Господь слепил из глины человека, а люди из нее же сделали кирпич, являющийся одним из древнейших и одновременно наиболее широко распространенных строительных материалов современности. Его популярность объясняется целым рядом факторов, в том числе хорошими потребительскими свойствами, доступностью сырья и относительной простотой технологии изготовления.
Кирпич — искусственный камень, выпускаемый из минерального сырья. В большинстве случаев он имеет форму прямоугольного бруска, приобретающего заданные свойства еще в процессе изготовления и предназначенного для устройства кладок. Исходя из того, какие материалы были использованы для его производства, различают керамический, силикатный и другие виды кирпича. Наибольшее распространение в строительстве получили керамическая, силикатная, а также саманная разновидности этих изделий.
Немного истории
Кирпич является древнейшим строительным материалом, сырье для получения которого люди черпали буквально из-под ног.
Еще в незапамятные времена широкое распространение получил кирпич-сырец, сделанный из глины, порой смешанной с соломой. Сушили такие изделия прямо на солнце. Но уже примерно 5000 лет назад, то есть в III веке до нашей эры, в Междуречье и Древнем Египте была разработана технология принудительного обжига. Строения из обожженного кирпича отличались большей прочностью и долговечностью, нежели здания из сырца, лучше сопротивлялись разрушающему воздействию сил природы, а также предоставляли широкие возможности для реализации архитектурных замыслов.
В Древней Греции и Византии этот материал был столь же популярен. Именно отсюда его прежнее название — плинфа (от греч. plinthos) — пришло в Россию и продержалось здесь до времен строительства Московского Кремля Иваном III и даже несколько дольше, пока плинфа не была окончательно вытеснена «аристотелевым кирпичом», который по размерам был близок современному. С середины XIX века, с изобретением ленточного пресса и кольцевых обжиговых печей производство кирпича было поставлено на поток. Сегодня для его обжига чаще применяются тоннельные печи, и современные крупные механизированные заводские линии выдают порядка 200 млн. и более единиц рассматриваемого рукотворного камня в год.
Пополам с соломой
Как для керамического, так и для саманного кирпича исходным сырьем служит глина (во втором случае сюда добавляют еще и резаную солому), а основное различие в их свойствах определяется технологией изготовления. Если керамическое изделие, кроме сушки, подвергается еще и обжигу, то его саманный аналог просто сушат на солнце. В результате получают дешевый и пригодный для строительства малоэтажных домов материал, достаточно прочный (выдерживает нагрузку в 20–40 кг/см²), однако характеризующийся низкой влагостойкостью, и посему недолговечный в умеренном и влажном климате. Благодаря таким свойствам саманный кирпич наиболее распространен в странах Азии, где количество выпадающих за год осадков относительно невелико. А вот на территории России он практически не используется: исключением являются, пожалуй, только небольшие постройки в сельской местности на Северном Кавказе.
Кирпич кирпичу рознь
В свою очередь, керамический кирпич обладает свойствами природного камня, которые не утрачиваются в течение длительного времени: дома из него могут стоять многие десятилетия и даже сотни лет. Данный материал широко применяется для строительства одноэтажных, а также многоэтажных зданий и сооружений: его используют при возведении несущих и самонесущих стен, внутренних перегородок, сооружении печей и каминов, заполнении пустот в монолитно-бе-тонных конструкциях. Подобное разнообразие определяет необходимость производства разных видов керамического кирпича, который бывает рядовой, лицевой, огнеупорный, полнотелый, пустотелый и поризованный. С точки зрения сфер применения, согласно ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические», данные изделия подразделяются на рядовые и лицевые.
Рядовой кирпич предназначен для основной (первоначальной) кладки стен и должен задавать их эксплуатационные характеристики, прежде всего стойкость к внешним воздействиям, способность защищать от непогоды расположенные за ними жилые или иные помещения, а также несущие и самонесущие свойства строительных конструкций. Нормальные геометрические размеры рядового кирпича прописаны в упомянутом ГОСТе: они составляют 250x120x65 мм — соответствующее этим требованиям изделие называют одинарным. Выпускаются также и его разновидности: полуторная с высотой 88 мм (определяется как «кирпич утолщенный»), модульная одинарная (288x138x65 мм) и утолщенная с горизонтальными пустотами (250x120x88 мм — аналогичными параметрами обладает кирпич с маркировкой «евро»). Предназначенную для кладки керамическую продукцию еще большего формата называют камнем.
