Чем силикатный кирпич отличается от керамического и где его стоит и не стоит использовать

Чем силикатный кирпич отличается от керамического и где его стоит и не стоит использовать?

Кварцевый песок (а кварц и горный хрусталь — это один минерал) и известь в соотношении 9:1 — вот, собственно, и все основные ингредиенты, которые нужны для производства силикатного кирпича. Так что, выходит, по составу он имеет больше общего со стеклом, чем с классическим кирпичом. Чем еще он отличается от своего керамического собрата и где его стоит и не стоит использовать?

Производство, виды изделий

‘>

Крупные производители выпускают кирпич стандартного серо-белого цвета, а также других оттенков — от палевого и терракотового до зеленого, синего, черного

При производстве силикатного кирпича очищенный и просеянный кварцевый песок соединяют с известковым вяжущим, увлажняют смесь паром для гашения извести, прессуют в формах и отправляют для термообработки в автоклав, где изделия твердеют в течение 10–14 часов. Таким образом, материал приобретает прочность не в результате обжига, а в результате уплотнения под давлением 8–12 атм, что позволяет сравнивать его скорее с гиперпрессованным лего-кирпичом, нежели с обычным керамическим. В процессе пропаривания и прессования из заготовок полностью удаляется воздух, песчинки тесно прилегают друг к другу (чем меньше фракция сырья, тем плотнее будет материал) и образуют твердую кристаллическую структуру, которая и определяет физико-механические свойства силикатного кирпича.

Кроме основных компонентов (к слову, кварцевый песок может быть частично или полностью заменен золой, шлаком либо их смесью), в состав кирпича включают различные модификаторы, улучшающие его качественные характеристики, и щелочестойкие пигменты, позволяющие придать стандартному серо-белому «силикату» различные оттенки — от палевых и терракотовых до зеленых, синих, вплоть до черного. Помимо окрашивания в массе практикуется также нанесение колера на уже готовые изделия. На предприятиях, производящих сертифицированную продукцию, все сырьевые составляющие и добавки проходят экспертизу на гигиеническую и радиационную безопасность, что позволяет применять такой кирпич при строительстве объектов любого назначения, без каких-либо ограничений.

Требования к силикатному кирпичу и кладке из него содержатся в ГОСТ 379-95 «Кирпич и камни силикатные», СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», СНиП II-22-11 «Каменные и армокаменные конструкции», СТО НОСТРОЙ 2.9. 157-2014 « Кладка из силикатных изделий »

Как и другие кладочные строительные материалы, выпускается силикатный кирпич полнотелый и пустотелый (с несквозными пустотами в объеме 15, 20–25 и 30%), плотный и пористый, рядовой конструкционный и лицевой. У рядовых брусков допускается наличие небольшой разнотоновости (без пятен), мелких дефектов поверхности и шероховатостей. Лицевой кирпич (плоский либо фактурный, бывает также фасонным) не предполагает последующей облицовки и должен соответствовать эталонному образцу. Отметим, что эстетические «допуски» для рабочего керамического кирпича не столь строги.

Качественные силикатные бруски имеют четкую геометрию (погрешности в пределах ± 2 мм) и следующие типоразмеры (Д × Ш × В): 250 × 120 × 65 мм — одинарные, 250 × 120 × 88 мм — полуторные (утолщенные), 250 × 120 × 138/180 мм — двойные (бывают только пустотелыми и называются силикатным камнем). Примерный вес полнотелого рядового кирпича: одинарного — 3,5–4 кг, полуторного — 4–5 кг; пустотелого — 3,2 и 3,7 кг соответственно. Камни достигают массы 5,5–6 кг. Для сравнения: одинарный полнотелый керамический кирпич весит до 3,5 кг, пустотелый — до 2,5 кг.

Свойства материала

Прочность. Изделия, как полнотелые, так и пустотные, подразделяются на марки от М75 до М300, что означает предельно допустимую нагрузку на сжатие от 7,5 до 30 МПа. Прочность на изгиб полнотелого кирпича — от 1,6 до 4 МПа, пустотелого — 0,8–2,4 МПа.

