Технічні характеристики керамічної цегли

Цегли з випаленої глини використовуються в будівництві з давніх часів, а споруди з цього матеріалу відрізняються завидною міцністю і довговічністю. Керамічна цегла, технічні характеристики якого знаходяться на високому рівні, проводиться з деяких видів глини. Експлуатаційні властивості його визначаються якістю сировини і точним дотриманням технології виробництва.

Склад, виробництво та різновиди керамічної цегли

Виготовлення даного виду будівельного матеріалу являє собою складний процес, що складається з декількох етапів. В даний час застосовуються дві технології виробництва керамічної цегли.

1. Пластичний метод припускає формування блоку з глиняної маси з вмістом води близько 17-30 %. Для реалізації цього процесу використовується стрічковий прес, цеглу потім сушиться в спеціально обладнаній камері або під навісом. На останньому етапі проводиться його випалення в печі або в тунелях, охолоджені вироби поміщаються на склад.

2. Технологія напівсухого пресування. Вихідна маса при цьому має вологість в межах 8 -10 %. Процес формування блоку здійснюється шляхом пресування під високим тиском до 15 МПа.

Виробництво цегли здійснюється в суворій відповідності з національними стандартами ГОСТ 7484-78 і ГОСТ 530-95. У процесі підготовки маси використовуються глінообрабативающіе машини вальці, бігуни і глиномялки. Формування цегли на сучасних підприємствах відбувається на високопродуктивних стрічкових пресах. Однорідна структура блоків і відсутність порожнин досягається за рахунок використання вибростендов.

Сушіння сирого цегли здійснюється камерним чи тунельним способом. У першому випадку партія виробів завантажується в спеціально обладнане приміщення, де температура і вологість змінюються по заданому алгоритму. У другому варіанті вагонетки з сирцем послідовно проводяться через зони з різними параметрами мікроклімату.

Випал цегли відбувається в спеціальних печах при певних умовах. Температурний режим підбирається в залежності від складу сировини та її максимальні значення варіюються в межах від 950 до 1050 °С. Час випалу підбирається з таким розрахунком, щоб по завершенні процесу масова частина склоподібної фази в структурі цегли сягала 8 – 10 %. Такий показник забезпечує максимальну механічну міцність виробу.

Сировиною для виробництва цегли служить глина дрібної фракції, що видобувається в кар’єрах відкритим способом із застосуванням одноківшевих або роторних екскаваторів. Забезпечити належну якість виробів можливо тільки при використанні матеріалу з однорідним складом мінералів. Заводи для виготовлення цегли будуються поблизу родовищ для зниження транспортних витрат і надійного постачання підприємства мінеральною сировиною.

Основні види цегли керамічної розрізняються за призначенням і поділяються на рядовий (інші назви: або звичайний будівельний) і лицьовий.

Рядова керамічна цегла.

Облицювальна керамічна цегла.

Особовий в залежності від технологічного виконання може бути декількох типів:

• фасадний;
• глазурована;
• фасонний;
• фігурний;
• ангобірованний.

Керамічна цегла, крім того, може бути монолітним або порожнистою, а його поверхні ложкові і точкових робляться гладкими або рифленими. При цьому вироби одного виду часто поєднують кілька ознак, так рядовий блок виготовляється повнотілою або з порожнинами. Кладка печей або камінів здійснюється із спеціального вогнетривкого (шамотної цегли, а для мощення доріжок застосовується його спеціальний вид – клінкерна.

Керамічна цегла та його структура.

Щільність керамічної цегли

Фізико-хімічні властивості і технічні параметри виробу багато в чому залежать від внутрішньої структури. Одним з показників, що наочно характеризують названі якості керамічної цегли, є щільність. Вона безпосередньо залежить від фракційного складу сировини, різновиди і пористості будівельної цегли.

Дані про щільність і деяких інших показниках цегли керамічної наведені в таблиці:

Різновид цегли	Середня щільність	Пористість	Марка міцності	Морозо- стійкість
	кг/м3	%
Рядова повнотіла	1600 – 1900	8	75 -300	15 – 50
Рядова пустотіла	1000 – 1450	6 – 8	75 – 300	15 – 50
Особовий	1300 – 1450	6 – 14	75 – 250	25 – 75
Особовий ангобірованний	1300 – 1450	6 – 14	75 – 250	25 – 75
Клінкерна	1900 – 2100	5	400 – 1000	50 -100
Шамотна	1700 – 1900	8	75 – 250	15 – 50

Щільність керамічної цегли визначає його клас, який позначається числовим кодом у межах від 0,8 до 2,4. Наведений показник вказує вага одного кубічного метра будівельного матеріалу, виражений в тоннах. Всього існує шість класів виробів, введення даного показника істотно спрощує облік і діловодство в будівельній галузі.

