Керамический кирпич

Керамический кирпич - один из наиболее популярных материалов для строительства и облицовки зданий. Каковы разновидности современного кирпича, от чего зависят его внешний вид, качество и долговечность, в чем специфика его применения?

Способ производства
Потребительские свойства кирпича определяются прежде всего качеством его сырьевой смеси и технологией его изготовления. Основным сырьем для производства кирпичей является глина. Для придания готовому изделию необходимых физико-механических свойств, цвета, а также для улучшения технологических свойств глины применяют различные добавки. Например, отощающие добавки (полужирные глины, песок, шлак, шамот и т.п.) нужны для уменьшения усадки изделия в процессе сушки и обжига. Кроме того, добавляют соединения на основе бария, которые связывают соли, имеющиеся в глине, благодаря чему снижается вероятность появления высолов (соляных пятен) на поверхности изделия.

По способу производства различают кирпичи пластического формования (отдельный метод - ручное формование) и полусухого прессования. Первый способ более распространен, поскольку позволяет изготавливать изделия с наилучшими физико-механическими характеристиками. Основные этапы пластического формования таковы. Сначала приготавливается сырьевая масса: смешиваются глина и соответствующие добавки. Влажность смеси -18-23%. Затем масса вылеживается для достижения полностью гомогенной структуры, без включений и пустот, с минимальной пористостью. Затем эта масса пропускается через экструдер, который придает ей форму, и режется, превращаясь в изделие необходимого размера. С помощью разнообразных накаток создается поверхность будущего кирпича. После чего заготовку сушат, чтобы повысить ее прочность и избавить от избыточной влажности, которая повышает вероятность искривления и растрескивания при обжиге. После сушки влажность заготовки составляет около 2%. Вследствие испарения воды размеры заготовки уменьшаются на 5-10%. Затем изделие помещается в печь, где оно обжигается при высоких температурах, которые регулируются в зависимости от типа используемой глины (обычно 950-1100°С). Температура обжига влияет на физико-механические свойства, которыми будет обладать кирпич, а также на его цвет. Например, темные кирпичи обжигаются при более низкой температуре, светлые - при более высокой.

Стоит отметить, что далеко не все кирпичи, изготовленные методом пластического формования, будут иметь оптимальные потребительские свойства. В зависимости от завода различаются класс оборудования и степень требований к технологическому процессу. Нередко в целях экономии некоторые этапы производства упрощаются. Например, подготовка сырьевой смеси - этап, требующий времени и затрат электроэнергии, поэтому зачастую его ускоряют и удешевляют, что негативно сказывается на физико-механических характеристиках и на внешних параметрах готового изделия. А на стадии обжига очень важны точность установки температуры и равномерность распределения тепла в печи: разница даже в 5°С приведет к изменению оттенка кирпича и повлияет на качество спекания глины. Гарантировать соблюдение этих нюансов может только дорогостоящее оборудование.

В случае полусухого прессования сыпучую глиняную смесь влажностью менее 10% формуют поштучно прессом под сильным давлением, а затем, минуя сушильную камеру, отправляют в печь. Благодаря тому, что кирпич прессуется поштучно и имеет низкую начальную влажность, он обладает более четкими геометрическими размерами, но морозостойкость у него ниже, чем у кирпича, изготовленного методом пластического формования. Вместе с тем кирпич полусухого прессования получается достаточно гладким и ровным, имеет прочные ребра и углы.

1. Придать керамическим кирпичам нужные свойства, цвет, а также улучшить свойства глины позволяют добавки в сырьевую смесь. Например, соединения на основе бария связывают соли, имеющиеся в глине, благодаря чему снижается вероятность появления соляных пятен на поверхности изделия.
2. Поверхность облицовочного кирпича бывает гладкой, рельефной ("шероховатой", "античной", "кора дуба" и др.), а также искусственно состаренной - с "плавающим" от опенка к оттенку цветом, неровной текстурой, сколами на поверхности.
3. Поризованные пустотелые кирпичи обладают малым весом, что позволяет увеличивать их размеры, превращая в крупноформатные блоки, благодаря которым стены возводятся быстрее, а раствора требуется меньше.

