Теплопроводность шамотного и красного кирпича

Обновлено: 17.05.2024

Обзор кирпича ,для строительства печей и каминов

Сразу хочется отметить, что промышленность нашей и соседних стран не выпускает печной кирпич по ГОСТу, а для строительства теплоемких печей мастера применяют полнотелый керамический кирпич. Топливник практически всегда футеруется шамотным кирпичом и плитами, за редким исключением, когда для этого используют другие материалы (полнотелый керамический кирпич на ребро, вермикулитовая плита, чугун, термобетон, керамоволоконные плиты высокой плотности). Современные печи – двухконтурные, для их строительства применяют несколько видов кирпича. Наружная облицовка (она же основной теплонакапливающий и теплопередающий контур), делается из качественного керамического полнотелого кирпича с высокой теплоемкостью и теплопроводностью. Забутовка основания, межъярусного расстояния между колпаками, перекрыши, кладка невидимых зон и рассечек печи выполняется из более дешевого не лицевого полнотелого керамического кирпича, либо для этого используется отбраковка от лицевого, имеющая различные сколы и повреждения.

В печном деле лучше использовать продукцию 1 цеха с фаской (так называемая немецкая линия). Но в Минске у разных продавцов он бывает очень разного качества. Поэтому лучший вариант – брать у проверенных фирм, с которыми предпочитают работать печники. Если такой возможности нет, то лучше доверить выбор печнику. Есть закругленные и скошенные формы.

Недавно Витебский завод выпустил новинку – полнотелый кирпич с двумя радиусами. Он ограниченно применяется печниками в создании колонн и новых дизайнерских форм.

Главный недостаток витебского кирпича – низкая морозостойкость (F25), ограничивающая его применение в наружных работах. В случае, когда его все же используют для уличных конструкций, прибегают к основательной гидрофобизации изделия, которую повторяют с периодичностью один раз в три года. Так же существенным недостатком является вкрапления извести, которые уменьшают прочность кирпича при нагревании и замерзании. Стоит не забывать, что радиусный формат не имеет фаски, и мастерам ее приходится делать вручную.

Полнотелый кирпич Минского завода Кераминимеет более светлый окрас, с бледно-розовым оттенком. Внешний вид достаточно грубый, не имеет фаски. Не лицевые поверхности имеют рытвины и вкрапления. Завод выпускает полнотелый кирпич с марками прочности на сжатие М200 и М250. Для печей лучше использовать кирпич завода “Керамин” с маркой М250, он содержит меньше трещин и имеет меньшую отбраковку. По теплопроводности немного уступает продукции ОАО “Керамика”, Витебского завода.

Стандарт СТБ 1160-99;

Размер, мм 250х120х65;

Прочность (МПа) М175, М200,М250;

Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м*K 0,546;

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг не более 370;

Водопоглощение, % не менее 8.

Печной кирпич LODE (Латвия). Один из качественных европейских материалов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками и высокими декоративными свойствами. Используется для облицовки печей и каминов, а также кладки дымовых труб. Устойчив к атмосферным воздействиям, морозостойкость более 100 циклов. Подходит для уличных очагов, подвергающихся атмосферным воздействиям, таким как барбекю, мангалы. Так же применяется в отделке печей и каминов. Использование LODE в печном деле имеет свои особенности. Его свойства напрямую зависят от марки прочности, их у LODE две: М250 и М500. Кирпич с меньшей маркой прочности на сжатие М250 лучше подходит для теплоемких двухконтурных печей, так как лучше выдерживает температурные нагрузки и обладает хорошей адгезией к глинопесчаным кладочным растворам. Но есть у него и существенные минусы. Прежде всего это плохая геометрия и несоответствие внешнего вида и заявленной цены. Все-таки от европейского кирпича мы ожидаем большего качества. Цена на Лоде М250 существенно ниже, чем на М500, этим часто пользуются недобросовестные продавцы, которые при продаже умалчивают о марке, выдавая товар за М500. LODE пятисотой марки имеет гораздо лучшую геометрию и качество лицевой поверхности. При этом стоимость у него так же выше. За счет высокой марки, он обладает большим внутренним напряжением и при нагревании легко лопается. Чтобы этого избежать, его футеруют шамотным кирпичом и используют изоляторы и специальные конструктивные приемы. В целом, за последние годы качество кирпича упало, а цена в белорусских рублях выросла, потому, что закупочная цена привязана к Евро.