Знання такого показника, як щільність необхідно для проведення розрахунково-проектних робіт і визначення граничних навантажень на фундаменти, несучі елементи будівлі. Однорідна структура цегли забезпечує йому, з одного боку, високу механічну міцність, з іншого – низькі теплоізоляційні властивості. У разі застосування для зведення будівлі монолітного цегли слід приймати додаткові заходи з утеплення стін.

Пустотілість

В цілях зниження маси виробу та його теплопровідності в ньому залишаються порожнини різної форми. Порожнистою може бути як приватні, так і облицювальна керамічна цегла. Форма і глибина отворів задається технологією і може бути самою різною: круглої, щілиноподібної або прямокутної. Порожнечі в тілі вироби розташовуються вертикально або горизонтально, у деяких різновидах вони робляться наскрізними в інших закритими з однією з сторін.

Напрямок отворів по відношенню до площини навантаження справляє помітний вплив на показник механічної міцності. Так, цегла з горизонтальними пустотами можна використовувати при кладці несучих стін, можливе його руйнування під дією маси будівельної конструкції. При виготовленні порожнистих блоків заощаджуватися до 13 % сировини, що знижує їх вартість і робить більш доступними.

Поліпшення теплотехнічних характеристик цегли можливо шляхом підвищення його пористості. Для цього в сиру суміш додають певну кількість шихти: дрібно нарізаною соломи, торфу або тирси. Включення в процесі випалу вигорають і в тілі утворюються пори, заповнені сухим повітрям. Ця обставина надає значний вплив на теплопровідність будівельного матеріалу.

Повнотіла керамічна цегла.

Пустотілий керамічна цегла з порожнечами прямокутної форми.

Пустотілий керамічна цегла з порожнечами прямокутної форми.

Пустотіла керамічна цегла з круглими порожнинами по центру.

Теплопровідність керамічної цегли

Фізичні властивості керамічної цегли значною мірою залежать від його внутрішньої структури. Теплоізоляційні можливості вироби характеризуються коефіцієнтом теплопровідності. Його значення показує, яка кількість тепла необхідно для зміни температури повітря на 1°C при товщині стіни в 1 м. Коефіцієнт теплопровідності використовується в процесі проектування будівлі при проведенні розрахунків товщини зовнішніх стін.

Спостерігається пряма залежність між щільністю керамічної цегли та його теплоізоляційними властивостями.

У відповідності з даним показником вироби можуть бути віднесені до однієї з п’яти груп по теплопровідності:

Повнотіла керамічна цегла теплоізоляційні характеристики, якого порівняно невисокі зазвичай використовується для зведення несучих конструкцій. Для стін, складених з такого матеріалу необхідно додаткове утеплення. Застосування пустотілих або щілинних виробів дозволяє в значній мірі зменшити товщину огороджувальних конструкції в малоповерхових будівлях. Наявність сухого повітря в порожнинах істотно знижує втрати теплової енергії крізь стіни.

Вологопоглинання

Наявність пір в керамічній цеглі може сприяти проникненню води і пари в його структуру. Коефіцієнт вологовбирання залежить від багатьох факторів і насамперед від щільності і деяких інших характеристик матеріалу. Для повнотілих виробів величина його коливається в межах від 6 до 14 %, що є досить низьким показником. Це позитивно позначається на міцності і теплоізоляційних характеристиках цегли.

Збереження цегельних будівель і споруд безпосередньо залежить від стійкості опалення. Зниження температури всередині приміщення до рівня вуличної сприяє проникненню вологи у пори і накопичення в них води. Кристалізація її при замерзанні викликає утворення напружень і мікротріщин, які поступово руйнують матеріал будівельних конструкцій. Безпосередньо зі здатністю до вологопоглинання пов’язаний такий показник, як паропроникність.

