Керамический кирпич свойства: состав, виды, характеристики, достоинства и недостатки

Основные характеристики керамического кирпича

С незапамятных времен человек использовал для строительства домов кирпичи из обожженной глины. И по сей день сохранились кирпичные сооружения древнего Египта, Вавилона, Рима, Китая, средневековые замки и готические соборы. В результате здания, построенные из кирпича, получались очень прочными и долговечными.

Что вы узнаете

Выбор в пользу кирпича в качестве строительного материала гарантирует обитателям дома уют и комфорт, а надежные стены из этого материала дарят им ощущение защищенности. Кирпич не боится капризов природы, создавая надежную преграду жаре и холоду.

Стоит отметить, что для производства керамического кирпича подходящей является далеко не любая глина, а лишь определенные ее виды. Именно поэтому этот строительный материал приобретает свои замечательные технические характеристики. Помимо используемого сырья эксплуатационные характеристики кирпича в значительной мере зависят от того, насколько неукоснительно производителем соблюдалась требуемая технология изготовления этих керамических изделий. Действительно качественный и прочный кирпич получится лишь в том случае, если все требуемые условия были соблюдены в полной мере.

Состав, производство и виды керамического кирпича

Производство кирпича, несмотря на кажущуюся свою простоту, считается сложным технологическим процессом, проходящим в несколько этапов. На сегодняшний день распространенными можно считать две технологии изготовления керамического кирпича.

1. Пластинчатый метод. Отдельные кирпичи формируются из приготовленной глиняной массы, содержание воды в которой составляет примерно 17-30%. Далее сформированные отдельные кирпичи подвергают сушке в специальной камере или в затененном месте. В завершение кирпич обжигается в печах, после чего отправляется для хранения на склад или отгружается покупателям.
2. Технология полусухого прессования. Содержание воды в глиняной массе в этом случае не превышает 8-10 %. Кирпичный блок формируется методом прессования под высоким давлением (около 15 МПа). В отличие от первого способа сырье — глина — сперва измельчается до порошкообразного состояния, из которого затем путем прессования формируются отдельные кирпичи. Преимуществом этого способа является сокращенное время сушки или полное отсутствие этого этапа в технологическом процессе производства кирпича таким способом.

Производство керамического кирпича должно осуществляться при полном соответствии со стандартами ГОСТ 7484-78 и ГОСТ 530-95. Для замешивания глиняной массы применяются специальные механизмы: глиномялки, вальцы и бегуны. Формирование отдельных кирпичных блоков осуществляется на высокопроизводительных ленточных прессах. А применение вибростендов позволяет исключить образование нежелательных полостей и обеспечить однородную структуру готовых кирпичных блоков.

Необходимо учитывать, что произведенный в разных регионах кирпич даже одного вида будет иметь несколько различные характеристики. Это объясняется тем, что исходное сырье — глина — в разных местах имеет разный химический состав.

Для сушки сырого кирпича могут использоваться либо камерный, либо туннельный метод. При камерном способе сырые кирпичи помещаются в специальное помещение, в котором температура и влажность меняются по определенной заранее программе. При камерной сушке сырой кирпич пропускается через определенные зоны, в которых поддерживаются различные микроклиматические параметры.

Обжиг керамического кирпича осуществляется в специальных печах при неукоснительном соблюдении определенных условий. Температура обжига выбирается в зависимости от используемого глиняного состава. Обычно она находится в пределах 950-1050 градусов Цельсия. Продолжительность обжига кирпича выбирается таким образом, чтобы в результате стекловидная фаза во всей структуре изделия составляла не менее 8-10%. В этом случае можно будет гарантировать высокую механическую прочность керамического кирпича, которая считается его наиболее важной характеристикой. Как результат, все здания, построенные из кирпича, могут простоять не один век.

Кирпич изготавливается из мелкофракционной глины, добываемой в карьерах открытым способом посредством роторной или одноковшовой экскаваторной техники. Добиться нужного качества кирпичей можно лишь при использовании материалов с однородным минеральным составом. Заводы, изготавливающие и реализующие кирпичную продукцию, зачастую возводятся в непосредственной близости от глиняных месторождений. Это позволяет минимизировать транспортные издержки и гарантировать бесперебойную поставку на завод качественного сырья.

Керамический кирпич разделяют на виды в зависимости от назначения на рядовой, лицевой(облицовочный) и специальный (огнеупорный, шамотный). Можно также упомянуть так называемый реставрационный кирпич. Он, как понятно из его наименования, применяется при выполнении реставрационных работ на старинных объектах архитектуры. Его изготавливают на заказ, поскольку в те времена использовались иные технологии производства кирпичей, а также не было общепринятых стандартов на размеры.

В свою очередь лицевой кирпич также бывает нескольких типов:

• фасадный;
• фасонный;
• фигурный;
• ангобированный;
• глазурованный.

Помимо этого, керамический кирпич может быть полнотелым или пустотелым, а его боковые поверхности — гладкими или рифлеными. Нередко кирпич одного вида сочетает в себе сразу несколько различных признаков. Например, рядовой кирпич бывает как полнотелым, так и иметь полости. Для кладки каминов или печей используется огнестойкий (шамотный) кирпич, а его разновидность — клинкерный кирпич — используется для мощения пешеходных дорожек и дворовых территорий.

Плотность керамического кирпича

Внутренняя структура кирпича оказывает непосредственное влияние на его технические характеристики и физико-химические свойства. Например, важным параметром является плотность таких изделий.В зависимости от плотности керамических кирпичей их принято делить на классы, обозначаемые числовым значением в диапазоне от 0,8 до 2,4. Данные показатели характеризуют вес 1 куб. метра стройматериала в тоннах. Такое деление на классы, а всего их шесть, значительно упрощает делопроизводство с строительном бизнесе.

Помимо этого, знание класса используемых кирпичных изделий имеет важное значение для проектных расчетов, определения максимальных нагрузок на фундамент и несущие конструкции возводимых строений. Высокая механическая прочность кирпичей достигается благодаря их однородной структуре. Но по этой же причине они обладают неудовлетворительными теплоизоляционными свойствами, поэтому при использовании монолитного кирпича необходимо предпринимать меры по дополнительному утеплению стен.

Пустотелый кирпич

Уменьшению массы кирпича и повышению его теплоизоляционных свойств способствует наличие в нем пустот различной формы в зависимости от предусмотренной технологии (круглые, прямоугольные и щелеобразные). При этом пустоты в изделии могут быть расположены вертикально или горизонтально, а также быть сквозными или глухими. Полости могут иметь как рядовой, так и облицовочный кирпич.

Направление полостей в теле кирпича относительно плоскости нагрузки в значительной степени влияет на механическую прочность изделия. Кирпич, в котором пустоты имеют горизонтальное направление, недопустимо использовать для кладки несущих стен, поскольку высока вероятность их разрушения под весом самих строительных конструкций. Достоинством пустотелых кирпичей является существенная экономия сырья (до 13%), что позволяет удешевить их производство. К тому же, их использование, например, для сооружения межкомнатных перегородок позволяет снизить нагрузку на межэтажные перекрытия и на весь фундамент в целом.

Повысить теплоизоляционные характеристики кирпичей можно за счет придания им пористой структуры. С этой целью в глиняную смесь добавляют шихту: опилки, торф, мелконарезанную солому. В процессе обжига эти добавки выгорают и в теле кирпича остаются заполненные воздухом поры. Их присутствие положительно сказывается на теплопроводных свойствах готового изделия. Стены, сложенные из пористого кирпича, при одинаковых требованиях к теплоизоляции заметно тоньше такой же стены из монолитного кирпича.

Теплопроводные свойства керамического кирпича

Внутренняя структура кирпичных изделий непосредственным образом влияет на их физические свойства. При этом теплосберегающие характеристики кирпича определяются коэффициентом теплопроводности. Он обозначает, сколько тепла потребуется для изменения температуры воздуха на 1 градус Цельсия при толщине кирпичных стен в 1 метр. Этот коэффициент обязательно используется при проектировании зданий для расчета толщины наружных стен с целью обеспечения желаемых показателей теплосбережения.

Плотность керамических изделий и их теплозащитные свойства имеют непосредственную зависимость между собой.

Принято делить керамические кирпичи на пять групп согласно их коэффициенту теплопроводности.

Полнотелый кирпич, обладающий высокой теплопроводностью, традиционно применяется для сооружения несущих стен зданий и прочих несущих конструкций. Стены, выложенные таким кирпичом, в обязательном порядке требуют дополнительного утепления, чтобы снизить присущие им значительные теплопотери. В то же время изделия, имеющие пустоты и щели, позволяют значительно уменьшить толщину стен малоэтажных зданий, а также межкомнатных перегородок. Присутствие воздушных пор в значительной степени уменьшает теплопотери через стены.

Поглощение влаги кирпичом

Поры, присутствующие в теле кирпича, содействуют проникновению влаги и водяных паров в керамические изделия. На коэффициент поглощения существенное влияние оказывает плотность керамического кирпича, а также многие другие факторы. У полнотелого кирпича этот показатель составляет максимум 14%, что положительным образом отражается на прочности и теплозащитных свойствах таких изделий.

Степень проникновения влаги в структуру керамического изделия также значительно зависит от стабильности отопления. В случае снижения внутренней температуры до уровня наружного воздуха происходит активное проникновение влаги в пористую структуру кирпичей. А при замерзании она кристаллизуется, в результате чего в кирпичных изделиях появляются микротрещины. Со временем это приводит к разрушению кирпичной кладки.

Паропроницаемость кирпича

В жилых помещениях всегда наблюдается повышенная влажность воздуха, что непосредственным образом связанно с жизнедеятельностью человека. Кирпичная кладка стен способна активно впитывать и отдавать водяные пары во внешнюю среду, способствуя формированию и поддержанию необходимого микроклимата во внутренних помещениях. Для керамического кирпича этот параметр примерно равен 0,14 — 0,17 Мг/(м*ч*Па), чего оказывается вполне достаточно для обеспечения комфортных условий в жилых помещениях.

Для оценки паропроницаемости любого материала используют специальный коэффициент, который характеризует плотность проникающего пара сквозь поверхность в 1 кв. метр за 1 час.

