Силикатный кирпич водопоглощение

Кирпич: силикатный или керамический?

Для профессиональных строителей этот вопрос может показаться отчасти наивным, но для застройщиков, желающих всё тщательно «взвесить» и вникнуть во все нюансы строительных материалов, он является очень важным. Тем более что рынок буквально наводнили советчики-дилетанты.

Сначала о происхождении материалов. Сырьём для силикатного кирпича служат кварцевый песок, молотая негашёная известь и добавки, в том числе красящие. Основу керамических изделий составляет глина. История кирпича керамического насчитывает не одно тысячелетие, а силикатному аналогу – чуть более ста лет. Метод его производства был запатентован в 1880 г. В. Михаэлисом, после изобретения в 1879 г. Ч. Чемберлендом автоклава для пропаривания под давлением.

Таким образом, силикатный кирпич получается в результате автоклавного твердения заготовок (изготовленных полусухим прессованием) под давлением 8-15 атмосфер и при t=175-200°С. Кирпич керамический, после пластического формования, проходит многоступенчатый длительный обжиг в печах, при t=870-1200°С. Глиняное сырьё, перед замесом, тщательно очищается и измельчается. Полный цикл изготовления кирпича керамического — более недели, а кирпич силикатный можно сделать всего за сутки.

Из сказанного видно, что для производства керамического кирпича потребуется значительно больше времени и энергии, а значит и дорогостоящего оборудования. Его более высокая цена (примерно на 30-50%) оправдана. Однако когда мы сравним технико-эксплуатационные качества двух материалов, вы увидите, что ценовой «выигрыш» кирпича силикатного уйдёт на второй план.

Керамический кирпич

И керамический, и силикатный кирпич могут быть как полнотелыми, так и пустотелыми, рядовыми (строительными) и лицевыми. Однако если говорить о возведении стен, область применения силикатного кирпича сильно ограничена: он не допускается, в соответствии со СНиП 11-22-81, для возведения таких элементов зданий как фундаменты, подвалы, цокольные этажи и стены помещений с мокрым режимом. Также недопустим силикатный кирпич для печей, каминов и дымоходов (гидросиликаты разлагаются уже при t=800°C), для их кладки и облицовки используется только полнотелый керамический кирпич.

Первый запрет связан с высокой естественной влажностью (16-18%) силикатного кирпича и его высоким водопоглощением (в среднем, 10% у полнотелого и 13% у пустотелого). Водопоглощение самого обычного керамического кирпича составляет 6-13%, а отдельные его виды, например, клинкер, отличаются минимальным водопоглощением 2-3%. От водопоглощения напрямую зависит и морозостойкость кирпича (сколько циклов замораживания и оттаивания выдержит материал без изменения прочности).

Кстати, этот коэффициент основополагающий для Северо-Запада России, климат которого характеризуется частыми знакопеременными скачками температур. А от морозостойкости зависит и долговечность, например, фасадной кладки дома. И чем данный коэффициент выше, тем дольше будет служить облицовочный кирпич. Морозостойкость силикатного кирпича составляет 25-35 циклов (редко повышенной морозостойкости F50), тогда как у кирпича керамического этот показатель равен 50, а у клинкерных изделий 100 циклам. Бывает, что производители (в рекламе) завышают основные показатели своих изделий, в надежде, что покупатели вряд ли станут их проверять по сопроводительной документации.

От водопоглощения облицовочного материала зависят и его теплоизоляционные свойства. Так, при намокании стены, например, от обыкновенного дождя, который не редкость в России, теплозащитные свойства силикатного кирпича уменьшаются в разы. Поэтому данный материал характеризуется нестабильными теплоизоляционными свойствами. Коэффициент теплопроводности сухого силикатного кирпича (0,4-0,7 ВтМ*К), однако в реальных условиях он очень высок (0,56-0,95 ВтМ*К) по сравнению с облицовочной керамикой (0,34-0,57 ВтМ*К), значит, и тепло будет дольше удерживаться в доме, облицованном керамическим кирпичом. Увеличить теплоизоляционные свойства кирпича можно, уменьшая его плотность, то есть пустотность.