Основные характеристики печного кирпича LODE:
марка прочности кирпича (М500);
морозостойкость кирпича (100 циклов);
влагопоглощение до 7-14% (в зависимости от цвета кирпича).
Данный полнотелый печной кирпич не предусмотрен для топки и прочих мест, где происходит соприкосновение с открытым пламенем. Кирпич выпускается красного, коричневого и бежевого цвета различных форм. Из него можно изготавливать различные декоративные элементы.

Кирпич керамический Гжельского завода (МО) марка М300. Используется, в том числе, и для строительства отопительных печей. Работать с кирпичом удобно, пилится и колется отлично. На срезе однородный, относительно недорогой. По теплопроводности уступает ЛОДЕ М500 и КС-Керамик. В последнее время получил достаточное распространение на Белорусском рынке. Имеет закругленные и прямоугольные формы, цветовая гамма состоит из нескольких цветов. Из недостатков, при заявленной длине 250мм на деле доходит до 264мм, фаски шероховатые, кирпич выпуклый в 2-х плоскостях, это скорее вопрос к технологам для устранения дефектов. Если не придираться, то вполне хороший кирпич для строительства печей и каминов.

Размеры: 250х120х65 мм;

Прочность: М 300;

Морозостойкость, циклов: не менее 35;

Теплопроводность, Вт/м*ч: 0,770;

Удельная эффективная активность, Бк/кг: 219,1.

Завод: ООО «Керамейя» (Украина)

Размер, мм: 250x120x65 мм;

Теплопроводность, Вт/м*ч: 0,8;

Предел прочности на сжатие: М350 кгс/см2;

Водопоглощение до 5%;

Вес кирпича 4 кг.

Марка печного кирпича по прочности: М-100, М-125, М-150, 175, 200;

Морозостойкость – 75 циклов;

Вес одного кирпича – 4,2 кг.

Расход керамического одинарного полнотелого печного кирпича «Солнышко» при облицовке или кладке стен, печей, каминов, перегородок, с учетом растворных швов:
1 м3 кладки – 380 штук
1 м2 облицовки или кладки стен и перегородок, толщиной 120 мм – 50 штук
1 м2 кладки перегородок, толщиной 65 мм – 29 штук
Печи и камины из полнотелого кирпича Горынского КСМ обладают значительной массой, и отлично запасают и удерживают тепло.

Такое же региональное значение имеет Михайловский кирпич, выпускаемый ОАО “Гродножилстрой”

Кирпич ручной формовки фирм VANDERSANDEN, TERCA, SELMO и др. Применяется в основном для декоративных изделий, хотя многие его виды могут служить и для кладки печей. Информацию по каждому виду нужно искать у производителя или проконсультироваться с грамотным печником, который с таким материалом работает. Для печей и каминов подходит тот кирпич, в производстве которого не использованы синтетические красители и добавки, марки не ниже М200. Как правило, имеет нестандартные размеры, что может осложнить установку печной фурнитуры и повлиять на ее выбор. В настоящее время из-за высокой цены и конкуренции среди российских брендов, популярность европейского кирпича снизилась.

Кирпич шамотный относится к классу огнеупоров. Его производство включает несколько стадий. Если рассматривать процесс производства упрощенно, то вначале, при обжиге каолиновой глины при температуре 1500 градусов получают шамот. Затем его размалывают до состояния порошка. Полученный размол смешивают с каолиновой глиной, формуют, высушивают и снова обжигают до получения готового изделия.
Шамотный кирпич. Кирпич огнеупорный этого типа имеет песочный цвет и зернистую основу, благодаря которым его легко отличить от других разновидностей. Изготавливается не только в прямоугольном варианте, но также в форме трапеции, арки, клиновидные и проч.

Качественный огнеупорный кирпич можно определить по звуку. Постучав по нему, мы получим звук, как по металлу. Если слышится глухой звук, значит, изделие недообожженное, либо имеет скрытые трещины. При ударе качественный огнеупорный кирпич раскалывается на целые куски, необожжённый — рассыпается на крошки.

При производстве изделие могут также передержать. Он перестает быть огнеупорным, покрывается стекловидной пленкой. Такой кирпич огнеупорный сгодится только для использования в фундаменте.

Огнеупорный кирпич способен выдерживать температуру 1400-1800°С. Изделия из него также устойчивы к воздействию химических веществ, например щелочей, извести. При маркировке кирпич огнеупорный помечается буквой Ш, когда это шамотный кирпич, а буквы А или Б означают, что при изготовлении соблюдены требования ГОСТ и изделие принадлежит определенному классу. Класс “А” содержит большее количество оксида алюминия и такие изделия более качественные.