В большинстве случаев рядовой кирпич используется для внутренней кладки и возведения таких элементов здания, как капитальные стены и несущие перегородки. А вот использовать его в местах возможного контакта с водой, то есть для строительства подвалов, фундаментов и цоколей, не рекомендуется. Кроме того, конструкции из данного материала не отличаются высокими эстетическими свойствами, и обычно их скрывают под слоем защитно-декоративной штукатурки или облагораживают какими-либо другими способами. Для наведения внешней отделки в гораздо большей степени подходит лицевой кирпич, второе название которого так и звучит — облицовочный. Соответственно он не только улучшает эксплуатационные характеристики кладки, но и вполне успешно играет ответственную роль фасадного декора.
По отсутствию или наличию искусствен-но формируемых пустот внутри бруска рассматриваемые изделия делятся на полнотелые и пустотелые. Стандартный полнотелый одинарный кирпич весит 3,2–4,0 кг, а его водопоглощающая способность по нормам составляет не менее 6,0%, причем как для рядовой, так и лицевой разновидности (впрочем, у последней она не должна превышать 14%). Такой кирпич используют для возведения внутренних и внешних стен зданий и сооружений, а также колонн, сводов и, разумеется, при кладке печей и каминов. С поправкой на влагостойкость его можно применять при устройстве фундаментов, цоколей и подвальных помещений.
В отличие от полнотелой разновидности, пустотелый кирпич имеет сквозные пустоты различной формы и размеров, поэтому обладает меньшей массой и обеспечивает снижение нагрузки на фундамент и прочие несущие конструкции здания. Кроме того, пустоты внутри бруска повышают теплозащитные свойства выполненной из него кладки. Впрочем, он совершенно не подходит для строительства фундаментов, подвалов и цоколей, где наблюдается повышенная влажность и непосредственный контакт данного материала с водой. Возводя наружные стены дома из пустотелого кирпича, а также его аналога полусухого прессования, необходимо предусмотреть наличие защитного пароизоляционного покрытия на их поверхностях. К слову, все керамические камни, отличающиеся, как уже говорилось, большими размерами, обязательно изготовляются пустотелыми.
Следующей разновидностью кирпича являются так называемые поризованные изделия, которые в большинстве случаев выпускаются по технологиям, сходным со способами производства керамического камня. В глину добавляют органические добавки — полистирол, опилки и другие материалы, выгорающие при обжиге, благодаря чему внутри бруска образуются многочисленные поры. Такая продукция обладает высокой способностью удерживать тепло, что позволяет возводить стены меньшей толщины без устройства дополнительной теплоизоляции. По указанной причине одним из названий поризованного кирпича стал термин «теплая керамика». В список его достоинств можно добавить хорошие шумоизолирующие свойства, а также меньшую по сравнению с обычными аналогами плотность, определяющую снижение массы конечного изделия и, как следствие, упрощающую требования к фундаменту здания.
Для кладки топок печей и каминов, а также дымоходных труб применяется огнеупорный керамический кирпич, выпускающийся в прямом и клиновидном (торцевом и ребровом) исполнении. Технология его производства предусматривает обжиг при температуре 1300–1350°C. Цвет подобных изделий бывает разным — от почти белого до светло-коричневого, чаще соломенного с коричневыми вкраплениями, а их маркировка, кроме размеров и указания формы бруска, обязательно включает букву «Ш» (от слова «шамотный»).
Технология производства
Сырьем для получения кирпичей, как говорилось выше, служит глина или ее смеси с сыпучими добавками, а прочностные и другие важные для строительства свойства данные изделия приобретают в процессе сушки и обжига. Что же касается способов изготовления подобной продукции, то сегодня существуют два основных метода — пластическое формование и полусухое прессование.
При пластическом формовании в глиняную массу добавляется 12–20% воды, сырье тщательно перемешивается, а затем подается в вакуумный ленточный пресс (экструдер), откуда выходит уже в виде непрерывного бруса контролируемого сечения, который нарезается на кирпич-сырец. Далее он направляется в сушильную камеру, где в результате усадки материала размеры изделия уменьшаются на 5–10%. После этого оно обжигается в печах (чаще всего туннельных) при температуре около 1000°С. Кстати, по такой технологии получают как полнотелый, так и пустотелый кирпич: пустоты образуются под воздействием кернов, расположенных в выходной части формующей головки пресса.
При производстве брусков методом полусухого прессования они поштучно штампуются из сыпучей глиняной массы с влажностью 8–10% на револьверном прессе под давлением 30 МПа. Изделия, изготовленные по этой технологии, всегда обладают пустотами конической формы, сквозными или не сквозными. Таким образом получают абсолютно все сорта поризованного кирпича и камня, а также некоторые марки их пустотелых аналогов.