Паропроникність

У кожному жилому приміщенні вологість повітря підвищується внаслідок життєдіяльності людини. У регулюванні цього параметра беруть участь цегляні стіни, які здатні активно поглинати і віддавати пари в навколишнє середовище. Даний показник для керамічної цегли знаходиться на рівні 0,14 – 0,17 Мг/(м*год*Па) і цього достатньо для створення комфортного мікроклімату в квартирі, будинку або офісі.

Паропроникність матеріалу визначається спеціальним коефіцієнтом. Даний показник характеризує щільність проникаючого потоку через поверхню площею 1 кв. м протягом однієї години.

Для порівняння в таблиці наведено коефіцієнти паропроникності для різних матеріалів:

Морозостійкість

Керамічна цегла широко використовується при зведенні будинків у різних кліматичних зонах нашої країни. Здатність матеріалу протистояти низьких температур називається морозостійкістю. Згідно з національним стандартом кількісне вираження цього показника визначається циклами. По суті, це кількість років, які здатна вистояти правильно зведена стіна.

Морозостійкість цегли вказується у вигляді буквено-числового коду від 50 F до 100 F. Це означає, що при правильному виконанні кладки і постійного опаленні в зимовий період термін експлуатації будівлі складе від 50 до 100 років. Керамічна цегла відрізняється високою стійкістю до зовнішніх впливів і екстремальних коливань температур.

Вогнестійкість

Пожежна безпека будівель визначається здатністю будівельних матеріалів протистояти впливу високих температур і відкритого полум’я. Керамічна цегла відноситься до негорючих будівельних матеріалів, а його вогнестійкість залежить від виду. Даний показник визначається часом, який здатна витримати стінка мінімальної товщини до початку її руйнування.

Керамічна цегла має максимальну вогнестійкість серед інших будівельних матеріалів понад 5 годин. Для порівняння залізобетон здатний протистояти вогню не більше 2 годин, а металоконструкції менше 30 хвилин. Важливим параметром стійкості матеріалу до вогню є максимальна температура, яку він може витримати. Для рядового цегли вона становить 1400 °C, а для шамотного або клінкерної перевищує 1600 °C.

Звукоізоляція

Даний будівельний матеріал відрізняється здатністю гасити акустичні коливання в широкому діапазоні частот. Звукоізолюючі властивості керамічної цегли відповідають вимогам СНиП 23-03-2003, а також ГОСТ 12.1.023-80 , ГОСТ 27296-87, ГОСТ 30691-2001, ГОСТ 31295.2-2005 та ГОСТ Р 53187-2008. Керамічні цеглу чудово гасять акустичні коливання.

Керамічна цегла рекомендується фахівцями для зведення житлових, громадських і промислових будівель. Вироби можуть бути використані для будівництва наступних приміщень:

• звукоізолюючих перегородок;
• спеціальних кабін для спостереження та дистанційного керування технологічними процесами;
• акустичних екранів (екранів).

Показник звукоізоляції керамічної цегли враховується при проведенні акустичних розрахунків будівель і окремих приміщень. При цьому приймається до уваги рівень звукової потужності і розташування джерел випромінювання. Стінка з пустотілої керамічної цегли має найкращі характеристики по даному параметру, ніж аналогічне споруда з блоків з монолітною структурою.

Однак пристрій товстих цегляних стін з метою збільшення звукоізоляції не дуже ефективно. Все тому, що при збільшенні товщини стіни в два рази рівень звукоізоляції збільшується всього на декілька децибел.

Екологічність кераміки

В даний час велику увагу приділяють впливу матеріалів на здоров’я людини і навколишнє середовище. Керамічна цегла є виробом, яке виготовленого з природної сировини: глини шляхом високотемпературного випалу. Даний матеріал не виділяє шкідливих і отруйних речовин в процесі експлуатації житлових і виробничих будівель та споруд.

Цегла керамічна рекомендований для зведення практичних всіх видів споруд:

• дитячі дошкільні, навчальні та лікувальні заклади;
• малоповерхові і багатоквартирні будинки для постійного проживання;
• установи громадського харчування;
• виробничі приміщення і багато іншого.

Щодо екологічності даний матеріал здатний конкурувати з натуральною деревиною і природним каменем. В приміщеннях, побудованих з керамічної цегли, утворюється здорове середовище безпечна проживання для здоров’я і дітей, і дорослих.

Розміри і точність геометрії

Виробники будівельних матеріалів пропонують широку номенклатуру блоків різних видів. Всього промисловість випускає майже п’ять типорозмірів керамічної цегли наступних форматів:

• нормальний або одинарний;
• «Євро»;
• потовщений;
• модульний одинарний;
• потовщений з горизонтальними отворами.

Розміри цегли керамічної визначаються вимогами національного ГОСТ 530-2007, який відповідає європейському стандарту EN 771-1:2003. Дані для зручності використання зведені в таблицю:

Найменування вироби	Позначення	Довжина, мм	Ширина, мм	Товщина, мм
Рядовий одинарний або	ДО	250	120	65
Євро	КЕ	250	85	65
Потовщений	КУ	250	120	88
Одинарний модульний	КМ	288	138	65
Потовщений з горизонтальними пустотами	КУГ	250	120	88

Стандарт жорстко встановлює граничні відхилення від номінальних розмірів виробу. По довжині керамічна цегла не повинен відрізнятися від еталонного значення більш ніж на 4 мм, по ширині – 3 мм і по товщині 2 мм Допустима похибка виготовлення по куту між перпендикулярними гранями становить не більше 3 мм. Такі вимоги до точності виробів дають можливість виробляти кладку великих будівельних конструкцій з незначними відхиленнями.

Стандарт допускає виготовлення керамічної цегли з іншими номінальними розмірами, які не вказані в таблиці. Такі вироби виготовляються за спеціальним замовленням і при узгодженні параметрів між клієнтом і виробником. При цьому вимоги до точності лінійних розмірів і геометрії блоку зберігаються в повному обсязі.

Спеціальні види керамічної цегли

Описуваний будівельний матеріал широко використовується для зведення конструкцій найрізноманітнішого призначення. Спеціальні види керамічної цегли застосовуються для кладки камер згоряння і топок печей і камінів. Інший тип виробів незамінний в мощенні пішохідних доріжок у дворах індивідуальних будинків і садово-паркових зонах. Зазначені вироби відповідають певним вимогам.

Вогнетривка цегла

Вогнетривкий або шамотна цегла відрізняється високою стійкістю до високотемпературних впливів у межах від 1400 до 1800 °С і відкритого вогню. До складу формувальної маси його вводиться до 70 % тугоплавкої глини, яка перешкоджає руйнування виробу при охолодженні.

Існують різні сорти вогнетривкої керамічної цегли, які визначаються робочою температурою і стійкістю до різноманітним факторам зовнішнього середовища:

• Кварцовий. Призначений для кладки склепінь печей, що виконують функції відбивача.
• Шамотний. Використовується для кладки побутових печей і камінів, найбільш поширений вид вогнетривкої цегли.
• Основний. Виготовляється з магнезіально-вапняних мас і застосовується в металургії для спорудження плавильних печей.
• Вуглецевий. Використовується в деяких галузях промисловості для будівництва домен, до його складу входить пресований графіт.

Пічна цегла.

Клінкерна цегла

Клінкерна цегла призначається для облицювання фасадів і цокольних частин будівель, мощення підлоги у внутрішніх приміщеннях виробничого призначення і доріжок на вулиці. Виріб відрізняється високою механічною міцністю, зносо – і морозостійкістю, здатне витримати до 50 циклів охолодження до екстремальних температур з подальшим нагріванням. Марка міцності виробу не менш М400 забезпечується високою щільністю і особливими вимогами до складу сировини.

Транспортування і зберігання керамічної цегли

Керамічна цегла допускається перевозити всіма видами наземного, водного та повітряного транспорту із дотриманням відповідних правил. Для зручності транспортування та забезпечення збереження виріб пакетувальними на стандартних піддонах встановленого розміру. Не допускається перевезення даного будівельного матеріалу навалом з подальшим скиданням на грунт, такі дії призводять до пошкоджень до 20 % виробів.

Тривале зберігання цегли керамічної проводиться під навісом на майданчиках з твердим покриттям. Вироби можуть розташовуватися на піддонах в один або кілька ярусів або в штабелях безпосередньо на покритті. Вантажно-розвантажувальні операції виконуються механізованим способом або вручну з дотриманням правил та заходів безпеки.

Відео: Переваги і недоліки керамічної цегли