Кирпичи относятся к строительным материалам, имеющим повышенную прочность, стойкость к смене климатических условий и перепадам температуры. Важным техническим показателем искусственного камня является его плотность, которая влияет на теплопроводность, износостойкость и весовую категорию.
Плотность кирпича в качестве физической величины отражает соотношение массы состава к габаритам блока с пустотами. Единица измерения — килограмм на кубический метр (кг/м3). Параметр считается основным при подборе марки строительного сырья.
Плотность керамического кирпича
Керамические кирпичные блоки производятся из глины, которая проходит обработку при высоких температурных режимах. Показатели плотности различаются в зависимости от разновидности изделия — пустотелой либо полнотелой.
Государственные стандарты предписывают допустимый показатель плотности состава для керамического блока полнотелого от 1600 до 2000 кг/м3. Параметры для кирпичей керамических пустотелых варьируются в пределах от 1100 до 1400 кг/м3 и обусловлены большим числом пор в составе.
Блоки керамические подходят для возведения устойчивых конструкций — вспомогательных либо несущих. Полнотелые кирпичи за счет отсутствия большого числа пустот имеют повышенную прочность и массу. Подходят для конструкций, подверженных постоянным нагрузкам.
Керамические кирпичи пустотелые применяют при возведении жилых зданий. Для многоквартирных домов важна невысокая плотность, позволяющая сохранять тепло в помещениях. При определении теплосберегающих качеств материала необходимо обращать внимание на наличие специальных щелей. При возведении крупных объектов рекомендована проверка каждой партии кирпичей на подтверждение госстандартов.
Плотность кирпича одинарного
Кирпич одинарный имеет плотность 1600 кг/м3. Этот вид кирпича в свою очередь делится на высокопрочный, рядовой и облицовочный исходя их своих характеристик, так же его нужно знать где использовать, как и в плотности стекла(в зависимости от плотности разное применение). Высокопрочный используется в кладке несущих стен, рядовой для внутренних работ, возведения перегородок и стен, облицовочный для наружной облицовки зданий.
Рекомендуем: Сколько в кубе кирпича: формулы и таблица расчета
Рассмотрев все современные виды кирпича можно подвести следующие итоги: при выборе данного строительного материала необходимо руководствоваться в первую очередь пониманием, для какого вида работ подбирается кирпич, чтобы корректно выбрать его главную характеристику – плотность кирпича, а также его вид, что будет гарантией долговечности и прочности конструкции.
Плотность силикатного кирпича
По требованиям ГОСТа 379-79, силикатные блоки имеют марки прочности М125-150. Материал производят из извести, масса которой может достигать 90%. Объем песчаной смеси составляет около 10%. Показатель плотности состава для силикатных полнотелых материалов варьируется в пределах от 1800 до 1950 кг/м3. Для пустотелых блоков из силикатного песка норматив плотности должен быть не менее 1100 кг/м3 и не более 1600 кг/м3.
На характеристики долговечности влияют размеры зерен силикатного щебня, сила сжатия и способ производства. Давление, которое нагнетается на материал во время технологического процесса, варьируется в пределах от 8 до 20 атмосфер. Поэтому расхождение в плотности материала может составлять до 30%.
Относительно невысокая плотность пустотелого силикатного кирпича обусловлена пустотностью материала, которая достигает 33%. За счет этого масса кирпича уменьшается до 2,5 кг, снижаются и показатели теплопроводности возводимых строений.
Характеристики материала оптимальны для возведения перегородок между комнатами в квартирах. Не рекомендован состав в связи с низкой плотностью для строительства несущих стеновых панелей, печей, т.к. возможно деформирование блоков и создание аварийной ситуации.
При планировании строительных работ необходимо учитывать, что силикатное сырье быстро впитывает влагу. Поэтому такие стройматериалы не рекомендованы для возведения зданий в местности с продолжительный осадками, а также на территориях с высоким уровнем грунтовых вод.
Плотность и удельная теплоемкость кирпича
Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.
Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и теплопроводность кирпича у каждого вида может существенно отличаться.
Керамический кирпич изготавливается из глины с различными добавками и подвергается обжигу. Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град). Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м3. Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м3. Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.
Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м3. Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град).
Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:
Таблица плотности и удельной теплоемкости кирпича
| Вид кирпича | Температура, °С | Плотность, кг/м3 | Теплоемкость, Дж/(кг·град) |
| Трепельный | -20…20 | 700…1300 | 712 |
| Силикатный | -20…20 | 1000…2200 | 754…837 |
| Саманный | -20…20 | — | 753 |
| Красный | 0…100 | 1600…2070 | 840…879 |
| Желтый | -20…20 | 1817 | 728 |
| Строительный | 20 | 800…1500 | 800 |
| Облицовочный | 20 | 1800 | 880 |
| Динасовый | 100 | 1500…1900 | 842 |
| Динасовый | 1000 | 1500…1900 | 1100 |
| Динасовый | 1500 | 1500…1900 | 1243 |
| Карборундовый | 20 | 1000…1300 | 700 |
| Карборундовый | 100 | 1000…1300 | 841 |
| Карборундовый | 1000 | 1000…1300 | 779 |
| Магнезитовый | 100 | 2700 | 930 |
| Магнезитовый | 1000 | 2700 | 1160 |
| Магнезитовый | 1500 | 2700 | 1239 |
| Хромитовый | 100 | 3050 | 712 |
| Хромитовый | 1000 | 3050 | 921 |
| Шамотный | 100 | 1850 | 833 |
| Шамотный | 1000 | 1850 | 1084 |
| Шамотный | 1500 | 1850 | 1251 |
Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич. Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича составляет 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м3.
Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м3.
Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.
Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.
Источники:
- Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.
Плотность полнотелого кирпича
Характеристики плотности у полнотелого кирпича высокие. Блоки имеют показатели от 1600 до 1900 кг/см3. На качества влияет небольшая пустотность — не выше 8%, сниженная теплопроводность, которая составляет 0,7 Вт/м°С. Материал износостойкий, долговечный, но плохо сохраняет тепло и отличается большим весом. Поэтому стеновые панели из полнотелых блоков часто дополнительно утепляют.
Наибольшую плотность имеют красные полнотелые кирпичи. Показатель достигает 2100 кг/см3. Сырье оптимально для возведения несущих стеновых панелей, цокольных частей зданий, опорных фундаментов и других конструкций с высокой нагрузкой.
На показатели уплотненности кирпича полнотелого влияют особенности сортов глины, способы и температурные режимы обжига. На полнотелых блоках не выполняют полное глазурование, т.к. высокая плотность снизит паровую проницаемость. При чрезмерном воздействии высоких температур материал сильно сжимается и с трудом поддается обработке. Поэтому специалисты рекомендуют корректировать метод остывания блоков после печи. Кирпичи необходимо поэтапно обрабатывать перегретым паром, затем оставлять на открытом воздухе.
Вычокий уровень прочности при сжатии и невосприимчивость к перепадам температурных режимов, высокий показатель поглощения влаги придают полнотелым изделиям износостойкость и морозостойкость. Характеристики позволяют применять кирпичи для возведения стеновых панелей внутри и снаружи здания, колоннад, опорных конструкций, несущих фундаментов, цокольных этажей.
Плотность пустотелого кирпича
Плотность пустотелых кирпичей снижена из-за наличия пустот, процент которых варьируется от 13 до 50% от внутреннего объема. Поризация обеспечивает небольшой вес изделий, высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики.
Типовые показатели уплотненности красного пустотелого блока варьируется в пределах от 1100 до 1450 кг/м3. Стройматериал подходит для возведения перегородок между комнатами, облегченных панелей, а также для заполнения каркасных конструкций домов. Уплотненность состава можно уменьшить до показателя в 1000 кг/см3, при этом увеличится морозостойкость.
Глиняный кирпич
Традиционный кирпич красного цвета производят путём обжигания подготовленной глиняной смеси в промышленных печах. Плотность зависит от разновидности:
- Полнотелый глиняный кирпич представляет собой брусок обожжённой глины правильной прямоугольной формы. Такой материал очень долговечен и хорошо проводит тепло, плотность составляет 2000 кг/м3. Надёжный полнотелый кирпич весьма дорог в производстве, поэтому используется только для строительства несущих конструкций.
- Пустотелый кирпич представляет собой бруски с отверстиями внутри, которые уменьшают вес и стоимость, при этом падает и его прочность. Средняя плотность керамических кирпичей с пустотами не превышает 1400 кг/м3. Таким образом, материал подходит для создания перегородок, облегчённых стен и заполнения каркаса зданий. Достоинствами пустотелого кирпича являются его лёгкость, а также высокий уровень тепло- и звукоизоляции.
Плюсы и минусы силикатного кирпича
Плотность облицовочного кирпича
Облицовочные (лицевые) блоки имеют ровную форму, глянцевую поверхность, обладают средней прочностью и надежной теплоизоляцией. Характеристики плотности фасадных материалов варьируются в пределах от 1300 до 1450 кг/см3. Износостойкость состава обусловлена невысокой пористостью — от 6 до 14%. Кирпичи изготавливают с щелями и применяют для декорирования наружных стен зданий, оформления ограждающих конструкций, парковых декоративных форм и т.д.
Производят и добавочный подвид строительного материала — теплый. Состав отличается большим числом пор, по сравнению со стандартными облицовочными изделиями. Плотность варьируется в пределах от 1100 до 1150 кг/м3.
Облицовочные блоки с глазурированием имеют слой стекловидной массы, непроницаемый для влаги. Повторный обжиг, который положен по технологии изготовления после нанесения глазури, не сказывается на прочности изделий. Характеристики уплотненности у подвида типовые — от 1300 до 1450 кг/м3. Но стоимость состава выше стандартного за счет высоких декоративных качеств.
Виды и характеристики
Традиционно в основе классификации строительных блоков лежат их размеры и форма, плотность керамического кирпича и даже тип поверхности. Рассмотрим основные параметры, по которым чаще всего выполняется их разделение.
1. Плотность (пустотность).
Характеристики во многом обусловлены внутренней структурой. О них вполне можно судить, зная только плотность блоков:
- Самый низкий показатель пустотности (5 %) у сверхпрочного клинкера, который выпускается под марками от М400 до М1000. Минимальное количество пор обеспечивает ему и повышенную морозостойкость – от 50 до 100 циклов.
- Плотность полнотелого кирпича колеблется в пределах 1600-1900 кг/м3. При пористости на уровне 8 % удается получить камни вплоть до марки М300 с вполне приличными значениями морозостойкости F15-50.
- Облицовочные материалы гораздо легче и могут иметь достаточно большой разброс показателей пористости от 6 до 14%. Из-за этого несколько страдают прочностные характеристики, которые не превышают М250.
- Плотность пустотелого изделия. Сама структура блоков может не отличаться от рядовки или даже приближаться к прочному клинкеру (6-8 %), так что марка остается неизменной. Но из-за наличия технологических отверстий в теле уменьшается вес и улучшаются теплоизоляционные способности.
Всего выделено 6 классов строительных блоков с показателями плотности от 0,8 до 2,4 т/м3. Такое разделение значительно упрощает расчеты при проектировании объектов, когда дело касается нагрузок и теплозащиты стен.
Прочие технические характеристики являются примерно одинаковыми для всех видов красного кирпича:
- Водопоглощение – в норме 8 %, но этот показатель может изменяться в пределах 6-14 %.
- Воздухопроницаемость – 0,14-0,17 мг/м·ч·Па.
- Усадка блоков в кладке – от 0,03 до 0,1 мм/м высоты. Эти цифры считаются небольшими, именно поэтому кирпичные строения меньше других подвержены растрескиванию.
2. Теплоизолирующие свойства.
Если с этим пунктом возникают проблемы, принимается решение об использовании в строительстве пустотных блоков. От обычных их отличает наличие сквозных или глухих щелей, отверстий круглого либо прямоугольного сечения. За счет уменьшения количества сырья цена их оказывается ниже, чем на полнотелые керамические кирпичи, а изоляционные характеристики камней выше, на прочности это практически не отражается.
Теплопроводность блоков также позволяет классифицировать их по эффективности, разделив на 5 видов. Лучшие показатели – у самых легких изделий с удельным весом 0,7-1 т/м3.
Для такой классификации за основу берется одинарный полнотелый ГОСТовский кирпич. У него удачное соотношение сторон с идеальной кратностью, позволяющее без проблем укладывать стандартные камни в любом порядке. Учитывается даже сантиметровый допуск на шов. Формат 1НФ считается эталоном (250х120х65 мм).
Все прочие виды идут уже с изменением одного из линейных параметров:
- 0,7НФ – «евро» с шириной 85 мм.
- 1,4НФ – полуторный (утолщенный до 88 мм).
- 2,1 НФ – двойной имеет размеры 250х120х140 мм.
- 1,3 НФ – модульный. Здесь стандартной осталась только толщина, а постель увеличилась до 288х138 мм.
Согласно ГОСТ 530-2012 линейные размеры кирпича могут иметь незначительное отклонение от стандартных в пределах 3-4 мм.
