Пенодиатомитовый кирпич технология производства

Обновлено: 16.05.2024

Кирпич остается одним из самых распространенных и популярных стеновых материалов. В продаже он разных форматов и пустотности. Но одним из основных недостатков кирпича остается его теплопроводность. Пустоты не всегда решают вопрос, ухудшая прочность.

А что, если бы кирпич сделать как газобетон, пористый? Возможно ли изготовить такую глиняную массу, высушить и обжечь? Чуть более года назад один мой знакомый изучал эту возможность, показывал фотографии образцов:

Не знаю, за счет чего добивались пористости массы, но как показали испытания, его кирпич не имел достаточной прочности.

На строительной выставке около пяти лет назад слышал от специалиста компании, выпускающей поризованные крупноформатные блоки, что они в глину добавляют мелкодисперсные опилки. Опилки при обжиге сгорают, образуя поры. Их по объему не много, но это в какой-то доле уменьшало теплопроводность.

Оказывается, пенокирпич давно существует, выпускается огнеупорный поризованный пенодиатомитовый кирпич.

Этот материала делают из диатомита, глины, пенообразователя и добавляют опилки. Диатомит –минерал, на 50% состоящий из панцирей древних водорослей, обитателей морей – диатомий . В структуре которых есть даже опал, кремнезем и окислы металлов. Структура диатомита имеет микропористое строение. За счет всего этого материал приобретает жаропрочные характеристики и плохо проводит тепло.

В России крупнейшие залежи диатомита. Поэтому, неудивительно, что минерал используют в производстве огнеупорного кирпича. Для жаростойкого теплоизолятора в печах (до 900 гр.). И еще в отличие от шамотного кирпича – он имеет меньший вес.

Промышленность выпускает четыре марки пенодиатомитового кирпича с маркой КПД: 350; 400, 450, 500. Число - это объемный вес. Например, 400 кг/м3. Тогда как обычный кирпич имеет массу от 1800 до 2200 кг/м3. Но пенодиатомитовый кирпич при этом не уступает по прочности обычному.

Коэффициент теплопроводности – 0,1 Вт/(м*К). Это на 0,02-0,04 лучше, чем у газобетона. И он по-сути, является идеальным стеновым материалом. Недостаток только один – это цена пенодиатомитового кирпича. Она составляет: 30-45 тыс. руб/м3

Это примерно 60 руб. за стандартного размера кирпич. При такой стоимости материал интересен только как кладка для теплоизоляции. Может быть, когда-то цена на него снизится и производители начнут выпускать даже крупноформатные пенодиатомитовые блоки. И тогда материал станет интересным по всем характеристикам.
***

Теплоизоляционный кирпич, прекрасная альтернатива и в некоторых случая замена кирпичу шамотному. Данный кирпич применяется как в гражданском строительстве, так и в промышленном производстве как высокотемпературная изоляция, шумо и звукоизоляция. Максимальная рабочая температура 900 °С. Основная область применения:

теплоизоляция трубопроводов, котлов, труб, дымоходов
тепловая изоляция промышленных печей, тепловых агрегатов, батарей
на футеровке
в противопожарных устройствах, ограждениях
в конструкциях требующих легкости, но прочности

Вся продукция для теплоизоляции производится из природного, богатого кремнием сырья — диатомита. Диатомит (кизельгур) это древняя, горная порода,состоит более чем на 50% из залежей диатомей (морских одноклеточных водорослей), имеющих в строении панцирь, состоящий преимущественно из диоксида кремния. Породу обогащают (очищают), добавляют глину, вспенивают и получают пенодиатомитовый кирпич. Благодаря наличию кремнезема, большой пористости, изделия из диатомита получаются:

Без нашего теплоизоляционного кирпича не обходится алюминиевая и стекольная промышленность, где производится теплоизоляция котлов, трубопроводов, печей. Применяется в устройстве каминов. Благодаря своей прочности и вместе с тем легкости, не отяжеляет конструкции и используется при строительстве дымоходов, труб.
К недостаткам можно отнести боязнь влаги и прямых солнечных лучей, поэтому весь пенодиатомитовый кирпич уложен на поддоны и закрыт стрейч-пленкой.