Силикатный кирпич, по большей части, выпускается полнотелым, плотностью 1800-1900 кгм3, хотя ряд предприятий освоили его выпуск с несквозными технологическими отверстиями (15-30%), плотностью 1500-1550 кгм3. Пустотелый керамический кирпич ( выпускается с пустотностью 40-55% и плотностью 1150-1200 кгм3. Естественно, что нагрузка и затраты на фундамент будет больше, в случае применения силикатного кирпича для облицовки наружных стен. Кроме того, с точки зрения экологии жилья керамика предпочтительнее, так как это дышащий материал. Паропроницаемость керамического кирпича составляет порядка 0,16 мгм*ч*Па, а у кирпича силикатного всего 0,05 мгм*ч*Па. При таких значениях паропроницаемости во многих стеновых «пирогах» потребуется воздушный зазор, что повлечёт за собой увеличение ширины фундамента и потребует высокой квалификации рабочих.

Керамический облицовочный кирпич, напротив, имеет ещё и способность быстро высыхать после дождя, поэтому ему не страшны ни гниение, ни плесень. Индекс изоляции воздушного шума для силикатного кирпича составляет 50-51 дБ, а у керамического он несколько ниже — 45-46 дБ, что соответствует требованиям звукоизоляции СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».

Силикатный кирпич

Одна из важнейших характеристик облицовочного материала – его прочность и износостойкость. Керамический кирпич отличается наиболее высокой прочностью и удивительной стойкостью к неблагоприятным, в том числе агрессивным, воздействиям окружающей среды, по сравнению с кирпичом силикатным. То же самое можно сказать о пожаробезопасности и огнестойкости. Силикатный кирпич имеет низкую жаропрочность (разрушается), а его показатель огнестойкости равен 2-3 часам. Керамический кирпич способен противостоять распространению огня в течение 4-6 часов.

Теперь об ассортименте: кирпич силикатный выпускается одинарного (250х120х65 мм) и утолщённого (250х120х180 мм) размера, в неокрашенном (серовато-белого цвета) или окрашенном в массе (10 оттенков) виде, с гладкой матовой поверхностью. Есть ещё типоразмер камень (250х120х138 мм). Кирпич керамический, помимо одинарного и полуторного, выпускается двойного и евроразмера. Что касается разнообразия и декоративных качеств, предлагаемых современным рынком вариантов керамического кирпича, то их такое изобилие, что у неискушённого покупателя просто «голову закружит»! Особенно, если посмотреть на богатство оттенков и фактур коллекций кирпича ручной формовки. Очень важно, что керамику отличает естественное происхождение цветов, получающееся путём смешения глин разных пород и технологическими секретами, известными только мастерам обжига.

Всё многообразие облицовочной керамики (лицевого кирпича европейских и российских производителей) можно увидеть и приобрести в компании «Славдом».

Как определить водопоглощение кирпича?

Водопоглощение кирпича является одним из важнейших показателей, определяющих пригодность использования материала в конкретной области строительства. Чтобы понимать, почему данная характеристика так важна при выборе, следует разобраться в основных свойствах строительного материала. Водопоглощение — это способность впитывать и сохранять влагу. Показатель водопоглощения определяется в процентах к объему материала.

Пористость кирпича напрямую влияет на его водопоглощение.

Чем выше пористость материала (чем больше количество пустот), тем больший объем влаги он впитает. Пористость напрямую связана с прочностью и способностью выдерживать нагрузки. Проникшая в полость вода при минусовых температурах замерзнет, увеличится в размерах и разрушит строительный материал. Чем выше показатель водопоглощения, тем ниже будет уровень прочности конструкции и устойчивости к низким температурам. Это негативно скажется и на долговечности строительного материала.

Нормы водопоглощения

Чтобы увеличить прочность и долговечность материала, следует максимально снизить показатель его водопоглощения, но практика свидетельствует о другом.

Показатель водопоглощения влаги нельзя ограничивать по нескольким причинам:

Основные виды кирпича.

1. Если показатель впитываемости воды будет низким, то кладка получится менее прочной, так как нарушится сцепка с раствором.
2. Недостаточное количество пор и пустот существенно снизит показатели его теплосохранности, делая материал непригодным для использования в регионах с затяжными зимами. Чтобы избежать таких проблем, специалистами разработаны определенные нормы, по которым показатель водопоглощения должен быть не ниже 6%. Максимальный уровень определяется в зависимости от вида стройматериала.

