Теплопроводность кирпича в чем измеряется
Характеристики теплопроводности разных видов кирпича
Водостойкость, морозоустойчивость, теплопроводность кирпича, а также другие характеристики этого материала делают его прочным и долговечным. Данный вид строительной продукции способен выдержать не только сильные нагрузки, но и долгое испытание временем в процессе эксплуатации конструкции.
Удержание тепла в доме зависит от материала стен. Кирпичные стены удерживают тепло на хорошем уровне.
Возможность материала пропускать через себя тепло независимо от температурных изменений, которым подвергается кирпич, — теплопроводность. Она, как и другие полезные свойства изделия, делает этот материал одним из лучших видов строительной продукции.
Краткое описание закона Фурье
Теплопроводность, как и водопоглощение или морозостойкость кирпича, играет очень важную роль при выборе строительного материала, необходимого для возведения несущих стен, каких-либо облицовочных работ, кирпичной кладки при устройстве межкомнатных перегородок. Изделие не только позволяет создать неповторимый стиль, но и обеспечивает тепло и уют в доме. Этот фактор является важным при его выборе.
Закон Фурье при расчете теплопроводности.
Показатели, позволяющие анализировать тепловой поток, находятся под влиянием различных температур. Это объясняется постепенным переходом тепловой энергии из горячего состояния в холодное. Если температура довольно высокая, то данный процесс можно наблюдать открыто. При высокоинтенсивной передаче тепла наблюдается градация в уровне температур.
Чтобы глубже исследовать теплопроводность и тепловой поток, учитывая площадь поперечного сечения, ученый Фурье открыл закон, который показывает, по каким причинам материалы способны прекрасно задерживать тепло, улучшая свою изоляцию. Степень переноса теплоты может быть обозначена специальным коэффициентом (КТ) — λ.
Значение тепловой энергии измеряется в таких единицах, как ватт, сокращенно Вт. Этот показатель способен уменьшать свой уровень на 1°С в результате прохождения расстояния в 1 мм при температурном различии. В процессе лабораторных исследований Фурье было обнаружено, что чем меньше коэффициент теплопроводности, тем выше уровень сохранения тепла строительным материалом, поэтому его можно отнести к более теплому.
Данный показатель, который важен в строительстве, в наибольшей степени обусловлен плотностью строительной продукции. Если уровень значения плотности материала понижается, это приводит к снижению его теплового показателя. Для плотных тяжелых экземпляров характерно повышенное значение коэффициента.
Если строительный материал обладает более легким весом и меньшей прочностью, то его величина является небольшой. Коэффициент, который зависит от плотности строительного материала, находится под влиянием таких характеристик, как водопоглощение кирпича и его морозостойкость.
Уровень показателя силикатных изделий
Сфера применения силиката зависит от его качественных характеристик. Сюда входят теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость кирпича. Силикат обладает повышенной склонностью к водопоглощению, поэтому он не используется при кладке фундаментов, подвалов или цоколей, так как эти сооружения имеют высокий уровень влажности.
Сухой силикатный материал обладает теплопроводностью (Т), составляющей 0,8 Вт/м*К. Керамические изделия имеют более высокую величину данного параметра, поэтому Т кладки сооружений из них составляет 0,9 Вт/м*К, что на 0,2 Вт/м*К больше, чем в первом случае. Показатель, составляющий 0,35-0,70 Вт/(м°С), а также средняя плотность сухого силикатного кирпича находятся в линейной зависимости, поэтому данная величина не зависит от количества и расположения пустот.
Силикатные изделия имеют значение теплового показателя переноса энергии меньше, чем керамические, поэтому они применяются для отделки фасадов. Для получения теплоэффективных стен применяется многопустотный силикатный кирпич, а также камень. Их плотность не более 1450 кг/м³. Эффект достигается только при аккуратном ведении кирпичной кладки, предполагающей использование нежирного кладочного раствора, который наносится тонким слоем и имеет плотность не более 1800 кг/м³. Раствор не должен заполнять пустоты в изделии.
Величина показателя красного кирпича
Для полнотелого красного кирпича характерна самая низкая способность к сохранению тепла, составляющая 0,6-0,8 Вт/м*К. По этой причине возводить энергоэкономичные сооружения целесообразно из пустотелых изделий. Их показатели теплопроводности намного ниже и составляют около 0,56 Вт/м*К.