ГОСТ 2694-78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

РАЗРАБОТАН Минмонтажспецстроем СССР ИСПОЛНИТЕЛИ

И. К. Энно канд. техн. наук; А. Н. Мерзляк (руководитель темы); О. Я, Миловидова; Л. М. Шаронова; Т. А. Ильинская

ВНЕСЕН Минмонтажспецстроем СССР

Член Коллегии В. М. Орлов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 15 августа 1978 г. № 169

УДК 662.998.666.951 : 006.354 Группа Ж15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ПЕНОДИАТОМИТОВЫЕ И ДИАТОМИТОВЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ

Foamed diatomite, diatomote produchs thermoinsula ting. Technical reguirements.

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 15 августа 1978 г. № 169 срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на пенодиатомитовый кирпич и диатомитовые изделия (кирпич, полуцилиндры и сегменты), получаемые формованием, сушкой и обжигом диатомита с порообразующими или выгорающими добавками.

Изделия предназначаются для тепловой изоляции сооружений, а также промышленного оборудования и трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей не более 900°С.

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

1.1. Пенодиатомитовый кирпич в зависимости от плотности (объемной массы) подразделяется на марки ПД-350 и ПД-400, а диатомитовые изделия — на марки Д-500 и Д-600.

1.2. Размеры пенодиатомитового и диатомитового кирпича должны соответствовать указанным в табл. 1.

Перепечатка воспрещена ©Издательство стандартов, 1978

1.3. Размеры диатомитовых полуцилиндров и сегментов должны соответствовать указанным в табл. 2.

| Внутренний j диаметр

Количест во изделии по окружное! и изолируемого трубопровода

Изделия размерами, не указанными в таблице, могут изготовляться заводом-изготовителем по согласованию с потребителем.

1.4. Условное обозначение изделий должно содержать вид изделия и марку по плотности (объемной массе), а условное обозначение полуцилиндров и сегментов, кроме того, — значения их длины и толщины.

Пример условного обозначения кирпича пенодиа-томитового марки 350:

ПД.К1—350 ГОСТ 2694—78

То же, полуцилиндра диатомитового марки 600, длиной 330 мм, внутренним диаметром 57 мм и толщиной 50 мм:

Д.П1—600.330.57.50 ГОСТ 2694 —78

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Изделия должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по технологическому режиму, утвержденному в установленном порядке.

2.2. Материалы, применяемые для изготовления пенодиатоми-товых и диатомитовых изделий, должны соответствовать стандартам или техническим условиям.

2.3. Допускаемые отклонения от установленных настоящим стандартом размеров указаны в табл. 3.

по ширине или внутреннему диаметру

из челий первой категории

2.4. Физико-механические показатели пенодиатомитовых и диа* томитовых изделий должны соответствовать указанным в табл. 4.

Нормы для изделий марок

1. Плотность (объемная масса). кг/м 3 , не более

2. Теплопроводность, ккал/(ч -м • °С), не более, при средней температуре:

3. Предел прочности при сжатии, кгс/см 2 , не менее

4. Линейная температурная усадка при 900°С, %, не более

2.5. Изделия должны иметь правильную геометрическую форму. Допускаемые отклонения от перпендикулярности граней и ребер не должны превышать 3 мм.

2.6. В изделиях не допускаются дефекты внешнего вида: пустоты и включения шириной и глубиной более 10 мм; искривления граней и ребер изделий более 3 мм;

отбитости и притупленности углов и ребер глубиной более 12 мм и длиной более 25 мм;

сквозные трещины длиной свыше 30 мм. Изделия с трещинами свыше 30 мм считаются половняком.