Разделяют 3 основных типа строительного кирпича:

Производство изделий из бетонной смеси происходит методом заливки раствора в специальные формы. На практике данный вид редко используется, потому что он тяжелый, дорогой, плохо сохраняет тепло. Несмотря на эти недостатки, данное изделие обладает самым низким показателем водопоглощения в 3-5%. Кладка, выполненная из такого строительного материала, прекрасно выдерживает резкие перепады температур и характеризуется длительным сроком эксплуатации.

У силикатного кирпича в основе песок с небольшим добавлением извести и связующих материалов, возможно наличие пигментов. Водопоглощение силикатного кирпича составляет порядка 15%. Именно по этой причине его не рекомендовано использовать для строительства стен, расположенных в местах с повышенной влажностью. Керамический кирпич производят из глины, которую обжигают при максимально высокой температуре в 1000°С. Качественный керамический кирпич имеет показатель водопоглощения в 6-14%. Особенностью этого строительного материала является его слоистая структура. При низких температурах влага задерживается между слоями и не может быстро высвободиться из них. Перепады температур приводят к тому, что керамический кирпич начинает быстро разрушаться. Для того чтобы продлить эксплуатацию кладки из керамического кирпича, следует проводить качественные отделочные работы.

Как определить показатель водопоглощения?

Исследования должны проводиться только в специальных условиях:

Хорошее водопоглощение силикатным кирпичом, позволяет использовать его для строительства фундаментов.

• температура в помещении должна быть в пределах 15-25°С;
• исследуются только целые, неповрежденные образцы;
• изделие должно быть высушено до неизменной массы в специальных автоклавах при температуре порядка 150°С.
• силикатный стройматериал можно исследовать только по истечении суток после сушки.

Исследования проводятся одновременно для 3 образцов. Это необходимо для определения среднего арифметического значения. После того как каждый образец взвешен и высушен, его помещают в сосуд с водой таким образом, чтобы уровень жидкости перекрывал поверхность камня на 2-8 см. По истечении 2 суток изделия вынимают из воды и сразу же взвешивают. В расчет берется и масса кирпича, и масса вытекшей в чашу весов воды. Далее используется формула вычисления водопоглощения материала, по которой несложно определить данный показатель:

• ПВ — показатель водопоглощения;
• m — масса насыщенного водой камня;
• m₁ — масса высушенного образца.

Результат определяется в процентном соотношении, для строительного кирпича он должен составлять не более 5%, а для отделочных элементов — не выше 15%.

Данные исследования несложно осуществить своими силами. Результаты исследований будут весьма полезными для правильного выбора материала, что в итоге определит качество и долговечность возводимых построек.

Уровень водопоглощения строительного изделия — это одна из важнейших характеристик, которая позволяет определить сферу использования строительного материала. Например, у силикатного кирпича хорошая впитываемость влаги, поэтому его использование для возведения фундаментов, цокольных этажей поверхностей, расположенных в среде с повышенной влажностью, ограничено. Для постройки стен и несущих перегородок он вполне подходит.

Выбирая кирпич для строительства, всегда надо руководствоваться его характеристиками, чтобы постройка получилась крепкой и долговечной.

Силикатный кирпич

Силикатные кирпичи состоят из смеси песка (около 90%), извести (около 10%), а также добавок. Они применяются для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для облицовки. Силикатный кирпич не используется для стен в условиях повышенной влажности, поскольку хорошо впитывает влагу, а также для кладок, подвергающихся воздействию высоких температур, так как при высокой температуре происходит разложение гидратных составляющих кирпича. Силикатный кирпич характеризуется высокими механической прочностью и теплопроводностью (выше, чем керамический). По прочности силикатные изделия изготавливают следующих марок: 75, 100, 125, 150, 250, 300.

В зависимости от средней плотности полнотелые изделия подразделяют на пористые со средней плотностью до 1500 кг/м 3 и плотные — свыше 1500 кг/м 3 .

Как и керамический кирпич, силикатные изготавливают лицевыми и рядовыми. Лицевые изделия выпускаются гладкими, как неокрашенными (имеющими цвет сырья, из которого они изготовлены), так и окрашенными в массе или с поверхностной окраской лицевых граней.