Остается добавить, что для возведения некоторых архитектурных объектов необходимы бруски нестандартной формы, выполняемые по особым авторским эскизам. Подобная продукция производится исключительно по индивидуальным заказам.
Песочные дома
Сырьем для изготовления силикатного кирпича служат кварцевый песок, воздушная известь и вода. Все эти компоненты смешиваются в необходимых пропорциях и прессуются сухим способом, обретая форму будущего конечного продукта. Далее изделие подвергается обработке насыщенным водяным паром в автоклаве при температуре от 170 до 200 °С и под давлением 8–12 атм. Для получения силикатного кирпича того или иного цвета к исходной смеси добавляют разные пигменты. Выпускается как полнотелая, так и пустотелая разновидность рассматриваемого бруска, свойства которого регламентируются ГОСТ 379-79 «Кирпич и камни силикатные. Технические условия».
Размеры силикатных изделий совпадают с параметрами их керамических аналогов: для одинарного это 250x120x65 мм, полуторного — 250x120x88 мм, двойного (силикатного камня) — 250x120x138 мм. Никаких отличий не наблюдается и с точки зрения обозначения прочностных и морозостойких характеристик. По прочности две указанные разновидности кирпича близки друг другу и характеризуются марками М-100, М-125 и М-150. К недостаткам же силикатного бруска относятся низкие теплозащитные свойства (еще более ухудшающиеся при намокании) и высокий коэффициент влагопоглощения по сравнению с керамическими изделиями, причем именно недостаточная влагостойкость лежит в основе запрета на использование силикатных кирпичей при закладке фундамента. По той же причине они проигрывают и по морозостойкости, которая не превышает F-35.
Впрочем, есть у этих изделий и неоспоримые достоинства: относительная дешевизна и хорошие шумоизолирующие качества, нередко выступающие решающим аргументом при выборе материала для возведения межкомнатных и межквартирных перегородок. Применяют силикатный кирпич также и при строительстве некоторых несущих и самонесущих конструкций зданий, а также столбов. Однако сравнительно низкая максимальная температура эксплуатации, не превышающая 550°C, делает его непригодным для сооружения печных и каминных топок наряду с дымовыми трубами.
Комментарии специалистов
Юрий Лапшин
Юрий Лапшин, заместитель начальника управления перспективного развития компании «Победа ЛСР»:
«Для строительства по-настоящему теплого и долговечного частного дома лучше использовать крупноформатный керамический поризованный камень: именно поры придают ему высокие теплозащитные свойства. Наиболее распространенным материалом для строительства зданий выступает камень размерами 510x250x219 мм (14,3 НФ, то есть равный 14,3 стандартного бруска), облицованный кирпичом. Суммарная толщина стен в этом случае доходит до 640 мм. Такая конструкция обладает теми же теплоизоляционными характеристиками, что и традиционная кирпичная кладка толщиной 1030 мм.
Керамические камни соединяются между собой пазо-гребневым способом, без применения раствора в боковых швах, что позволяет существенно сократить расход каменного клея и количество мостиков холода. В результате стена получается на 50% теплее аналога из обычного пустотелого кирпича. Ее теплозащитные свойства можно дополнительно улучшить за счет перлитового раствора, коэффициент теплопроводности которого очень близок к такому же показателю у поризованной керамики. Благодаря такому подходу потери тепла через стыки между элементами кладки снижаются в 4 раза.
При строительстве коттеджей в качестве материала чаще всего используются блоки 10,7 HФ (размерами 380x250x219 мм, то есть 10,7 стандартного кирпича) или уже упоминавшиеся 14,3 НФ, из которых можно возводить однородные стены, не требующие дополнительного утепления даже в районах с суровым климатом. Например, подобных домов много в Ленинградской области.
Не так давно по нашему заказу проводился анализ стоимости эксплуатации и содержания зданий, возведенных из различных материалов. В частности, сравнивались затраты на отопление и ремонт. Получилось, что за обогрев 1 м² жилища со стенами из теплой керамики RAUF в год приходится платить примерно на 38% меньше, чем, например, в домах из оцилиндрованного бревна или деревянного бруса размерами 200x200 мм. Что же касается преимуществ поризованного крупноформатного кирпича перед обычным пустотелым аналогом, то они заключаются прежде всего в меньшем (на 20–40%) весе первого. Сюда же добавим высокие темпы возведения коттеджа и очень хорошие теплотехнические характеристики материала. При этом поризованная керамика так же экологична и долговечна, как и простой классический кирпич.
Единственная оговорка: блоки формата 10,7 НФ или 14,3 НФ предназначены для строительства зданий, насчитывающих не более 5 этажей. В этом смысле они, конечно же, проигрывают стандартным пустотелым кирпичам».