2.7. В изделиях высшей категории качества не допускаются дефекты внешнего вида:

пустоты и включения шириной и глубиной более 5 мм;

искривление граней и ребер более 2 мм;

отбитости и притупленности углов и ребер глубиной более 5 мм и длиной более 10 мм;

2.8. В партии изделий количество парных половинок не должно превышать 5%. В партии изделий высшей категории качества наличие половинок не допускается.

3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Пенодиатомитовые и диатомитовые изделия должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя.

3.2. Изготовитель должен гарантировать соответствие качества пенодиатомитовых и диатомитовых изделий требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем условий применения, транспортирования и хранения, установленных стандартом.

3.3. Приемка и поставка изделий производится партиями. Партия должна состоять из изделий, изготовленных по одной технологии, одной марки и одного типоразмера.

3.4. Размер партии устанавливается в количестве суточной выработки изделий предприятием-изготовителем, но не более 50 м 3 .

3.5. Контрольная проверка теплопроводности и линейной температурной усадки должна производиться по результатам испытаний трех образцов не реже одного раза в квартал.

3.6. Проверка прочности, плотности, внешнего вида, формы и размеров изделий должна производиться для каждой партии.

3.7. Для проверки внешнего вида, формы и размеров от каждой партии из разных мест отбирают восемь изделий.

3.8. Из числа изделий, отобранных по п. 3.7 и удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта по внешнему виду, форме и размерам, отбирают три изделия для определения плотности, предела прочности при сжатии и линейной температурой усадки.

3.9. При неудовлетворительных результатах контроля хотя бы по одному из показателей, проводят повторную проверку по этому показателю удвоенного количества образцов, взятых от той же партии. При неудовлетворительных результатах повторного контроля партия изделий приемке не подлежит.

3.10. Если при проверке изделий, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества, окажется, что изделия не удовлетворяют требованиям настоящего стандарта хотя бы по одному показателю, то вся партия изделий по высшей категории качества приемке не подлежит.

3.11. Потребитель имеет право производить контрольную проверку соответствия изделий требованиям настоящего стандарта» соблюдая при этом установленный порядок отбора образцов и применяя указанные ниже методы испытаний.

4. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Измерение линейных размеров изделий производят металлической линейкой или штангенциркулем с точностью до 1 мм.

4.2. Длину, ширину, внутренний диаметр изделий измеряют в трех местах: на расстоянии 50 мм от каждого края и посередине изделия и определяют как среднее арифметическое результатов трех измерений. Толщину изделий измеряют по торцам: в четырех местах—по краям и в двух—посередине изделия и определяют как среднее арифметическое результатов шести измерений.

4.3. Плотность, предел прочности при сжатии и линейную температурную усадку определяют по ГОСТ 17177—71. Плотность определяют на 3 изделиях, а предел прочности при сжатии и линейную температурную усадку на 3 образцах, выпиленных из этих изделий. Образцы не должны иметь признаков механических повреждений, возникших при их изготовлении.

4.4. Теплопроводность изделий определяют по ГОСТ 7076—78 на образцах, изготовленных из той же массы и по той же технологии, что и изделия.

4.5. Отклонение от перпендикулярности граней и ребер изделий измеряют металлическим угольником или шаблоном.

4.6. Проверку размеров отбитости и притупленности углов и ребер изделий производят металлическим измерительным инструментом или угольником-шаблоном.

4.7. Искривления поверхностей и ребер определяют измерением наибольшего зазора между поверхностью или ребром изделия и ребром приложенной к нему измерительной линейки.

5. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

5.1. Изделия одного вида, размера и марки должны транспортироваться на возвратных поддонах или в специальных контейнерах.

Допускается до 1 января 1981 г. транспортирование изделий» уложенных в транспортные средства штабелями с применением деревянных прокладок или перегородок, обеспечивающих сохранность изделий от механических повреждений.

Диатомитовый кирпич – один из видов огнеупорного кирпича, который имеет ряд уникальных свойств. Подробнее о качественных характеристиках диатомитовых кирпичей рассказано в другой статье . Но хотелось бы разобраться в причинах появления у диатомитовых кирпичей таких параметров.

