Силикатный кирпич

Силикатный кирпич — это строительный материал, изготовленный из смеси кварцевого песка, извести и воды, отверждённый в автоклаве под воздействием высокой температуры и давления. Относится к классу искусственных каменных материалов, применяется для возведения несущих и самонесущих стен, перегородок, а также для облицовки зданий. Основные отличительные характеристики — высокая прочность, точная геометрия, низкое водопоглощение и хорошие звукоизоляционные свойства.

История

Первые попытки создания искусственного камня на основе извести и песка предпринимались в XIX веке. В 1880 году немецкий изобретатель Вильгельм Михаэлис (Wilhelm Michaelis) получил патент на способ производства силикатного кирпича. Его технология основывалась на реакции между известью и кремнезёмом песка, протекающей в автоклаве при температуре около 170–200 °C и давлении 8–12 атмосфер. В 1885 году в Германии был построен первый завод по производству силикатного кирпича.

В Российской империи производство началось в 1900-х годах. Первый завод был открыт в 1905 году в городе Рига (тогда — территория Лифляндской губернии). К 1913 году в стране действовало уже несколько предприятий, выпускавших до 100 миллионов штук кирпича в год. В советский период силикатный кирпич получил широкое распространение благодаря доступности сырья (песок и известь) и относительно низкой себестоимости. В 1930-е годы были разработаны стандарты на его производство (ГОСТ). В 1950–1980-е годы объёмы выпуска достигли пика — до 15 миллиардов штук в год в СССР. К концу XX века, с развитием рынка керамического кирпича и газобетона, доля силикатного кирпича в строительстве снизилась, но он остаётся востребованным материалом в малоэтажном и хозяйственном строительстве.

Технология производства

Производство силикатного кирпича включает несколько этапов:

Подготовка сырья. Кварцевый песок (основной компонент, до 90–92% массы) просушивают, просеивают и очищают от примесей. Известь (обычно негашёная, 8–10% массы) измельчают до состояния порошка.
Дозирование и смешивание. Песок и известь смешиваются в заданных пропорциях. В смесь добавляют воду (до 7–10% от массы) для активации реакции гашения извести.
Прессование. Полученную сырьевую смесь формуют в кирпичи под давлением 15–20 МПа. Это обеспечивает высокую плотность и точность геометрии.
Автоклавная обработка. Сформованные кирпичи помещают в автоклавы — герметичные камеры, где их обрабатывают насыщенным водяным паром при температуре 170–200 °C и давлении 8–12 атмосфер в течение 8–12 часов. В процессе происходит гидротермальная реакция: известь (CaO) реагирует с кремнезёмом (SiO₂) песка, образуя гидросиликаты кальция — прочные кристаллические соединения, скрепляющие частицы песка.
Остывание и складирование. После автоклавирования кирпичи охлаждают, сортируют и упаковывают.

Характеристики и свойства

Силикатный кирпич обладает рядом физико-механических свойств, определяющих его применение:

Прочность на сжатие. В зависимости от марки (M100, M150, M200, M250, M300) выдерживает нагрузку от 100 до 300 кг/см². Наиболее распространены марки M150 и M200.
Морозостойкость. Обозначается маркой F (например, F25, F35, F50). Количество циклов замораживания-оттаивания, которое выдерживает кирпич без потери прочности, составляет от 25 до 50 циклов.
Плотность. Обычно 1800–2000 кг/м³, что выше, чем у керамического кирпича (1600–1800 кг/м³). Это обуславливает большую теплопроводность.
Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности составляет 0,7–0,9 Вт/(м·К), что значительно выше, чем у поризованной керамики или газобетона. Поэтому стены из силикатного кирпича требуют дополнительного утепления.
Водопоглощение. 6–12% по массе. Это ниже, чем у керамического кирпича (12–16%), но выше, чем у бетонных блоков. При длительном контакте с водой силикатный кирпич может разрушаться.
Звукоизоляция. Благодаря высокой плотности, силикатный кирпич обеспечивает хорошую изоляцию воздушного шума (до 50 дБ для стены толщиной 250 мм).
Паропроницаемость. Умеренная, достаточная для создания комфортного микроклимата в помещениях.
Огнестойкость. Относится к негорючим материалам (группа НГ). Выдерживает воздействие открытого огня до 4–5 часов без потери несущей способности.

Классификация

Силикатный кирпич классифицируется по нескольким признакам:

По назначению

Рядовой (строительный). Используется для кладки стен и перегородок, которые впоследствии оштукатуриваются или облицовываются.
Лицевой (облицовочный). Имеет гладкую или фактурную лицевую поверхность, применяется для отделки фасадов без дополнительной обработки. Может быть окрашенным (в массе или с поверхности).
Специальный. Включает огнеупорные, кислотоупорные и другие виды, используемые в промышленности.

