Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

Весовые характеристики материалов

Для изготовления кирпичного камня, используемого в строительной сфере, применяются различные материалы, отличающиеся показателями и производственными особенностями процесса. Все факторы в совокупности устанавливают параметры кирпичного материала, считающегося наиболее распространенным из всех остальных.

Обыкновенный кирпич

Керамический кирпичный камень получают из глины, подвергаемой обжигу. Материал отличается высоким показателем прочности, отлично сохраняет тепловую энергию, успешно противостоит воздействиям окружающей среды. При этом вес его достаточно большой – от 3.5 до 3.8 кг. Чтобы уменьшить данный показатель, изготовители начали производство пустотелого материала, сохранив его первоначальные размеры. Вес такого кирпича составляет всего 2.5 кг.

Отсюда следует, что солидные размеры готового к работе материала не всегда говорят о том, что весит он много, потому что этот показатель зависит от структурного строения камня.

Удельный вес кирпичной кладки 1 м3, выложенной из полнотелого кирпича, будет равен аналогичному объему из пустотелого материала, потому что определяют его без учета пустотных участков, а вот вес объемный будет существенно отличаться.

Кроме указанных видов, изготавливается кирпичный камень для отделки стен, отличающийся другими размерами.

Данный материал, используемый в строительной сфере, отличается давней историей происхождения, ведь раньше его делали из глины, сушили и пускали в дело. Степень прочности такого материала, как и срок эксплуатации, оставляли желать лучшего, ведь камень быстро разрушался от воздействия влаги и солнца.

Сегодня керамический материал подвергается обжигу в печных установках, создающих необходимый температурный режим

Выбирая керамический камень, следует обращать внимание на его главные параметры:

вес 1 м3 кирпичной кладки из керамического кирпича достигает 1.7 – 1.9 т;
показатель проводимости тепла равен 0.65 – 0.7;
коэффициент водопоглощения не превышает восьми процентов, что делается возможным только благодаря пористости структуры;
марка кирпичного камня зависит от его прочности и сопротивления на сжатие, обозначается числами от 75 до 200;
особая характеристика – морозостойкость. Определяется она циклическим способом, и, если материал качественный, он выдерживает до пятнадцати процессов замораживания и оттаивания.

Большое количество свойств кирпичного камня зависят от температуры обжига.

Силикатный кирпич

В строительстве этот материал тоже пользуется популярностью и считается наиболее тяжелым.

Материал отличается неплохими шумоизоляционными качествами, продолжительным эксплуатационным периодом, превышающим срок службы красного аналога. Делится на рабочий и облицовочный камень.

На массу кирпичной кладки в 1 м3 влияет структурное строение материала:

обычный кирпич весит 3.7 кг;
имеющий пустоты – 3.2 кг.

Вполне естественно, что и параметры одного кубометра кладки тоже отличаются.

Первое производство силикатного материала начато в девятнадцатом столетии. Изготавливается кирпич из:

песка, очищенного от примесей и соответствующего определенным характеристикам;
негашеной извести;
специально подготовленной технической воды;
добавок и присадок, увеличивающих значение прочности материала.

Расшифровка маркировки

Прочность и плотность красного и силикатного кирпича определяется по ГОСТу. Контроль качества и определение прочности проводят специальным методом на примере выбранного 1 камня из партии. Обозначается, как маркировка кирпича. Марки красного кирпича записываются по буквенно-цифровой системе:

Обозначение	Особенности
М75	Слабая прочность
Низкая цена
М 100	Прочность позволяет выполнить строительство до 3 этажа и несложную постройку
Невысокая стоимость
М125	Рядовой глиняный кирпич
Высокая прочность кирпича, позволяется возведение зданий до 3 этажей
Строительство колонн перегородок

Более прочной является маркировка М150 и представлена следующими видами строительного камня:

Рядовой 1нф 150. Применяется в создании фундаментов, цоколей, стен для высоток.
Двойной. Используется для кладки несущих стен, так как его отличает высокая прочность.

М200 и М250 марки керамического кирпича похожие по характеристикам, разница небольшая в возможности выдерживаемой нагрузки. Первый выносит 200 кг, а второй 250. А также обладают высокой водостойкостью. В строительстве применяют следующие виды:

Кирпич кр. Используется для несущих стен многоэтажных строений, прочностных фундаментов.
Облицовочный. Применяется для декоративных дорожек.

М300 марка прочности кирпича считается самой дорогой. Отличается долговечностью и прочностью, его также называют неразрушающим. Часто используется только в виде полнотелого кирпича, реже пустотелого. Иногда строители его применяют вместо огнеупорного для кладки печей, бань, каминов. Также подходит для наружных стен и строительства подвалов.

Причины возникновения дефектов на кирпичной кладке

Если в процессе обследований технического состояния зданий и сооружений на стеновых конструкциях выявлены дефекты, то первое что необходимо сделать – это определить факторы их возникновения.

Выделяют разные причины появления дефектов на стеновых кирпичных конструкциях. Наиболее распространенными считаются:

несоблюдение технологии приготовлении бетонного раствора, использование некачественных компонентов или же нарушение их пропорций;
выполнение дополнительных пристроек надстроек или проемов в здании, наличие которых не предусмотрено проектом. Это повышает нагрузку на кладку;
цикличные процессы заморозки и оттаивания земли или негативное воздействие грунтовых вод;
частые резкие перепады влажности и температурного режима приводят к разрушению связующего раствора;
неправильное выполнение проектных работ: неточное определение нагрузок, которые должны выдерживать несущие стены, недостаточное исследование грунта и другие неточности;
отсутствие перевязки швов;
естественное старение каменной кладки, повреждение кирпича эрозией и влияние других неблагоприятных факторов.

Вне зависимости по какой из причин образовались дефекты кирпича, при обнаружении их необходимо устранить. В противном случае разрушения будут только увеличиться и в результате здание станет аварийным.

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.

Плотность кирпича пустотелого (щелевого) составляет около 1000 — 1450 килограмм/метр.

Такая плотность говорит о том, что кирпич пустотелый является намного легче керамического кирпича строительного, а кроме того, выделяется своей довольно низкой теплопроводностью. В результате, при помощи дырчатого кирпича можно создать стены гораздо более тонкими и легкими, но при этом на должном уровне сохраняются все теплопоглощающие и звукопоглощающие показатели.

По своей прочности стены из пустотелых кирпичей не уступают возведённым из полнотелого стройматериала. На рынке можно встретить и «сверхэффективный» пустотелый кирпич, обладающий плотностью 1100-1150 килограмм/метр. Купить пустотелый кирпич.

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/м 3 . 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/м 3 . 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/м 3 . 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/м 3	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/м 3 .

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/м 3 .

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.

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 облицовочного кирпича

Такой материал применяется в основном для обкладки ограждающих конструкций с целью улучшения их внешнего вида. Кирпич этого типа может иметь не только красный цвет, но и любой другой. Форма у него всегда более выверенная и точная, чем у стандартного. Поскольку используется такой материал обычно для облицовки наружных стен, теплопроводность у него, конечно же, должна быть довольно-таки низкой. А следовательно, и плотность кирпича этой разновидности не слишком высокая — 1300-1450 кг/м3. Как и пустотелый, такой камень чаще всего изготавливается со щелями.

Выпускается промышленностью и особая разновидность такого кирпича — теплая. В материале этого типа еще больше пор, чем в простом. Плотность его составляет 1100-1150 кг/м3.

О прочности стен

Слагаемые успеха

Итак, из чего складывается прочность кладки?

Прочность при сжатии кирпича, как ее часто называют (правильнее все-таки употреблять выражение “прочность на сжатие”) – это способность изделия выдержать без разрушения определенную механическую нагрузку. Как ее определить? Предельно просто: марка – это и есть предел прочности кирпича при сжатии в килограммах на квадратный сантиметр. К примеру, строительный кирпич марки М 75 в среднем будет разрушаться при давлении в 75 кгс/см2.
Марка раствора тоже непосредственно влияет на результат. Здесь действует тот же принцип: марка – это прямое указание на разрушающее давление в килограммах на квадратный сантиметр.

Раствор М 25 способен выдержать давление в 25 кгс/см2, М 100 – 100 кгс/см2 и так далее. Марка раствора тем выше, чем больше в нем цемента и чем выше марка этого цемента: для раствора М 200 рекомендуется использовать цемент М 500.

Равномерность заполнения швов раствором тоже весьма важна. В этом смысле показателен давний эксперимент: разные участки стены с использованием идентичных материалов клались опытным каменщиком и новичком. Разрушающее давление при испытаниях на участке мастера оказалось в 1,8 раза выше, чем на участке ученика.

От каменщика надежность кладки зависит не меньше, чем от материала.

Приоритеты

Нужен ли сверхпрочный кирпич при частном строительстве?

На этот вопрос можно дать однозначный ответ: нет. Едва ли вы станете строить своими руками дом хотя бы в 5 этажей: ИЖС законодательно ограничено двумя жилыми этажами и мансардой.

Между тем, для 16-этажных домов действуют следующие нормы:

Первые три этажа возводятся из кирпича марки М 150.
Для остальных этажей разрешено применять марку М 100.

Думается, нагрузку в обоих случаях сопоставить несложно. Чтобы проверить свои размышления, давайте оценим давление, которому подвергается поверхность рядового кирпича в двухэтажном доме.

Разумеется, оценка будет крайне грубой.

Два этажа по 3 метра каждый дадут нам высоту кладки в 6 метров.
Общую массу перекрытий и стропильной системы оценим как равную массе стен.
Стало быть, на каждый квадратный сантиметр поверхности первого ряда кирпичей будет давить своим весом столб объемом 0,0001 м2 (квадратный сантиметр – 1/10000 квадратного метра) х 12 метров (высоту в 6 м мы умножаем на два) = 0,0012 м3.
Плотность кирпичной кладки примерно равна 1700 кг/м3. Вес нашего столба будет равен 0,0012*1700=2,04 кг. Два килограмма на сантиметр! Даже кирпич низшей марки М75 имеет огромный запас прочности.

На что стоит обратить внимание при выборе материала?

Если вы живете в регионе с суровым климатом, инструкция очевидна: на морозостойкость. В маркировке кирпича она указывается с индексом F или МРЗ и означает количество циклов заморозки и оттаивания, которые кирпич гарантированно может выдержать без признаков разрушения. Хорошим считается значение морозостойкости не менее 50 циклов.

На фото для кладки фасада использован материал с низкой морозостойкостью. Последствия не заставили себя ждать.

Однако

И все-таки существует вполне реальная ситуация, в которой предел прочности при сжатии кирпича имеет очень большое значение. Не догадаетесь? Подскажем: облицовка фасада.

Облицовочный кирпич (в т.ч. декоративный) испытывает большие ударные нагрузки. Попросту говоря, фасад вы куда чаще цепляете переносимыми предметами.
Ветровую эрозию тоже стоит учитывать. Так уж получилось, что устойчивость по отношению к ней линейно зависит от прочности.
Морозостойкость и низкое влагопоглощение, которые крайне важны для облицовочного материала, зависят от того же свойства материала, что и механическая прочность: от минимального размера пор.

Состав, производство и разновидности керамического кирпича

Изготовление данного вида строительного материала представляет собой сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. В настоящее время применяются две технологии производства керамического кирпича.

1. Пластический метод предполагает формование блока из глиняной массы с содержанием воды порядка 17-30 %. Для реализации этого процесса используется ленточный пресс, затем кирпич сушится в специально оборудованной камере или под навесом. На последнем этапе производится его обжиг в печи или в туннелях, остывшие изделия помещаются на склад.

2. Технология полусухого прессования. Исходная масса при этом имеет влажность в пределах 8 -10 %. Процесс формования блока осуществляется путем прессования под высоким давлением до 15 МПа.

Производство кирпича осуществляется в строгом соответствии с национальными стандартами ГОСТ 7484-78 и ГОСТ 530-95. В процессе подготовки массы используются глинообрабатывающие машины вальцы, бегуны и глиномялки. Формование кирпича на современных предприятиях происходит на высокопроизводительных ленточных прессах. Однородная структура блоков и отсутствие пустот достигается за счет использования вибростендов.

Сушка сырого кирпича осуществляется камерным или туннельным способом. В первом случае партия изделий загружается в специально оборудованное помещение, где температура и влажность изменяются по заданному алгоритму. Во втором варианте вагонетки с сырцом последовательно проводятся через зоны с разными параметрами микроклимата.

Обжиг кирпича происходит в специальных печах при определенных условиях. Температурный режим подбирается в зависимости от состава сырья и его максимальные значения варьируются в пределах от 950 до 1050 °С. Время обжига подбирается с таким расчетом, чтобы по завершении процесса массовая часть стекловидной фазы в структуре кирпича достигала 8 – 10 %. Такой показатель обеспечивает максимальную механическую прочность изделию.

Сырьем для производства кирпича служит глина мелкой фракции, которая добывается в карьерах открытым способом с применением одноковшовых или роторных экскаваторов. Обеспечить надлежащее качество изделий возможно только при использовании материла с однородным составом минералов. Заводы для изготовления кирпича строятся вблизи месторождений для снижения транспортных расходов и надежного снабжения предприятия минеральным сырьем.

Основные виды кирпича керамического различаются по назначению и подразделяются на рядовой (другие названия: строительный или обычный) и лицевой.

Рядовой керамический кирпич.