Строительный кирпич
По назначению керамический кирпич делится на строительный (рядовой) и облицовочный (лицевой). Строительный используют для возведения несущих стен и перегородок, которые впоследствии облицовываются, штукатурятся, окрашиваются. Поскольку такой кирпич скрыт за декоративным слоем, требования ГОСТа к его внешнему виду минимальные: лицевая поверхность может быть грубой, шершавой, может не иметь однородного цвета, допускаются криволинейность, отколы до 10 мм (не более трех на изделие). Важно, чтобы несущая способность кирпича была достаточной. Для лучшего сцепления с кладочным раствором боковые грани кирпича могут быть рифлеными.

Облицовочный кирпич
Он предназначен для фасадных и интерьерных работ. По ГОСТу в лицевом кирпиче не допускаются трещины, отколы (в том числе от известковых включений), пятна, выцветы и другие дефекты. При его выборе рекомендуют особенно внимательно следить, чтобы близко к его поверхности или на ней не было комкообразных известковых включений: из-за них могут появиться "отстрелы" на поверхности изделия.

В ГОСТе прописаны требования к геометрии лицевого кирпича: отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм, по толщине +3/-2 мм; непрямолинейность лицевых поверхностей и ребер не должна быть более 3 мм по ложку (длинной боковой грани) и 2 мм по тычку (малой боковой грани). Современные технологии и оборудование позволяют выпускать изделия с минимальными отклонениями по размерам, но для этого необходимы отлаженный производственный процесс, квалифицированный персонал, постоянный контроль качества сырья и готовых изделий. Вместе с тем глина - материал "живой", при сушке и обжиге она непредсказуемо меняет свои размеры, поэтому идеальной геометрии добиться сложно. Однако проблем при укладке не возникнет, если приглашаются профессиональные каменщики и если соблюдается ширина шва, рекомендованная производителями, -12-14 мм, а не 8 мм, как это нередко практикуется у нас в целях экономии раствора. Широкий шов не только нивелирует геометрические погрешности кирпича, но и повышает выразительность кирпичной стены. Добавим, что в Европе производят и успешно применяют изделия "ручной" формовки, имитирующие старые кирпичи, у которых геометрия выходит далеко за рамки существующих норм.

Размер
Стандартные размеры отечественного кирпича: 250 х 120 х 65 мм для одинарного, 250 х 120 х 88 мм для полуторного (хотя на деле он не в полтора, а в 1,35 раза толще) и 250 х 120 х 138 мм для двойного кирпича. На Западе стандарты другие, к тому же их намного больше. Среди самых ходовых размеров - 250 х 85 х 65 мм, 200 х 100 х 50 (65) мм, 240 х 115x52 (71) мм. Кроме того, импортные кирпичи могут быть разноразмерными, поскольку в Европе считается, что кладка из кирпичей с нефиксированной длиной подчеркивает неповторимость здания.

Цвет
Если для строительного кирпича внешний вид не важен, то для облицовочного - это один из главных параметров. Цвет современного керамического кирпича может быть практически любым - от белого до черного, и даже неоднородным (например, меняющимся от темного оттенка к светлому, от коричневого к синему, от желтого к синему и т. д.). Цвет кирпича зависит прежде всего от цвета и состава глины, а также от технологии обжига. На западе много месторождений цветной глины, благодаря чему достигается большое эстетическое разнообразие кирпичей. В России в средней полосе чаще всего добывают глину, которая после обжига становится красной. Реже встречается белая глина - кирпич из нее имеет белый, абрикосовый или желтый цвета.

Для расширения цветовой гаммы европейские и отечественные производители добавляют в сырьевую смесь определенные минеральные вещества. Например, соединения, содержащие оксид марганца, дают коричневый цвет. Светлые оттенки получаются также за счет добавления в обычную глину извести, правда, известковые включения могут вызывать растрескивание кирпича, поэтому важна степень помола извести. Только качественное оборудование измельчает известь настолько, что она превращается в муку, не влияющую на "поведение" кирпича при циклах замораживания-оттаивания.

Интересный цветовой эффект достигается при использовании метода редуцированного обжига. В его основе лежит способность окислов железа, присутствующих в глине, влиять на цвет готового изделия в зависимости от того, как производится обжиг. В печи на определенном этапе обжига с некоторыми промежутками времени уменьшают подачу кислорода, за счет чего на поверхности изделия появляются темные пятна. Кирпич становится, например, красно-черным или красно-синим.
Почти неограниченные цветовые возможности у декоративных покрытий - ангоба и глазури. Ангоб - это водный раствор глины с добавлением минеральных красителей или оксидов металла, который наносится методом распыления на лицевую поверхность непосредственно перед обжигом на отформованное изделие. После обжига слой цветной глины имеет однородную с основным материалом структуру, толщина слоя - около 0,5 мм. Ангоб может быть коричневым, желтым, сиреневым, черным, насыщенно красным и др. Срок службы ангобированного покрытия тот же, что и у основного материала.

Глазурь - имеющий характерный блеск цветной стекловидный слой на основе минеральной смеси. Эта смесь наносится на заготовку перед обжигом. Благодаря глазури удается добиться не только красивой, но и более водонепроницаемой и устойчивой к истиранию поверхности. Вместе с тем глазурованные кирпичи - непрактичны, поскольку стекловидное покрытие довольно легко откалывается при транспортировке и укладке кирпичей. Среди новых разработок в области "декорирования" кирпича - металлополимерное покрытие, позволяющее создать на поверхности изделия неожиданные сочетания цветов, рисунки, надписи.

1. Выбирая лицевой кирпич, надо внимательно следить, чтобы близко к его поверхности или на ней не было комкообразных известковых включений: из-за них могут появиться "отстрелы" на поверхности изделия.
2. Учитывая частые перепады температур в холодное время года, долговечность кирпича зависит от его морозостойкости: по ГОСТу, у лицевых кирпичей она должна составлять не менее 25 циклов, однако у качественных изделий она превышает 50 циклов.

Текстура, форма
У лицевого кирпича может быть гладкая или рельефная поверхность. Рельеф бывает неровным ("шероховатый", "античный", "колотый", "черепашка", "кора дуба" и пр.) или правильным (геометрический рисунок на боковых гранях). Кроме того, поверхность может содержать вкрапления минеральной крошки, кварцевого песка. Что касается кирпичей "ручной" формовки с искусственно состаренным внешним видом, то они отличаются "плавающим" от оттенка к оттенку цветом, неровной текстурой, сколами на поверхности.

Чтобы свести к минимуму сколы, неизбежные при транспортировке и монтаже изделий, некоторые производители предусматривают у кирпичей не прямые ребра, а скошенные (с фаской).

Разновидность лицевого кирпича - фасонный: полукруглый (с различными радиусами - 60 мм, 120 мм и др.), угловой, скошенный, с выемками и других форм. Фасонный кирпич позволяет изысканно оформлять окна, карнизы, создавать здания с округленными углами, выполнять арки, своды, колонны. Некоторые заводы выпускают особый фасонный кирпич для перемычек над оконными или дверными проемами. Особенность такого кирпича в том, что его длина равна высоте трех горизонтальных рядов стандартных лицевых кирпичей, то есть его не нужно обрезать, что пришлось бы делать в случае использования вместо него обычного кирпича.

