель шамотных изделий соответствующей конфигурации (ШБ-8, ШБ-5).

Расчет потребности

Рассчитать необходимое количество кирпича можно на основе схемы и порядовки. Сама печь редко делается полностью из огнеупорного кирпича, это не очень оправдано с финансовой точки зрения. К тому же несущие элементы печи подвержены слабому температурному воздействию – его может выдержать и обычный строевой или печной кирпич.

Не стоит путать печной кирпич и шамотный. Печной, как и строевой, изготавливается из красной глины и не имеет огнеупорных свойств. От строевого он отличается размерами.

На расход материала влияет конструкция и габариты печи. Если планируется класть отопительную или отопительно-варочную печь, то от размеров топки будут зависеть и площадь отапливаемого дома, соответственно материала на неё уйдет больше.

Для общего расчета варочных печей можно использовать коэффициент заполнения 0,8, а для варочных – 0,6. Перемножаем коэффициент, количество кирпичей в первом ряду и количество рядов, получаем приблизительный расход без дымохода. Такие подсчеты будут только приблизительными, так как не учитывается разделение на печные кирпичи и огнеупорные.

 

 

 

 

 

Пример порядовки для уличной печи

Внутреннее устройство печи тоже имеет определенные нюансы. Канальные печи имеют сложную систему конвекции воздуха, на возведение перегородок потребуется дополнительный расход кирпича, хотя в этом случае можно обойтись печным керамическим или строевым кирпичом.

Печь может быть снабжена двухканальным дымоходом, один рассчитан на летнее время года, другой – на зимнее.

 

Система печных каналов для конвекции воздуха

 

При кладке уличных печей (мангалов) используется фундамент из плит или монолитная заливка из бетона. Основная конструкция выполняется из печного кирпича, и только верхняя часть мангала и жаровня изготавливаются из огнеупорного кирпича. При этом на расход серьезно влияет проект. Если предполагается выложить не только простую прямоугольную жаровню для решетки и шампуров, а еще и полноценную печь для запекания, то огнеупорный кирпич потребуется еще и на печной свод.

При кладке камина площадь портала должна составлять примерно 2 % от площади всего помещения, высота портала обычно составляет 60% от его ширины. Большая топка требует большего расхода огнеупорного кирпича, также в некоторых порядовках предполагается использование кварцевого кирпича для «зеркала».

 

 

В некоторых порядовках уже имеется расчет необходимого количества кирпича Схема элементов камина

Русская печь имеет самые крупные габариты, соответственно и расход кирпича будет самым большим. Кладка потребует серьезного владения навыками каменщика. Под и горнило занимают большую площадь под лежанкой, при этом вся топка должна быть выложена огнеупорным кирпичом.

Расчет необходимого количества кирпичей можно производить с помощью компьютерных программ. К сожалению, на их освоение потребуется время, поэтому для новичков такой метод не подойдет. Если пользоваться готовый порядовкой или проектом, то к ней часто уже прилагается точный расчет количества кирпичей. При этом все равно необходимо добавить еще 10% на брак и бой.

Кладка огнеупорного кирпича

Кладка печи по своим принципам схожа с кладкой стен, но есть и особенности (подробнее про кирпичную кладку можно прочитать в статьях «Кладка облицовочного кирпича» и «Кирпичная кладка: возведение стен из кирпича»). Огнеупорный кирпич, как и строевой, имеет три основные плоскости: тычок, ложок и постель. Кирпич кладется рядами. В зависимости от плоскости ряды бывают тычковыми и ложковыми. Кладка на ложок, когда ряд формируется постельной стороной кирпича, не допускается, иногда она используется для ненагруженных конструкций.

Расстояние, заполненное раствором, между кирпичами называется швы. В печной кладке необходимо выдерживать шов 2 – 3 мм. Кладка производится на смесь из глины и песка, которые смешиваются в пропорции 1 к 4 или 1 к 3 в зависимости от жирности глины. Нанесение смеси производится с помощью кельмы или руками. Смесь кладется только для одного кирпича. После установки на раствор кирпич не двигают и не подстукивают.

Для увеличения адгезии между материалами, перед укладкой кирпич предварительно смачивают водой.

Важным моментом в печной кладке является перевязка швов. Это система, когда верхние ряды «перевязывают» нижние. Для этого каждый кирпич укладывают со смещением на половину постели (в разбежку), при этом вертикальные швы не соединяются друг с другом в одну линию. Сплошной вертикальный шов говорит о нарушении технологии, из-за этого даже небольшая трещина разрастется на всю печь. Соседние швы тоже перевязываются друг с другом. Их поверхность должна закрывать не менее 25 % соседнего ряда.

Для этого при кладке чередуют ложковые и тычковые ряды (однорядная перевязка швов). Если через шесть ложковых рядов идет один тычковый, то такая перевязка называется многорядной. В печном деле кладка начинается и заканчивается тычковыми рядами.

 

 

Примеры многорядной перевязки

 

 

Кладка сводов – одна из самых сложных процедур при кладке печи. Округлый свод называется полуциркульным. Под крылья свода устанавливаются подпятники, под будущий свод устанавливают шаблон из дерева (кружало и опалубка). Предварительно производятся работы по обрезке кирпичей под кладку крыльев свода. Свод скрепляется замковым камнем из клиновидного кирпича.

 

 

 

 

 

 

Опалубка для кладки свода топки

Вывод

Для большинства печей не используется одного единственного типа кирпичей. При кладке чаще всего комбинируются огнеупорные, строевые и печные разновидности. Шамотный кирпич считается самым распространенным огнеупором для кладки печей. Материал устойчив к высоким температурам и не боится контактов со щелочами. Рассчитывать количество кирпичей следует из проекта и порядовки. При этом новичкам в печном деле не стоит сразу браться за сложные проекты – лучше начать с более простых или доверить кладку профессиональным печникам.