Морозостойкость

Кирпич повсеместно применяется для сооружения различных зданий в самых разнообразных климатических зонах. В том числе в тех регионах, где регулярно наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Устойчивость любого материала к действию низких температур принято называть морозостойкостью. По существующему стандарту этот показатель выражается в циклах, то есть имеется в виду количестве лет, в течение которых кирпичная стена может простоять, сохраняя все необходимые эксплуатационные характеристики.

Морозостойкость керамических кирпичей принято указывать в следующем виде: от 50F до 100F. Соответственно, речь идет о количестве лет (50 — 100) эксплуатации здания при условии качественно выполненной кладки и стабильного отопления в зимние месяцы. Керамический кирпич заслуженно считается материалом, отличающимся высокой стойкостью к внешним воздействиям и сильным изменениям температуры окружающей среды. Кирпичные здания способны простоять много десятилетий даже в крайне суровых условиях северных широт, на которые приходится значительная часть нашей страны.

Огнестойкость

Весьма важной характеристикой любого строительного материала считается его пожаробезопасность. Под этой характеристикой понимают свойство материалов сопротивляться воздействию очень высоких температур, а также открытого огня. Керамический кирпич справедливо считается абсолютно негорючим строительным материалом, а вот его огнестойкость определяется видом изделия. То есть имеется в виду время, в течение которого материал будет способен сохранять свои характеристики и целостность при воздействии открытого пламени.

По сравнению с другими материалами, широко используемыми в строительстве зданий, керамический кирпич выгодно отличается высшей степенью огнестойкости. Он в состоянии выдержать прямое воздействие огня в течение целых пяти часов. Если привести для сравнения огнестойкость других материалов, то, например, сегодня также широко распространенные железобетонные конструкции в состоянии выдержать действие пламени всего лишь не более двух часов, а металлические конструкции — и вовсе менее получаса. Также очень важным показателем является максимальная температура, которой способен противостоять тот или иной строительный материал без ощутимых последствий для себя. Так, рядовой кирпич выдерживает до 1400 градусов Цельсия, а шамотный и клинкерный — более 1600 градусов.

Звукоизоляционные свойства

Керамический кирпич в состоянии хорошо поглощать звуковые волны в широком частотном диапазоне. Способность кирпича поглощать звуки отвечает требованиям СНиП 23-03-2003, а помимо этого ГОСТ 12. 1.023-80, ГОСТ 27296-87, ГОСТ 30691-2001, ГОСТ 31295.2-2005 и ГОСТ Р 53187-2008. Поэтому стены из керамического кирпича отлично справляются с поглощением уличного шума, обеспечивая комфорт во внутренних помещениях.

Благодаря этому керамический кирпич рекомендуется использовать при возведении жилых, офисных и промышленных зданий. Также кирпичи можно использовать для сооружения звукоизолирующих перегородок, акустических экранов и шумоизолированных кабин для мониторинга и дистанционного управления различными технологическими процессами на производственных предприятиях.

Звукоизоляционные свойства керамического кирпича необходимо учитывать при выполнении акустических расчетов строений и отдельных помещений. Также при этом необходимо принимать во внимание уровень звуковой мощности и положение источников звука. Лучшими звукоизоляционными характеристиками обладают стены из пустотелого кирпича, чем сооружения, выполненные из монолитных по структуре изделий.

Тем не менее, только увеличивать толщину кирпичных для достижения необходимых показателей звукоизоляции малоэффективно, поскольку удвоение толщины стен позволит улучшить степень звукоизоляции лишь на несколько децибел. Поэтому для решения проблем со звукоизоляцией рекомендуется использовать другие, более эффективные с этой точки зрения материалы.

Экологичность керамического кирпича

В последние годы теме экологичности используемых в строительной отрасли материалов уделяется очень большое внимание, поскольку это оказывает непосредственное воздействие на здоровье и самочувствие людей, а также на окружающую среду. При производстве керамических кирпичей применяется исключительно лишь природное сырье: глина и вода. Используемые при производстве пористого кирпича материалы (опилки, солома, торф) также являются абсолютно безопасными для человека. В процессе эксплуатации жилых и производственных зданий кирпич не выделяет каких-либо опасных для человека веществ, что является еще одним положительным качеством этого строительного материала, благодаря которому остается по-прежнему востребованным сегодня.

Поэтому керамический кирпич рекомендуется использовать для постройки любых видов зданий:

• жилых домов любой этажности;
• помещений предприятий общественного питания;
• детских садов, школ, больниц;
• производственных помещений.

По показателям экологичности керамический кирпич стоит в одном ряду с такими востребованными строительными материалами как природный камень и натуральная древесина. Использование керамического кирпича и этих двух материалов позволяет создать оптимально подходящую жилую среду для безопасного обитания взрослых и детей.

Размеры и точность геометрических форм

Сегодня производителями предлагается широкий ассортимент кирпича самых различных видов и форм. По типоразмеру принято выделять 5 стандартных видов керамического кирпича:

• одинарный или нормальный;
• утолщенный;
• одинарный модульный;
• «Евро»;
• утолщенный с горизонтальными сквозными полостями.

Размеры керамических кирпичей должны строго отвечать требованиям национального стандарта ГОСТ 530-2007, соответствующему, в свою очередь, европейскому ЕН 771-1:2003.

Согласно этим стандартам определяются максимально допустимые отклонения от номинальных размеров керамических кирпичей, которые могут себе позволить производители. Точнее говоря, длина кирпича не должна разниться с эталонным показателем более чем на 4 мм, ширина — на 3 мм, а толщина кирпичного блока — на 2 мм. В отношении угла между перпендикулярными плоскостями готового изделия допустимое отклонение не может превышать 3 мм. Столь высокие требования к точности керамических кирпичей значительно упрощают проектирование зданий, а также делают возможным строительство крупных объектов с минимальными отклонениями.

Возможно изготовление керамических кирпичей с нестандартными номинальными размерами. Как правило, это происходит при поступлении специального заказа после обсуждения всех параметров таких изделий между производителем и заказчиком. Но и в этом случае все отмеченные выше требования к точности линейных размеров и геометрической формы должны соблюдаться производителем керамических кирпичей неукоснительно.

Специальные разновидности керамического кирпича

Керамический кирпич может использоваться при строительстве сооружений и конструкций различного предназначения. Но для кладки печных топок, каминов и камер сгорания любой кирпич не подойдет, поскольку для этих целей необходимо применять специальные огнеупорные виды кирпичей. Также особый вид керамических изделий находит применение при мощении пешеходных дорожек в парках и дворовых территорий загородных домов. В каждом случае специальные виды кирпичей должны соответствовать определенным требованиям. Использование же обычного кирпича в этих целях приведет к довольно скорому разрушению таких конструкций.

Огнеупорный кирпич

Огнеупорный (он же шамотный) кирпич способен стойко переносить продолжительное воздействие высоких температур (до 800 градусов Цельсия) и открытого огня без потери своих рабочих характеристик, не разрушаясь от этого. Для этого при его производстве в состав формовочного раствора добавляется до 70% особой тугоплавкой глины, благодаря которой при эксплуатации изделие не разрушается в процессе многих циклов нагревания и остывания.

Существует несколько сортов огнеупорных керамических кирпичей, отличающихся своей рабочей температурой и стойкостью к различным внешним факторам:

• кварцевый кирпич, используемый при кладке сводов печей, которые выполняют отражающую функцию;
• шамотный кирпич, самый востребованный вид огнеупорного кирпича, повсеместно применяемый при кладке печей и каминов;
• углеродистый кирпич, содержащий прессованный графит и применяемый в промышленности при сооружении домен;
• основной, для изготовления которого используются магнезиально-известковые составы, применяется при сооружении плавильных печей.

Клинкерный кирпич

Для облицовки цокольных этажей и фасадов зданий, мощения пешеходных дорожек и полов во внутренних производственных помещениях применяется клинкерный кирпич. Этот вид керамического кирпича характеризуется высокими показателями механической прочности, морозоустойчивости и износостойкости. Такие изделия с легкостью могут выдерживать до 50 циклов охлаждения до очень низких температур и последующего нагрева. Высокая плотность и предъявляемые к этому виду керамических кирпичей повышенные требования позволяют гарантировать марку прочности не менее М400.

Транспортировка и хранение керамического кирпича

Для перевозки керамического кирпича при соблюдении необходимых правил можно задействовать любые виды транспорта: наземный, водный, воздушный. С целью удобства транспортировки и сохранения целостности керамические кирпичи перевозят на стандартных поддонах, которые имеют строго определенные размеры. Для доставки кирпичей на поддонах к месту строительства необходимо использовать бортовые грузовые машины. Как правило, в кузов устанавливается не более одного ряда поддонов по высоте, но при условии надежного крепления можно грузить два поддона по высоте. Необходимо только следить, чтобы погруженные поддоны при транспортировке не смещались, рискуя выпасть из кузова.

В ходе перевозки необходимо выбирать скорость передвижения с учетом качества дорожного покрытия. Понятное дело, на дороге, изобилующей ямами и ухабами, скорость движения автотранспорта должна быть минимальной, чтобы не допустить срыва креплений и смещения кирпичей в поддонах.

Перевозить керамические кирпичи навалом, а затем сбрасывать их на грунт не рекомендуется, поскольку в результате этого возможно повреждение до 20% от всего количества изделий. Погрузку и разгрузку кирпичей на поддонах осуществляют с помощью грузоподъемных кранов, которые прошли испытания и соответствуют массе поднимаемых грузов. При отсутствии такой возможности приходится выполнять эти работы ручным способом, на что может уходить довольно много времени. Для безопасности людей они должны быть обеспеченны перчатками или рукавицами.

При необходимости длительного хранения керамического кирпича его помещают под навес на площадку с твердым ровным покрытием, очищенную от посторонних предметов или мусора, а зимой — от снежных заносов. Чтобы при складировании исключить вероятность повреждения кирпичей, поддоны нужно устанавливать с небольшим расстоянием между ними (10-15 см). Кирпичи в поддонах могут размещаться в один ряд или даже в несколько ярусов. Также их можно хранить в штабелях, складывая непосредственно на твердое покрытие. Погрузку и разгрузку керамического кирпича можно выполнять как механизированным способом, так и вручную. В любом случае важно соблюдать все положенные правила и меры безопасности.

Основные свойства керамического кирпича

Свойства керамического кирпича

Изготавливаемый на основе глины керамический кирпич представляет собой очень прочный и долговечный строительный материал, который находит свое применение в строительстве частных домов и многоквартирных зданий. В зависимости от особенностей состава и конкретных производственных условий получают кирпич с различными характеристиками. В частности, главными техническими факторами для керамического кирпича являются:

• Плотность. Для пустотелых кирпичей данный показатель составляет 1000 кг/м3, а для клинкерных – 2100 кг/м3. Чем плотнее материал, тем более массивной и прочной получится готовая постройка.
• Пористость. Данный показатель, измеряемый в процентах, напрямую определяет теплопроводность, морозостойкость и шумоизоляционные качества материала. Объем пор (пустот) в клинкерном кирпиче составляет 5%, а в облицовочном – 14%.
• Морозостойкость. Различные виды кирпича способны перенести различное количество циклов замерзания-оттаивания. Например, клинкерный кирпич рассчитан на 50-100 циклов, а пустотелый кладочный – на 15-50. Данный показатель позволят примерно оценить срок эксплуатации материала до появления каких-либо изменений во внешнем виде или в параметрах прочности и плотности.
• Прочность. Существующие марки прочности (М25, М50 и т.д.) позволяют определить уровень противостояния материала при испытаниях на изгиб, сжатие и растяжение. Кирпичи самых высоких марок используют в строительстве многоэтажных домов, стены которых, подвергаются существенной нагрузке.
• Водопоглощение. Согласно существующим стандартам данный параметр не должен превышать 8% для полнотелого кирпича и 6% — для пустотелого. Высокая насыщенность водой негативно влияет на технические параметры материала, особенно при отрицательных температурных значениях.

Выбирая кирпич для строительства дома, оценивают данные показатели и подбирают материал с лучшим соотношением хороших эксплуатационных характеристик и стоимости.

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.

Вес

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.

Виды

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.

• Фигурный или профильный кирпич представляет собой материал нестандартной конфигурации и используется при оформлении закруглений на колоннах, арках и других архитектурных формах.
• Ангобированный кирпич представлен в виде двухслойного цветного искусственного камня с ровной поверхностью. Технология ангобирования предполагает нанесение на просушенный сырец слоя из белой глины с последующим обжигом. Причём глина предварительно окрашивается в разные цвета при помощи специальных красителей и пигментов. Такой материал очень хорошо смотрится в интерьере и часто используется при отделке прихожих, коридоров и общественных пространств.
• Глазурованный кирпич производится методом нанесения специальной глазури, состоящей из легкоплавкого стекла. В результате нанесения стекловидного водонепроницаемого покрытия значительно повышается морозоустойчивость и влагостойкость керамической облицовки. На стадии производства в глазурь добавляют различные красители, в результате чего поверхность кирпича приобретает глубокий цвет и блестящую прозрачную текстуру.

Клинкерный

Клинкерный камень используется для облицовки цокольных этажей и фасадов зданий, при строительстве полов в промышленных цехах, а также при мощении дорог, мостов и тротуаров. Кирпич характеризуется высокой прочностью и долгим сроком службы, что обусловлено технологией изготовления клинкерных моделей. Дело в том, что для их производства применяется особый сорт тугоплавкой глины, которая обжигается при более высоких температурах, нежели в изделиях, изготовленных по традиционной технологии. Это является одновременно и плюсом и минусом клинкерных кирпичей. Преимуществом считается высочайшая прочность, соответствующая индексам М400-М1000, и отличная морозоустойчивость, позволяющая камням выдерживать от 50 до 100 циклов заморозки-оттаивания. К недостаткам относят слишком большую стоимость материала и высокую теплопроводность, обусловленную повышенной плотностью сырья.

Огнеупорный

Своим высоким огнеупорным свойствам материал обязан шамотной глине, составляющей до 70% общей массы кирпича. Этот вид глины способен легко выдерживать температуру в 1600 градусов, сохраняя при этом эксплуатационные свойства и целостность форм. Огнеупорный кирпич нашёл широкое применение при строительстве каминов и печей, в связи с чем начал производиться в нетрадиционных формах, рассчитанных на использование в печах. Так, помимо стандартных форм, в ассортименте присутствуют изделия клиновидных, арочных и трапециевидных конфигураций, идеально вписывающиеся в печные и каминные конструкции.

Лучшие производители

Выпуском керамических кирпичей в России занимается множество предприятий, однако некоторые из них хочется выделить отдельно.

Керамический завод из г. Голицыно является мощнейшим предприятием по производству кирпичей в нашей стране, он производит порядка 120 миллионов единиц в год. Специалистами завода налажен тщательный контроль за качеством изделий, осуществляемый на каждом из этапов изготовления. Это позволяет отслеживать и своевременно удалять бракованные экземпляры и поставлять на рынок только качественные материалы. Производство продукции осуществляется на новейшем зарубежном оборудовании с использованием последних разработок и современных технологий. Ассортимент компании представлен большим количеством полнотелого и пустотелого камня, а также множеством разновидностей облицовочного кирпича.

Предприятие «Славянский кирпич» обладает мощной производственной базой и выпускает до 140 млн штук в год. Компания осуществляет свою деятельность на протяжении 20 лет, за время которых накопило огромный опыт в производстве стройматериалов и вышло на европейский уровень. Предприятие было построено по проекту компании Hans Lingl из Германии и на сегодняшний день является наиболее современным кирпичным заводом на территории России. С производственного конвейера предприятия сходит большое количество разнообразных видов керамического камня, включая как обыкновенные красные блоки, так и облицовочные декоративные модели.

Продукция «Новокубанского завода керамических стеновых материалов» тоже хорошо известна на территории нашей страны. Предприятие имеет свою сырьевую базу и контролирует качество своей продукции, начиная с заготовки сырья. Годовая производительность компании составляет 70 млн штук в год.

Объединение «Стеновые материалы» включает в себя несколько предприятий, находящихся в Московской и Ленинградской областях, суммарная производительность которых достигает 450 000 000 штук в год. На сегодняшний день компания предлагает наиболее широкий ассортимент керамических стройматериалов в России и является одним из лидеров по выпуску керамического камня на постсоветском пространстве.

Как выбрать?

Главными критериями выбора кирпича являются его технические характеристики и качество. Для определения свойств материала необходимо ознакомиться с маркировкой изделий и изучить сопроводительную документацию. Гораздо сложнее определить качество изделий, и так как от этого фактора зависит общая прочность возводимой конструкции и её эксплуатационные свойства, ошибиться здесь нельзя.

Итак, при покупке рекомендуется взять из поддона несколько кирпичей и постучать по ним ручкой мастерка. Если изделие качественное, то издаваемый звук будет долгим, звонким и немного металлическим, и наоборот, при наличии брака или низком качестве кирпича звук будет коротким и глухим. Если хотя бы один из тестируемых кирпичей издал глухой звук, от покупки данной партии лучше отказаться. Можно проверить кирпич и более радикальным способом. Для этого необходимо расколоть его при помощи молотка, и если материал окажется качественным, то кирпич расколется на несколько крупных частей, а при низком качестве материала – рассыпется в пыль.

Покупка кирпича – дело достаточно серьёзное, поэтому к его выбору стоит отнестись со всей ответственностью.

Советы по укладке печей и каминов из кирпича в видео ниже.

характеристики, плюсы и минусы, размеры, цены

Керамический кирпич удерживает свои позиции на рынке кладочных стройматериалов в течении нескольких веков, его характеристики проверены временем и хороши известны потребителю. К плюсам относят сочетание прочности, декоративности, экологичности и устойчивости к большинству внешних воздействий. Но все преимущества проявляются только при выборе правильной марки и соблюдении правил его кладки. Изделия многофункциональны и имеют широкую сферу применения, максимальный эффект достигается при облицовке фасадов, возведении печей и дымоходов в жилых домах и промышленных объектах и строительстве стен зданий с последующим утеплением.

Оглавление:

1. Классификация и характеристики
2. Область применения
3. Обзор преимуществ и недостатков
4. Цена за штуку
5. Критерии выбора

Описание материала

Керамические блоки изготавливают путем формовки и последующего обжига смесей на основе глины и специальных добавок. Технические условия регламентированы ГОСТ 530-2007, технология направлена на получение прочных и долговечных изделий с правильной формой и размерами и стабильными рабочими характеристиками. Эксплуатационные показатели кирпича во многом зависят от его итоговой плотности, на которую оказывают влияние качество сырья, размер его частиц и пористость структуры. Окончательная прочность достигается после обжига в печах камерного или тоннельного типа, под воздействием температур до 1100 °C элементы приобретают максимально возможную марку за счет образования клинкерного стекла в общей массе до 8-10 %. Это обеспечивает хорошую стойкость к влаге, весовым нагрузкам и другим внешним влияниям, при соблюдении правил монтажа его кладка служит не менее 50 лет.

Виды и характеристики

С учетом целевого назначения эти изделия разделяются на общестроительные (рядовые) и декоративные (лицевые), в зависимости от наличия или отсутствия щелей кирпич бывает полнотелым и пустотелым, доля круглых или квадратных отверстий в последнем варьируется от 15 до 51 %. Также выделяют марки, рассчитанные на обычные условия эксплуатации, и специализированные, используемые при кладке печей и дымоходов.

Сфера применения

Красный керамический полнотелый кирпич относится к рядовым изделиям, используемым при кладке конструкций, испытывающих дополнительную нагрузку: капитальных наружных и внутренних стен, столбцов и колонн. Его размер без исключения стандартный (1НФ), минимальная марка прочности составляет М125 (но для ответственных и сильно нагруженных элементов нужен не ниже М250). Ввиду плохого сопротивления теплопередаче требует обязательного наружного утепления, в противном случае затраты на возведение и вес будут необоснованно большими.

В отличие от полнотелых кирпичей рядовые с пустотами имеют ограничение по этажности, их советуют купить при строительстве малоэтажных частных домов или для заполнения каркасах конструкций в высотных МКД. Горизонтальная направленность щелей снижает их прочность в разы. К плюсам относят хорошие способности к энергосбережению и шумопоглощению, их стоит приобрести при закладке перегородок и изолирующих прослоек.