Пустотелый силикатный кирпич

Плотность. Данный показатель находится в прямой зависимости от пористости материала, то есть фактически от фракции наполнителя. Различают «силикат» плотностью до 1500 кг/м³ и от 1500 до 1900–2100 кг/м³. Тут наблюдается сложная взаимосвязь: чем меньше в теле кирпича воздуха и чем он плотнее, тем выше его прочность, но зато хуже тепло- и звукоизолирующие способности. При этом воздух ничего не весит, так что кладка из кирпича невысокой плотности, равно как и из пустотелого, оказывает меньшую нагрузку на несущее основание. Да и в производстве такой материал обходится дешевле. Оптимальное соотношение плотности и прочности для конструкционных изделий, применяемых при решении большинства задач в малоэтажном домостроении, реализовано в полнотелом и пустотелом кирпиче марок М150–М200.

Водопоглощение. У силикатного кирпича оно находится на уровне 6–12% (от веса сухого изделия), что сопоставимо с данным показателем у «керамики» — 6–14%. Влага отрицательно влияет на прочность материалов, особенно в зимнее время, когда, замерзая и расширяясь, она начинает подтачивать их изнутри. Но структура силиката хуже сопротивляется этому процессу, чем обожженная глина, и срок его службы оказывается заметно короче — порядка 25–30 лет против минимум 50–60. Для повышения гидрофобности в силикатный замес вводят специальные добавки, но кладка все равно нуждается в защите от влаги.

Чтобы оградить силикатный кирпич от воздействия лишней влаги, на стройплощадке его следует хранить под укрытием, а уже сложенные стены скорее заводить под крышу. При покупке материала обратите внимание, как он содержится на складе: если штабеля лежат под открытым небом, вы рискуете приобрести испорченный товар

Морозостойкость. Этот показатель напрямую связан с предыдущим. Согласно ГОСТ, высшая марка морозостойкости у рядового силикатного кирпича — F50, у лицевого — F25. Внесение в состав противоморозных присадок препятствует замерзанию влаги в теле материала, однако применять его для капитального строительства в регионах с влажным климатом и суровыми зимами специалисты не рекомендуют. Керамические изделия высоких марок способны выдерживать до 100 циклов замораживания-оттаивания и лучше переносят перепады температур.

Паропроницаемость. У полнотелого «силиката» она составляет 0,11 мг/(м‧ч‧Па), у «керамики» — 0,11–0,15 мг/(м‧ч‧Па). Для общей картины: показатель тяжелого бетона — 0,03 мг/(м‧ч‧Па), пенобетона — 0,26 мг/(м‧ч‧Па), а гипсокартона — 0,075 мг/(м‧ч‧Па). Притом во влажном состоянии паропроницаемость материала ухудшается. С одной стороны, способность кладки вбирать пар оборачивается намоканием и снижением технических характеристик (и тут важно, чтобы ничто не препятствовало выведению влаги из конструкции), а с другой — позволяет стенам «дышать», предотвращая выпадение на них конденсата и способствуя созданию в помещениях нормального микроклимата. Стоит отметить, что дому из силикатного кирпича не грозят высолы (если правильно приготовлен кладочный раствор), а также плесень и грибок, поскольку входящая в его состав известь работает как антисептик, подавляющий развитие микроорганизмов.

Теплопроводность. Полнотелый силикатный кирпич обладает достаточно низкой теплопроводностью — 0,7 Вт/(м‧⁰С), наличие воздушных полостей снижает ее значение примерно до 0,6–0,65 Вт/(м‧⁰С), но керамический кирпич по этой позиции так и так лидирует — 0,35–0,55 Вт/(м‧⁰С). В любом случае, чтобы добиться необходимого уровня теплоизоляции ограждающих конструкций, нужно либо выводить стены в толщину, отвечающую требованиям по теплосбережению для конкретных климатических зон застройки (что точно невозможно в большинстве регионов РФ, так как стена получится непомерно толстой), либо применять технологию вентилируемого фасада или слоистой кладки с внутренним слоем утеплителя.