Свойства силикатного кирпича

Прочность при сжатии и изгибе

Марка кирпича определяется его средним пределом прочности при сжатии, который составляет обычно 7,5-35 МПа. В стандартах ряда стран (Россия, Канада, США) наряду с этим также регламентируют предел прочности кирпича при изгибе. Пустотелые камни средней плотностью 1000 и 1200 кг/м 3 могут иметь марки 50 и 25. В большинстве стандартов предусмотрено определение прочности кирпича в воздушно-сухом состоянии.

В стандартах приведены средняя прочность кирпича данной марки и минимальные значения предела прочности отдельных кирпичей пробы, составляющие 75-80% среднего значения.

Водопоглощение — один из важных показателей качества силикатного кирпича и является функцией его пористости, которая зависит от зернового состава смеси, ее формовочной влажности, удельного давления при уплотнении. Водопоглощение силикатного кирпича должно быть не менее 6%.

При насыщении водой его прочность снижается по сравнению с прочностью в воздушно-сухом состоянии так же, как и у других строительных материалов. Коэффициент размягчения силикатного кирпича зависит от его макроструктуры, микроструктуры цементирующего вещества и составляет обычно не менее 0,8.

Морозостойкость

Морозостойкость кирпича, особенно лицевого, является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. По ГОСТ 379-79 установлены четыре марки кирпича по морозостойкости. Морозостойкость рядового кирпича должна составлять не менее 15 циклов замораживания при температуре -15°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С, а лицевого -25, 35, 50 циклов в зависимости от климатического пояса, частей и категорий зданий, в которых его применяют.

Снижение прочности после испытания на морозостойкость по сравнению с водонасыщенными контрольными образцами не должно превышать 20% для лицевого и 35% для рядового кирпича первой категории и соответственно 15 и 20% для кирпича высшей категории качества.

Требования по морозостойкости к кирпичу марок 150 и выше предъявляются только в том случае, если его применяют для облицовки зданий. При этом кирпич должен пройти 25 циклов испытаний без снижения прочности более чем на 20%.

Морозостойкость силикатного кирпича зависит в основном от морозостойкости цементирующего вещества, которая в свою очередь определяется его плотностью, микроструктурой и минеральным составом новообразований.

Морозостойкость силикатных образцов зависит от вида гидросиликатов кальция, цементирующих зерна песка (низкоосновных, высокоосновных или их смеси). После 100 циклов испытаний коэффициент морозостойкости образцов, предварительно прошедших испытания на атмосферостойкость, равнялся для низкоосновной связки 0,81, высокоосновной — 1,26 и их смеси — 1,65.

Атмосферостойкость

Под атмосферостойкостью обычно понимают изменение свойств материала в результате воздействия на него комплекса факторов: переменного увлажнения и высушивания, карбонизации, замораживания и оттаивания.

Термографическими и рентгеноскопическими исследованиями установлено, что после испытания образцов в климатической камере заметных изменений в цементирующей связке не отмечается, а после карбонизации гидросиликаты кальция превращаются в карбонаты и гель кремнекислоты, являющиеся стойкими образованиями, цементирующими зерна песка.

Таким образом, можно считать, что силикатный кирпич, изготовленный из песков различного минерального состава с использованием тонкомолотого известково-кремнеземистого вяжущего, является вполне атмосферостойким материалом. Стойкость в воде и агрессивных средах

Стойкость силикатного кирпича определяется степенью взаимодействия цементирующего его вещества с агрессивными средами, так как кварцевый песок стоек к большинству из них. Различают газовые и жидкие среды, в которых стойкость силикатного кирпича зависит от их состава. Из этих данных следует, что силикатный кирпич не стоек против действия кислот, которые разлагают гидросиликаты и карбонаты кальция, цементирующие зерна песка, а также против содержащихся в воздухе агрессивных газов, паров и пыли при относительной влажности воздуха более 65%.

Как правило, коэффициент стойкости образцов, содержащих 5% молотого песка, составляет в грунтовых водах и растворе Ма₂50₄ примерно 0,9, содержащих 1,5% молотого песка — 0,8, тогда как у образцов, в состав которых введено 5% молотой глины, в грунтовой воде и 5%-ном растворе Ма₂50₄ он достигает 0,7. Следовательно, образцы с молотой глиной нельзя признать достаточно стойкими к воздействию агрессивных растворов, а также мягкой и жесткой воды.