Марка
Рассмотрим существенные для кирпича физико-механические свойства. Как строительный, так и облицовочный кирпич должны быть прочными. Строительный является несущим, а лицевой, как правило, самонесущим в составе так называемой колодцевой кладки (то есть несущей стены из железобетона, пенобетонных блоков, крупноформатных кирпичей или других материалов, обшитой утеплителем и затем облицованной керамическим кирпичом). Предел прочности кирпича при сжатии и изгибе определяет его марку. Она обозначается буквой "М" и цифрой, соответствующей тому, сколько кг нагрузки может выдержать 1 кв. см изделия. Наиболее востребованы кирпичи марок М-100, М-125, М-150, М-175, М-200, М-250, М-300. Кирпичи марки 100 вполне подходят для стен 2-3-этажного дома, марок 125 и выше - для стен многоэтажных зданий, марок 150 и выше - для укладки в землю (фундамент, цоколь), а из кирпичей марок 200-300 возводят фундаменты "высоток", поскольку нагрузка на нижние ряды кладки в этом случае очень велика. Прочность влияет не только на несущую способность кирпича, но и на количество боя при транспортировке. Отметим такой нюанс: предел прочности кладки на сжатие зависит как от марки кирпича, так и от марки раствора, условий его твердения, а также от качества кладки (толщины и плотности швов).

1. Поскольку цветовое восприятие стены на 20% зависит от шва, для лицевого кирпича рекомендуется использовать цветные растворы: она могут подбираться в той кирпича или в контраст с ним.
2. Цвет керамического кирпича зависит прежде всего от состава, качества и цвета глины-сырца, также от технологии обжига, и может быть практически любым - от белого до черного, и даже неоднородного цвета (например, "плавающего" от темного оттенка к светлому, от коричневого к синему, от желтого к синему и т.д.)

Морозостойкость
Учитывая частые перепады температур в холодное время года, принципиальной для кирпича характеристикой является морозостойкость. В значительной мере именно она определяет надежность и долговечность кирпича. Согласно ГОСТу, морозостойкость измеряется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенного изделия: чем больше циклов оно способно преодолеть, не изменив своих потребительских свойств, тем дольше прослужит. Морозостойкость связана с водопоглощением, однако не всегда кирпич с высоким водопоглощением будет обладать низкой морозостойкостью. Более того, водопоглощение лицевого кирпича, находящегося внутри стены, будет меньше, чем изделия, во время испытания помещенного в воду, поскольку впитывать влагу будет только наружная поверхность. По нормам ГОСТа водопоглощение кирпича, изготовленного из беложгущихся глин, должно быть не менее 6%.

Для кирпичей, изготовленных из глин, содержащих известь, эта цифра выше - не более 20%. Морозостойкость должна составлять не менее 15 циклов для строительного кирпича и не менее 25 циклов для облицовочного. Вместе с тем морозостойкость качественных импортных и отечественных лицевых кирпичей существенно выше, она составляет 50 циклов и более. В технической документации морозостойкость обозначается буквой "Г", а следующая за ней цифра говорит о количестве циклов, которые кирпич может выдержать.

Пустотность
По своей структуре кирпичи делятся на полнотелые, пустотелые (эффективные) и пустотелые поризованные (сверхэффективные, "теплая керамика"). В структуре полнотелых кирпичей либо вообще нет отверстий, либо есть технологические отверстия, главное назначение которых - сэкономить на материале и на технологии производства. К тому же благодаря технологическим отверстиям компенсируются изменения размеров (обычно - сужение) глиняного изделия при обжиге. Такие пустоты препятствуют появлению трещин или не позволяют появившимся трещинам распространяться дальше. Размер и количество отверстий зависят от особенностей самой глины, из которой выполнены кирпичи, но не превышают 13% от их объема. Вместе с тем кирпич с такими отверстиями обладает рядом достоинств. Во-первых, у него выше теплозащитные свойства (чем больше пустот, тем ниже теплопроводность материала). Во-вторых, он более морозостойкий и надежный, поскольку вода, содержащаяся в растворе, будет попадать в отверстия, а не в толщу материала. Во-вторых, он легче, а значит, будет меньше нагрузка на фундамент. Лицевые кирпичи почти всегда содержат подобные отверстия.