Как и керамический, силикатный кирпич дает совсем незначительную усадку, и, если технология кладки была соблюдена, можно не опасаться появления в стенах трещин

Звукоизоляция. Силикатный кирпич, особенно пустотелый, хорошо гасит звуки (среднее значение звукоизоляции — 64 дБ) и по этому показателю подходит для сооружения и ограждающих стен, и межкомнатных перегородок. Так, например, для создания комфортной акустической среды в смежных помещениях достаточно кладки в полкирпича.

Огнестойкость. Группа горючести «силиката» — НГ (не горит и не распространяет огонь). При пожаре постройка из него устоит, но в результате нагревания до 700⁰С и выше и последующего остывания в материале начинают происходить структурные изменения, приводящие к потере им механической прочности. А вот керамический кирпич, уже «обжегшись» в процессе производства, спокойно выдерживает температуру в 900⁰С, не утрачивая своих качественных характеристик (возникают только поверхностные трещины и отслоения).

Систематическое термическое воздействие (до 600⁰С) также губительно для силикатного кирпича из-за постепенной деструкции материала. По этой причине он не годится для строительства печей, каминов, дымовых каналов.

Химостойкость. Не стоит класть печи и дымоходы из «силиката» еще и потому, что в силу присутствия в нем извести он не переносит воздействия кислот, содержащихся в дымовых газах и оседающих на поверхностях в виде едкого конденсата.

С точки зрения химического состава агрессивной средой для материала являются и грунтовые воды, контакт с которыми должен быть исключен.

Благодаря обжигу на керамическом кирпиче образуется слой, повышающий химостойкость изделий.

Силикатный кирпич уступает керамическому по влаго- и морозоустойчивости, а также по химической и огнестойкости, он лучше проводит тепло, но благодаря своим прочностным качествам и доступной цене материал широко востребован у частных застройщиков. (Брусок белый полуторный полнотелый М150 — от 7,70 руб./шт., такой же лицевой гладкий — от 8,23 руб./шт., цветной фактурный — от 10,43 руб./шт.)

Применение

Технические характеристики силикатного кирпича четко обозначают сферы его применения.

Столбы и цоколь забора выполнены из силикатного кирпича

Материал используют для возведения надземных стен жилых малоэтажных зданий с последующей защитой водонепроницаемой облицовкой, для кладки внутренних стен и перегородок, вентиляционных каналов. При этом, учитывая солидный вес изделий, потребуется грамотный расчет несущей способности фундамента. Применение пустотного кирпича позволяет снизить нагрузку на основание при реконструкции старых домов, сооружении пристроек и надстроек.

Недорогой силикатный кирпич является оптимальным вариантом для возведения гаражей, заборов, летних кухонь, отдельно стоящих котельных, мастерских и других хозяйственных строений.

А вот для кладки фундаментов, цоколей, наружных и внутренних стен во влажных помещениях «силикат» применять не стоит — для таких конструкций следует выбирать более влагостойкие материалы.

Качественный силикатный кирпич имеет четко выверенную геометрию, благодаря чему кладка из него получается ровной, выглядит аккуратно и позволяет обойтись без трудоемкого оштукатуривания

Технология производства

Чтобы изготовить силикатный кирпич выполняются следующие действия:

1. • смешивается известь и очищенный песок. В случае необходимости могут добавляться различные красители. Самые популярные цвета – красный, желтый и коричневый.
2. • придание изделию стандартных габаритов. Для этой цели используются специальные формы, установленные в гидравлическом прессе.
3. • сырье в формах отправляется в автоклав. Обработка занимает около 11–12 часов:

• • за 2,5 часа температуру постепенно поднимают до 170-190 °С, а давление – до 10 атмосфер. Эти параметры поддерживаются около 6,5 — 8 часов;
• • затем в течение полутора часов давление и температуру медленно снижают до достижения нормальных показателей.

1. • готовые изделия перевозятся на склад.

Производство и получение силикатных изделий и карбонизированных камней

Из известково-песчаных растворов помимо силикатного кирпича можно изготовлять различные изделия, например: камни и даже крупные блоки для стен, плиты для перекрытий, плиты для облицовки зданий, ступени и т. п.

Силикатные изделия

Чтобы придать силикатным изделиям необходимую прочность, их нужно формовать из растворов жесткой или малопластичной консистенции, сильно уплотняя прессованием, трамбованием., вибрированием, центрифугированием и т. п., а затем пропаривать в автоклаве при температуре около 175° и давлении пара 8 ати. Плиты и другие изделия, которые будут работать под нагрузкой на изгиб, армируют в растянутой зоне стальной проволокой, желательно предварительно напряженной.

Силикатные изделия с повышенной прочностью

Для получения силикатных изделий с повышенной прочностью и морозостойкостью часть песка размалывают, увеличивая его поверхность, чем усиливается взаимодействие песка с известью. Для этих же целей добавляют цемент, применяя, например, раствор 330 состава 1:1:6 (известь : цемент : песок) для изготовления фасадных облицовочных плит.

Используя светлый (почти белый) кварцевый песок и известь, можно получить силикатные изделия светлых оттенков, а добавляя к смеси минеральные пигменты (сухие краски), и окрашенные изделия.
При дезинтеграторном способе подготовки известково-песчаной смеси, а также при тонком помоле песка можно получать силикатные материалы с прочностью при сжатии до 1000 кг/см2 и благодаря этому изготовлять высококачественные силикатные трубы, черепицу, облицовочные плиты, плитки для полов и т. п.

Смешивая известково-песчаные растворы с пеной, получают пеносиликат, который после пропаривания: в автоклаве отвердевает и приобретает достаточную прочность при сравнительно небольшом объемном весе.

Карбонизированные камни

Способ изготовления стеновых камней, назван карбонизированным. Их изготовляют из известково-песчано-шлаковой смеси (с небольшой добавкой гипса), формуют на таких же станках, как и шлакобетонные камни, подсушивают (за счет тепла, выделяемого молотой известью» кипелкой при ее гашении в камнях) до оптимальной влажности и подвергают искусственной карбонизации углекислым газом, отходящим из известково-обжигательных печей.

Этот способ выгоден, так как не требует автоклавов и затраты цемента. Принцип карбонизации известково-песчаных материалов был впервые предложен академиком А. А. Байковым, а применен по предложению канд. техн. наук К. С. Зацепина для производства стеновых и перегородочных камней на нескольких заводах. При дальнейшем повышении прочности и морозостойкости карбонизированные камни смогут получить более широкое применение. Разработан также легкий термоизоляционный материал — пенокарбонат, аналогичный пеносиликату, но изготовленный с применением карбонизации.

Процесс производства

Силикатный блок появляется в результате следующих этапов: изготовление массы, прессование и запаривание.

Силикатная масса может приготавливаться силосным и барабанным способом. Все компоненты перемешиваются и увлажняются. Затем состав выдерживают до десяти часов для полного гашения извести.

После этого его подвергают прессованию. Этот процесс многоступенчатый. В начале формы заполняются смесью. Формы должны заливаться одинаково, чтобы изделия имели одинаковую плотность. Затем происходит непосредственно прессование, где состав подвергается давлению, величина которого непосредственным образом влияет на качественные характеристики. Под воздействием силы изделию придается плотность. Причем давление поднимается медленно, чтобы не произошло разложения структуры. Дальше кирпич-сырец освобождается от форм и проходит закалку в автоклаве. Здесь изделия также проходит три стадии обработки.

На первом этапе выравнивается температура изделия и поступающего пара. На втором выдерживается одинаковый уровень температуры и давления. Третья стадия это остывание полученного продукта. На протяжении всего процесса производится контроль влажности. Отклонение от норматива отрицательно скажется на готовых изделиях. После завершения остывания будущие кирпичи отправляются на упаковку.

Стоимость открытия производства

Варьируется в зависимости от способа производства, уровня автоматизации и требуемых объёмов получаемых партий. Наиболее оптимальный в смысле затрат на единицу и скорости производства вариант, на сегодняшний день выглядит следующим образом:

• массоподготовительного блока;
• силосных ёмкостей;
• формовочного шнека;
• прессовочного механизма;
• вибрационного компонента;
• приводов для подачи смеси и печи.

Подобное производство с полным циклом загрузки в 2800 кирпичей в сутки потребует от Вас найма трёх рабочих и 1 200 000 р. на покупку установок. Но не стоит забывать о затратах на электроэнергию, воду, аренду помещения (при необходимости), зарплату рабочих, одноразовые траты на оформление, налоговые отчисления и пр. Так что смело исходите от реальной суммы в 1,5 млн. рублей.

По мере налаживания каналов сбыта и получения прибыли, Вы сможете проводить дальнейший процесс модернизации и расширять своё производство.

Сейчас в России средний кирпичный завод регионального значения, оснащённый новейшим оборудованием и при постройке и оформлении с нуля, обходится в среднем от 800 млн. до 1 млрд. рублей.

Огнеупорный кирпич (шамотный)

Шамотный кирпич — это наиболее популярный огнеупорный кирпич, предназначенный для кладки печей. Обычный красный (глиняный) кирпич не выдерживает высокой температуры (плавится при 1200°С, а во время остывания после нагрева начинает крошиться). В отличие от него, огнеупорный кирпич применяется даже в промышленности, где температура достигает 1400-1800°С, а также имеет высокую степень теплопроводности. Поэтому он испоользуется во время кладки печей и каминов. В состав огнеупорного кирпича входит примерно 70% обожженной огнеупорной глины (шамота), а также коксовый или графитовый порошок. Если другие виды огнеупорного кирпича узко специализированы, то шамотный кирпич — нет.

Производство шамотных изделий регламентирует ГОСТ 390-96 «Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения и массового производства. Технические условия». Как правило, печной шамотный кирпич выпускается полнотелым, размерами 250х123х65 мм и 230х113х65 мм, и имеет песочно-желтый цвет и зернистую структуру (при этом зерна шамота не должны выкрашиваться). Данный вид кирпича изготавливается также клиновидной формы для создания объектов с различным радиусом кривизны. Изделия по всей поверхности излома должны иметь однородное строение, без пустот и расслоений.

Недостатком шамотного кирпича можно считать то, что при достаточно высокой огнеупорности (до 1750°С), уже при температуре 1250-1400°С начинает деформироваться. Поэтому шамотный кирпич обычно применяется для кладки печей, в которых температура не достигает 1350°С, например, каминов или банных печей.

Правильно уложенный на особый раствор из огнеупорной глины и толченого шамотного кирпича, он дает очень прочную и красивую кладку.

Насколько рентабельным может стать выпуск изделий?

С технологической точки зрения, процесс производства силикатного кирпича достаточно затратный и сложный. Однако налаженный выпуск больших объемов продукции и ее успешная реализация, может стать весьма высокодоходным бизнесом. Популярность данного материала, при изготовлении изделий высокого качества, не даст залежаться продукции на складе.

Обратите внимание! Точно рассчитать прибыль не получится без наличия четкого бизнес-плана, в котором должны быть учтены все возможные расходы, доходы, риски и капиталовложение. При следовании установленному плану и наличии хорошей рекламной компании, даже дорогостоящее оборудование может окупиться менее чем за 1 финансовый год.

На будущую прибыль влияют следующие факторы:

• Актуальность производства изделий в определенном регионе;
• Покупательская способность населения;
• Объемы производства;
• Скорость реализации продукции;
• Размер вложений в бизнес, автоматизация оборудования;
• Себестоимость готовой продукции, ценовая политика организации;
• Хозяйственные расходы, затраты на оплату труда и многое другое.

Если предположить, что себестоимость продукции равна 4000 рублей за 1 м3, а продается этот куб за 4500 рублей, то, при учете выпуска 3000 м3 в месяц, можно заработать около 1500000 рублей. Если вычесть из этой суммы траты организации, получится та самая чистая прибыль.