В печном деле этот материал применяют для футеровки топливников, мест выхода горячих дымовых газов (хайло), дымовых труб в банных печах и каминах.. И тут, в отличии от промышленного применения (а этот материал создан как раз для нужд промышленности) к нему предъявляются иные требования. Прежде всего это безопасность для людей, отсутствие вредных примесей. С советских времен бытует миф о том, что шамотный кирпич ядовит и вреден для здоровья. А основанием для этого мифа стал тот факт, что в советское время для производства шамотного порошка использовали размол, полученный из шамотного кирпича, побывавшего в промышленных доменных и плавильных печах. Такой материал содержал примеси оксидов тяжелых и цветных металлов, таких как свинец, ртуть, кадмий, никель, хром, медь, алюминий и другие. В настоящее время, гост запрещает использование вторичного шамотного размола в производстве шамотного кирпича, поэтому опасения за его экологичность безосновательны.

Еще один миф, связанный с шамотным кирпичом, гласит, что шамотные огнеупоры плохо проводят и не накапливают тепло. Вследствие этого, его не стоит применять в отопительных печах. Такое мнение вызвано скорее незнанием того факта, что видов и производителей шамотного кирпича очень много. Прежде всего, шамотные огнеупоры различаются по плотности. В зависимости от назначения, промышленность выпускает шамот высокой, средней и низкой плотности (так называемый легковес). В промышленности применяют шамотные огнеупоры низкой и средней плотности. В доменных печах стоит задача сохранить тепло в зоне горения и не выпустить его наружу. Такой промышленный шамот неустойчив к частым перепадам температур, а также, вследствие его высокой пористости и водопоглощения, и к атмосферным воздействиям. Иное дело – шамотный кирпич высокой плотности. Он имеет зернистую структуру, высокую плотность и прочность.

Кирово-Чепецкий полнотелый и пустотелый кирпич. Бренд КС-Керамик

Долгое время продукция Кирово-Чепецкого завода была мало известна белорусским печникам, хотя в России она имеет огромную популярность. Связано это было с тем, что у нас в Республике не было официального представителя завода, а также с высокой конкуренцией со стороны латвийского бренда LODE.
За последние 2 года ситуация с Кирово-Чепецким кирпичом в Беларуси в корне изменилась. Официальным представителем бренда КС-Керамик в Беларуси стала компания “Печной Центр”, которая активно сотрудничает с сообществом печников. Теперь его можно купить в каждом регионе нашей страны. С каждым днем все больше печников начинают работать с кирпичом марки КС-Керамик и могут по-достоинству его оценить. Наряду с этим, всплеск популярности этой марки объясняется резким повышением цен на LODE и другие европейские бренды, отпускная цена на которые напрямую зависит от курса евро. Заметно ухудшилось и качество LODE, его стали вытеснять российские производители.

Какими достоинствами обладает Кирово-Чепечкий кирпич и чем он отличается от уже применяемого в Беларуси для строительства печей кирпича? Прежде всего печники ценят его за качество, эстетическую красоту и разнообразие форм, цветов и фактур. Этот кирпич не содержит известковых примесей и вкраплений, благодаря чему на срезах он выглядит однородным и равномерно окрашенным. Марка прочности полнотелого кирпича М300 делает его идеальным для строительства отопительных печей (за счет хорошей адгезии к глинопесчаному раствору и эластичности, в отличие от клинкера LODE и ЛСР), а марка морозоустойчивости F100 отлично подходит для возведения уличных комплексов барбекю и наружных дымовых труб. Цветовая гамма полнотелого кирпича очень разнообразна и завод каждый год пополняет ее новыми оригинальными решениями. Выпущено несколько оригинальных коллекций редуцированного и кирпича ручной формовки, позволяющие придать вашему очагу неповторимый исторический колорит. Новая коллекция KONIGSTAIN позволяет делать богатые и неповторимые печи и камины, а также подходящий к ним по стилю интерьер. Вариантов пустотелого кирпича, который возможно применять при строительстве уличных комплексов, еще больше. На сегодняшний день это самый востребованный печниками кирпич с наилучшим соотношением цена-качество в среднем и премиум сегменте. На сегодняшний день заводом выпущено 4 коллекции, каждая из которых объединена определенным дизайнерским стилем. Это коллекции Королевский Замок, Камелот, Бавария,

Изредка встречаются на нашем рынке и такие бренды как Гжельский кирпич и керамическая продукция ЛСР Стеновые. В России они получили широкую известность, но все же в силу соотношение цены-качества, ареал их распространения тяготеет к местам производства.