Теплопроводность кирпича зависит не только от производственной технологии. Этот показатель находится в зависимости от множества факторов: влажности, объемного веса, пористости (размера пор материала). Достаточная плотность и пустотность этого изделия, составляющая 40-50%, соответствует показателю Т, равному 0,2-0,3 Вт/м*К. При этом толщина стен должна быть значительно меньше, чем в постройках из силиката.
Коэффициент теплопроводности, единица измерения которого исчисляется в ваттах, определяет количество тепла, способного проникнуть через кирпичную стену, имеющую метровую толщину.
Разница температуры должна составлять в 1°C по обе стороны стены. Чем выше данное значение, тем хуже характеристики коэффициента.
Наиболее важным свойством шамотного кирпича является тепловой эффект, что следует учитывать в процессе кладки печей и каминов. Чтобы обеспечить тепло в жилье, необходимо выбирать строительные материалы, обладающие низким коэффициентом теплопроводности, единицей измерения которого являются Вт/м°С или Вт/м*К.
Заключение
Показатель указывает на то, до какой степени может сохраняться тепло кирпичных стен сооружения. Это свойство объясняет, как данный материал не только проводит, но и передает тепло. Определить этот показатель можно с помощью коэффициента теплопроводности кирпича, который был получен на основе лабораторных исследований ученых.
Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности
Рассмотрена теплопроводность кирпича различных видов (силикатного, керамического, облицовочного, огнеупорного). Выполнено сравнение кирпича по теплопроводности, представлены коэффициенты теплопроводности огнеупорного кирпича при различной температуре — от 20 до 1700°С.
Теплопроводность кирпича существенно зависит от его плотности и конфигурации пустот. Кирпичи с меньшей плотностью имеют теплопроводность ниже, чем с высокой. Например, пеношамотный, диатомитовый и изоляционный кирпичи с плотностью 500…600 кг/м 3 обладают низким значением коэффициента теплопроводности, который находится в диапазоне 0,1…0,14 Вт/(м·град).
Кирпич в зависимости от состава можно разделить на два основных типа: керамический (или красный) и силикатный (или белый). Значение коэффициента теплопроводности кирпича указанных типов может существенно отличатся.
Керамический кирпич. Производится из высококачественной красной глины, составляющей около 85-95% его состава, а также других компонентов. Такой кирпич изготавливают путем формовки, сушки и обжига, при температуре около 1000 градусов Цельсия. Теплопроводность керамического кирпича различной плотности составляет величину 0,4…0,9 Вт/(м·град).
По сфере применения керамический кирпич подразделяется на рядовой строительный, огнеупорный и лицевой облицовочный. Лицевой декоративный (облицовочный) кирпич имеет ровную поверхность и однородный цвет и применяется для облицовки зданий снаружи. Теплопроводность облицовочного кирпича равна 0,37…0,93 Вт/(м·град).
Силикатный кирпич. Изготавливается из очищенного песка и отличается от керамического составом, цветом и теплопроводностью. Теплопроводность силикатного кирпича немного выше и находится в интервале от 0,4 до 1,3 Вт/(м·град).
| Кирпич | Плотность, кг/м 3 | Теплопроводность, Вт/(м·град) |
|---|---|---|
| Пеношамотный | 600 | 0,1 |
| Диатомитовый | 550 | 0,12 |
| Изоляционный | 500 | 0,14 |
| Кремнеземный | — | 0,15 |
| Трепельный | 700…1300 | 0,27 |
| Облицовочный | 1200…1800 | 0,37…0,93 |
| Силикатный щелевой | — | 0,4 |
| Керамический красный пористый | 1500 | 0,44 |
| Керамический пустотелый | — | 0,44…0,47 |
| Силикатный | 1000…2200 | 0,5…1,3 |
| Шлаковый | 1100…1400 | 0,6 |
| Керамический красный плотный | 1400…2600 | 0,67…0,8 |
| Силикатный с тех. пустотами | — | 0,7 |
| Клинкерный полнотелый | 1800…2200 | 0,8…1,6 |
| Шамотный | 1850 | 0,85 |
| Динасовый | 1900…2200 | 0,9…0,94 |
| Хромитовый | 3000…4200 | 1,21…1,29 |
| Хромомагнезитовый | 2750…2850 | 1,95 |
| Термостойкий хромомагнезитовый | 2700…3800 | 4,1 |
| Магнезитовый | 2600…3200 | 4,7…5,1 |
| Карборундовый | 1000…1300 | 11…18 |
Теплопроводность кирпича также зависит от его структуры и формы:
Печной или огнеупорный кирпич. Изготавливается для эксплуатации в агрессивной среде, применяется для кладки печей, каминов или теплоизоляции помещений, которые находятся под воздействием высоких температур. Огнеупорный кирпич обладает хорошей жаростойкостью и может применяться при температуре до 1700°С.
