Кли́нкерный кирпи́ч — керамический кирпич, который производится из специального вида глины. В процессе изготовления она обжигается до полного запекания (при температуре около 1200 °C), что придаёт данным кирпичам различные оттенки. Клинкерный кирпич получил своё название благодаря высокому звуку, который он издает при постукивании кирпичей друг о друга. Ранее клинкер обозначали как тугоплавкий кирпич. Одной из особенностей клинкерных кирпичей является высокая прочность, позволяющая использовать их для кладки тротуаров (тротуарный кирпич).
В отличие от лицевого керамического кирпича и фасадной штукатурки, клинкерный кирпич имеет многократное преимущество в долговечности и надежности. Долговечность является производной от следующих показателей:
- Прочность — характеризуется пределом прочности на сжатие, которое кирпич выдерживает до начала его разрушения.
- Морозостойкость — количество циклов «замораживание-оттаивание» в насыщенном влагой состоянии, которое выдерживает кирпич до начала разрушения.
Клинкер состоит из:
- Огнеупорной глины — шамот;
- Полевых шпатов — целая группа породообразующих минералов, которые входят в класс силикатов. Широко распространены. (Feldspat — в переводе с немецкого Feld — поле. И древнегреческого Spat — σπατος — пластина, по причине способности разделяться по спайности на пластины);
- Глинистых минералов — это силикаты водной группы, составляющие стержневую массу отложений глины и широкой фракции почв и определяющих их механические, химическо-физические и другие качества.
За счет смешения различных глиняных масс, можно добиться множества цветовых нюансов. Для получения клинкерной продукции заводы-производители основательно перемешенную исходную массу глины с водой пропускают через экструдер (В особых случаях, при применении клинкера для реставрации зданий и памятников, производители предлагают традиционный кирпич ручной формовки). Следующий процесс после формовки это сушка. В результате чего содержание воды в формах снижается до 3 %, а при производстве высококачественного клинкера содержание воды в глине не должно превышать 2 %. После чего изделия помещаются в туннельные печи (ранее круговые печи) и обжигаются при температуре не меньше 1100 и до 1300 °С. В отличие от обычного керамического кирпича, который обжигается температурой от 800 до 1000 °С.
История классических видов Клинкера:
1. Клинкер торфяного обжига — особый цвет, прежде всего это зеленоватый оттенок, он получается за счет обжига клинкера с торфом. Знаменитые стройки с этим видом в Германии :
А) Чилехаус — Здание в одиннадцать этажей склада товаров, завозимых из Чили, в Гамбурге (юго-восточной его части). Было построено в 1922—1924 годах
Б) Брошек-хаус — офисное здание в Гамбурге построенное в 1925—1926 по проекту архитектора Фритца Хёгера, на сегодняшний день является отелем «Renaissance Hamburg Hotel» группы Marriott.
Последняя кольцевая печь, находящаяся в рабочем состояние, для производства находится в коммуне Ненндорф округа Аурих.
2. Греппинер клинкер — основательно обожженный жёлтый кирпич ручной формовки, обжигался только при максимальной температуре, за счет чего поверхность кирпича становилась водонепроницаемой и стойкой к пыли. Этот вид производился в Германии с 1871 по 1900 г. в большинстве случаев для облицовки вокзалов и школ (главный вокзал Ганновера облицован этим кирпичом).
3. Мюнстерлендер угольного обжига — характеризуется классической клинкерной глиной, угольными подпалами или легкими следами копоти на поверхности. Для производства использовалась глины региона Мюнстер и Рурский уголь. Процесс обжига был внедрен во времена индустриализации. Этим облицовочным кирпичом облицовывали множества индустриальных зданий на рубеже 19—20 вв. К примеру здание «Цее Цолерн» в Дортмунде, Мюнстерский дворец, Государственный архив Мюнстера. В настоящее время Отдел архива «Вестфален» земли Северный Рейн-Вестфалия.
В России характеристики фасадного клинкерного кирпича впервые были стандартизованы в ГОСТ 530—2012 «Кирпич и камень керамические» [1] . Согласно стандарту, клинкерный кирпич должен иметь марку по прочности сжатия не менее М300, водопоглощение не более 6,0 %, марку по морозостойкости не менее F75, скорость начальной абсорбции воды опорной поверхностью — не менее 0,10 кг/(м 2 *мин), кислотостойкость не менее 95,0 %. Марку по прочности изгиба стандарт не определяет.
Основные типоразмеры фасадного клинкерного кирпича: 250х60х65 мм (0,5НФ, «половинный» формат), 250х85х65 мм (0,7НФ, «евроформат»), 250х120х65 мм (1НФ, одинарный формат). Фасадный клинкер может выпускаться как пустотелым, так и полнотелым.