Лицевойиспользуется при заложении наружных стен домов одновременно с основной кладкой или при облицовке фасада. Эта разновидность уступает остальным в плотности (не более 1450 кг/м³), но выигрывает в декоративности и легкости, оказывает относительно низкую нагрузку на фундамент. В зависимости от ожидаемого эффекта потребитель может купить гладкий фасадный, фактурный, тонированный или ангобированный кирпич. Лицевые марки, обжигаемые при стандартных температурах, уступают по качеству только клинкеру.

Плюсы и минусы кладочных изделий из керамики

Преимущества:

1. Разнообразный ассортимент, продукция представлена элементами разного размера и цвета, особенно это актуально для облицовочных.

2. Долговечность материала и возводимых конструкций.

3. Экологическую чистоту, соответствие нормам санитарной безопасности.

4. Изоляционные свойства выше средних: лучше всего удерживает тепло пустотелый кирпич, но сплошные тоже имеют достаточно низкий коэффициент теплопроводности. Хорошо поглощают шум.

5. Приемлемую стоимость.

6. Хорошую устойчивость к перепадам и повышению температур.

7. Относительно простую технологию кладки.

8. Стандартные размеры.

9. Высокие декоративные свойства. Лицевой керамический кирпич успешно совмещает функции теплоизолятора и облицовки фасада, при тщательной затирке швов материал не нуждается во внешней отделке. Максимальный эффект достигается при выполнении декоративной или художественной кладки, в первом случае комбинируются блоки разных цветов, во втором узор создается за счет сложных выступов и объемных элементов.

К минусам относят:

1. Плохую точность геометрических размеров у продукции недобросовестных производителей. Согласно ГОСТ 530-2007 максимально допустимое отклонение от номинала составляет ± 2 мм у лицевого кирпича, ±3 у рядового и ±4 у крупноформатного, но реальные габариты могут отличаться в меньшую сторону, что отрицательно сказывается на ровности возводимых конструкций и величине расхода раствора.

2. Возможность повреждения при транспортировке и разгрузке. При достаточно высокой прочности на сжатие часть материала уходит на отбраковку из-за раскола краев при перевозке. Этот минус проявляется как у пустотелых типов, так и у полнотелых, на стадии приобретения стоит проверить качество перекладки изделий, правильные производители размещают кирпичи на поддоне с перевязкой.

3. Риск появления высолов. Причины образования белых разводов бывают разными – от избытка извести в кладочном растворе до близкого расположения объектов химической промышленности, но устранить последствия сложно, особенно при использовании продукции низкого качества.

4. Высокое значение коэффициента водопоглощения. Этот недостаток особенно актуален для поризованных изделий, при накоплении влаги внутри они могут разрушиться при промерзании. По этой же причине керамические блоки не используются при возведении подземных конструкций вне зависимости от их пустотности.

Экономическая целесообразность строительства жилых домов из этого материала зависит от их габаритов, итоговые затраты на заложение многоэтажных зданий и сплошных толстостенных конструкций будут высокими. Плюсы керамики проявляются при возведении колодезной кладки, печей, дымоходов и каминов, облицовке фасадов.

При достаточно низкой стоимости одной штуки (от 8,5 рубля у однорядного пустотелого кирпича) не стоит забывать про малые размеры и высокий расход кладочного раствора. В целях экономии лучше приобрести оптом, в идеале – с одной партии обжига.

Стоимость кирпича

Советы по выбору

Основным критерием служит целевое назначение – для кладки сильно нагружаемых конструкций и внутренних элементов печей подходит только полнотелый кирпич, в остальных случаях предпочтение отдается более легким пустотным. Обращается внимание на:

• Цвет поверхности и разлома. Хороший блок не имеет розовых или бурых вкраплений и характеризуется более яркой сердцевиной в сравнении с наружными стенками.
• Способ изготовления: сплошные изделия, полученные методом выдавливания пластичной массы, имеют максимально возможную морозостойкость и плотность. При полусухом и сухом вибропрессовании достигается высокая точность геометрических форм и размеров.
• Звук, издаваемый при ударе. Звон служит верным признаком качественной керамики, глухой стук свидетельствует о нарушения в процессе изготовления.
• Края и точность размеров, их стоит измерить и сравнить с нормой.
• Прочность и стойкость к ударному воздействию. Для проверки этого параметра достаточно купить одну шутку и ударить по ней молотком со средней силой, хороший кирпич останется целым и не растрескается.
• Наличие сертификата и сроки реализации продукции производителя на рынке.

Керамический кирпич: преимущества и свойства | Новости Горного Алтая

Кирпич керамический является часто используемым материалом для строительства. Он используется при строительстве различных перегородок, зданий. Здания, выстроенные с его применением, имеют высокую прочность, надежность и долгий ресурс эксплуатации.

Материал изготавливается из глины методом обжига. Готовый продукт может отличаться оттенком, формой и техническими параметрами. Приобрести керамический кирпич от завода вы сможете в компании «Кирпичный ряд». Здесь предлагается большой выбор материала, который отличается высокой прочностью и долгим сроком службы. Вы можете выбрать любую марку кирпича, которая соответствует вашему типу строительства. Стоимость материала доступная и находится на среднем уровне по рынку.

Свойства керамического кирпича

К главным параметрам такого кирпича относятся следующие:

1. Плотность. Данная величина показывает массу материи на один квадратный метр. Чем более высокой является плотность, тем ниже его пористость.
2. Пористость. Она отражает количество пор в кирпиче. Чем больше пор, тем выше устойчивость к морозам и лучше теплоизоляция. Но плотность при этом будет не очень высокая. Для создания пор в материал добавляют разнообразные компоненты, которые начинают выгорать в процессе обжига и создают небольшие пустоты.
3. Морозостойкость. Этот показатель описывает способности кирпича выдержать некоторое число циклов заморозки и оттаивания без изменения структуры кирпича. Есть несколько видов морозостойкости. Чем выше этот показатель, тем лучше.
4. Прочность. Здесь говорится о способности кирпича оказывать сопротивление физическому воздействию. Параметры прочности определяют при выполнении испытаний на нажатие, изгиб с напряжением. Чем выше этажность возводимого здания и больше нагрузка, тем больше должна являться прочность. Кирпичи из керамики высокого класса имеют прочность 200 и более.
5. Водопоглощение. Это возможность материала поглощать и удерживать воду. Если этот параметр слишком большой, технические свойства кирпича уменьшаются. Ведь материал оказывается перенасыщен влагой.
6. Теплопроводность. Она отражает способность материала передавать тепло при большой разнице температурной снаружи помещения и внутри. Теплопроводность зависит от пустотелости, а также пористости материала. Чем больше теплопроводность, тем лучшую теплоизоляцию обеспечит материал.

Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности

Рассмотрена теплопроводность кирпича различных видов (силикатного, керамического, облицовочного, огнеупорного). Выполнено сравнение кирпича по теплопроводности, представлены коэффициенты теплопроводности огнеупорного кирпича при различной температуре — от 20 до 1700°С.

Теплопроводность кирпича существенно зависит от его плотности и конфигурации пустот. Кирпичи с меньшей плотностью имеют теплопроводность ниже, чем с высокой. Например, пеношамотный, диатомитовый и изоляционный кирпичи с плотностью 500…600 кг/м³ обладают низким значением коэффициента теплопроводности, который находится в диапазоне 0,1…0,14 Вт/(м·град).

Кирпич в зависимости от состава можно разделить на два основных типа: керамический (или красный) и силикатный (или белый). Значение коэффициента теплопроводности кирпича указанных типов может существенно отличатся.

Керамический кирпич. Производится из высококачественной красной глины, составляющей около 85-95% его состава, а также других компонентов. Такой кирпич изготавливают путем формовки, сушки и обжига, при температуре около 1000 градусов Цельсия. Теплопроводность керамического кирпича различной плотности составляет величину 0,4…0,9 Вт/(м·град).

По сфере применения керамический кирпич подразделяется на рядовой строительный, огнеупорный и лицевой облицовочный. Лицевой декоративный (облицовочный) кирпич имеет ровную поверхность и однородный цвет и применяется для облицовки зданий снаружи. Теплопроводность облицовочного кирпича равна 0,37…0,93 Вт/(м·град).

Силикатный кирпич. Изготавливается из очищенного песка и отличается от керамического составом, цветом и теплопроводностью. Теплопроводность силикатного кирпича немного выше и находится в интервале от 0,4 до 1,3 Вт/(м·град).

Теплопроводность кирпича также зависит от его структуры и формы:

• Пустотелый кирпич — выполнен с пустотами, сквозными или глухими и имеет меньшую теплопроводность в сравнении с полнотелым изделием. Теплопроводность пустотелого кирпича составляет от 0,4 до 0,7 Вт/(м·град).
• Полнотелый — используется, как правило, при основном строительстве несущих стен и конструкций и имеет большую плотность. Полнотелый силикатный и керамический кирпич в 1,5-2 раза лучше проводит тепло, чем пустотелый.

Печной или огнеупорный кирпич. Изготавливается для эксплуатации в агрессивной среде, применяется для кладки печей, каминов или теплоизоляции помещений, которые находятся под воздействием высоких температур. Огнеупорный кирпич обладает хорошей жаростойкостью и может применяться при температуре до 1700°С.

Теплопроводность огнеупорного кирпича при высоких температурах увеличивается и может достигать значения 6,5…7,5 Вт/(м·град). Более низкой теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами отличается пеношамотный и диатомитовый кирпич. Теплопроводность такого кирпича при максимальной температуре применения (850…1300°С) составляет всего 0,25…0,3 Вт/(м·град). Следует отметить, что теплопроводность шамотного кирпича, который традиционно применяется для кладки печей, — выше и равна 1,44 Вт/(м·град) при 1000°С. 

Источники:

1. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина и др.; под ред. И. С. Григорьева — М.: Энергоатомиздат, 1991 — 1232 с.
2. В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.
3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
4. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977 — 344 с.
5. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
6. Х. Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М.: Атомиздат. 1979 — 212 с.
7. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.