У пустотелого кирпича отверстия составляют 13-43% от его объема. Они бывают разными: сквозными или несквозными, прямоугольными или круглыми. Основная их задача - повысить теплозащитные свойства кирпича, уменьшить расход сырья и упростить технологический процесс. Кроме того, благодаря пустотам такой кирпич на 25-40% легче обычного кирпича (при тех же габаритах). Самый "теплый" кирпич - поризованный. В нем, как и в изделии предыдущего типа, имеются сквозные отверстия, однако структура самого материала принципиально иная. В сырьевую смесь добавляют деревянную стружку или другие органические материалы, которые при обжиге заготовки выгорают, образуя мельчайшие замкнутые поры, в результате чего повышаются теплозащитные характеристики кирпича (коэффициент теплопроводности - 0,28 - 0,4 Вт/кв.м*К). Еще более эффективны поризованные кирпичи, у которых в качестве выгорающего наполнителя выступают пенополистирольные шарики. За счет шариков поры становятся больше, а коэффициент теплопроводности кирпича, соответственно, ниже - около 0,15 Вт/кв.м*К.

Поризованные изделия становятся легче, что позволяет увеличивать их размеры, превращая в крупноформатные блоки (их габариты могут достигать 510 х 250 х 219 мм). Каковы достоинства крупноформатных блоков? Во-первых, благодаря их высокому сопротивлению теплопередаче можно устраивать стену только из блоков с последующими облицовкой обычным кирпичом или нанесением штукатурки, то есть без использования утеплителя. Во-вторых, монтаж стен ведется значительно быстрее, чем в случае кирпича стандартных размеров (один блок может заменить 10-14 кирпичей). В-третьих, в 4-5 раз уменьшается расход кладочного раствора, поскольку больше габариты изделий и поскольку на боковых гранях таких блоков имеются пазы и гребни, устраняющие необходимость в вертикальных растворных швах. Кроме того, чем меньше швов, тем меньше "мостиков холода", а значит, выше теплозащита стены.

1. Благодаря особой прочности клинкер способен выдерживать самые серьезные нагрузки, поэтому идеально подходит для мощения автомобильных парковок и подъездов к гаражам.
2. Высокая морозостойкость клинкера - гарантия того, что покрытие дорожки не потрескается через несколько зим.

Кладочный раствор
Для укладки кирпича применяются морозостойкие цементные растворы, стандартная марка прочности которых- 100. Известно, что цветовое восприятие стены на 20% зависит от шва. Поэтому для лицевого кирпича рекомендуется использовать цветные растворы - на базе белого цемента с добавлением минералов. Стоимость такого раствора не намного выше, чем обычного, однако он расширяет декоративные возможности кирпичной кладки: цвет шва может подбираться в тон кирпича или в контраст с ним. Кроме того, на шве, выполненном из обычного раствора, со временем появляются высолы (в цементе содержатся влага и соли; когда влага испаряется, соли выступают на поверхность). На шве из цветного раствора, как правило, высолов не бывает.

Есть другой вариант придать шву достойный внешний вид: уложить кирпичи на стандартный раствор, а затем заполнить швы цветной затиркой. Это позволяет сэкономить на растворе, но оборачивается дополнительными сложностями: понадобится надстраивать леса (что в случае многоэтажного дома порой довольно проблематично), привлекать дополнительную рабочую силу. К тому же со временем некоторые затирки могут вымываться и обесцвечиваться.

Клинкерный кирпич
Отдельного упоминания заслуживает клинкерный кирпич. Его получают в результате высокотемпературного обжига полуфабриката, изготовленного из отборных глин методом экструзионного формования. Для производства клинкера используют особую сланцевую глину, которая отличается по физико-механическим свойствам от других глин. Она очень пластична, в ней нет солей и мела, поэтому сырье и готовые изделия обладают однородной структурой. Глину дополнительно измельчают, чтобы избежать появления пустот. Обжиг заготовок происходит поэтапно: сначала при температуре около 1100-1300°С минеральные компоненты спекаются, затем следует специальный обжиг, при котором температура может достигать 2000°С, он позволяет добиться более широкой цветовой гаммы изделий. Благодаря особенностям сырья и высокотемпературному обжигу получается исключительно прочное (марка М-300), низкопористое, цвето-, износо-, морозостойкое (более 300 циклов) и, как следствие, долговечное изделие. Притом клинкер - полностью натуральный материал, без примесей и искусственных красителей. У него не бывает высолов и других дефектов внешнего вида, вызванных воздействием влаги и других внешних факторов. Одним из главных достоинств клинкерного кирпича является низкое влагопоглощение (2-3%), поэтому его можно использовать даже для облицовки фундамента, а также для возведения стен зданий в центральной, наиболее загрязненной и загазованной части города. Также его применяют для облицовки фасадов, для мощения дорожек, автомобильных подъездов к гаражам, лестниц, террас, водостоков или внутренних двориков, для ландшафтных работ.

У клинкера богатая цветовая гамма: "огненные" оттенки красного, ярко желтый, белый, коричнево-голубоватый, оттенок "под старину" и еще несколько десятков вариантов. Характерная черта клинкерного кирпича - "игра" цвета на его поверхности, придающая неповторимую пестроту облицованному им фасаду или выполненной из него дорожке. Цвет клинкера достигается естественными методами, во-первых, за счет оттенка применяемой глины, во-вторых, за счет нанесения слоя глазури, в-третьих, за счет впекания угля в заготовку при обжиге (тем самым получается "обожженный" оттенок). Производятся также разнообразные фасонные элементы, которые позволяют разнообразить архитектурный облик фасада.

1. Предел прочности кирпича при сжатии определяет его марку. Кирпичи марки 100 вполне подходят для стен 2-3 этажного дома, марок 125 и выше - для стен многоэтажных зданий, марок 150 и выше - для укладки в землю (фундамент, цоколь), а из кирпичей марок 200-300 возводят фундаменты "высоток", поскольку нагрузка на нижние ряды кладки в этом случае очень велика.

Керамическая плитка под кирпич
Сегодня на рынке представлены керамические облицовочные плитки, имитирующие внешний вид кирпича. Их толщина - от 8 до 15 мм, вес - около 0,4 кг. Чаще всего такие плитки применяются либо для облицовки строений, у которых не хватает несущей способности фундамента, чтобы использовать кирпич, либо для облицовки и реконструкции давно построенных зданий (в том числе деревянных), чтобы изменить их внешний вид, не "наращивая" при этом фундамент. К тому же плитка - удачный вариант оформления интерьера, тем более что лицевой кирпич внутри помещения занимает много полезного места. Между тем специалисты предупреждают, что при неправильной укладке плитки могут появиться повреждения стены вследствие гниения плитки изнутри из-за скопления конденсата.

В случае фасадных работ с использованием плитки обычно требуется особый "пирог": на выровненную стену монтируется утеплитель, поверх него - армирующая сетка, к которой морозостойким клеем крепится плитка. Если облицовывается уже построенное здание, стены которого обладают достаточными теплозащитными свойствами, можно обойтись без утеплителя.

Плитка сама по себе дешевле лицевого кирпича, однако квадратный метр облицовки плиткой может обойтись дороже, поскольку, во-первых, необходим "пирог", и даже если не понадобится утеплитель, будут нужны армирующая сетка, грунтовка, клей. Во-вторых, монтажные работы более сложные и трудоемкие, а значит, более затратные.

Александр Левенко
журнал "Элитдом"
№1(52) 2007