Таким образом, силикатный кирпич, в состав которого введено 5% молотого песка, обладает высокой стойкостью к минерализованным грунтовым ведам, за исключением растворов Мд30₄. Жаростойкость

Опытным путем установлено, что при нагревании шлакового кирпича до 200°С его прочность увеличивается, а при дальнейшем нагревании снижается и при 600°С достигает первоначальной величины. При 800°С она резко снижается вследствие разложения цементирующих кирпич гидросиликатов кальция.

Повышение прочности кирпича при его прокаливании до 200°С сопровождается увеличением содержания растворимой Si0₂, что свидетельствует о дальнейшем протекании реакции между известью и кремнеземом.

Основываясь на данных исследований и опыте эксплуатации силикатного кирпича в дымоходах и дымовых трубах, разрешается применять силикатный кирпич марки 150 для кладки дымовых каналов в стенах, в том числе от газовых приборов, для разделок, огнезащитной изоляции и облицовки; марки 150 с морозостойкостью Мрз 35- для кладки дымовых труб выше чердачного перекрытия.

Теплопроводность

Теплопроводность сухих силикатных кирпичей и камней колеблется от 0,35 до 0,7 Вт/(м°С) и находится в линейной зависимости от их средней плотности, практически являясь независимой от числа и расположения пустот.

Испытания в климатической камере фрагментов стен, выложенных из силикатных кирпичей и камней различной пустотности, показали, что теплопроводность стен зависит только от плотности последних. Теплоэффективные стены получаются лишь при использовании многопустотных силикатных кирпичей и камней плотностью не выше 1450 кг/м 3 и аккуратном ведении кладки (тонкий слой нежирного раствора плотностью не более 1800 кг/м 3 , не заполняющего пустоты в кирпиче).

Водопоглощение керамического кирпича

Водопоглощением называют склонность к впитыванию и хранению влаги. Для его обозначения используются соотношение объема впитанной влаги и материала.

Данная величина возрастает по мере увеличения пор или пустот в структуре кирпича. Также важно понимать, что наличие внутренних пор негативно сказывается на прочности изделия и его стойкости к перенесению нагрузок.

При снижении температуры ниже нуля находящаяся внутри вода может вызывать его разрушение, так как при замерзании жидкость увеличивается в объеме. Это ставит прочность и морозостойкость в прямую зависимость от степени поглощения воды: чем она выше, тем срок службы построенной стены меньше.

Немного о нормах водопоглощения

Для повышения прочности и долговечности важно свести уровень водопоглощения материала до минимума. На практике сделать это не так просто, чему виной объективные причины:

Если уменьшить объем впитываемой воды, это может сказаться на прочности кирпичной кладки, из-за снижения адгезии с кладочным раствором.
Внутренние пустоты дают изделиям дополнительные утепляющие и звукоизоляционные свойства, что очень ценится в местностях с суровыми климатическими условиями или повышенным шумом. Соответственно, при снижении пористости происходит утеря указанных качеств. По этой причине специальные нормы устанавливают нижнюю границу для водопоглощения керамического кирпича на уровне 6%. Верхняя черта определяется предназначением каждой конкретной разновидности материала.

Виды кирпича по водопоглащению

ГОСТ определяет для разных типов кирпича различные пределы максимального водопоглощения. Также этот показатель зависит от условий эксплуатации.

• Для рядового кирпича данный показатель устанавливается на уровне 12-14%
• Водопоглощение керамического кирпича для лицевой кладки – от 8 до 10%.
• Для внутренних работ (отделка, перегородки) кирпич имеет граничную норму водопоглащения 16%.

Такая существенная разница для разных видов объясняется различными условиями, в которых они используются. К примеру, на внутреннюю кладку не воздействуют атмосферные осадки, а температура обычно находится в комфортных пределах.

Материал, применяемый в условиях улицы, ощущает на себе все разрушительные погодные воздействия. Особенно это касается регионов с суровыми климатическими условиями, для которых разрабатывается лицевой керамический кирпич с максимально низким коэффициентом поглощения влаги. Для того, чтобы при этом не пострадали его теплоизоляционные характеристики, внутри предусматриваются специальные технологические пустоты.

По способности впитывать влагу можно определить примерное назначение данного строительного материала. Приобретая керамический кирпич для личных нужд, рекомендуется уделить внимание коэффициенту водопоглощения: подобная информация обычно содержится в сопроводительной документации.