Применение различных видов кирпича

Главная / Статьи / Применение кирпича

Из всех строительных материалов кирпич является наиболее популярным и универсальным. Из него можно возводить стены мало- и многоэтажных конструкций, фундаменты, внутренние перегородки, использовать в качестве декоративного материала во внутренней отделке, строить печи, камины, заборы и многое другое. В зависимости от области применения кирпич принято подразделять на лицевой (облицовочный) и рядовой (строительный). Отдельным видом строительного кирпича является крупноформатный поризованный камень — теплая керамика.
В свою очередь способ производства и материал, из которого изготовлен кирпич, непосредственно влияют на конечные характеристики изделия.

1. Виды кирпича по применению
2. Рядовой кирпич
3. Облицовочной кирпич
4. Поризованный кирпич (тёплая керамика) — крупноформатный строительный блок

Виды кирпича по применению

Рядовой кирпич

Рядовой, строительный, или рабочий, кирпич используется, в основном, при строительстве стен, фундаментов, перегородок. В зависимости от способа производства такой рядовой кирпич может отличаться определёнными особенностями, которые обязательно нужно учитывать при выборе материала для строительства.

• Керамический полнотелый кирпич, произведенным из глины методом пластического формования, обладает высокой прочностью на сжатие, низким водопоглощением и, как следствие, высокой морозостойкостью и долговечностью. Полнотелый рядовой кирпич используется при устройстве фундаментов, цоколей, подвальных помещений, а также при возведении наружных и внутренних стен зданий, колонн, столбов и других конструкций. Рядовой рифленый кирпич, в основном, применяется для стен и перегородок, требующих оштукатуривания, так как обеспечивает хорошее сцепление со штукатурными растворами. Так как рядовой полнотелый кирпич производится без пустот и с низкой пористостью, то ему свойственна высокая теплопроводность. Поэтому наружным стенам, выложенным из этого кирпича, в большинстве случаев, необходимо дополнительное утепление. Полнотелый кирпич иногда выпускают с технологическими пустотами для снятия внутренних напряжений (уменьшения количества трещин) при обжиге.
• Керамический пустотелый кирпич, как и полнотелый, производится из глины с последующим обжигом. Как следует из названия, такой кирпич имеет пустоты. По форме отверстия могут быть круглыми, квадратными, прямоугольными и овальными. Отверстия круглой и овальной формы снижают вероятность образования трещин при изготовлении кирпича. За счет того, что пустоты составляют значительную часть объема (более 13%), на изготовление пустотелого кирпича уходит меньше сырья, чем на изготовление полнотелого. Кроме того, замкнутые объемы сухого воздуха повышают теплоизолирующие свойства материала. При этом кладочный раствор должен быть достаточно густым, чтобы не заполнять отверстия. На степень проникновения раствора влияет и размер самих отверстий. Для улучшения теплотехнических характеристик , на этапе его производства стараются добиться повышенной пористости сплошной части кирпича. Для этого в глину добавляют торф, мелко нарезанную солому, опилки или уголь, которые при обжиге выгорают, образуя маленькие пустоты в глиняном массиве. Используется щелевой при возведении внутренних и внешних стен зданий и других, преимущественно, ненагруженных конструкций. Пустотелый кирпич нельзя использовать для кладки фундаментов, подвалов, цоколей, так как замерзание воды, попавшей в пустоты кирпича или камня, приводят к его разрушению.
• Шамотный кирпич.Такой кирпич изготавливают путем обжига спрессованного шамота – зернистого материала, получаемого измельчением предварительно обожженной до температуры спекания глины. К достоинствам шамотного кирпича относятся: высокая теплоемкость, высокая огнеупорность и прочность, устойчивость к деформации и резким перепадам температур, к действию кислот и щелочей, гладкая ровная поверхность, как следствие — большой срок эксплуатации и эстетичность. К недостаткам можно отнести недостаточную влагостойкость, сложность резки из-за высокой прочности, необходимость использовать специальный раствор для кладки и высокая цена, по сравнению с обычным полнотелым кирпичом. Огнеупорный шамотный кирпич применяется как в бытовом строительстве: при возведении печей, каминов, барбекю, котелен, при устройстве дымоходов, — так и в промышленном, например, при строительстве металлургических печей, печей для производства стекла, фарфора.
• Силикатный кирпич. При изготовлении силикатного кирпича используется мелкодисперсный кварцевый песок, известь и вода. В отличие от керамического, силикатный кирпич не подвергается обжигу после сушки, а прессуется под высоким давлением. Силикатный кирпич имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, отличается более низкой стоимостью, чем кирпич пластического формования. Но он менее морозостоек и, соответственно, менее долговечен. Такой кирпич нельзя применять в частях здания с влажным режимом: в санузлах, ванных комнатах, для кладки фундаментов, подвалов, цоколей. Целесообразно использовать силикатный кирпич для возведения межкомнатных стен и перегородок.

Облицовочной кирпич

Облицовочный кирпич, как следует из названия, применяется для облицовки наружных стен, фасадов. Как и строительный, облицовочный кирпич может быть произведен с использованием различных технологий. В зависимости от материала и способа производства, облицовочный кирпич может иметь разные характеристики. Но независимо от способа производства, он должен обладать всеми качествами облицовочного материала: эстетичностью, устойчивостью к воздействию факторов внешней среды, прочностью, долговечностью, разнообразием цветов, размеров и форм.

• Керамический кирпич, произведенный методом пластического формования, как и строительный, отличается низким водопоглощением, как следствие, высокой морозостойкостью и долговечностью. Современные технологии позволяют производить керамический кирпич в широкой цветовой гамме: от белого до черного. Такое разнообразие достигается использованием разных видов глин, например, беложгущихся, или добавлением пигментов. К преимуществам облицовочного керамического кирпича относятся: широкая цветовая палитра, устойчивость к выгоранию и вымыванию, устойчивость к температурным перепадам, низкое водопоглощение, большой срок эксплуатации без появления дефектов, дополнительная теплоизоляция и внешняя защита здания. К недостаткам можно отнести вес (по сравнению с другими отделочными материалами), необходимость использования цементных и клеевых растворов при возведении кладки, что может привести к появлению высолов. Так или иначе, керамический кирпич — классический вариант внешней отделки дома.
• Клинкер фасадный. Этот вид кирпича также производится из глины методом пластического формования, но в отличие от обычного керамического, обжигается при более высокой температуре. Технология и качество сырья обеспечивают более плотную структуру, высокую прочность. Повышенная прочность, морозостойкость, долговечность, высокая теплопроводность, правильная геометрия — вот, что характеризует такой кирпич. Также к преимуществам данного материала относится: высокая эстетичность, широкая сфера применения, универсальность, что делает клинкер фасадный прекрасным материалом для отделки зданий.
• Гиперпрессованный кирпич. Производится из смеси цемента, известняка (ракушечника), доломита и красителя методом полусухого прессования под очень высоким давлением без обжига. Гиперпрессованный кирпич имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем кирпич пластического формования. Основными недостатками гиперпрессованного кирпича являются большой вес, склонность к умеренной деформации при перепадах температур, что может привести к появлению трещин и расшатыванию кладки, склонность к выгоранию и более высокая цена. Гиперпрессованный кирпич может применяться для кладки фундаментов (полнотелый), несущих стен, облицовки фасада, при благоустройстве территории.
• Силикатный кирпич. Плюсы силикатного кирпича, как облицовочного материала — это отличная геометрия, большое разнообразие цветов, совместимость с любыми кладочными растворами, высокая прочность, хорошая звукоизоляция, низкая цена. Минусы облицовочного силикатного кирпича — большой вес, высокая теплопроводность, высокая впитываемость влаги и низкая морозостойкость по сравнению с керамическим кирпичом.

Поризованный кирпич (тёплая керамика) — крупноформатный строительный блок

Поризованный кирпич, или тёплая керамика — это теплый, прочный, экологически чистый строительный блок, изготовленный из глины методом пластического формования. Поризованные керамические блоки получают при добавлении в глину добавок, например, опилок, которые, выгорая в процессе обжига, образуют поры, понижающие его плотность приблизительно на 30% и повышающие теплоизоляционные свойства. Размеры керамических блоков варьируют от 2.1НФ до 14.5НФ, при этом за счет сложной ячеистой структуры вес изделия значительно снижен по сравнению с полнотелым камнем.

Преимущества поризованных керамических блоков:

• большие размеры позволяют ускорить кладку
• небольшой вес снижает нагрузку на нижележащие конструкции
• высокие теплоизоляционные свойства
• повышенная звукоизоляция
• высокая прочность
• высокая морозостойкость (небольшое водопоглощение)
• долговечность и экологичность
• наличие пазогребневого соединения у крупноформатных блоков позволяет выполнять кладку, не применяя раствор в вертикальных швах (отсутствие «мостиков холода»)

Недостатки поризованных керамических блоков:

• высокая стоимость (по сравнению с блоками из ячеистых бетонов)
• сложность обработки

Поризованные блоки 14,5НФ, 12,35НФ обычно применяются для возведения наружных стен без дополнительного утепления, 10,7НФ –для наружных стен с дополнительным утеплением и внутренних несущих стен, 6,7НФ — для возведения ненесущих перегородок. Теплозащитные свойства стены из крупноформатного кирпича с использованием теплого раствора улучшаются на 10%.

Что такое керамика и ее свойства? — Mvorganizing.org

Что такое керамика и ее свойства?

Керамический материал может быть определен как любой неорганический кристаллический материал, состоящий из металла и неметалла. Он прочный и инертный. Керамические материалы хрупкие, твердые и сильные на сжатие, слабые на сдвиг и растяжение. Они противостоят химической эрозии, возникающей в кислой или едкой среде.

Не является ли керамический материал характерным свойством?

Пояснение: Твердость — это сопротивление проникновению.Низкая твердость не является характерным свойством керамического материала.

Что из перечисленного является характерным свойством керамической матрицы?

Свойства композитов с керамической матрицей Высокая термостойкость и сопротивление ползучести. Устойчивость к высоким температурам. Высокая прочность на растяжение и сжатие, что исключает внезапное разрушение по сравнению с традиционной керамикой. Повышенная трещиностойкость за счет армирования.