Можно выделить 2 вида диатомитовых кирпича по способу их производства. Собственно, диатомитовый кирпич, который изготавливается путем добавления в шихту мелких опилок. За счет выгорания опилок при обжиге образуются поры, делающие кирпич более легким, и улучшающие его теплоизоляционные свойства. Такой кирпич обозначается аббревиатурой КД (кирпич диатомитовый) и цифрой через дефис, например КД-500, где цифра обозначает удельную массу кирпича в кг на 1 м. куб.

Второй способ образования пор – с помощью «пены». Данный метод образования микропустот в кирпиче схож с технологией производства пенобетона, которая описана тут . С помощью «пены», в роли которой чаще всего выступает пенообразующее вещество сапонин, получается больше пор, они крупнее, и от этого кирпич получается более легковесным. Такой кирпич называется пенодиатомитовым и обозначается КПД (кирпич пено- диатомитовый).

Само слово диатомит происходит от названия диатомовых водорослей. Диатомит представляет собой останки древних морских растений в виде окаменевшего ила. Особенностью данной осадочной породы является высокая минерализация и пористая структура. Абсорбирующие способности диатомита с успехом применил в своё время Альфред Нобель, который пропитывал данную субстанцию нитроглицерином, таким образом получая динамит. Обычно диатомит имеет светло серый или желтый цвет.

В составе диатомита высокое содержание кремния (примерно 85%), немного алюминия (6%), чуть меньше железа (3%), а также кальций, натрий, титан и другие минералы.

Для придания прочности при изготовлении диатомитовых кирпичей в шихту добавляют глину. Она при обжиге образует прочные кристаллические связи. Также для придания большей прочности производители могут добавлять различные силикаты.

Технология производства диамитового кирпича сложная и дорогая, поэтому в быту кирпич не смог получить широкого распространения, хотя, например, КПД-400 превосходит по соотношению теплопроводности и прочности такие известные строительные материалы, как теплая керамика или газобетон. Чаще данный кирпич применяют в промышленных печах, где требуется высокая прочность при больших температурах и максимальная изоляция от жара топочного пространства.

Не все знают, но на ряду с красным печным и шамотным кирпичами, о которых уже есть такие статьи как эта или эта , существует достаточно много видов огнеупорного кирпича, одним из которых является пенодиатомитовый .

Причин этому несколько, но, пожалуй, основной можно назвать функциональное назначение пенодиатомита. Если керамический и шамотный кирпичи способны накапливать тепло за счет своей массы, поглощать «жар» и затем его медленно отдавать, создавая медленно остывающий источник тепла, то пенодиатомитовый кирпич является в первую очередь изолятором, концентрирующим тепло внутри топки или котла. Он прекрасно подходит для производств в стекольной промышленности или металлообработке, но не годится для бытовых печей. По этой причине он не стал широко известен среди обывателей.

Но пенодиатомитовый кирпич имеет целый ряд уникальных свойств. Он превосходит по многим характеристикам привычные нам материалы. Например, его теплопроводность гораздо ниже чем у газобетона: блоки Д500 имеют теплопроводность в сухом состоянии 0,12 Вт/м гр.С, а пенодиатомит КПД-400 всего 0,05 Вт/м гр.С. Также пенодиатомитовый кирпич весьма прочен, так КПД-400 имеет марку М150. Кроме того, данный кирпич имеет отличные показатели по кислотостойкости, гидроскопичности и, конечно, по огнеупорным свойствам. В зависимости от вида диатомитового кирпича, он способен выдерживать температуры в 900-1400 гр.С.

Особенностью пенодиатомитового кирпича можно также назвать то, что в отличие от шамотного кирпича, он имеет превосходное сцепление с различными видами раствора. В совокупности с очень низкой массой (КПД-400 расшифровывается как кирпич пенодиатомитовый, масса 1 куб.м. которого равна 400 кг.) пенодиатомит можно назвать по истине уникальным материалом, способным превзойти по многим показателям и керамический кирпич и силикатный, и газобетон, и теплую керамику. Однако он не распространен широко и причина этого только одна: из-за сложного процесса производства и дороговизны сырья стоимость пенодиатомитового кирпича в 5-8 раз превосходит стоимость привычных нам строительных материалов.