По форме

Полнотелый. Не имеет пустот. Обладает максимальной прочностью, но высокой теплопроводностью. Применяется для несущих стен, столбов, фундаментов.
Пустотелый (щелевой). Имеет сквозные или глухие пустоты (обычно цилиндрические или прямоугольные). Пустоты снижают плотность и теплопроводность, но уменьшают прочность. Используется для перегородок и малоэтажного строительства.

По цвету

Белый (натуральный). Основной цвет, обусловленный цветом песка и извести.
Цветной. В массу добавляют минеральные пигменты (оксиды железа, хрома, марганца), что позволяет получать кирпичи жёлтого, красного, коричневого, серого и других оттенков.

Применение

Силикатный кирпич применяется в строительстве для:

Возведения несущих стен в малоэтажных зданиях (до 3–5 этажей) и внутренних перегородок.
Облицовки фасадов — лицевой силикатный кирпич используется для декоративной отделки зданий.
Строительства хозяйственных построек (гаражей, сараев, заборов, погребов).
Кладки столбов, колонн, арок — благодаря высокой прочности на сжатие.
Изготовления сборных железобетонных конструкций — в качестве заполнителя.

Ограничения по применению:

Не рекомендуется для фундаментов и цокольных этажей из-за высокого водопоглощения и низкой морозостойкости в условиях постоянного увлажнения.
Не подходит для кладки печей, каминов и дымоходов, так как при нагреве свыше 200–300 °C гидросиликаты кальция разлагаются, и кирпич теряет прочность.
Требует дополнительного утепления в регионах с холодным климатом из-за высокой теплопроводности.

Достоинства и недостатки

Достоинства

Высокая прочность и долговечность (срок службы зданий из силикатного кирпича — 50–100 лет и более).
Точная геометрия (отклонения размеров не превышают 1–2 мм), что упрощает кладку и уменьшает расход раствора.
Низкая стоимость по сравнению с керамическим кирпичом (на 20–30% дешевле).
Экологичность — в составе нет токсичных добавок.
Хорошая звукоизоляция.

Недостатки

Высокая теплопроводность, требующая утепления стен.
Низкая водостойкость — разрушается при длительном увлажнении.
Ограниченная морозостойкость (до F50) — не подходит для сурового климата без защиты.
Большой вес, что увеличивает нагрузку на фундамент.
Сложность обработки (резка, штробление) — требует специального инструмента.
Непригодность для высокотемпературных конструкций.

Производство в России

Россия является одним из крупнейших производителей силикатного кирпича в мире. По данным на 2020-е годы, в стране действует более 50 заводов, расположенных в основном в центральных, приволжских и сибирских регионах. Крупнейшие предприятия: «Липецкий силикатный завод», «Ковровский силикатный завод», «Туласиликат», «Силикат» (Санкт-Петербург), «Белгородский силикатный завод». Общий объём производства составляет около 1,5–2 миллиардов штук в год. Основные потребители — частные застройщики и предприятия малого строительства.

Нормативные документы

В России производство и применение силикатного кирпича регламентируется:

ГОСТ 379-2015 «Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Технические условия».
ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения» (для силикатных блоков).
СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-22-81).

Интересные факты

Силикатный кирпич иногда называют «белым кирпичом» из-за его характерного цвета.
В отличие от керамического кирпича, который обжигается при температуре 900–1000 °C, силикатный кирпич «твердеет» при 170–200 °C, что значительно экономит энергию.
Первый автоклав для производства силикатного кирпича был запатентован в 1880 году и имел длину около 10 метров.
В СССР силикатный кирпич активно использовался в «хрущёвках» и домах серии 1-464, что привело к массовому строительству «белых» микрорайонов.
Некоторые здания из силикатного кирпича, построенные в начале XX века, сохранились до наших дней (например, в Риге, Санкт-Петербурге, Москве).

Источники

ГОСТ 379-2015 «Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Технические условия». — М.: Стандартинформ, 2015.
Строительные материалы: учебник / под ред. В. Г. Микульского. — М.: Издательство АСВ, 2004.
Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. — М.: Высшая школа, 1988.
Михаэлис В. Патент на способ производства силикатного кирпича, 1880.
Справочник по производству силикатного кирпича / под ред. П. И. Боженова. — М.: Стройиздат, 1975.
Данные Ассоциации производителей силикатного кирпича России (за 2020–2023 гг.).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →