Кирпич и его свойства и противопоказания
На протяжении многих веков кирпич является одним из основных строительных материалов во всем мире. Со времен первых прототипов обожженной глины и до современных высокотехнологичных строительных материалов кирпич претерпел немало изменений, благодаря которым современное строительство загородных домов и городских многоэтажек, промышленных, коммерческих и многих других зданий демонстрирует высокое качество и надежность готовых построек из кирпича. Производство кирпича в наши дни ведется огромными темпами и объемами – спрос на этот материал всегда высок, и строительство домов из кирпича востребовано повсеместно и в любое время года.
Виды кирпича
Российский и международный рынок кирпича предлагает огромный ассортимент материалов. При этом основных видов кирпича всего 4: керамический, силикатный, огнеупорный и облицовочный. Остановимся подробнее на рассмотрении каждого из них.
Керамический кирпич
Классический красный кирпич, изготовленный из обожженной глины высокой прочности. Это самый универсальный и ходовой вид кирпича на российском рынке – он отлично подходит для закладки фундамента и строительства подвала, возведения несущих стен и создания малых архитектурных форм, а также для решения целого ряда других строительных задач. Все постройки из качественного керамического кирпича отличаются надежностью и долговечностью, поэтому загородное строительство России активно использует этот материал для возведения добротных коттеджей на века.
Красный кирпич изготавливается по технологии обжига пластичной увлажненной глиняной массы или по методу прессования более сухой глиняной массы. Современные предприятия выпускаю керамический кирпич не только традиционных красного и оранжевого цветов, но и практически любых других оттенков. По конструкции классический кирпич может быть полнотелым (строительный), пустотелым (экономичный) и облицовочным. По фактуре он бывает гладким и рельефным. Также кирпич классифицируется по многим другим техническим характеристикам, о которых поговорим позже.
Силикатный кирпич
Силикатный кирпич отличается о керамического не только белым цветом брусков, но и составом, технологией производства и назначением. Белый кирпич изготавливается из извести и песка по технологии автоклавного синтеза. Для придания материалу дополнительных эксплуатационных свойств и цветного оттенка в состав силикатного кирпича иногда включают функциональные добавки и красящие пигменты. В отличие от красного кирпича, белый имеет низкие показатели водостойкости, но зато обеспечивает более эффективную звукоизоляцию. Поэтому такой материал не может применяться в строительстве фундаментов, труб, печей и других объектов с высокими требованиями прочности и долговечности. Зато он отлично подходит для возведения ненесущих стен и межкомнатных перегородок.
Как и керамический, силикатный кирпич выпускается в полнотелой и пустотелой модификации. Он также может быть гладким или пористым, иметь натуральный или искусственно тонированный цвет, классический или нестандартный размер и т.д.
Огнеупорный кирпич
Несмотря на все свои технические преимущества, обычный керамический кирпич не приспособлен для длительного контакта с высокими температурами. Поэтому в строительстве каминов и кладке печей используется специальный огнеупорный кирпич, способный выдерживать температуры до 1800°С без деформаций и потери прочности. Строительство промышленных помещений в металлургии, стеклоделии и ряде других производств, работающих с высокими температурами, активно использует огнеупорный кирпич для возведения оснований и стен для печей, сводов помещений и других строительный конструкций, подверженных частому и сильному нагреву.
Благодаря высокой теплопроводности и благородному внешнему виду огнеупорный кирпич также пользуется спросом в гражданском строительстве и отделке – его используют для кладки печей и облицовки каминов в коттеджах. Огнеупорный кирпич изготавливается из обожженной огнеупорной глины (шамот – поэтому кирпич часто называется шамотным) с добавками кокса или графита для повышенной прочности. От состава и технологии производства шамотного кирпича зависят его технические характеристики и эксплуатационные возможности в гражданском и промышленном строительстве.
Огнеупорный кирпич делится на 4 вида:
- Кварцевый – однородный сплошной кирпич из песчаника или кварца с добавлением глины. По свойствам близок натуральным песчаникам: огнеупорен, но не устойчив к щелочам и окислам железа. Используется для изготовления сводов и стен печей, соприкасающихся только с металлом и пламенем.
- Глиноземный – самый распространенный шамот, устойчивый к перепадам температуры и контакту с щелочами, но не приспособленный для нагрева выше 1300° С.
- Известково-магнезиальный кирпич используется в металлургии.
- Углеродистый кирпич довольно редок – изготовленный из прессованного коксового или графитового порошка прочный материал используется в узкоспециализированной промышленности.
Облицовочный кирпич
Облицовочный кирпич – это прочный и надежный отделочный материал с презентабельным внешним видом и длительным сроком эксплуатации в контакте с любыми атмосферными явлениями. Влаго- и морозоустойчивый, облицовочный кирпич защищает стены здания от холода, ветра, осадков и грязи. Поверхность фасадного кирпича инертна к влаге, поэтому во время дождя такая облицовка не только не портится, но и очищается, обретая первоначальную ухоженность без вмешательства человека. Облицовочный кирпич изготавливается из известняка, цемента и пигментного компонента, придающего материалу широкий спектр цветов и оттенков. Изготовленный по технологии прессования цветной кирпич не выцветает даже через много лет службы.
Применяется облицовочный кирпич для отделки новых построек и реставрации фасадов, также из этого материала возводятся стены, заборы, архитектурные и даже интерьерные элементы. Прочный отделочный кирпич даже используется в качестве тротуарной плитки для прокладки цветных аккуратных пешеходных дорожек. Цвет, фактура, размер и другие индивидуальные параметры материала подбираются для любого архитектурного стиля и дизайнерского решения в оформлении фасада и других элементов здания и участка.
Технические характеристики кирпича
При выборе кирпича необходимо уделить пристальное внимание не только его типу, но и совокупности технических характеристик. Основные свойства кирпича, по которым классифицируется этот строительный материал: прочность, морозоустойчивость, плотность, теплопроводность и пористость.
Плотность
Плотность кирпича показывает отношение массы материала к его объему с учетом пор и пустот. То есть этот показатель косвенно отражает пористость и теплопроводность материала и поэтому используется в качестве одной из основных характеристик кирпича.
Пористость
Структура кирпича зависит от степени заполнения порами его объема. От коэффициента пористости строительного материала зависят многие его эксплуатационные характеристики: прочность, морозостойкость, теплопроводность и т.д.
Прочность
Ключевая характеристика кирпича, по которой ему присваивается цифровое обозначение марки, – это прочность. Этот показатель отражает способность материала противостоять определенным нагрузкам в определенных условиях без деформации и разрушения. Прочность кирпича, указанная маркировкой после буквы «М», показывает максимально допустимую нагрузку на 1 кв.см. поверхности материала. Например, кирпичи бывают марок М100, М200, М250, М300 и т.д. Чем больше числовой показатель – тем прочнее кирпич.
Теплопроводность
Теплопроводность кирпича отражается в указанном производителем коэффициенте теплопроводности, который показывает способность материала передавать тепло от одной поверхности к другой при условии изначальной разницы их температур.
Морозостойкость
Показатель морозостойкости стройматериалов очень важен для стран с переменным климатом – он показывает минимально допустимое для материала количество циклов замораживания и оттаивания без повреждения и потери прочности. Этот показатель маркируется буквой F и соответствующим числу циклов цифровым обозначением: F25, F35, F50, F100 и т.д. В России строительство промышленных помещений и жилых домов ведется с использованием кирпича с маркировкой не ниже F35.
Также кирпич на современном строительном рынке может иметь разную форму, размеры, цвет и другие вариативные внешние различия. Многообразие материалов позволяет в точности реализовать пожелания клиентов и воплотить дизайнерские решения проектировщиков на высоком уровне качества и эстетичности.
Экологически чистый, прочный и надежный, долговечный и презентабельный – кирпич широко применяется в строительстве по всему миру. Около 70% всех зданий в Европе строятся из кирпича, и даже несмотря на появление множества дешевых материалов и технологий в малоэтажном строительстве, именно кирпич остается лидером строительного рынка уже на протяжении многих столетий. Возведение коттеджа или строительство бани, устройство опоры для забора или облицовка фасада, благоустройство садовых дорожек или постройка промышленного завода – этот универсальный материал поможет эффективно решить любые строительные задачи.
архитектурные возможности кирпича
Кирпич — это искусственный камень правильной формы, выполненный из минеральным материалов, основным назначением которого является использование в качестве строительного материала, для устройства.
С древних времен из кирпича выкладывали сложные конструкции, Здания, сооружения из кирпича выполняли еще со времен древнего Египта и Рима. Обожжённый кирпич на Руси стал использоваться с конца XV века, о чем свидетельствуют прекрасно сохранившиеся до нашего времени стены храмов прошлых веков, других жилых и не жилых исторически ценных зданий и сооружений, которых великое множество во всем Мире.
Из кирпича создавали и до настоящего времени создают настоящие произведения искусства, со своим характером и уникальностью. Прекрасным примером в наше время являются неповторимые города Европы, культурные столицы большинства государств, которые не перестают удивлять работой архитекторов.
С развитием строительной сферы, технологии и качество кирпича как строительного материала, получило достаточно изменений, свойств высокого качества, надежности и долговечности. Потому спрос на этот материал всегда высок и он всегда востребован.
Существует несколько видов кирпича и классификация по разным критериям, каждый из которых обладает своими свойствами, достоинствами и недостатками, каждый из которых мы рассмотрим в этой рубрике. Но также имеются и общие характеристики, присущие каждому виду кирпича как изделию, приведем их ниже.
Основные свойства и характеристики кирпича:
1.Размер кирпича
2.Марка по показателю прочности
3.Теплопроводность кирпича
4. Морозостойкость кирпича
5. Водопоглощение кирпича
полнотелый кирпич
Размер кирпича
в странах СНГ определяются как:
– стандартный кирпич (одинарный) 250х120х65 мм
– полуторный кирпич 250х120х88 мм
– двойной кирпич 250х120х138 мм
в Европейских странах свой подход к размеру кирпича:
– кирпич евро 250х88х65 мм
– одинарный 288х138х65 мм
Кроме того, в зависимости от проекта и архитектурных решений здания, кирпич выполняют разного размера и формы, цвета.
фасад кирпичного дома
Марка кирпича по показателю прочности:
Прочность кирпича – это его способность, без разрушения, выдержать механическую нагрузку на сжатие, растяжение и изгиб. Это одна из основных характеристик, обозначается буквой М и следующей за ней цифрой: М50, М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300, которая определяет сколько килограммов на 1 см² может выдержать изделие.
Теплопроводность кирпича:
Коэффициент теплопроводности кирпича – это соотношение количества тепловой энергии, теряемого за 1 метр толщины конструкции при разнице температур в 1 градус между наружной и внутренней поверхностью.
Чем ниже коэффициент, тем выше теплопроводность, в условиях низких температур для строительства жилых сооружений, более подходит кирпич с низкой теплопроводностью, если одной из задач является сохранение тепла в помещении.
– Полнотелый кирпич – имеет теплопроводность 0,5-0,6 Вт/м °С. И характеризуется довольно высокой теплопроводностью.
– Пустотелый кирпич – имеет коэффициент теплопроводности 0,32-0,39 Вт/м °С., поскольку воздух в пустотах имеет более низкую теплопроводность и есть возможность строить стены более тонкими в сравнении с использованием полнотелого кирпича.
фасад из красного кирпича
Морозостойкость кирпича:
— это параметр изделия, который определяет выдержку материала на чередующееся заморозку и оттаивание, до появления существенных изменений в структуре материала. Обозначается буквой F и следующим за ней числом, которое показывает количество циклов заморозки и оттаивания данного вида кирпича. Например – F15, F25, F35, F50. Чем больше число, следующее за буквой F, тем более устойчив кирпич к перепадам температур. Рекомендуемая марка по морозостойкости не ниже F35. Данный показатель определяется при создании экстремальных условий для изделия, которые возникают крайне редко или совсем не происходят с кирпичом.
Для определения морозостойкости, кирпич полностью насыщают водой. При замораживании, при температуре минус 15—20°С часть воды замерзает в порах с образованием льда. В структуре кирпича возникает внутреннее давление, связанное с переходом воды из жидкого в твердое состояние с увеличением объема примерно на 9%, что и приводит при многократном повторении к расшатыванию структуры с последующим ее разрушением.
Чем менее пористей структура кирпича тем тон более морозостойкий, соответственно самый морозостойкий кирпич это полнотелый, выдерживает больше количество циклов.
Водопоглощение кирпича:
Водопоглощение кирпича – величина, которая в процентах показывает какое количество влаги данный вид кирпича способен впитать и удержать. Водопоглощение определяется следующим образом: кирпич выдерживают в печи при температуре 105-110 °С определённое время, остужают и производят его взвешивание. Затем, его помещают в воду на определённый промежуток времени и вновь подвергают взвешиванию. Разница между этими двумя взвешиваниями в процентном соотношении и есть водопоглощение кирпича.
Имеется взаимозависимость таких показателей как морозостойкость и водопоглощение. Чем выше водопоглощение , тем ниже морозостойкость, поскольку больше воды замерзает в структуре кирпича и соответственно сильнее давление оказывается на изделие изнутри.
Кирпич с водопоглощением выше 9% имеет низкую морозостойкость. Рекомендованным считается водопоглощение 6-12%.
Кирпич – прекрасный и долговечный строительный материал, реально проверенный временем, хорошо подходящий как для частной жилой застройки, таки для возведения многоэтажных зданий.
Область применения кирпича при реализации строительного проекта определяется исходя из его характеристик. От основных показателей кирпичного изделия зависит долговечность и пригодность здания в целом, поэтому их следует обязательно учесть при выборе марки кирпича для реализации тех или иных проектных идей или возведении тела здания в целом.
Кирпич – строительный материал, полученный путем смешивания различных компонентов с последующим обжигом или без него (кирпич-сырец). Благодаря свойствам, близким к параметрам природного камня – твердость, прочность, долговечность – и правильной форме материал используется во всех видах строительства.
Разновидности кирпича
Строительный материал классифицируется по нескольким признакам, в том числе по:
- используемому материалу. Различают саманный (глина с наполнителями), глиняный или керамический, силикатный (на основе песка и извести), гиперпрессованый (база – каменная крошка и портланд цемент) и биокирпич (новая разработка, «выращенный» на основе песка, хлорида кальция, карбамида и бактерий вариант, не требующий обжига);
- размерам – нормальный, увеличенный или уменьшенный (соответственно стандарты РФ для керамического ГОСТ 530—2012 и силикатного ГОСТ 379—2015 нормального размера, ГОСТ 530—2012 для керамического увеличенного). Размеры кирпича уменьшенных габаритов определяются как дробное число обычного – ¾, ½, 1/4;
- массе (ГОСТ 530—2012 для керамических изделий) – полнотелый и пустотелый разных классов плотности. В зависимости от класса и количества пустот вес единицы колеблется в пределах 2,34…7,38 кг;
- способу использования – рядовой (строительный) и облицовочный (фасадный). Первый применяется для возведения стен, внутренних и наружных. В зависимости от числа рядов кладки может обеспечивать несущую способность стены или выполнять роль перегородки. Имеет дефекты поверхности, требует облицовки и/или утепления. Второй тип – обычный или декоративный, с минимальными отклонениями и дефектами, применяется для наружной отделки зданий, реже в помещениях;
- форме – прямоугольный или фасонный. Первый применяется во всех видах работ, второй – при кладке сложных элементов (арки, своды, углы и прочее);
- области применения с заданными параметрами (шамотный, клинкерный). Основная задача этих разновидностей – выдерживать сильные перепады температур и значительные механические нагрузки;
- способу производства и формования. Пластическое формование производится путем выдавливания на специальных прессах, полусухое – прессованием в формах;
- цвету. Выделяют кирпич натурального (красного или бело-серого) оттенка и окрашенный специальными пигментами. Второй вариант применяют в основном как облицовочный, для увеличения декоративности фасадов.
Помимо этих базовых характеристик, материал различается качеством. Это зависит как от условий производства (соблюдение технологии, выбор сырья), так и условий хранения и транспортировки.
Различия в производстве разных видов кирпича
Разнообразие видов материала зависит от используемого сырья и деталей производственного процесса.
Условная классификация кирпича на красный и белый связана с базовым составом. Для красного применяется глина высокого качества. В ней должно быть минимальное количество сульфатов и мергеля (осадочная горная порода, малоустойчивая к атмосферным явлениям). Особенно жесткие требования предъявляются к глине для шамотного (печного) красного кирпича. Для силикатного варианта используется песок и известь (90% песка и 10% на известь и влагу). Название «силикатный» материал получил по термину «силикат», описывающему смесь песка и извести.
Технология производства для всех видов кирпичных изделий делится на горячую (с обжигом или пропариванием в автоклаве) и «холодную» – без применения термической обработки. В современно строительстве используется обожженый вариант. Кирпич-сырец и биокирпич, «выращиваемый» без высоких температур, применяются крайне редко. Для кирпича-сырца характерна недостаточная стойкость к атмосферной и грунтовой влаге, биокирпич не вышел из стадии проверки и не получил широкого распространения.
Отдельной группой выделяются гиперпрессованные кирпичи. Строго говоря, этот материал следует называть искусственным камнем, поскольку с кирпичными изделиями его роднит только правильная форма и высокие пользовательские характеристики. Он не подвергается обжигу или пропариванию в автоклаве, не имеет в составе глины или песка. Основу искусственного гиперпрессованного камня составляет каменная крошка (отходы производства изделий из известняка, ракушечника, мрамора, песчаника и прочих осадочных пород), в качестве связующего вещества используется цемент. Применение гиперпрессованный кирпич находит в основном в облицовочных породах.
Форма кирпичных изделий и базовые размеры
Большинство вариантов имеет форму параллелепипеда. Чем строже выдержана параллельность противоположных граней, прямоугольность и точность размеров, тем выше качество кирпича.
 | Для стандартного керамического кирпича приняты наименования сторон:
|
Европейские производители предлагают размеры кирпича, представленные на иллюстрации.
Отечественные заводы выпускают материалы с немного отличающимися типоразмерами.
Дополнительные сведения о нестандартном (в том числе ручной работы) кирпиче представлены в таблице.
Вид и размеры строительного кирпича выбираются в зависимости от требуемых прочностных и других эксплуатационных характеристик, температурного режима, необходимой толщины и формы стены.
Варианты применения и характеристики красного кирпича
Для красного (керамического) обожженного кирпича характерны такие параметры.
При этом для простоты расчета потребного количества материалов ниже приведены данные о среднем объеме кладки в зависимости от параметров изделия.
Примерный вес одного изделия в зависимости от размеров, пустотности и назначения приведен ниже.
Пустотелый или полнотелый кирпич применяют для кладки одно- или многорядных стен, заборов, перегородок разного рода. При этом пустотелые модели применяются в тех случаях, когда при сравнительно небольшой нагрузке на стену выдвигаются повышенные требования к тепло- и звукоизоляции. Пример – облицовка ранее возведенного здания с целью снижения теплопроницаемости. Полнотелый кирпич используют для ответственных несущих стен.
Варианты применения и характеристики силикатного кирпича
Использование кирпича на основе песка и извести (силикатного) имеет свои нюансы. В частности, следует учитывать немного отличающиеся от глиняного аналога технические характеристики.