Подробнее о технологии производства пенодиатомита можно прочесть в следующей статье .

Расскажите в комментариях, кто имел дело с пенодиатомитом и ваших впечатлениях. Как всегда жду лайков, если статья понравилась.

Из статьи вы узнаете о современном огнеупорном и теплоизолирующем несущем материале — пенодиатомитовом кирпиче. Мы расскажем о том, как его производят и где применяют. В статье вы найдёте сравнительный анализ пенодиатомитового кирпича с другими материалами, близкими к нему по свойствам.

Пенодиатомитовый кирпич — стеновой блок размером 246х122х64 мм, предназначенный для укладки в стены, обкладки конструкций и термоизоляции. По способу применения он ничем не отличается от клинкерного или сухопрессованного кирпича — кладка ведётся на любой из видов цементного раствора или клея (предпочтение отдаётся термостойким составам). При устройстве печей и каминов его укладывают на глину или глинистые растворы.

Как и из чего делают КПД

Сырьё для этого кирпича — диатомит — добывают в России, в крупном Инзенском месторождении. Именно там он имеет наименьшее количество примесей, что позволяет пускать его в ход без предварительной очистки (обогащения). В составе диатомита присутствуют оксиды:

85% кремния
6% алюминия
3% железа
6% кальция, титана, натрия, магния и калия

Блок производят, смешивая с глиной и обжигая в формовочных печах вспененную смесь. Глина добавляется для придания прочности при запекании, повышения огнеупорных свойств и регулировки объёмного веса. В целом процесс напоминает производство пенобетона, но с участием обжига в пресс-печи.

Для производства этого строительного материала действуют нормы ТУ 5764–001–87745488–2010 и ТУ 5764–002–25310144–99.

Отличие КПД от ближайших по свойствам материалов

Огнеупорность. Этот материал был разработан в качестве недорогой и экономной (в плане сырья) альтернативы шамотному кирпичу (КШ). Недостатки КШ знает каждый, кто с ним сталкивался:

Большая масса блока и кладки.
Не имеет адгезии к цементным растворам, монтаж — только на глину или дорогие спецрастворы.
Непрочный блок — может расколоться от падения.
Большой расход природного сырья.

В КПД все эти недостатки были ликвидированы за счёт использования диатомита и пено-пористой структуры, которая дала необходимую адгезию. Объёмная масса блока также уменьшилась в 2–2,5 раза за счёт вспенивания сырья.

Несущая способность. В качестве несущего элемента ближайшие «конкуренты» — красный клинкерный и белый силикатный кирпичи. Эти заслуженные участники строительства имеют бесспорные показатели по прочности и несущей способности, ставшие эталонными. При этом один на всех недостаток — большой объёмный вес, заставивший инженеров разрабатывать альтернативу.

На практике оказалось, что разреженные (вспененные) материалы теряют несущую способность — у них изменяется кристаллическая решётка. Здесь на первый план снова вышел диатомит, имеющий в составе огромное количество кремния, титан, алюминий и железо. Такой баланс позволил сохранить вспененному блоку конкурентные несущие характеристики. При этом объёмный вес составил всего 450–500 кг/м 3 против 1800–2200 кг/м 3 у «конкурентов». Несущая способность КПД повторяет возможности красного и силикатного «собратьев», разве что с более высоким стартовым порогом:

Красный от М75 (0,75 МПа) до М300 (3 МПа).
Силикатный М110 (1,1 Мпа) до М150 (1,5 Мпа).
Пенодиатомитовый — от КПД-400 (1,5 МПа) до КПД-500 (2,5 МПа).

Теплоизоляция. Здесь ближайший соперник КПД — газобетон, который также служит конструктивом, обладая при этом существенными теплоизолирующими свойствами. Теплопроводность этих материалов:

Газобетон — 0,12 Вт/м·°С.
КПД-400 (при t менее 100 °С) — 0,05 Вт/м·°С.

Как видно из сравнения, КПД значительно превосходит газобетон по теплоизоляции. При этом они обладают сходными эксплуатационными свойствами — паропроницаемость, шумоизоляция. Прочность на сжатие (несущая способность) различается сильно — у газобетона она составляет 0,35–1,1 МПа.

Недостатки газобетона, устранённые в КПД:

Хрупкость. Пенодиатомит запекают с силикатами и глиной, что делает его значительно прочнее материала, твердеющего в естественной среде. Это дало большие плюсы в смысле упрощения условий транспортировки.
Гигроскопичность. Любой вид газобетона «тянет воду», если его не изолировать. В результате материал постепенно разрушается — сказывается большой процент извести, которая легко размывается. Термически упрочнённый КПД не имеет такой проблемы за счёт более прочной («спечённой») кристаллической решётки.
Высокий объёмный вес у марок высокой прочности. Упрочнение газобетона достигается введением большего процента кварцевого песка и уплотнения структуры. В итоге объёмный вес достигает 1200 кг/м 3 . КПД имеет всего три марки, числовые значения которых означают объёмный вес блока:
- КПД-400 кг/м 3
- КПД-450 кг/м 3
- КПД-500 кг/м 3

При этом газобетон остаётся непревзойдённым рекордсменом по простоте и точности обработки. Ещё одно его преимущество — разнообразие размеров и форм выпуска (включая перемычки).

Область применения КПД

Данный материал применяют во всех областях промышленности и жилого строительства. Он абсолютно экологичен (впрочем, как и «конкуренты»), при этом обладает внушительными несущими, тепло- шумоизолирующими и огнеупорными свойствами. Максимальная рабочая температура всех трёх марок — 900 °С.

В промышленности. При помощи КПД создают печи для плавления при относительно низкой температуре — варка стекла, обжиг и запекание полимеров, охлаждающие камеры (камеры остывания). Более широко он применяется для теплоизоляции высокотемпературных печей. Здесь можно назвать любой вид высокотемпературного оборудования и диатомит будет уместен как теплоизолятор.

В строительстве и быту. Область частного применения совпадает с полно- и пустотелым красным кирпичом — ограничений нет практически никаких. Кроме достаточной несущей способности фундамента, но и здесь КПД в выигрыше из-за своего малого веса. Ещё один нюанс: при соблюдении норм кирпичной кладки несущих стен необходимо использовать разные марки кирпича — на первых этажах самый прочный и тяжёлый, на верхних — по убыванию веса и прочности. КПД имеет одинаково хорошие свойства по всей высоте кладки.

Таблица характеристик стеновых блоков

Наименование	Объёмный вес, кг/м 3	Размер блока, мм	Прочность на сжатие, МПа	Теплопроводность, Вт/м·°С	Цена 1 м 3 , у. е.
Красный кирпич	1800–2200	245х125х65	от 0,75 до 3	0,34–0,43	85
Силикатный кирпич	1200–1600	250х120х85	от 1,1 до 1,5	0,28–0,42	80
Газобетон	300–1200	различный	от 0,35 до 1,1	0,12	60
КПД	400–500	246х122х64	от 1,5 до 2,5	0,05	380

Разумеется, вопрос цены имеет решающее значение для частного застройщика. Свои превосходные свойства КПД получил благодаря довольно сложному технологическому процессу, который всегда оплачивается при покупке продукции. В этом смысле сложно конкурировать с кирпичными заводами, которых построено множество, и кустарным производством пено- и газобетона. Но в то же время стоит задуматься о расходах на фундамент и утепление (для кирпича) и гидроизоляцию (для газобетона), а также о шумо- и теплоизоляции и пожарной безопасности, которые обеспечивает пенодиатомитовый кирпич.

Читайте также: