Кирпич керамический: свойства, производство, применение
Кирпич - всем знакомое слово. Вот уже более пяти тысячелетий "держится на плаву" этот древнейший строительный материал, созданный человеком. Развивались и гибли цивилизации, а узнавали мы о них, в частности, по дошедшим до нас кирпичным постройкам.
Керамическим кирпичом украшали фасады в Древнем Египте и Вавилоне, из него возводили города наши предки на всей территории земли. Кирпичом облицована Великая Китайская стена, а символом российской государственности стал архитектурный ансамбль Кремля с его зубчатыми стенами и башнями из красного кирпича.
Уважали керамический кирпич и в России, а старые мастера ставили на нем личные клейма.
Да и как не уважать этот вечный, экологически безупречный и удобный стройматериал? Его надежность и качество дают выбор современным зодчим, возрождающим красоту и культуру строительства. Технология кирпичной кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности для воплощения творческих замыслов.
Обеспечивая надежную защиту от воздействия внешних факторов, обладая высокой огнестойкостью и сравнительно низкой теплопроводностью, кирпич предопределяет высокий уровень безопасности и комфорта как жилых, так и промышленных зданий и сооружений.
А так ли хорош и долговечен современный кирпич, как его славный предок, производство которого было долгим и трудоемким процессом?
Номенклатура продукции отечественных керамических заводов, производящих кирпич, не слишком велика. При этом наибольшая доля выпускаемых изделий (около 70%) приходится на обыкновенный (рядовой) строительный кирпич, изготавливаемый методом пластического формования или полусухого прессования (ГОСТ 530-95). Полнотелый керамический кирпич повсеместно применяется при возведении несущих стен, сводов, опорных колонн, фундаментов и других, сильно нагруженных конструкций зданий, а также дымовых труб в тех случаях, когда температура отходящих газов ниже температуры обжига кирпича. Естественный цвет керамического кирпича варьируется от светло-красного до коричневого, что обусловлено наличием окрашивающих окислов (окислов железа, титана, марганца и др.) Сооружения из этого кирпича имеют непривлекательный вид и предполагают дальнейшее оштукатуривание или покрытие облицовочным материалом. Полнотелый кирпич может иметь технологические пустоты (менее 13%), плотность - свыше 1600 кг/куб. м и обеспечивает максимальную прочность кирпичной кладки.
Также выпускается так называемый пустотелый (эффективный) кирпич, имеющий сквозные (или несквозные) круглые или прямоугольные (щелевидные) отверстия. Содержание технологических пустот в этом случае находится на уровне 18-45%, что существенно снижает вес и теплопроводность кирпича (по сравнению с полнотелым). Объемная плотность эффективного кирпича не превышает 1400 кг/куб. м. Уникальный сверхэффективный поризованный кирпич с плотностью ниже 950 кг/куб. м производит ЗАО "Победа KNAUF" (Санкт-Петербург). Этот кирпич обладает наименьшей теплопроводностью среди материалов рассматриваемой категории.
Пустотелый кирпич применяется для устройства наружных стен с повышенной теплоизолирующей способностью, а также для возведения внутренних стен и перегородок. Не рекомендуется использовать кирпич этого типа для кладки фундаментов, цоколей и стен сырых помещений. Эффективный кирпич выпускается одинарным (толщина 65 мм), полуторным (толщина 88 мм) и двойным (толщина 138 мм), а также в виде крупноформатных керамических блоков. Полуторный кирпич по высоте больше одинарного в 1,35 раза. При этом кладка в 5 рядов полуторного кирпича соответствует 7 рядам одинарного.
Керамические блоки очень выгодны. Так, например, в Германии на их долю приходится более 30%. Следует, однако, отметить, что применение высокопустотного кирпича, особенно кирпича с шириной пустот 16-20 мм, приводит к повышенному расходу кладочного раствора (до 0,45 куб. м на 1 кв. м стены против 0,25 куб. м на 1 кв. м стены для полнотелого кирпича). При этом кладочный раствор заполняет пустоты кирпича, что снижает эффективность кирпича по теплотехническим показателям. Т. е. производство высокопустотного кирпича (с шириной пустот свыше 12 мм) выгодно только для его производителей, а для строителей это приносит дополнительные затраты с ухудшением теплозащитных свойств возводимых зданий и со-оружений. Так, в ГОСТе 530-71 "Кирпич глиняный обыкновенный" и ГОСТе 530-80 "Кирпич и камни керамические" указывалось, что размер цилиндрических сквозных пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот - не более 12 мм.
Эти ограничения были в свое время экспериментально и теоретически обоснованы как в НИИСФе, так и во ВНИИСТРОМе.