ОАО “Гжельский кирпичный завод” основан в 1928 году. В настоящее время Завод оснащен современным европейским оборудованием Bedeschi S.p.A. Оно позволяет полностью автоматизировать процесс производства, применять уникальную методику редуцирования, проводить высокоточную резку формованной массы.

Марка кирпича	Размеры, мм	Масса, кг	Цвет	Назначение
1,4 НФ М175—200 F100	250×120×88	3	красный, светло-коричневый, коричневый, терракотовый, темно-коричневый, мокрый асфальт	Лицевые части сооружений
1 НФ М175—200 F100	250×120×65	2,2	красный, светло-коричневый, коричневый, терракотовый, темно-коричневый
Облицовочный Евро 0,7НФ	250х85х65	1,9
Евро Бархат 0,7НФ
Лицевой полнотелый	250x120x65	3,9	красный	Несущие конструкции
Лицевые части сооружений
1НФ «Гжельский эксклюзив»	Печной кирпич
Лицевой «Рустик »	250x120x65	2,2	красный, терракотовый, светло-коричневый, коричневый, темно-коричневый	Лицевые части сооружений
Облицовочный «Кора» и «Риф»
Облицовочный «Бархат» и «Тростник»
Рядовой пустотелый поризованный 1 НФ	1,6-1,9	красный	Несущие конструкции
Перегородки в помещениях
Рядовой пустотелый поризованный 1,4 НФ	250х120х88	2,35	Несущие конструкции
Перегородки в помещениях

Кирпич от Группы компаний “ЛСР” отличается высокой маркой, плотностью и относительно низким водопоглощением, что приближает его по свойствам к клинкеру. Хорошо подходит для строительства уличных комплексов и дымовых труб. Имеет остекленные включения в толще, а также темные следы пережогов на срезе. Не имеет радиусных форм и иных цветов, кроме красного.

В Беларуси большого распространения не получил из-за сравнительно высокой цены, отсутствия цветовой палитры, изделий с фактурной поверхностью и радиусных форм. Так же его применение ограничивается трудностью в обработке и темным окрасом на срезе.

Теплопроводность и свойства огнеупорных материалов, температура применения огнеупоров

Плотность, теплопроводность и максимальная температура применения огнеупоров

В таблице представлены значения плотности, теплопроводности (в зависимости от температуры) и максимальная температура применения огнеупорной теплоизоляции и изделий.

Максимальная температура применения огнеупорной теплоизоляции и изделий, приведенных в таблице, находится в диапазоне от 60 до 1700°С.

Свойства указаны для следующих материалов: асбест, асбозонолит, асбозурит, асбослюда, асботермит, диатомит молотый, зонолит (вермикулит), минеральная стеклянная вата, новоасбозурит, ньювель, совелит, ферригипс (паста феррои), шлаковая вата, альфоль гофрированный (сегменты), асбоцементные сегменты, вермикулитовые плиты, вулканитовые плиты, войлок строительный, кирпич: диатомитовый, динасовый, керамический (красный), магнезитовый, пеношамотный, пенодиатомитовый, хромитовый, шамотный, минеральный войлок, пенобетонные блоки, торфяные сегменты, шлаковая и минеральная пробка.

Следует отметить, что максимальной температурой применения из рассмотренных огнеупоров обладают динасовый, магнезитовый и хромитовый кирпичи. Температура применения этих кирпичей равна 1700°С. Теплопроводность кирпича указанных типов при высоких температурах может изменяться от 0,3 до 7,5 Вт/(м·град).

Примечание: температура в формулы для расчета теплопроводности огнеупоров подставляется в градусах Цельсия.

Теплофизические свойства огнеупорных материалов

В таблице представлены теплофизические свойства огнеупорных материалов в зависимости от температуры.
Также приведена максимальная рабочая температура огнеупоров.

Даны следующие теплофизические свойства огнеупоров:

плотность при 20°С, кг/м 3 ;
коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
массовая удельная теплоемкость, кДж/(кг·град);
максимальная рабочая температура,°С.