Облицовочный керамический кирпич.

Лицевой в зависимости от технологического исполнения может быть нескольких типов:

фасадный;
глазурованный;
фасонный;
фигурный;
ангобированный.

Керамический кирпич, кроме того, может быть монолитным или пустотелым, а его поверхности ложковые и тычковые делаются гладкими или рифлеными. При этом изделия одного вида часто сочетают несколько признаков, так рядовой блок изготавливается полнотелым или с полостями. Кладка печей или каминов осуществляется из специального огнестойкого (шамотного) кирпича, а для мощения дорожек применяется его специальный вид – клинкерный.

Керамический кирпич и его структура.

Для чего нужно знать плотность материала

От правильного выбора этого параметра зависит в первую очередь то, какими будут эксплуатационные характеристики будущего сооружения. Плотность кирпича определяет в первую очередь его прочность. Также от этого параметра зависят и теплосохраняющие качества материала. Чем тяжелее кирпич, тем больше он весит и тем хуже защищает внутреннее пространство сооружения от холода.

Существуют такие понятия, как истинная и средняя плотность кирпича. Первый параметр определяется путем испытаний с использованием специальных формул. Рядовой потребитель, конечно же, интересуется обычно лишь средней плотностью камня в той или иной партии. Определяется этот параметр по формуле р=m/v.

Продажа всех видов кирпича — «Кирпич-Сервис»

На рынке стройматериалов кирпич появился достаточно давно, а его популярность растет с каждым годом. В зависимости от прямого предназначения, в строительной сфере кирпич различных марок имеет достаточно широкое применение. Обладая высокими технологическими характеристиками, кирпич достаточно востребован при сооружении различных строительных объектов, делая их прочными и надежными. Компания «Кирпич-Сервис» предлагает купить кирпич в Набережных Челнах, Ижевске, Елабуге и Нижнекамске. Такие стройматериалы как газобетон, керамзитоблоки, ЖБИ, цемент, рубероид и другие строительные материалы.

Лицевой кирпич

Сегодня лицевой кирпич используется для отделки наружных стен зданий. Он имеет специальные пустоты внутри своего тела, поэтому обладает высокими теплоизоляционными характеристиками. Такие изделия отличаются от обычных аналогов отсутствием трещин, расслоений на его наружной поверхности. Цена на облицовочный кирпич несколько выше, чем на обычные отделочные материалы, а прочность исключает ежегодный ремонт наружной поверхности. Это преимущество делает лицевой кирпич популярным материалом, применяемым для отделки наружных поверхностей.

Современные производители выпускают такой кирпич, который имеет различный рисунок рельефа и цвет. Это дает возможность производить комбинирование элементов, что делает сооружения более презентабельными, зрительно выделяя форму фундамента или колонн. На практике, плотность лицевого кирпича достаточно высока, и он имеет низкую гигроскопичность. Это позволяет ему прекрасно выдерживать большие перепады внешних температур и большой рабочий ресурс. Сегодня купить кирпич можно во многих строительных компаниях, а цена будет зависеть от его марки.

Кирпич полнотелый

На начальном этапе сооружения несущих стен и перегородок на различных строительных объектах применяется полнотелый кирпич. Такие изделия могут также применяться при кладке печей, колодцев, приямков или труб. Одними из главных преимуществ такого кирпича можно считать его морозостойкость, высокую прочность и высокую гигроскопичность. Способность такого кирпича впитывать влагу не позволяет использовать его для укладки фундаментов. Поскольку такой кирпич обладает достаточно хорошей теплопроводностью, то наружные стены из него требуют дополнительного утепления. Такие изделия выпускаются нескольких видов, поэтому их выбор зависит от особенностей строительного объекта.

Кирпич рядовой

Такой материал, как кирпич рядовой, широко распространен в строительстве различных сооружений. Такие изделия обладают достаточно высокой прочностью, что обеспечивает длительный срок эксплуатации объектов, сооруженных из рядового кирпича. Различают два вида технологий производства рядового кирпича, первый методом пластической формовки, второй путем прессования в полусухих условиях. Кирпич рядовой может иметь пустоты или быть полнотелым. Пустоты обеспечивают более высокую теплоизоляцию, а прочность достигается цементными заполнениями.

Силикатный кирпич

Такой материал, как силикатный кирпич, обладает достаточно высокой морозостойкостью и хорошей звукоизоляцией. Этот материал очень часто используется при возведении основных наружных стен промышленных и гражданских зданий. Такая продукция часто применяется при возведении малоэтажных сооружений. Из недостатков, к ним можно отнести невысокие