Что из перечисленного является собственностью керамики?

Что из перечисленного является собственностью керамики? Пояснение: Керамика — это неметаллические неорганические твердые вещества, которые используются при высоких температурах и поэтому имеют высокую температуру плавления.Они являются хорошими тепло- и электрическими изоляторами и обладают хорошей стойкостью к окислению и коррозии.

Что такое керамика и ее виды?

Традиционная керамика изготавливается на основе глины. Здесь представлены глиняные изделия, керамика и фарфор. Состав используемых глин, тип добавок и температура обжига определяют характер конечного продукта. Основными видами керамики считаются фаянс, керамика и фарфор.

Какие бывают 4 вида керамики?

‍ Существует четыре основных типа керамики, фарфора, керамики, фаянса и костяного фарфора.Эти четыре различаются в зависимости от глины, из которой они были созданы, а также от тепла, необходимого для их обжига.

Что такое керамическое сырье?

Традиционное керамическое сырье включает глинистые минералы, такие как каолинит, тогда как более современные материалы включают оксид алюминия, более известный как оксид алюминия.

Какой вид керамики наиболее распространен?

являются наиболее распространенными видами керамических глин. Фаянсовая посуда. Это негорючая глина, пористая и не водонепроницаемая.Керамика.

Какие примеры керамических материалов?

Керамика — это больше, чем керамика и посуда: глина, кирпич, плитка, стекло и цемент, вероятно, самые известные примеры. Керамические материалы используются в электронике, потому что в зависимости от их состава они могут быть полупроводниками, сверхпроводниками, сегнетоэлектриками или изоляторами.

При какой температуре треснет керамика?

Даже некоторые керамические изделия, пригодные для использования в духовке, могут выдерживать только определенный уровень нагрева, поэтому возникает вопрос: «При какой температуре керамика трескается?» Хотя многие керамические изделия могут выдерживать температуру до 3000 градусов по Фаренгейту, они могут быть чувствительны к быстрому изменению температуры.

Из какого материала изготавливаются керамические изделия?

глина

Каковы применения керамики?

Применение керамики

• Применяются в космической отрасли из-за небольшого веса.
• Применяются как режущие инструменты.
• Применяются как огнеупорные материалы.
• Используются как теплоизолятор.
• Используются в качестве электроизолятора.

Цемент — это керамический материал?

Керамика включает в себя такой широкий спектр материалов, что дать краткое определение практически невозможно.Традиционная керамика включает глиняные изделия, силикатное стекло и цемент; в то время как современная керамика состоит из карбидов (SiC), чистых оксидов (Al2O3), нитридов (Si3N4), несиликатных стекол и многих других.

Каковы различные виды использования керамики?

8 способов использования керамики в повседневной жизни

• Плитка. Наши крыши, ванные комнаты и кухни покрыты керамической плиткой.
• Посуда. Большая часть посуды и горшков изготовлена ​​из керамики.
• Кирпич.Наши дома сделаны из кирпича и скреплены цементом, оба из которых являются керамическими.
• Туалеты.
• Космос.
• Автомобили.
• Искусственные кости и зубы.
• Электронные устройства.

Как керамика используется в повседневной жизни?

В повседневной жизни нас окружают керамика и стекло. Керамическая плитка может украшать полы одной или нескольких комнат, а также стены и кухонные столешницы. Керамическая черепица часто используется для изоляции зданий, создания водного барьера и обеспечения надлежащего отвода воды.

Какая классификация керамики?

Керамика — неметаллические неорганические твердые вещества. Керамика подразделяется на «монолитную керамику», состоящую из одного химического соединения, и «композитную керамику», состоящую из нескольких химических соединений. Ниже приводится объяснение монолитной керамики, которая обычно состоит из одного химического соединения.

Каковы механические свойства керамики?

Механические свойства технической керамики

• Твердость.ГПа (кг / мм2) Техническая керамика CoorsTek известна своей чрезвычайной твердостью.
• Жесткость. МПа. Современная керамика очень жесткая и не сгибается.
• Плотность (удельный вес) г / см2.
• Вязкость разрушения. К (l c)

Чем полезна керамика?

Предметы на основе керамики полезны, потому что их дешево купить, из них можно сделать множество вещей, и, хотя они хрупкие и хрупкие, они все же являются прочным продуктом. Некоторые популярные керамические изделия — это кухонные принадлежности, такие как тарелки, кружки, ножи и даже керамические поверхности для готовки, потому что керамика термостойкая и термореактивная.

Что такое керамическая структура?

Керамика традиционно определяется как «неорганическое неметаллическое твердое вещество, которое получают из порошкообразных материалов и превращают в изделия с помощью нагрева. Большинство керамических изделий состоит из двух или более элементов. Две наиболее распространенные химические связи для керамических материалов — ковалентные и ионные.

Проводят ли керамика электричество?

Большинство керамических материалов сопротивляются прохождению электрического тока, и по этой причине керамические материалы, такие как фарфор, традиционно использовались в качестве электрических изоляторов.Однако некоторая керамика отлично проводит электричество. В керамике ионные связи, удерживающие атомы вместе, не допускают свободных электронов.

Керамика — хороший изолятор?

Керамика выдерживает высокие температуры, является хорошими теплоизоляционными материалами и не сильно расширяется при нагревании. Керамика различается по электрическим свойствам, от превосходных изоляторов до сверхпроводников. Таким образом, они используются в широком спектре приложений.

Каковы электрические свойства керамики?

Для керамических материалов характерны следующие электрические свойства:

• Изоляционные свойства.
• Электропроводность.
• Диэлектрическая прочность.
• Диэлектрическая проницаемость.
• Полупроводящие свойства.
• Сверхпроводящие свойства.
• Пьезоэлектрические свойства.
• Магнитные свойства.

Является ли керамика огнестойкой?

Обычная керамика, включая кирпич и плитку, хорошо известна своей способностью выдерживать высокие температуры. Тем не менее, тонкая керамика (также известная как «современная керамика») намного более термостойкая, чем эти материалы.Алюминий начинает плавиться при температуре около 660 ℃ (около

° С).

Может ли керамика загореться?

Однако требования пожарной безопасности не обязательно применимы к плитке, учитывая, что керамика является огнестойким материалом, большая часть которого производится при температуре выше 1000 градусов Цельсия. Даже горячие кухонные сковороды или сковороды не оплавят и не оплавят поверхность керамической или керамогранитной плитки.

Насколько термостойка керамическая плитка?

Плитка термостойкая? Большинство плиток термостойкие, однако лучше держать их вдали от прямого источника тепла, поскольку они могут растрескиваться и, как правило, со временем обесцвечиваются, если слишком близко к высокой температуре.Рекомендуется укладывать плитку на расстоянии 14 см от источника тепла.

Почему керамика такая термостойкая?

Почему керамика плавится при таких высоких температурах? Керамика обычно имеет ионную связь с некоторым ковалентным характером. Эти связи соответствуют высокой энергии связи, что делает керамику высокотемпературными плавкими материалами и дает способность выдерживать высокие температуры.

Термостойкая керамическая чаша?

Утверждение, что керамические чаши могут выдерживать нагревание только потому, что они образованы при нагревании, является неправильным.Если керамическая чаша не предназначена для использования в духовке и все равно используется, существует потенциальная угроза безопасности при обращении с чашей и ее горячим содержимым, поскольку чаша может треснуть, а ее горячее содержимое может вызвать серьезные ожоги.

Почему керамика хрупкая?

Почему керамика хрупкая? Керамические материалы представляют собой поликристаллические структуры, состоящие из ионных или ковалентных связей, поэтому в них отсутствуют системы скольжения, которые могут деформировать материалы. В процессе подготовки на поверхности материала неизбежно остаются микродефекты, которые могут стать источником трещин.

Почему керамика легко ломается?

Керамика хрупкая, потому что в ней неравномерно распределены поры. Эти воздушные карманы делают керамику легче, но они являются структурными слабыми местами. Некоторые керамические изделия, например кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше пора, тем легче ее сломать», — говорит Грир.

Теплофизические свойства обожженного глиняного кирпича с использованием отходов керамики и бумажной массы в качестве порообразователя

Научные принципы

Научные принципы

Введение:

Керамика обладает характеристиками, позволяющими использовать ее в
широкий спектр применений, в том числе:

• высокая теплоемкость и низкий нагрев
  проводимость
• коррозионная стойкость
• электрически изолирующий, полупроводниковый или сверхпроводящий
• немагнитные и магнитные
• твердый и прочный, но хрупкий

Разнообразие их свойств проистекает из их склеивания и
кристаллические структуры.

Атомная связь:

В керамических материалах встречаются два типа механизмов связывания: ионный и ковалентный. Часто эти механизмы сосуществуют
из того же керамического материала. Каждый тип связи приводит к разным
характеристики.

Ионные связи чаще всего возникают между металлическими и неметаллическими элементами.
элементы, которые имеют большие различия в своей электроотрицательности. Ионно-связанный
конструкции, как правило, имеют довольно высокие
точки плавления, так как связи прочные и ненаправленные.

Другим важным механизмом соединения в керамических структурах является
Ковалентная связь. В отличие от ионных связей, по которым переносятся электроны,
ковалентно связанные атомы разделяют электроны. Обычно элементы
вовлечены неметаллические и имеют небольшую электроотрицательность
различия.

Многие керамические материалы содержат как ионные, так и ковалентные связи.
Общие свойства этих материалов зависят от доминирующего
склеивающий механизм. Соединения, которые являются либо в основном ионными, либо в основном
ковалентные имеют более высокие температуры плавления, чем соединения, в которых
ни один из видов связи не преобладает.

Таблица 1: Сравнение% ковалентного и ионного характера
с несколькими температурами плавления керамического компаунда.

Классификация:

Керамические материалы можно разделить на два класса: кристаллические и аморфные (некристаллические).В кристаллическом
материалы, точка решетки занята
либо атомами, либо ионами в зависимости от механизма связывания. Эти
атомы (или ионы) расположены в регулярно повторяющемся узоре в
трех измерений (т.е. имеют дальний порядок). Наоборот,
в аморфных материалах атомы обладают только ближним порядком.
Некоторые керамические материалы, например диоксид кремния (SiO ₂ ), могут
существуют в любой форме. Кристаллическая форма SiO ₂ результаты
когда этот материал медленно охлаждается от температуры
(T> T _MP @ 1723 ° C).Способствует быстрому охлаждению
некристаллическое образование, так как время не отводится на заказ
договоренности сформировать.