Теплофизические свойства представлены для следующих огнеупорных материалов: шамотный кирпич, пеношамот, кирпич: динасовый, магнезитовый, хромомагнезитовый, изделия: силлиманитовые (муллатовые), корундовые (алундовые), цирконовые, карборундовые, плавленный шлак, песок кварцевый.

Примечание: температура в формулы для расчета теплопроводности и удельной теплоемкости огнеупоров подставляется в градусах Цельсия.

Теплофизические свойства огнеупорных изделий и керамики

В таблице даны теплофизические свойства огнеупорных изделий и материалов в зависимости от температуры.
Также приведено удельное электрическое сопротивление огнеупорных материалов при температуре 800, 1200 и 1600°С.

В таблице указаны следующие свойства огнеупоров:

плотность огнеупоров при 20°С с порами и без пор, т/м 3 ;
удельная теплоемкость, кДж/(кг·град);
теплопроводность, Вт/(м·град);
удельное электрическое сопротивление, Ом·см.

Свойства представлены для следующих огнеупорных изделий и керамики: графитовые изделия, динасовый кирпич, карборундовые изделия (карбофракс), корундовые (алундовые) изделия, рекристаллизованный корунд, магнезитовый кирпич, изделия из плавленного муллита, плавленный магнезитовый кирпич, окись бериллия, тория, полукислый огнеупорный кирпич, строительный (красный) кирпич, силлиманитовые и муллитовые изделия, угольные изделия, хромитовый кирпич, хромомагнезитовый кирпич, термостойкий хромомагнезитовый кирпич, циркониевые и цирконовые изделия, шамотный кирпич.

Примечание: температура в формулы для расчета теплопроводности и удельной теплоемкости керамики и огнеупоров подставляется в градусах Цельсия.

Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности

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.

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:

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.

Коэффициент теплопроводности кирпича в сравнении с другими материалами

Поризованный кирпич как материал с характеристиками теплопроводности является самым лучшим, как и теплая кирпичная керамика. Поризованное изделие делается так, что кроме щелей в теле, материал имеет особую структуру, уменьшающую собственный вес кирпича, что и повышает его теплонепроницаемость.

Важно: не рекомендуется обустраивать бетонную стяжку или перекрытие из любых стройматериалов на последнем ряду кладки из кирпича – нужно, чтобы воздух по каналам циркулировал постоянно.

Существенного уменьшения коэффициента теплопроводимости кладки из кирпича можно добиться, не понеся при этом больших расходов, что важно для индивидуального строительства. Качество жилья при реализации вышеперечисленных методов не пострадает, а это – самое главное.

Если в строительстве дома использовать огнеупорный шамотный кирпич, то можно заметно повысить и пожарную безопасность жилья, опять же без существенных затрат, кроме ценовой разницы в марках кирпича. Коэффициент теплопроводности у огнеупорного кирпича немного выше, чем у клинкерного, но безопасность тоже имеет большое значение при эксплуатации дома.

Уровень звукоизоляции стен равен из керамического кирпича ≈ 50 Дб, что близко к стандартным требованиям СНиП – 54 Дб. Такой уровень звукоизоляции может обеспечить кирпичная стена, выложенная в два кирпича – это 50 см толщины. Все остальные размеры нуждаются в дополнительной шумоизоляции, реализованной в самых разных вариантах. Например, железобетонные стены панельного стандартной толщины 140 мм имеют степень шумоизоляции 50 дБ. Повысить свойства звукоизоляции дома можно, увеличив толщину кирпичных стен, но выйдет это дороже, чем при прокладке дополнительного слоя шумоизоляции.

Особенности и отличия типов кирпича

Полнотелые кирпичные изделия, согласно технологии изготовления, имеют ≤ 13% воздушных пустот: такой кирпич подходит для строительства наружных и внутренних стен дома, колонн и столбов, перемычек и арок. Объекты из полнотелого кирпича могут выдерживать повышенную нагрузку из-за высоких показателей прочности по сжатию, изгибанию и морозоустойчивости. Параметры теплоизоляции кирпича, свойства водопоглощения и сцепляемость зависят от степени пористости изделия. Этот кирпич имеет средние показатели сопротивления к теплопередаче, поэтому стены дома рекомендуется делать достаточно толстыми (не менее 0,5 метра), и проводить утепление другими средствами.

Пустотелый кирпич производится с объемом пустот ≤ 45%, поэтому его вес меньше, чем у стандартного полнотелого кирпича. Его используют при строительстве внутренних перегородок, наружных стен и каркасов многоэтажных высотных домов. Форма пустот бывает сквозной или односторонней (закрытой с торца), в форме круга, квадрата, овала или прямоугольника. Формируют пустоты в вертикальном или горизонтальном направлении относительно продольной оси изделия.