Теплопроводность огнеупорного кирпича при высоких температурах увеличивается и может достигать значения 6,5…7,5 Вт/(м·град). Более низкой теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами отличается пеношамотный и диатомитовый кирпич. Теплопроводность такого кирпича при максимальной температуре применения (850…1300°С) составляет всего 0,25…0,3 Вт/(м·град). Следует отметить, что теплопроводность шамотного кирпича, который традиционно применяется для кладки печей, — выше и равна 1,44 Вт/(м·град) при 1000°С.
| Кирпич | Плотность, кг/м 3 | Теплопроводность, Вт/(м·град) при температуре, °С | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 100 | 300 | 500 | 800 | 1000 | 1700 | ||
| Диатомитовый | 550 | 0,12 | 0,14 | 0,18 | 0,23 | 0,3 | — | — |
| Динасовый | 1900 | 0,91 | 0,97 | 1,11 | 1,25 | 1,46 | 1,6 | 2,1 |
| Магнезитовый | 2700 | 5,1 | 5,15 | 5,45 | 5,75 | 6,2 | 6,5 | 7,55 |
| Хромитовый | 3000 | 1,21 | 1,24 | 1,31 | 1,38 | 1,48 | 1,55 | 1,8 |
| Пеношамотный | 600 | 0,1 | 0,11 | 0,14 | 0,17 | 0,22 | 0,25 | — |
| Шамотный | 1850 | 0,85 | 0,9 | 1,02 | 1,14 | 1,32 | 1,44 | — |
Выбираем кирпич: обзор
Кирпич – это строительный материал, изготавливаемый на основе минерального сырья. По своей структуре кирпич представляет собой искусственный камень. Использование этого материала уходит своими корнями в глубокую древность. В Древнем Египте чаще использовался необожженный кирпич-сырец, который изготавливался из глины с добавлением соломы. Современные кирпичи имеют прямоугольную форму и проходят серьезную термическую обработку. Конструкции из кирпича отличаются прочностью, надежностью, морозостойкостью и хорошо сохраняют тепло внутри помещения.
В этой статье мы расскажем об основных разновидностях, технических характеристиках и других моментах, на которые стоит обратить внимание при выборе кирпича.
Размеры кирпича
В зависимости от размеров, кирпичи подразделяются на одинарные, полуторные и двойные
На фото наглядно видна разница в размерах между одинарным, полуторным и двойным кирпичом
Лицевой кирпич может отличаться по формату от рядового. Узкий лицевой кирпич имеет размеры 250х60х65 мм, лицевой кирпич европейского формата имеет габариты 250х85х65 мм.
Три поверхности кирпича имеют определенные названия.
Для понимания кладки полезно знать названия поверхностей кирпича
Для улучшения сцепления поверхностей (адгезии) рядового кирпича с отделочными материалами одна из поверхностей может иметь рифленое покрытие.
Прочность кирпича
Один из важнейших параметров при выборе кирпича – его прочность. Кирпич не должен разрушаться под воздействием внутренних напряжений и деформаций. Прочность зависит от марки изделия. Марка обозначается буквой «М». Цифра обозначает нагрузку (в килограммах), которую сможет выдержать материал на 1 квадратный сантиметр (М100, М125, М150, М175 и т.д.). М100 – M150 подходит для строительства домов с двумя или тремя этажами. М200 используется в многоэтажных домах, M300 – в цоколях высотных зданий.
Морозостойкость – испытание низкими температурами
В северном и центральном регионах России климат не отличается мягкостью. Дожди могут сменяться неожиданными заморозками. Морозостойкость – это характеристика, которая позволяет подобрать кирпич по климатическим особенностям. Марка устойчивости к холоду обозначается буквенным сочетанием «Мрз» или F. Определяют морозостойкость с помощью лабораторных испытаний. Кирпич погружают в воду и замораживают, этот цикл повторяют до тех пора, пока материал не начнет разрушаться, изменять вес и прочность. После тестов кирпичу присваивают марку F15, F25, F35 или F50. Цифра обозначает количество циклов. Для северных и центральных регионов России рекомендуется использовать марку не ниже F35.
Водопоглощение
Параметр водопоглощения связан с морозостойкостью. Под этой характеристикой понимают процентное соотношение количества воды к общему объему, которое кирпич может впитать при полном погружении. При понижении температур влага замерзает и расширяется, что приводит к разрушению внутренней структуры материала, поэтому от водопоглощения зависит и морозостойкость. Полное отсутствие поглощения воды тоже не допускается, минимальное значение по ГОСТу – 6%. Максимальное влагопоглощение для рядового кирпича составляет 14%, для облицовочного – 10%, для кирпича внутренней кладки – 16%.
Теплопроводность – как сохранить тепло
Теплопроводность – это способность материалов передавать тепловую энергию (теплообмен). Из-за присутствия в термине слова «тепло» некоторые относят это свойство материалов только к скорости остывания. При этом теплопроводность точно также влияет и на нагрев холодных объектов. Говоря простым языком, если на улице жара, то в доме со стенами из материала с низкой теплопроводностью будет дольше сохраняться прохлада, а зимой – тепло.
Передача тепла осуществляется за счет хаотического движения частиц в веществе – конвекции. В вакууме отсутствует вещество, а потому и тепловая энергия конвекцией не передается. При расчете коэффициента теплопроводности разных веществ за 0 принимается вакуумная среда.
Показателем, который отражает возможность вещества проводить тепло, является коэффициент теплопроводности (Вт/(м*K)). Теплопроводность кирпичей зависит от технологии изготовления и материала (от 0,3 до 1). Чем больше воздуха внутри тела кирпича, тем дольше он будет удерживать тепло.
Пустотелый или полнотелый
Кирпич различается в зависимости от количества воздуха внутри блока
Полнотелый одинарный рядовой кирпич для возведения несущих стен. Ложок имеет рифленое покрытие для улучшения адгезии
Керамический кирпич для облицовочных работ, пустоты выполнены в виде квадратов
Пустотность влияет на расход раствора при проведении работ. Часть раствора проваливается в отверстия. При правильной кладке такого следует избегать, так как из-за этого нарушаются теплоизоляция.
Некоторые производители формуют поризованный кирпич для системы соединения, где чередуются пазы и выступы
Богатство красок – выбор цвета
Традиционно кирпичный дом представляется в оранжево-красных тонах (кирпичный цвет). Этот цвет характерен для керамических кирпичей. Оттенки при этом зависят от разных факторов. Влияет регион происхождения глины. Некоторые разновидности после обжига приобретают желтоватый или оранжевый цвет. Пигментные добавки также могут менять расцветку.
Силикатный кирпич изначально имеет белую окраску, но после внесения определенных добавок его цвет тоже можно изменить. При использовании полуторной кладки с облицовочным кирпичом цвет внутренней кладки фактически не играет роли. Лицевой кладке с помощью глазуровки или ангобирования можно придать любую окраску.
Глазурованный кирпич имеет глянцевое цветное покрытие
Необычную окраску может иметь радуцированный кирпич, внешне поверхность кирпича заполняют переливы и градиенты. Достигается такой эффект с помощью особой технологии обжига. В конце обжига ограничивается доступ кислорода, в результате кислород начинает выделяться из глины, образуя на поверхности материала неравномерную окраску.
Материал для кирпича
Кирпич подразделяется на виды в зависимости от материала.
Керамический кирпич имеет характерный красный цвет. Форма прямоугольного бруска впервые стала массово использоваться в Англии XVI веке
По прочности керамический кирпич соответствует маркам от М-50 до М-300. Материал может быть пустотелым или полнотелым. Керамические пустотелые кирпичи обладают одним из лучших показателей с точки зрения теплоизоляции.
Обжиг – важная технологическая процедура при производстве кирпича. Пережженный кирпич будет иметь черные пятна. Недожженный отличается светлым розовым цветом. Оба технологических брака сказываются на характеристиках материала
Силикатный кирпич для облицовки фасадов европейского стандарта
Клинкерный кирпич в цвете шоколад подойдет для декоративной фасадной кладки
Уличная печь из шамотного кирпича для приготовления барбекю
Разные по назначению
В зависимости от способа применения кирпичи тоже разделяются на виды
Во вставки: Из-за непрезентабельного внешнего вида наружные стены из рядового кирпича облицовываются, а внутренние – отделываются.
Облицовочный пустотелый кирпич имеет фактуру под дерево
Облицовочный кирпич может быть двух видов: фактурный и фасонный. Поверхность фактурного кирпича отделывается под камень, дерево или бархат, края иногда завальцовывают для придания большей декоративности. Фасонный кирпич предназначен для конструкций сложных форм, к фасонным относятся угловые, закругленные и др. разновидности.
После формования на облицовочный кирпич могут наносится различные покрытия: ангобирование и глазуровка. Для ангобированного кирпича используется состав из жидкой глины (ангоб), измельченного стекла и минеральных красителей. Глиняная смесь наносится тонким слоем, после этого кирпич обжигается. После обжига материал приобретает матовый ровный цвет. Глазурованный кирпич имеет глянцевое покрытие. На брикет после обжига наносится слой глазури, цветной эмульсии из измельченного стекла, потом проводится повторный обжиг при меньшей температуре.
Формовка кирпича
Типы формования брусков могу различаться в зависимости от технологических особенностей.
Как защитить себя от покупки некачественного кирпича
Чтобы застраховать себя от приобретения некачественного изделия, рекомендуется приобретать кирпич, выполненный по ГОСТу. Кирпич, изготовленный по ТУ, может серьезно отличаться по своим свойствам. При этом нельзя обойтись без визуальной оценки качества.
Осмотрите кирпич. Желательно, чтобы на теле отсутствовали трещины и сколы (по ГОСТу может быть сколото не больше двух углов (до 15 мм), отбитости (10 мм) тоже допускаются в количестве не больше двух, трещина допускается только одна, при этом она должна быть не больше 300 мм). На лицевом кирпиче трещины и сколы не допускаются. Осмотрите ложки на них не должно быть известняковых отложений в виде белых пятен или комков. Если на постели проступают черные пятна – это пережженный кирпич. Количество половняка (разбитых пополам брусков) должно быть меньше 5%.
Геометрия не должна нарушаться. Проверьте показатели прочности и звонкости. При ударе пустотелый кирпич должен издавать звонки звук, полнотелый звучит более приглушенно. Для проверки прочности уроните кирпич с метровой высоты на твердую поверхность. Кирпич должен либо не разбиваться, либо разбиваться на крупные куски, если материал разлетелся на мелкую крошку, то прочность изделия оставляется желать лучшего. Перед покупкой рекомендуется осмотреть сооружения, возведенные из конкретных видов кирпича.
Расход кирпича
При покупке кирпича очень важно правильно рассчитать расход. От этого будут зависеть основные затраты на строительство. Расчет производится по площади (1 м.кв) и по объему кладки (1 м.куб). Для правильного подсчета желательно иметь под рукой готовый проект сооружения или эскиз. На количество кирпича влияет этажность, высота потолков, наличие фронтонов, проемы для окон и дверей, толщина стен, а также толщина шва при кладке. Для начала необходимо определиться с толщиной стен.
Наглядный вид различных способов кладки для разной толщины стен
При расчете расхода кирпича объем и площадь оконных проемов исключаются. При этом рекомендуется брать запас 10%, так как при строительстве часть кирпичей может уйти в брак.
Вывод
Все разновидности кирпичей обладают своими достоинствами и недостатками. Для капитальных построек подойдет полнотелый керамический кирпич, лицевой поможет придать постройке неповторимый облик. Силикатный кирпич подойдет для строительства стен и перегородок. Огнеупорный кирпич найдет применение при кладке печи или камина.