 Диоксид кремния кристаллический Аморфный диоксид кремния
(обычный образец) (случайный образец) 

Рисунок 1 : Сравнение физического строения обоих
кристаллический и аморфный диоксид кремния

Тип связи (ионная или ковалентная) и внутренняя
структура (кристаллическая или аморфная) влияет на свойства
керамические материалы.Механические, электрические, тепловые и оптические
Свойства керамики будут рассмотрены в следующих разделах.

Тепловые свойства:

Важнейшие термические свойства керамических материалов:
теплоемкость, тепловое расширение
коэффициент и теплопроводность. Многие приложения
керамика, например, ее использование в качестве изоляционных материалов, относится к
эти свойства.

Тепловая энергия может храниться или передаваться твердым телом.Способность материала поглощать тепло из окружающей среды составляет
его теплоемкость. В твердых материалах при T> 0 K атомы
постоянно вибрирует. На колебания атомов также влияют колебания соседних
атомы через связь. Следовательно, колебания могут передаваться через
твердое тело. Чем выше температура, тем выше частота
вибрации и тем короче длина волны связанной с ней упругой деформации.

Потенциальная энергия между двумя связанными атомами может быть
схематично представлено схемой:

Рисунок 2: График, изображающий потенциальную энергию между двумя связанными
атомы

Расстояние, на котором минимальная энергия (потенциальная яма)
представляет собой то, что обычно называют длиной связи.Хороший
аналогия — сфера, прикрепленная к пружине, с равновесием
положение пружины, соответствующее атому на длине связи
(потенциальная яма). Когда пружина сжимается или растягивается
из положения равновесия, сила, тянущая его обратно к
положение равновесия прямо пропорционально смещению
(Закон Гука). После смещения частота колебаний равна
наибольшая, когда есть большая жесткость пружины и шар с малой массой.
Керамика обычно имеет прочные связи и легкие атомы.Таким образом, они
могут иметь высокочастотные колебания атомов с малыми
возмущения в кристаллической решетке. В результате они
обычно имеют как высокую теплоемкость, так и высокую температуру плавления
температуры.

С повышением температуры амплитуда колебаний связей
увеличивается. Асимметрия кривой показывает, что межатомная
расстояние также увеличивается с температурой, и это наблюдается как
тепловое расширение. По сравнению с другими материалами керамика с
сильные связи имеют глубокие и узкие кривые потенциальной энергии
и, соответственно, малые коэффициенты теплового расширения.

Проведение тепла через твердое тело связано с передачей тепла
энергия между колеблющимися атомами. Продолжая аналогию, рассмотрим
каждая сфера (атом) должна быть связана со своими соседями сетью из
пружины (скрепки). Вибрация каждого атома влияет на движение
соседних атомов, и в результате возникают упругие волны, которые распространяются
через твердое тело. При низких температурах (примерно до 400),
энергия проходит через материал преимущественно через фононы, упругие волны, которые проходят через
скорость звука.Фононы — это результат колебаний частиц, которые
увеличение частоты и амплитуды при повышении температуры.
Фононы путешествуют через материал, пока не рассеиваются,
либо за счет фонон-фононного взаимодействия *, либо на дефектах решетки. Фононная проводимость
обычно уменьшается с повышением температуры в кристаллическом
материалов по мере увеличения количества рассеяния. Аморфная керамика
которые не имеют упорядоченной решетки, испытывают еще большее рассеяние, и
поэтому плохие проводники.Те керамические материалы, которые
состоит из частиц одинакового размера и массы с простыми
структуры (такие как алмаз или BeO) подвергаются наименьшему количеству
рассеивают и поэтому обладают наибольшей проводимостью.

При более высоких температурах фотон
проводимость (излучение) становится преобладающим механизмом
передача энергии. Это быстрая последовательность поглощения и испускания фотонов, которые
путешествовать со скоростью света. Этот режим проведения особенно
важно в стекле, прозрачный
кристаллическая керамика и пористая керамика.В этих материалах
теплопроводность увеличивается с повышением температуры.

Хотя на теплопроводность влияют неисправности или
дефекты кристаллической структуры, изолирующие свойства
керамика существенно зависит от микроскопических дефектов. В
передача любого типа волны (фононной или фотонной)
прерывается границами зерен и
поры, поэтому более пористые материалы являются лучшими изоляторами. Использование
керамических изоляционных материалов для печей и промышленных
печи — одно из применений изоляционных свойств
керамические материалы.

Электронный механизм переноса тепла относительно
не имеет значения в керамике, потому что заряд локализован. Этот механизм
очень важен, однако, для металлов, которые имеют большое количество
свободные (делокализованные) электроны.

* Фонон-фононные взаимодействия — еще одно следствие
асимметрия потенциала взаимодействия между атомами. Когда
разные фононы перекрываются в месте расположения конкретного атома,
колебательные амплитуды накладываются друг на друга.В асимметричном потенциале
ну, кривизна меняется в зависимости от смещения. Этот
означает, что жесткость пружины, с помощью которой удерживается атом, также
изменения. Следовательно, атом имеет тенденцию колебаться с
другая частота, что дает другой фонон.

Таблица 2 : Сравнение термических свойств различных
керамические материалы.

38

Одно из самых интересных высокотемпературных приложений
керамические материалы — их использование на космическом корабле. Почти
весь экстерьер шаттла покрыт керамической плиткой.
из волокон аморфного кремнезема высокой чистоты. Те, кто подвергается
при самых высоких температурах добавлен слой стекла с высоким коэффициентом излучения.
Эта плитка выдерживает температуру до 1480 C в течение
ограниченное количество времени.Некоторые из испытанных высоких температур
шаттлом во время входа и подъема показаны на рисунке 3.

Рисунок 3: Схема подъема и спуска космического челнока.
температуры

Температура плавления алюминия 660 C. Плитка сохраняет
температура алюминиевого корпуса шаттла не ниже 175
C, а внешняя температура может превышать 1400 C.
Плитка быстро остывает, поэтому после воздействия такой высокой
температуры они достаточно прохладные, чтобы их можно было держать голыми руками в
около 10 секунд.Удивительно, но толщина этих керамических
плитки варьируются от 0,5 до 3,5 дюймов.

Рисунок 4: График внутренней температуры плитки по сравнению с плиткой
толщина.

Челнок также использует керамические аппликации в тканях для зазоров.
наполнители и термобарьеры, армированные углерод-углеродные композиты
для носового обтекателя и передней кромки крыла, а также при высоких температурах
стеклянные окна.

Оптические свойства:

Оптическое свойство описывает то, как материал реагирует на
воздействие света.Видимый свет — это форма электромагнитного
излучение с длинами волн от 400 до 700 нм
соответствует диапазону энергий от 3,1 до 1,8 электрон-вольт (эВ) (от E = hc /, где c = 3 x 10i ¹⁷ нм / с и
h = 4,13 · 10 ^-15 эВ · с).

Когда свет падает на объект, он может пропускаться, поглощаться или
размышлял. Материалы различаются по способности пропускать свет и
обычно описываются как прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные.Прозрачные материалы, такие как
стекло пропускает свет с небольшим поглощением или отражением. Материалы, пропускающие свет
диффузно, например, матовое стекло, полупрозрачны. Непрозрачные материалы
не пропускают свет.

Два важных механизма взаимодействия света с
частицы в твердом теле — это электронные поляризации и переходы
электронов между различными энергетическими состояниями. Искажение
электронное облако атома электрическим
поле, в данном случае электрическое поле света, равно
описывается как поляризация.В результате поляризации некоторые
энергия может быть поглощена, т.е. преобразована в упругие деформации
(фононы) и, следовательно, тепло. С другой стороны,
поляризация может распространяться как связанная с материалом электромагнитная волна
со скоростью, отличной от скорости света. Когда свет поглощается и
переизлучаемый с поверхности на той же длине волны, он называется
отражение. Например, металлы обладают высокой отражающей способностью, а те
с серебристым внешним видом отражают весь видимый свет.Уровни энергии электронов квантуются, т. Е. Каждый электрон
переход между уровнями требует определенного количества
энергия. Поглощение энергии приводит к смещению
электронов из основного состояния в
высшее, возбужденное состояние. Электроны
затем вернуться в основное состояние, сопровождаемое повторной эмиссией
электромагнитного излучения.

В неметаллах нижние энергетические связывающие орбитали составляют то, что
называется валентной зоной, а разрыхляющие орбитали с более высокой энергией
образуют зону проводимости.В
разделение между двумя зонами — это ширина запрещенной зоны, и обычно она велика.
для неметаллов, меньшего размера для полупроводников и отсутствующего в металлах.

Диапазон энергий для видимого света от 1,8 до 3,1 эВ.
Материалы с запрещенной зоной в этом диапазоне будут поглощать эти
соответствующие цвета (энергии) и
передать другим. Они будут прозрачными и цветными. Для
Например, ширина запрещенной зоны фотоэлементов из сульфида кадмия составляет около
2.4 эВ, поэтому он поглощает компоненты видимого света с более высокой энергией (синий и фиолетовый). Оно имеет
желто-оранжевый цвет в результате переданных участков
спектр. Этот тип световой проводимости называется фотопроводимостью.

Материалы с энергией запрещенной зоны менее 1,8 эВ будут непрозрачными.
потому что весь видимый свет будет поглощаться электронными переходами
от валентности к зоне проводимости. Рассеяние этого
поглощенная энергия может быть прямым возвратом в валентную зону или
более сложные переходы с участием примесей.Чистые материалы
с энергией запрещенной зоны более 3,1 эВ не будет поглощать свет в
видимый диапазон и будет казаться прозрачным и бесцветным.

Свет, излучаемый переходами электронов в твердых телах:
называется люминесценцией. Если это произойдет для
короткое время это флуоресценция, а если
длится дольше это фосфоресценция.

Свет, который передается из одной среды в другую, например
из воздуха в стекло, преломляется.Это явный изгиб
световых лучей, возникающих в результате изменения скорости света.
Показатель преломления (n)
материал — это отношение скорости света в вакууме (c = 3 x
10 ⁸ м / с) до скорости света в этом материале (n =
резюме). Изменение скорости является результатом электронной поляризации.
Поскольку эффект поляризации увеличивается с увеличением размера
атомы, стекла, содержащие ионы тяжелых металлов (например, свинца
кристалл) имеют более высокие показатели преломления, чем составленные из
более мелкие атомы (например, натриево-известковое стекло).

Рисунок 5: На этом рисунке показано преломление света,
переходит от среды с низкой оптической плотностью (например, воздуха) к среде
с более высокой оптической плотностью (например, вода или стекло). Свет поддерживает
его частота, но его скорость изменяется в более плотной среде.
Следовательно, длина волны должна соответственно измениться. Закон Снеллиуса
(n ₁ sin q ₁ = n ₂ sin q ₂ )
можно использовать для связи показателей преломления (n), углов (q)
падения и преломления, а также скорости (v) света в двух
СМИ: n ₁ / n ₂ = q ₂ / q ₁ =
v ₁ / v ₂ )

Внутреннее рассеяние света в прозрачной по своей природе
материал может сделать материал полупрозрачным или непрозрачным.Такой
рассеяние происходит на флуктуациях плотности, границах зерен, фазовых границах и
поры.

Многие приложения используют преимущества оптических свойств
материалы. Прозрачность очков делает их полезными для
окна, линзы, фильтры, посуда, лабораторная посуда и предметы искусства.
Преобразование света в электричество — основа для использования
полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия в лазерах и
широкое использование светодиодов (светодиодов) в электронике
устройств.Флуоресцентная и фосфоресцентная керамика используется в
электрические лампы и телевизионные экраны. Наконец, оптические волокна
передавать телефонные разговоры, сигналы кабельного телевидения и
компьютерные данные, основанные на полном внутреннем отражении света
сигнал.

Механические свойства:

Механические свойства описывают реакцию материала
силам, нагрузкам и ударам. Керамика — прочный, твердый материал
которые также устойчивы к коррозии (долговечны).Эти свойства,
вместе с их низкой плотностью и высокой температурой плавления делают
керамика привлекательные конструкционные материалы.

Применения современной керамики в конструкциях включают компоненты
автомобильных двигателей, брони для военной техники и самолетов
конструкции. Например, карбид титана имеет примерно в четыре раза больше
прочность стали. Таким образом, стальной стержень в конструкции самолета может
быть заменен стержнем из TiC, который будет выдерживать ту же нагрузку на половину
диаметр и 31% веса.

Другие приложения, использующие преимущества механических
свойства керамики включают использование глины и цемента в качестве
конструкционные материалы. И то, и другое можно формовать и формовать во влажном состоянии, но
при высыхании получается более твердый и прочный предмет. Очень твердые материалы
такие как оксид алюминия (Al ₂ O ₃ ) и карбид кремния
(SiC) используются в качестве абразивов для
шлифовка и полировка.

Основным ограничением керамики является ее хрупкость, т.е.е.,
склонность к внезапному выходу из строя при небольшой пластической деформации. Это особенно
беспокойство, когда материал используется в конструкционных приложениях. В
металлов, делокализованные электроны позволяют атомам изменять
соседи, не нарушая полностью структуру связи. Этот
позволяет металлу деформироваться под нагрузкой. Работа сделана как узы
смещение при деформации. Но в керамике из-за комбинированного
ионный и ковалентный механизм связывания, частицы не могут сдвигаться
с легкостью.Керамика ломается при приложении слишком большого усилия, и
работа, проделанная по разрыву связей, при растрескивании создает новые поверхности.

Рисунок 6 : Напряжение-деформация
диаграммы для типичных (а) хрупких и (б) пластичных материалов

Хрупкое разрушение происходит
образование и быстрое распространение трещин. В кристаллических твердых телах
трещины прорастают сквозь зерна (межзерновые) и по спайности
плоскости в кристалле. Полученная изломанная поверхность может иметь
зернистая или грубая текстура.Аморфные материалы не содержат зерен
и правильные кристаллические плоскости, поэтому изломанная поверхность более
вероятно, будет гладким на вид.

Теоретическая прочность материала — это напряжение при растяжении.
что было бы необходимо, чтобы разорвать связи между атомами в идеальном
твердое тело и разведите предмет. Но все материалы, в том числе
керамика, содержат незначительные структурные и производственные дефекты, которые
сделать их значительно слабее идеальной прочности.Любой недостаток,
такие как поры, трещины или включения, вызывают напряжение
концентрация, которая усиливает приложенное напряжение. Поры также
уменьшить площадь поперечного сечения, по которой действует нагрузка. Таким образом,
более плотные, менее пористые материалы обычно прочнее. Сходным образом,
чем меньше размер зерна, тем лучше механические свойства.

На самом деле керамика — это самый прочный из известных монолитных материалов,
и они обычно сохраняют значительную часть своих
прочность при повышенных температурах.Например, нитрид кремния
(Si ₃ N ₄ , = 3,5
г / см ³ ) роторы турбокомпрессора имеют прочность на излом
120 тысяч фунтов на квадратный дюйм при 70 F и 80 тысяч фунтов на квадратный дюйм при 2200 F.

Рисунок 7 : Испытания на растяжение, сжатие и изгиб для
материалы

Прочность на сжатие (раздавливание) важна для керамики, используемой в
конструкции, такие как здания или огнеупорный кирпич. Сжимающий
прочность керамики обычно намного превышает их предел прочности на разрыв.Чтобы компенсировать это,
керамику иногда подвергают предварительному напряжению в сжатом состоянии. Таким образом,
когда керамический объект подвергается растягивающей силе, приложенное
нагрузка должна преодолевать сжимающие напряжения (внутри объекта)
прежде, чем дополнительные растягивающие напряжения могут увеличиться и нарушить
объект. Безопасное стекло (термически закаленное)
стекло) является одним из примеров такого материала. Керамика обычно
довольно неэластичны и не гнутся, как металлы. Жесткость зависит от
состав и структура.Способность к обратимой деформации есть
измеряется модулем упругости.
Материалы с прочным сцеплением требуют больших усилий для увеличения
пространство между частицами и имеют высокие значения модуля упругости
эластичность. Однако в аморфных материалах больше свободных
пространство для перемещения атомов под приложенной нагрузкой. Как результат,
аморфные материалы, такие как стекло, легче изгибаются, чем
кристаллические материалы, такие как оксид алюминия или нитрид кремния.

Вязкость разрушения
способность противостоять разрушению при наличии трещины.Это зависит от
геометрия объекта и трещины, приложенное напряжение,
и длина трещины. Разрабатываются композиты, которые
сохраняют желаемые свойства керамики, уменьшая
их склонность к разрушению. Например, введение углерода
усы волокна препятствуют распространению трещин по керамике и
повышает прочность.

Стеклокерамика, такая как
используются для изготовления посуды, состоящей из стеклянной матрицы в
какие крошечные керамические кристаллы растут, так что конечная матрица
фактически состоит из мелких кристаллических зерен (средний размер <500 нм).Поскольку размер их зерен очень мал, эти материалы прозрачный для света. Кроме того, поскольку прочность на излом обратно пропорционально квадрату размера зерна, материалы прочные. Другими словами, наличие кристаллов улучшает механические и термические свойства стекла - стеклокерамика прочна, устойчива к термическому удару и хороша теплопроводники.

Электрические свойства:

Электрические свойства керамических материалов сильно различаются.
с характерными мерами, охватывающими многие порядки величины
(см. Таблицу 3).Керамика, вероятно, больше всего известна как электрическая.
изоляторы. Некоторые керамические изоляторы (например, BaTiO ₃ ) могут
быть поляризованными и использоваться в качестве конденсаторов. Прочая керамика проводит
электроны, когда достигается пороговая энергия, и поэтому называются
полупроводники. В 1986 году был открыт новый класс керамики,
высокий T _c сверхпроводников. Эти материалы проводят
электричество практически с нулевым сопротивлением. Наконец, керамика
известные как пьезоэлектрики могут генерировать
электрический ответ на механическую силу или наоборот.

Таблица 3 : Удельное электрическое сопротивление различных
материалы.

Любой, кто использовал портативный кассетный плеер, личный
компьютер или другое электронное устройство использует керамические
диэлектрические материалы.Диэлектрик
Материал представляет собой изолятор, который может поляризоваться на молекулярном уровне.
уровень. Такие материалы широко используются в конденсаторах, устройствах, которые
используются для хранения электрического заряда. Строение конденсатора
показан на схеме.

Рисунок 8 : Схема конденсатора.

Заряд конденсатора хранится между двумя его пластинами.
Количество заряда (q), которое он может удерживать, зависит от его напряжения.
(В) и его емкость (С).

q = CV

Диэлектрик вставлен между пластинами конденсатора,
увеличение емкости системы в раз, равное ее диэлектрической проницаемости k.

q = (кКл) V

Использование материалов с большой диэлектрической проницаемостью позволяет
большие количества заряда должны храниться на очень маленьких конденсаторах.
Это значительный вклад в продолжение
миниатюризация электроники (например, портативных компьютеров, портативных
CD-плееры, сотовые телефоны, даже слуховые аппараты!).

Диэлектрическая прочность
материал — это его способность постоянно удерживать электроны на высоком
Напряжение. Когда конденсатор полностью заряжен, практически нет
ток, проходящий через него.

Но иногда очень сильные электрические поля (высокое напряжение) возбуждают
большое количество электронов из валентной зоны в
зона проводимости. Когда это происходит, ток течет через
диэлектрик и часть накопленного заряда теряется.Это может быть
сопровождается частичным разрушением материала плавлением,
горение и / или испарение. Магнитный
напряженность поля, необходимая для разрушения материала, составляет
его диэлектрическая прочность. Некоторые керамические материалы имеют чрезвычайно высокую
диэлектрическая прочность. Например, электрический фарфор может обрабатывать
до 300 вольт на каждые 0,001 дюйма (мил) материала!

Таблица 4 : Константы электрических свойств различных керамических материалов
материалы.