Характеристики тротуарного клинкерного кирпича не стандартизированы и определяются техническими условиями производителя. По аналогии с ГОСТ 6787-2001 «Плитки керамические для полов» может быть принято водопоглощение тротуарного клинкера менее 3,5 %, износостойкость при истирании кварцевым песком не более 0,18 г/см 2 .
Поскольку клинкерный кирпич обжигают при более высоких температурах, чем обычный керамический, для его производства требуются специальные печи обжига, как правило с уменьшенной высотой печного канала и построенные из более огнеупорных материалов.
С 2013 года тротуарный и фасадный клинкер выпускает завод в г. Никольское Ленинградской области, с 2015 года — завод в г. Дубёнки (Мордовия) и Богандинский кирпичный завод в пгт Богандино Тюменской области. В 2014 году запущен производственный комплекс завода «Экоклинкер» в г. Новочебоксарск Чувашской республики с полным ассортиментом клинкерной продукции.
Характерным свойством клинкера является его надежность. Фасад из клинкерного кирпича не требует эксплуатационного обслуживания и не меняет своего первоначального цвета.
Ограниченное применение фасадного клинкерного кирпича вызвано его низким водопоглощением, что требует применения специальных кладочных растворов и высокой квалификации каменщика.
Клинкерный кирпич, что это такое, каковы его основные характеристики и назначение — тема данной статьи. Отдельные элементы зданий испытывают высокие статические нагрузки и возводятся из материалов с соответствующими характеристиками. При строительстве таких конструкциях широко используется клинкерный кирпич, имеющий уникальные физико-химические свойства. Производство таких кирпичей впервые было налажено в XIX веке в Голландии, испытывавшей дефицит природного камня.
Что такое клинкерный кирпич и каковы его отличия от других видов
В соответствии с ГОСТ 530-2012 изделие описывается как прочное и с исключительно с низким влагопоглощением, что обеспечивает ему отличные эксплуатационные и декоративные свойства. Материал может применяться в агрессивной среде и для проведения отделочных работ и облицовки зданий.
Изделие имеет форму правильного параллелепипеда с заданными действующим стандартом размерами. Наружная поверхность кирпича клинкерного имеет слегка шероховатую фактуру, цвет которой колеблется от светло-желтого до темно-коричневого. Всего насчитывается около сотни оттенков, образование которых достигается введением в состав сырья специальных добавок.
Клинкерный кирпич существенно отличается от обычного керамического по следующим признакам:
Рецептура и технология изготовления.
Основным сырьем для него является специальный вид глины, который называется тощим, в качестве шихты используются минеральные добавки магматических пород. Данный состав обеспечивает в процессе обжига при температуре 1300 °C образование значительного количества стеклофазы. Для сравнения обычный кирпич формируется при 800 – 1000 °C.
Высокий уровень прочности.
По данному показателю клинкерные изделия занимают лидирующее положение среди керамических блоков и плиток. Материал имеет отличную устойчивость к истиранию, по этому параметру он многократно превышает параметры высококачественного бетона.
Режим и условия обжига позволяют добиться крайне низкой гигроскопичности, для сравнения помещенный в воду кирпич способен поглотить от 15 до 25 % клинкерный же более 6-8%. Изделия с глазурованными поверхностями и вовсе не поглощают влаги, что ко всему прочему положительно влияет на его морозостойкость.
В ходе кладки клинкерного кирпича каменщиками используются модифицированные цементно-песчаные смеси. Такие растворы обладают минимальным временем схватывания, что позволяет снизить временные нормативы в процессе возведения строительных конструкций. В декоративных целях швы между блоками расшиваются и затираются цементными составами с добавлением красящего пигмента. Это повышает трудоемкость технологического процесса, но и значительно улучшают внешний вид кладки.
Виды клинкерного кирпича
Строительный материал этого типа классифицируется по целевому назначению. Потребителю предлагаются следующие виды клинкерного кирпича:
Рядовые или одинарные изделия используются для возведения опорных строительных конструкций, испытывающих высокие нагрузки. К ним относятся такие силовые элементы, как колонны, ступени лестниц, столбы, фундаменты и цоколи. Названные строительные конструкции отличаются механической прочностью, устойчивостью к внешним воздействиям и долговечностью.
Облицовочный или фасадный клинкерный кирпич характеризуется превосходными декоративными свойствами и богатым выбором расцветок. Поверхности изделия дополнительно глазируются, что позволяет добиться максимальной устойчивости к атмосферным явлениям и солнечному свету. Облицовочные материалы помимо обычных изделий прямоугольной формы могут быть и фасонными.
Тротуарный клинкерный кирпич используется для мощения мостовых, пешеходных и садовых дорожек, а также парковых аллей. Материал обладает значительной стойкостью к истиранию и ударным механическим воздействиям. Это делает элементы ландшафтного дизайна исключительно долговечными и способными сохранять свой внешний вид.
Технические характеристики клинкерного кирпича
Производство данного строительного материала осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 530-2007 и 7484-78. Технические характеристики клинкерного кирпича определяются его физико-химическими свойствами и внутренней структурой. Изделие обладает высокой плотностью и крайне низкой пористостью, что обеспечивает ему малое водопоглощение и отличную морозостойкость.
Основные технические характеристики кирпича клинкерного представлены в таблице:
| Наименование параметра | Ед. изм. | Виды клинкерного кирпича | ||
|---|---|---|---|---|
| рядовой | фасадный | тротуарный | ||
| Плотность | кг/м3 | 1900 | 2000 | 2100 |
| Теплопроводность | Вт/м°С | 1,16 | 1,17 | 1,15 |
| Влагопоглощение | % | 4 — 6 | 3 — 5 | ≤ 6 |
| Морозостойкость | Циклов | F100 | F200 | F300 |
| Паропроницаемость | мг/(м•ч•Па) | 0.05 | 0,07 | 0,03 |
| Кислотостойкость | % | 95 | 95 | 95 |
Плотность клинкерного кирпича
Высокие технические параметры данного строительного материала обеспечиваются его составом и структурой. Плотность клинкерного кирпича находится в пределах от 1900 до 2100 кг/м 3 , и достигаются такие показатели за счет спекания минерального сырья в процессе обжига. Это позволяет свести к минимуму пористость изделий, что, в свою очередь, препятствует проникновению влаги внутрь.
Высокая плотность клинкерного кирпича — это результат предварительного сжатия сырья на стадии его формирования. В отдельных случаях прессы развивают усилие до 5 000 кг/см2, что увеличивает такой параметр блока, как сопротивление сжатию. Данный строительный материал, использованный для возведения фундаментов и цоколей зданий, испытывает большое давление стен и других конструкций без разрушения.
Пустотелость
В целях снижения общей нагрузки на основания, ненагруженные элементы зданий максимально облегчаются. Облицовочной или фасадный клинкерный кирпич в большинстве случаев делается пустотелым. В теле изделия для этого выполняются сквозные отверстия или выемки разной формы: они могут быть прямоугольными, цилиндрическими или конусообразными. Пустоты в клинкерном кирпиче образуются на этапе прессования с использование специальных форм.
Пустотелость изделия характеризуется специальным параметром — коэффициентом и определяется как соотношение полного объема к реальному. Для отдельных видов фасадного клинкерного кирпича этот показатель может достигать 35 – 40 %. Помимо чисто декоративных функций такая облицовка является еще и неплохим теплоизолирующим слоем, обеспечивающим снижения потерь энергии через стены.
Теплопроводность
Эксплуатационные характеристики строительных материалов находятся в тесной взаимосвязи. Коэффициент теплопроводности клинкерного кирпича имеет наивысшее значение среди аналогов. Данный показатель находится в пределах от 0,8 до 1,16 Вт/м°С для сравнения полнотелый блок — 0,5 – 0,7 Вт/м°С, а поризованный – 0,22 Вт/м°С, теплая керамика и вовсе — 0,11 Вт/м°С.
Высокая теплопроводность клинкерного кирпича определяется, прежде всего, его плотностью. Несколько уменьшить это значение удалось только у пустотелых образцов, используемых для облицовки зданий. Опорные конструкции: фундаменты и цоколи, построенные из данного вида кирпича, нуждаются в дополнительном утеплении. Это поможет в значительной мере снизить потери через ограждающие конструкции.
Влагопоглощение
Данный параметр характеризует способность клинкерного кирпича впитывать некоторое количество воды. Плотная внутренняя структура материала затрудняет процессы влагопоглощения. Малая пористость изделия достигается в процессе прессования и обжига при высокой температуре, что приводит к спеканию отдельных частиц. В результате образуется масса с малым количеством пустот.
Клинкерный кирпич характеристики влагопоглощения, у которого находятся на низком уровне, может быть использован для возведения ответственных конструкций. В том числе и тех, что применяются в агрессивных средах с высокой влажностью. Изделия с глазированными поверхностями и вовсе не впитывают воду, что обеспечивает им долговечность. Данный строительный материал не склонен к образованию высолов.
Морозостойкость
Клинкерный кирпич способен эффективно противостоять колебаниям температуры воздуха вплоть до экстремальных значений. Материал отличается превосходной морозостойкостью, в соответствии со стандартом изделие может выдержать не менее 75 циклов охлаждения и нагрева. Такой показатель определяется высокой плотностью и низким коэффициентом влагопоглощения.
Данное свойство клинкерного кирпича широко используется в строительстве, материал применяется при возведении зданий в широтах с холодным климатом. Кирпичи, используемые для мощения дорожек и тротуаров, имеют максимальную морозостойкость. Материал находится в постоянном контакте с насыщенным влагой грунтом, что оказывает на него определенное воздействие. Тем не менее, специалисты отмечают долговечность указанных ландшафтных элементов.
Огнестойкость
Технология производства клинкерного кирпича предусматривает его обжиг при высоких температурах. В структуре материала присутствует значительная доля тугоплавких компонентов, которые обеспечивают превосходную огнестойкость. Испытания показывают, что изделие способно выдержать температуру не менее 1800 °C. Конструкции из данного материала сохраняют устойчивость, находясь под воздействием огня без деформаций и разрушений.
Звукоизолирующие свойства
Высокая плотность клинкерного кирпича определяет низкую способность к затуханию акустических колебаний в нем. Соответственно звукоизолирующие свойства данного материала довольно посредственные. Собственно и название изделия в переводе с немецкого означает «звонкий», именно такие звуки возникают при нанесении ударов по нему. Ограждающие конструкции из данного материала нуждаются в дополнительной звукоизоляции.
Паропроницаемость
Внутренняя структура клинкерного кирпича характеризуется крайне низкой пористостью. Данное обстоятельство и объясняет малую паропроницаемость изделий. Данный показатель имеет численное выражения в виде соответствующего коэффициента, который для данных изделий составляет от 0,03 до 0,07 мг/(м•ч•Па). Низкая паропроницаемость отделки из фасадного кирпича обеспечивает сохранность ограждающих конструкций от воздействия влаги. Во внутренних помещениях строений из данного материала необходимо эффективная система вентиляции.
Экологичность
Кирпич клинкерный изготовлен из природных минералов, а технология его производства обеспечивает создание устойчивой и плотной структуры. Изделия отличаются высокой экологичностью, в процессе эксплуатации они не выделяют вредных для человека летучих химических соединений. Сырье и готовая продукция проходит обязательную проверку на радиоактивность. Производители строго придерживаются в этом вопросе требований действующего стандарта.
Размеры и точность геометрической формы
Кирпич клинкерный производится в соответствии со стандартами, которые определяют все его основные характеристики. Изделия выпускаются трех основных типоразмеров, которые специалистами строителями обозначаются следующим образом:
- одинарный — размер 250×120×65 мм обозначение 1 НФ;
- полуторный — габариты 250×120×88 мм маркировка 1,4 НФ;
- двойной — размеры 250×120×140 мм обозначение 2,1 НФ.
Существуют и другие виды изделий: клинкерный кирпич, размеры которого 250×85×65 мм называется «Евро» и маркируется как 0,7 НФ. Помимо названных выше имеют еще и модульный одинарный блок с размером 288×138×65 мм, обозначаемый как 1,3 НФ. Производятся также и неполномерные изделия, которые носят наименования по дробным частям: «три четверти», «половинка» и «четверть».
Точность изготовления клинкерного кирпича жестко регламентируются требованиями стандарта. Допустимые отклонения по длине не должны превышать 4 мм, по ширине – 3 мм, по толщине – 2 мм. Изделия должны иметь форму правильного параллелепипеда с максимальным расхождением параллельных граней не более чем в 3 мм по максимальному размеру. Наибольшее отклонение от плоскости по любой из сторон составляет 3 мм.
Назначение и сферы применения клинкерного кирпича
Возведение зданий из современных строительных материалов позволяет реализовать самые сложные проекты. Основные сферы использования клинкерного кирпича следующие:
1. Рядовые изделия применяются для строительства нагруженных опорных конструкций: фундаментов, оснований, колонн, ступеней, цоколей, а в отдельных случаях и несущих стен.
2. Фасадный или облицовочный кирпич используется для отделки стен и других конструкций снаружи и внутри здания.
3. Тротуарный предназначен для мощения дорожек пешеходных, аллей в парках и скверах, смотровых площадок.
Клинкерный кирпич отличается высокой прочностью превосходными эксплуатационными характеристиками. Данные обстоятельства обеспечивают долговечность зданиям и сооружениям, в строительстве которых используются такие материалы.