Дополнительно различия по размеру силикатных кирпичных изделий учитываются стандартными названиями (ИК – искусственный камень).
Эксплуатационные показатели приводятся обычно для пустотелых изделий, поскольку они применяются в строительстве чаще, чем полнотелые.
Использование силикатного кирпича в строительных работах аналогично керамическому – несущие и не несущие стены, заборы, внешняя облицовка и устройство наземных конструкций.
Сравнение показателей силикатного и керамического кирпича
Выбрать, какой кирпич лучше для конкретных условий применения, можно на основании сравнения технических характеристик материалов.
Из приведенных данных понятно, что керамический вариант обладает меньшей теплопроводностью (лучше сохраняет тепло) и выдерживает большее количество циклов замораживания и размораживания. Также он имеет несколько меньший вес. Минусом керамического материала имеет более высокая стоимость из-за более сложной технологии производства. Таким образом, рационально применять именно керамический кирпич для внешней облицовки зданий с целью сохранения тепла, если ограничительным условием не является экономия средств.
Клинкерный кирпич: особенности и применение
Выясняя, какие бывают кирпичи, стоит вспомнить также о клинкерной разновидности. От обычного он отличается гораздо большей плотностью, морозостойкостью, меньшим водопоглощением. Однако именно за счет более высокой плотности и отсутствию пустот теплопроводность сильно повышена по сравнению с керамическими и силикатными пустотелыми аналогами. Применение клинкерного кирпича рационально в случае необходимости повышенной защиты стен от кислотосодержащих осадков, действия сильных перепадов температур.
При облицовке фасадов клинкерными кирпичными изделиями необходимо предварительно устраивать теплоизоляцию постройки. Уровень необходимых мер по прекращению утечки тепла снижается, если для облицовки применяют пустотелый клинкер с пустотностью 35…40%.
Отдельно выделяется тротуарный тип материала. Для него технические характеристики еще более высоки, в том числе износостойкость, малая восприимчивость к истиранию, ударным и постоянным нагрузкам. Помимо мощения дорог, этот вид материала используют для отделки входных групп и открытых площадок с повышенной посещаемостью (летние кафе, набережные, площади и прочее). Отдельные элементы мощения укладываются на подготовленное основание. Благодаря широкой натуральной гамме производимой продукции и сравнительной легкости резки клинкер может быть уложен в виде разнообразных рисунков.
Кирпичная кладка
Способ возведения конструкций и толщина кладки выбираются с учетом различия кирпича. При этом допустимы разные варианты расположения отдельных изделий в стене.
Названия типов кладки связаны с тем, какой стороной (ложок, тычок) обращен к лицевой части стены кирпич или местом изобретения вида рисунка. При этом учитывается также смещение элементов в соседних рядах – на половину или четверть длины кирпича, с хаотической сдвижкой, с взаимно перпендикулярным размещением.
Какая толщина кирпича будет оптимальной для определенного типа сооружения, определяется из условий нагрузки стены и ее требуемой теплопроводности. Пример теплового расчета наружной несущей стены приведен в статье, нужные параметры теплопроводности для определенного вида изделий даны в таблицах.
Толщина стены при этом учитывается как кратная половине длины или длине одного элемента с поправкой на толщину слоя раствора между слоями. Обычно он составляет 10 мм.
Для удобства работы и долговечности кирпичных стен важно учитывать выверенные пропорции цементного раствора.
При расчете его необходимого количества во внимание принимаются виды швов в кирпичной кладке.
На один кубометр кирпичной кладки используют 0,25…0,3 кубометра цементно-песчаной смеси. Количество различается в зависимости от погодных условий, уровня влажности и других параметров.
Заключение
Какой размер кирпича и какой тип материала выбрать для выполнения задачи – зависит в первую очередь от поставленных целей. Большие или меньшие габариты кирпичей, большая или меньшая пустотность, тип исходного сырья, плотность и цвет – все эти параметры обязательно учитываются для достижения желаемого результата: прочной, долговечной и стойкой к внешним воздействиям стены или облицовки.