Пустоты в и без того небольшом изделии экономят почти половину строительного материала и делают стены теплее. При укладке пустотелого кирпича необходимо контролировать консистенцию цементного раствора – он не должен растекаться по поверхности и заполнять пустоты, которые формируют в стене, о чем писалось выше.

Назначение облицовочного кирпича понятно из его названия – он используется для облицовки фасадов и боковых стен дома. Размеры облицовочных изделий такие же, как и у обычного строительного кирпича (можно приобрести и партию с уменьшенными размерами), что облегчает работу с ним. Кирпич для облицовки часто изготавливают с пустотами, что улучшает его потребительские характеристики – работая с таким кирпичом, можно сэкономить на дополнительной теплоизоляции стен.

Основное предназначение клинкерного кирпича – облицовка фундаментов домов. Эта марка имеет высокий коэффициент морозоустойчивости, механической прочности и водопоглощения, так как для его изготовления используют тугоплавкую глину. Сырой клинкерный кирпич обжигается при более высоких температурах, чем при обжиге обычных марок кирпича.

Теплопроводность и теплоемкость кирпича

Теплопроводность и теплоемкость кирпича – важные параметры, позволяющие определиться с выбором материала для возведения жилых зданий, сохраняя в них необходимый уровень тепла. Удельные показатели рассчитываются и приводятся в специальных таблицах.

Что это такое и что на них влияет?

Теплопроводностью называется процесс, который происходит внутри материала при передаче тепловой энергии между частицами или молекулами. При этом более холодная часть получает тепло от более нагретой. Энергетические потери и выбросы теплоты происходят в материалах не только в результате процесса передачи тепла, но и при излучении. Это зависит от того, какова структура данного вещества.

Каждый строительный компонент имеет определенный показатель проводимости тепла, полученный опытным путем в лаборатории. Процесс распространения тепла неравномерен, поэтому выглядит на графике как кривая. Теплопроводность – физическая величина, которая традиционно характеризуется коэффициентом. Если посмотреть в таблицу, можно легко заметить зависимость показателя от условий эксплуатации данного материала. Расширенные справочники содержат до нескольких сотен видов коэффициентов, определяющих свойства различных по строению стройматериалов.

Для ориентира при выборе в таблице указывают три условия: обычные – для умеренного климата и средней влажности в помещении, «сухое» состояние материала, и «влажное» – то есть эксплуатацию в условиях повышенного количества влаги в атмосфере. Легко заметить, что у большинства материалов коэффициент возрастает с увеличением влажности окружающей среды. «Сухое» состояние определяется при температурах от 20 до 50 градусов выше нуля и нормальном атмосферном давлении.

Если вещество используется как теплоизолятор, показатели выбирают особенно тщательно. Пористые структуры сохраняют тепло лучше, а более плотные материалы отдают его сильнее в окружающую среду. Поэтому традиционные утеплители обладают самыми низкими коэффициентами теплопроводности.

Как правило, для строительства подходит оптимально стекловата, пено- и газобетон с особо пористой структурой. Чем плотнее материал, тем большей теплопроводностью он обладает, следовательно, передает энергию в окружающую среду.

Виды материалов и их характеристики

Кирпич, выпускаемый на сегодняшний день во множестве видов, применяется при строительстве повсеместно. Ни один объект – крупный промышленный корпус, жилой многоквартирный или небольшой частный дом, не возводится без кирпичного основания. Строительство коттеджей, популярное и сравнительно недорогое, базируется исключительно на кирпичной кладке. Кирпич давно стал основным строительным материалом.

Это произошло благодаря его универсальным свойствам:

надежности и долговечности;
прочности;
экологичности;
отличным звуко- и шумоизоляционным характеристикам.

Выделяют следующие разновидности кирпича.

Красный. Изготавливается из обожженной глины и добавок. Отличается надежностью, долговечностью и морозостойкостью. Подходит для возведения стен и строительства фундамента. Обычно кладется в один или два ряда. Теплопроводность зависит от наличия зазоров в изделии.

Клинкерный. Самый прочный и плотный облицовочный кирпич. Полнотелый, цельный и надежный печной материал по причине высокой плотности имеет и наиболее значительный по величине коэффициент теплопроводности. И поэтому для стен его бессмысленно использовать – в доме будет холодно, понадобится значительное утепление стен. Зато кирпич клинкерный незаменим в дорожном строительстве и при укладке пола в промышленных зданиях.

Силикатный. Недорогой материал из смеси извести с песком, часто изделия объединяют в блоки для улучшения эксплуатационных свойств. При возведении построек используется не только полнотелый, но и силикат с пустотами. Показатели долговечности у песчаного блока средние, а теплопроводность зависит от размеров соединения, но все же остается достаточно высокой, поэтому дом потребует дополнительного утеплителя.

Ниже показатель у щелевого брикета по сравнению с аналогом без внутренних зазоров. Следует также учесть, что изделие впитывает избыточную влагу.

Керамический. Современный и красивый материал, выпускаемый в значительном ассортименте. Если говорить о теплопроводности, то она существенно ниже, чем у обыкновенного красного кирпича.

Бывает полнотелый керамический брикет, огнеупорный и щелевой, с пустотами. Коэффициент проводимости тепла зависит от веса кирпича, вида и количества щелей в нем. Теплая керамика внешне красива, к тому же внутри имеет множество тонких зазоров, что делает ее очень теплой и потому идеальной для строительства. Если в керамическом изделии имеются также поры, снижающие вес, кирпич называется поризованным.

К недостаткам такого кирпича следует отнести то, что отдельные единицы малого размера и хрупкие. Поэтому теплая керамика подходит не для всех конструкций. К тому же это дорогостоящий материал.

Что касается огнеупорной керамики, то это так называемый шамотный кирпич – жженый брусок из глины с высоким показателем теплопроводности, почти таким же, как у обыкновенного полнотелого материала. Вместе с тем огнеупорность – ценное свойство, которое всегда учитывают при строительстве.

Из такого «печного» кирпича сооружают камины, он обладает эстетичным внешним видом, сохраняет тепло в доме благодаря высоким показателям теплопроводности, морозоустойчив, не поддается воздействию кислот и щелочей.

Теплоемкость удельная – это энергия, которая расходуется для нагревания одного килограмма материала на один градус. Этот показатель нужен для определения устойчивости к теплу стен здания, в особенности при низких температурах.

Для изделий из глины и керамики этот показатель колеблется в пределах 0,7-0,9 кДж/кг. Силикатный кирпич дает показатели в 0,75-0,8 кДж/кг. Шамотный способен при нагревании давать увеличение теплоемкости с 0,85 до 1,25.

Сравнение с другими материалами

Среди материалов, способных составить конкуренцию кирпичу, существуют как натуральные и традиционные – дерево и бетон, так и современные синтетические – пеноплекс и газобетон.

Деревянные строения издавна возводились в северных и других отличающихся низкими зимними температурами районах, и это неспроста. Удельная теплоемкость дерева значительно ниже, чем у кирпича. Дома в этой местности строят из цельного дуба, хвойных пород деревьев, а также применяют ДСП.

Если дерево режут поперек волокон, коэффициент теплопроводности материала не превышает 0,25 Вт/М*К. Низкий показатель и у ДСП – 0,15. А наиболее оптимальным для строительства коэффициентом отличается древесина, разрезанная вдоль волокон – не более 0,11. Очевидно, что в домах из такого дерева достигается отличная сохранность тепла.

Таблица наглядно демонстрирует разброс в величине коэффициента теплопроводности кирпича (выражается в Вт/М*К):

клинкерный – до 0,9;
силикатный – до 0,8 (с пустотами и щелями – 0,5-0,65);
керамический – от 0,45 до 0,75;
щелевая керамика – 0,3-0,4;
поризованный – 0,22;
теплая керамика и блоки – 0,12-0,2.

При этом поспорить с деревом по уровню сохранения теплоты в доме может только теплая керамика и поризованный кирпич, которые также дороги и хрупки. Тем не менее, кирпичная кладка при возведении стен используется чаще, и не только по причине дороговизны цельного дерева. Деревянные стены боятся атмосферных осадков, выгорают на солнце. Не любит дерево и химических воздействий, к тому же древесина способна гнить и пересыхать, на ней образуется плесень. Поэтому этот материал требует специальной обработки до начала строительства.

Кроме того, огонь способен очень быстро разрушить деревянное строение, так как древесина отлично горит. В отличие от нее, большинство видов кирпича довольно устойчиво к воздействию огня, в особенности шамотный кирпич.

Что касается других современных материалов, для сравнения с кирпичом обычно выбирают пеноблок и газобетон. Пеноблоки – это бетон с порами, в состав которого входят вода и цемент, пенообразующий состав и затвердители, а также пластификаторы и другие компоненты. Композит не впитывает влагу, отличается высокой морозостойкостью, сохраняет тепло. Используется при возведении невысоких (в два-три этажа) частных построек. Теплопроводность равна 0,2-0,3 Вт/М*К.

Газобетон – очень прочные соединения сходного строения. В них до 80% пор, обеспечивающих отличную тепло- и звукоизоляцию. Материал экологичный и удобный в использовании, а также недорогой. Теплоизоляционные свойства газобетона в 5 раз выше, чем у красного кирпича, и в 8 раз – чем у силикатного (коэффициент теплопроводности не превышает 0,15).

Однако газоблочные структуры боятся воды. К тому же по плотности и долговечности они уступают красному кирпичу. Одним из востребованных на рынке стройматериалов называют пенополистирол экструдированный, или пеноплекс. Это плиты, предназначенные для теплоизоляции. Материал пожаробезопасен, не впитывает влагу и не гниет.

По мнению специалистов, сравнение с кирпичом данный композит выдерживает лишь по теплопроводности. Утеплитель имеет показатель, равный 0,037-0,038. Пеноплекс недостаточно плотный, он не обладает нужной несущей способностью. Поэтому лучше всего сочетать его с кирпичом при возведении стен, при этом дополненная пеноплексом кладка в полтора полых кирпича позволит добиться соблюдения строительных норм по теплоизоляции жилого помещения. Применяется пеноплекс и для фундаментов домов и отмостков.

Морозостойкость

Морозостойкость определяется путем циклов заморозки и размораживания. Данный параметр важен при выборе вида кирпича для укладывания несущих стен. Марка зависит от количества циклов и указывается на изделиях. Наиболее высокой морозостойкостью обладает облицовочный и красный кирпич, который хорошо выдерживает температуру до -50 градусов Цельсия и ниже. Если у вас используется силикатный кирпич, его свойства хуже, поэтому кладку придется делать в два слоя. Не подойдет силикат и для строительства фундамента.

В условиях зимней непогоды тепло в доме сохраняется за счет обогревательного котла отопительной системы. Но для того чтобы не происходило рассеивания тепла, нужны стены, пол и потолок из соответствующего материала, хорошо сохраняющего заданную температуру. Тип кирпичной кладки играет в ходе строительства немаловажную роль. Выбирать материал следует, учитывая все параметры и погодные условия.

В следующем видео вас ждет обзор теплопроводности кирпича ШБ 8.

Коэффициенты морозостойкости, теплоемкости и теплопроводности кирпича

Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:

Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
Клинкерный – для облицовки фасадов.

Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.

Коэффициент теплопроводности

Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.

Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:

Чем больше плотность, тем выше теплопроводность – не совсем верное утверждение. Структура содержит закрытые поры и полости (пустотелый), наполненные воздухом с коэффициентом ≈ 0,026. Благодаря этому, изделия со щелевыми отверстиями лучше поддерживают тепловой режим внутри сооружений. В инженерных расчетах необходимо учитывать величину теплопроводности кладочной смеси, значение показателя выбирают от 0.47 и выше, в зависимости от состава.

Теплопроводность красного изделия ниже, чем у силикатного.

Физические процессы нагрева и удержания тепла можно охарактеризовать величинами:

Коэффициент теплоотдачи – теплообмен на границе поверхности твердого тела и воздушной среды. Это мощность теплового потока, приходящаяся на плоскость 1 м², обратно пропорциональная разнице температур тела и теплоносителя (воздух). Чем выше теплопроводность, тем больше теплоотдача.
Полное тепловое сопротивление – способность противостоять передаче тепла. Значение обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи. Исходя из расчетной формулы R = L/λ, легко рассчитать оптимальную толщину кладки. λ – постоянный параметр, R – тепловое сопротивление указано в таблице 4 СП 131.13330.2012 для климатических зон России.

Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:

Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.

Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:

Применение теплоизоляции.
Нанесение штукатурки.
Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.

Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:

Обыкновенный г линяный кирпич на различном кладочном растворе

Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС

Морозостойкость кирпичной кладки

Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.

Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.

Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.

Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:

Применение паро- и гидроизоляции.
Обработка кладки гидрофобными составами.
Контроль, своевременное исправление дефектов.
Надежная гидроизоляция фундамента.

От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.

Читайте также: