Керамический кирпич

В этой ситуации продвинутые потребители все чаще используют для кладки стен теплоэффективные керамические стеновые материалы — крупноформатные пустотелые блоки из поризованной керамики, а на кирпич возлагают функции отделочного материала.

Виды и свойства

По функциональному назначению керамический кирпич делится на два вида:

• рядовой (строительный) кирпич, работающий внутри стеновой конструкции;
• лицевой (облицовочный) кирпич, применяющийся для отделки стен, который призван играть не только декоративную, но и защитную роль, оказывая сопротивление атмосферным воздействиям.

К лицевому кирпичу предъявляются более строгие требования по качеству, прочности и морозостойкости. Он имеет четкие геометрические формы и выделанную поверхность, которая может быть идеально гладкой, рельефной или офактуренной. Лицевой кирпич по форме бывает не только прямоугольным, но и фасонным: его используют для оформления элементов фасада — оконных и дверных проемов, углов, карнизов и прочих деталей.

Высшей формой эволюционного развития лицевого кирпича можно считать клинкерный кирпич. Его изготовляют аналогично лицевому, но при более высоких температурах и из специальных глин. Плотное спекание в процессе обжига клинкерного кирпича обусловливает высокую прочность материала (в 3—4 раза выше, чем у простого лицевого кирпича), низкую пористость и водопоглощение, а следовательно, высокую морозостойкость, что обеспечивает ему долговечность и прекрасный внешний вид в течение многих десятков лет. Уникальные эксплуатационные и декоративные свойства позволяют использовать клинкерный кирпич не только для кладки стен, но и для оформления интерьера, а также в ландшафтном дизайне в качестве элементов мощения. Конечно, клинкерный кирпич гораздо дороже рядового и даже лицевого, но он не нуждается ни в уходе (ему не страшны высоты и биологические поражения), ни в оштукатуривании.

Кирпич (и рядовой, и лицевой) может быть:

• полнотелым (к этой категории относят изделия без пустот или с технологическими пустотами объемом не более 13%);
• пустотелым (объем пустот — до 45%).

Полнотелый кирпич используется:

• для кладки наружных и внутренних стен;
• возведения столбов, колонн и прочих конструкций, которые, помимо собственного веса, несут также дополнительную нагрузку. Требования к полнотелому кирпичу — высокая прочность на сжатие, изгиб, а также морозостойкость.

Пустотелый кирпич применяется при кладке:

• перегородок
• лицевого слоя наружных стен.

Пустоты в кирпиче могут быть сквозными или закрытыми с одной стороны, горизонтальными и вертикальными, круглой или прямоугольной формы. Их наличие способствует повышению теплоизолирующих качеств стены и снижению ее материалоемкости, благодаря чему можно снизить нагрузки на фундамент, а также сократить транспортные расходы и трудоемкость процесса строительства.

Цвет кирпича зависит в первую очередь от содержащихся в глине минералов: глины с высоким содержанием железа в результате его окисления при обжиге становятся красными или розовыми, а с высоким содержанием извести и небольшим количеством железа приобретают желтый или кремовый цвет. Для расширения цветовой гаммы кирпича в сырье вводят пигменты. Цветовую палитру лицевого кирпича значительно расширяет глазурирование и ангобирование.

Тем не менее, обычный керамический кирпич (называемый в просторечье «красным» в отличие от «белого» силикатного) по-прежнему востребован. И это неудивительно: кирпич прочен, огнестоек, способен аккумулировать тепло, экологичен, долговечен, удобен в работе и эстетичен. Такое обилие достоинств кирпича объясняется его керамической природой, а точнее, свойствами исходного сырья — глины, которая при смешивании с водой образует пластичное тесто, способное при высыхании сохранять приданную ему форму, а после обжига — приобретать твёрдость камня.

Глазурь - это легкоплавкий состав из перемолотого в порошок стекла и пигментов, который наносят на обожженные изделия и закрепляют вторичным обжигом при более низкой температуре, получая изделия с глянцевым водонепроницаемым покрытием. Ангоб — это состав из белой или окрашенной пигментами глины жидкой консистенции. Его наносят на высушенный кирпич-сырец до обжига, после которого на изделии образуется матовое цветное покрытие.

Технические характеристики

Главная характеристика кирпича — прочность, то есть способность материала противостоять нагрузкам и воздействиям без разрушения. Показатель прочности кирпича — это его марка, которая обозначается буквой «М» с числом, указывающим на то, какую нагрузку может выдержать изделие. Например, марка М100 означает, что материал выдерживает нагрузку в 100 кг/см^. Кирпич может иметь марку от 75 до 300 и даже выше. Чем выше марка, тем дороже материал. Для строительства небольшого коттеджа достаточно марки М100, но наиболее универсальна и востребована марка М125.

Другой важнейший показатель кирпича — его морозостойкость, то есть способность выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Морозостойкость кирпича зависит от водопоголощения, то есть его способности впитывать и удерживать воду. В свою очередь водопоглощение материала прямо пропорционально степени его пористости. От степени пористости и характера пор зависят и другие важнейшие характеристики кирпича: плотность, прочность, теплопроводность и др. Полнотелый рядовой кирпич должен иметь водопоглощение не менее 8% по массе, пустотелый — не менее 6%. Если водопоглощение кирпича будет очень низким, кладка из него окажется непрочной, так как не будет обеспечено его нормальное сцепление с раствором. У лицевого кирпича (полнотелого и пустотелого) водопоглощение должно быть не менее 6% по массе, но и не превышать 12—28% (в зависимости от сырья).

Марка кирпича по морозостойкости обозначается буквой «F» с числом, которое указывает на количество циклов замораживания-оттаивания, которое кирпич выдерживает без признаков разрушения и потери прочности. Для климатических условий Украины подходит кирпич с маркой не менее F35. Кирпич с более низким показателем дешевле, но и его эксплуатационные свойства, как правило, ниже, поэтому подходит он только для южных широт. У клинкерного кирпича показатель морозостойкости самый высокий — F100 и даже больше.

Производство

Для производства обычного строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые («тощие») глины любого цвета. Помимо «тощих» глин, кирпичное производство может использовать также «жирные» пластичные глины, однако в этом случае в них для придания кирпичам устойчивости при сушке и обжиге добавляется кварцевый песок. Сырье не должно содержать крупных включений (щебня, гальки, гравия, кусков известняка, гипса и других примесей). Глина, извлеченная из карьера, непригодна для формования — сначала она должна отлежаться, после чего на специальном оборудовании из нее готовят керамическую массу.

В зависимости от качества сырья и способа производства получают кирпич с различными свойствами и характеристиками.

Так, при методе пластического формования изделия получают путем выдавливания (экструзии) массы с высоким (до 22%) содержанием влаги на ленточных прессах в виде непрерывного бруса, который нарезается на отдельные кирпичи-сырцы. Далее они поступают в сушильные камеры, а после этого обжигаются в печах при температуре более 1000 °С. Кирпич, полученный таким способом, обладает высокими показателями прочности и морозостойкости. Метод пластического формования — дорогостоящий из-за своей энергоемкости и сложности производственного процесса.

При методе полусухого прессования сыпучая формовочная масса с влажностью не более 8% поступает в пресс, где из нее под давлением формуется кирпич-сырец. Имея начальную влажность значительно меньшую, чем в первом случае, такой кирпич не сушится, а сразу же направляется в печь для обжига, после чего досушивается в печных вагонетках. У кирпича, полученного методом полусухого прессования, более низкая себестоимость, однако он имеет склонность к растрескиванию.

Технология жесткой экструзии позволяет получить материал с высоким качеством поверхности и значительно более высокими прочностными и геометрическими характеристиками. Этот метод дает возможность экструдировать сырье при влажности 12—18%, поэтому при сушке требуется удалить меньше влаги. Подготовка сырья может быть менее тщательной, чем при других методах. Ее применяют для получения лицевого кирпича, который обладает высокими техническими характеристиками по морозостойкости, прочности, теплопроводности и другим параметрам.

Очень многое зависит и от качества обжига. Так называемый недожженный кирпич имеет более бледный цвет, его отличает глухой звук при ударе (качественный кирпич при ударе звенит). Этот кирпич недолговечен, быстро впитывает влагу и имеет низкую морозостойкость.

Если кирпич пережжен, он теряет в процессе обжига форму и сплавляется в стеклообразное вещество. После этого материал становится пригодным лишь для кладки фундаментов.

Кладка

Конструкция из уложенных на строительном растворе в определённом порядке кирпичей (а также камней или блоков) называется кладкой. Грани кирпича также имеют названия. Две самые большие, верхняя и нижняя, именуются постелями, длинные боковые грани — ложками, а короткие - тычками. Существуют разные способы кирпичной кладки, позволяющие формировать на плоскости стены различный рисунок, который образуется сочетанием ложков и тычков, а также сдвигом кирпичей относительно друг друга.

Для придания кладке прочности и монолитности кирпич кладут с перевязкой, то есть соблюдая определенный порядок. Перевязка предусматривает обязательное перекрытие кирпичами вышележащего ряда вертикальных, продольных и поперечных швов нижележащего. Со временем выработался особый стандарт кирпича, подразумевающий кратность его линейных размеров в соотношении 1:0,5:0,25 с поправкой на толщину шва. Например, размеры обычного отечественного кирпича — 250x120x65 мм.

Работать с кирпичом удобно — каменщик легко ухватывает его одной рукой.

Толщина стены кратна половине кирпича: так называемая «стена в полкирпича» соответствует по толщине ширине кирпича. Такие стены не очень устойчивы и могут нести только свой собственный вес — из них возводят межкомнатные перегородки. Толщина несущих стен должна составлять несколько кирпичей, а для ограждающих конструкций, с учетом требований по сопротивлению теплопередаче, обязательно включать слой теплоизоляции.

Для экономичности иногда используют более крупные стеновые изделия — так называемый керамический камень размерами 250x120x138 мм. Существует и промежуточный вариант — утолщенный, или полуторный, кирпич размерами 250x120x88 мм.
Клинкерный кирпич требует особых навыков кладки и применения специальных растворов.

Европейские кирпичи несколько меньше наших: наиболее ходовой размер — 240x115x71 мм (условное обозначение NF, что значит «нормальный формат») и 240x115x52 мм (DF — «тонкий формат»),

В ассортимент некоторых фирм входит лицевой кирпич половинчатого формата (250x65x65 мм), что позволяет сэкономить на фасадной облицовке.

Кирпич и энергетический кризис

Для наиболее холодной первой температурной зоны, к которой относится большая часть территории Украины, минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче стен жилых зданий Rq mjn составляет 3,3 м2'К/Вт, а для южных районов страны — 2,8 м2-К/Вт. Кирпичные стены толщиной даже в 2,5 кирпича не обеспечивают требуемого уровня теплозащиты, поэтому их необходимо утеплить, то есть повысить сопротивление теплопередаче с помощью материалов, имеющих низкую теплопроводность. Строительными нормами рекомендовано использование фасадных систем, в которых теплоизолирующий материал размещается либо внутри толщи конструкции со специально предусмотренным вентилируемым воздушным зазором, либо снаружи утепляемой стены.

В первом случае к несущей наружной кирпичной стене крепится утеплитель, который защищается фасадной стенкой из лицевого кирпича, выполняющего еще и декоративную функцию (получается так называемая трехслойная стена]. Защитить утеплитель можно не только фасадной кирпичной стенкой, но и обшивкой из декоративных панелей, монтируемых на специальном каркасе (примером может служить сайдинг]. В этом случае говорят о вентилируемом фасаде (этот способ утепления иногда называют «легким сухим»).

Но наибольшее распространение получил так называемый «легкий мокрый» метод утепления (называемый также методом скрепленной теплоизоляции], при котором плиты утеплителя защищаются штукатуркой (получается так называемая двухслойная стена]. Для этого крупнейшие производители сухих строительных смесей предлагают фирменные штукатурные системы утепления, разработанные на базе собственной продукции. В систему входит клей для монтажа теплоизоляционных плит, дюбели для дополнительного крепления плит, армирующая сетка и раствор для выполнения армирующего слоя, тонкослойная штукатурка и иногда фасадная краска.

«Теплая керамика»

Убедительная альтернатива традиционному кирпичу и системам утепления с применением теплоизоляционных материалов — крупноформатные пустотелые блоки из поризованной керамики. Блоки в кладке размещают так, что их длинные стороны перпендикулярны линии стены. Следовательно, ее толщина равна длине блока (38—50 см), что позволяет возводить стены без дополнительного утепления (так называемые однослойные стены] и сохранять неизменными уникальные экологические характеристики строительной керамики, которая является не только абсолютно безопасным, но даже полезным для здоровья человека материалом. Такую керамику иногда называют «теплой». Стена из керамических поризованных блоков толщиной 50
см по сопротивлению теплопередаче эквивалентна полутораметровой кирпичной стене! Столь высокие теплоизолирующие свойства материалу обеспечивают:

• наличие в теле блока пустот (до 50% объема] и их особая конфигурация, благодаря чему тепловой поток изнутри наружу проделывает путь в два раза длиннее;
• наличие множества микропор в структуре керамики (до 20% объема), которые образуются в результате выгорания в процессе обжига органических добавок (например, древесных опилок), вводимых в исходное сырье. Несмотря на пустоты и поры, керамический блок имеет достаточную прочность (марка по прочности на сжатие — М100), что позволяет применять материал для возведения наружных и внутренних стен. Благодаря крупным размерам блоков затраты времени на кладку, по сравнению с кирпичной стеной, значительно сокращаются. Этому же способствует наличие пазов и гребней на боковых гранях блоков, исключающих необходимость заполнения раствором вертикальных швов в кладке (соответственно, уменьшается расход раствора). Чтобы минимизировать теплопотери через горизонтальные швы, применяют не обычный цементный раствор, а так называемый теплосберегающий. Шлифовка горизонтальных граней блоков дает возможность в качестве связующего применять уже не цементный раствор, а специальный клей, что также ускоряет процесс кладки.

Стены из поризованных блоков благодаря наличию пустот и пор в два раза легче, чем кирпичные. Это позволяет уменьшить нагрузку на фундамент и сделать его менее мощным, а следовательно, более дешевым.