Именно при таких размерах сквозных пустот происходило минимальное проникновение в пустоты цементно-песчаного раствора при укладке кирпичей в стены зданий и сооружений.
В 90-е гг. после ввода в эксплуатацию кирпичных заводов на импортном оборудовании выяснилось, что при соблюдении требований ГОСТа к размерам сквозных пустот заводы не смогут выпускать качественный кирпич в объемах, заявленных поставщиками технологического оборудования. Ну и как не трудно уже догадаться, выход из этого положения был принят весьма простой с точки зрения чиновников и совершенно непонятный ученым и специалистам строительной теплотехники и непосредственно строителям.
Уже в ГОСТе 530-95 "Кирпич и камни керамические" в п. 3.3.2 указано, что ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот - не более 20 мм. А в настоящее время ряд заводов выпускают кирпич по своим ТУ, в которых размер стороны квадратных пустот допускается до 22 мм. Основным критерием таких действий считается снижение себестоимости керамического кирпича и повышения его теплотехнических свойств. При этом не сделано ничего, чтобы предотвратить попадание избыточного количества строительного раствора в пустоты кирпича.
Установлено, что теплозащитные качеств кирпичных стен зависят не только от теплотехнических свойств кирпича, но и кладочного раствора. Следует отметить, если в сухом состоянии теплопроводность кирпича и раствора почти одинакова, то при эксплуатационной влажности в стене ее величина у этих материалов отличается приблизительно на 50%. Такое различие объясняется большей предрасположенностью цементно-песчаного раствора к сорбционному и сверхсорбционному увлажнению в кладке стены. Наблюдаемое в результате контакта с влажным раствором дополнительное увлажнение кирпича только на 1% приводит к снижению теплозащитных качеств стены на 25-30%. При этом установлено, чем больше пористость черепка, тем меньше влаги кирпич поглощает из воздуха и из раствора.
Итак, влажностное состояние керамического материала в стене в основном формирует не его сорбционные свойства, а высокое влажностное состояние цементно-песчаного раствора.
Для снижения эксплуатационной влажности керамики необходимо стремиться к снижению расхода цементно-песчаного раствора в кладке. Кроме чрезмерного перерасхода раствора, стена, возведенная из такого кирпича, по теплотехническим и комфортно-климатическим условиям сродни стене из плотного бетона.
В результате благие намерения привели к сильной дискредитации прекрасного строительного материала - кирпича керамического.
К числу основных технических характеристик кирпича относятся прочность и морозостойкость. Прочность обычно лежит в диапазоне от М 75 до М 250. Число обозначает предел прочности на сжатие в кг.с/кв. см. Для строительства малоэтажных зданий обычно используется кирпич невысоких марок (М 100 - М 150). Следует отметить, что кирпич М 200 дороже аналогичного М 100 на 20-30%. Изделия марки М 250 не часто встречаются на российском рынке. Одним из важнейших особенностей кирпича является морозостойкость (способность выдерживать определенное количество циклов замораживания-оттаивания). Именно этим параметром определяется долговечность сооружения. Как правило, морозостойкость кирпича - не менее 25-50 циклов, реже - 75. Чтобы оценить, сколько примерно лет простоит здание, количество циклов следует умножить на поправочный коэффициент, который (в зависимости от климатических условий) равен 2,5-3. Немаловажное значение имеет также такая характеристика кирпича, как водопоглощение, которое должно быть не ниже 6% и как правило не выше 14%.
Приобретая партию кирпича, необходимо требовать сертификат, в котором должны быть указаны все технические характеристики. К сожалению, наличие сертификата, также как и покупка кирпича известного производителя, еще не является гарантией качества. Это связано с тем, что на многих крупных заводах наряду с технологическими линиями, оборудованными самым совершенным дорогостоящим оборудованием, продолжают функционировать устаревшие цеха, выпускающие кирпич под той же торговой маркой, но параметры которого не отвечают современным требованиям.
Наряду с техническим должен быть и экологический сертификат. Вообще, по сравнению с другими строительными материалами и в частности с бетоном, керамический кирпич наиболее экологичен. Кроме глины, он содержит минимальное количество добавок как правило не химического происхождения. Практически единственным контролируемым параметром экологического характера является удельная эффективная активность естественных радионуклидов, которая в соответствии с ГОСТом 530-95 не должна быть более 370 Бк/кг. Величина этого параметра зависит от географического положения месторождения глины, из которой изготовлена конкретная партия кирпича. В любом случае рекомендуется проверить приобретаемую партию с помощью обычного бытового дозиметра.
Продолжение в следующем номере
| Автор: В. А. Кондратенко, В. Н. Пешков, Д. В. Следнев Дата: 28.04.2004 Журнал Стройпрофиль 3-04 Рубрика: стройплощадка Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |