Кирпич шамотный огнеупорный 5: экологичен? 

Вопрос об экологичности шамотного кирпича, особенно марки ШБ-5, часто всплывает в разговорах с заказчиками, которые сейчас всё больше смотрят не только на термостойкость, но и на ?зелёный? след. Многие сразу думают, что раз это глина и огонь, то всё натурально и безопасно. Но тут не всё так однозначно, и я бы даже сказал, что сам вопрос поставлен с подвохом — будто экологичность можно измерить одним параметром. В моей практике были случаи, когда на объекте возникали споры именно из-за состава связующих или пыли при резке, хотя сам кирпич по ГОСТу проходит как неопасный. Давайте разбираться без глянца.

Из чего, собственно, делают ШБ-5 и где тут подводные камни

Основу, понятное дело, составляет шамот — обожжённая до спекания глина, в основном каолин. Для марки ШБ-5 используется определённая фракция и соотношение шамотного зерна и связующей глины-пластики. С точки зрения сырья — это природный материал. Но вот момент, который часто упускают: для повышения формовочных свойств и прочности после сушки в состав могут вводиться добавки. Не всегда, но бывает. Например, лигносульфонаты технические. Они сами по себе не токсичны в готовом изделии после обжига при 1300-1400 °C, но процесс их производства — это уже другая история экологического следа.

Самый главный экологический аспект здесь — это энергоёмкость производства. Обжиг при таких температурах — это колоссальный расход газа или даже угля на некоторых старых заводах. И вот когда говорят про экологичность кирпича, часто забывают про этот этап. Получается парадокс: материал для энергосберегающих печей сам требует огромных энергозатрат. На одном из проектов по реконструкции котельной мы как раз считали этот углеродный след косвенно, и цифры заставляют задуматься.

И третий момент — пыль. Шамотная пыль при механической обработке кирпича на стройплощадке (резка, шлифовка) классифицируется как аэрозоль фиброгенного действия. То есть дышать ей постоянно — вредно для лёгких. Это не проблема самого кирпича как готового продукта в кладке, но это проблема его применения. И с точки зрения общей ?экологичности процесса? это важное замечание. По нормативам, работы должны вестись с увлажнением и вытяжкой, но кто это всегда соблюдает в реальности?

Опыт с утилизацией и вторичным использованием

Вот здесь история поинтереснее. Огнеупорный кирпич после выхода из строя (например, в футеровке печи) часто просто вывозят на полигон. Он не разлагается, не выделяет ничего в почву — это плюс. Но гора боя кирпича — это тоже неэкологично, просто потому что это отходы. Мы несколько лет назад пробовали проект по дроблению старого шамота и использованию его как наполнителя для жаростойких бетонов низких марок. Технически — получилось. Экономически — почти невыгодно, если нет своего дробильного комплекса рядом. Экологически — идея была правильная, но упиралась в логистику и затраты на дополнительный помол.

Есть ещё один путь — повторный обжиг. Но это фантастика для большинства случаев, потому что состав и загрязнения (шлак, металл) уже не те. Хотя на одном из предприятий чёрной металлургии видел, как отбракованный кирпич из определённых зон печи перемалывали и использовали как добавку в шихту для нового огнеупора. Цикл почти замкнутый. Но это исключение, а не правило, и касается скорее магнезиальных изделий.

Так что с утилизацией ШБ-5 всё печально. Его экологичность на конце жизненного цикла стремится к нулю, если нет продуманной системы сбора и переработки в регионе. И это общая беда многих огнеупоров, не только шамота.

Сравнение с альтернативами: где шамот выигрывает, а где проигрывает

Если брать для сравнения, скажем, базальтовые маты или вермикулитовые плиты, то у них сразу виден плюс — низкая плотность и, как следствие, меньший расход энергии на транспорт. Но их температурный предел часто ниже, а долговечность в агрессивной среде — вопрос. Шамотный кирпич ШБ-5 — это работа при 1400-1500 °C, контакт с пламенем и шлаками. С точки зрения долгого срока службы и отсутствия необходимости частой замены, его экологичность (если так можно сказать) выше — меньше расход материала в перспективе 10 лет.

А вот если сравнивать с современными низкоцементными огнеупорными бетонами (ЛЦБ), то там история сложнее. Бетоны могут монолитно футеровать сложные формы, меньше швов — меньше теплопотерь. Это плюс к энергоэффективности всей печи. Но в их составе есть цемент, производство которого — один из главных источников CO2 в промышленности. И здесь нужно считать полный цикл: что экологичнее — энергоёмкий кирпич, но долговечный, или менее энергоёмкий в производстве бетон, но с компонентом (цементом) огромного углеродного следа? Однозначного ответа нет, всё зависит от конкретной технологии и условий эксплуатации.

Лично я склоняюсь к тому, что для многих традиционных печей периодического действия шамотный кирпич, особенно такой проверенный, как ШБ-5, остаётся оптимальным по совокупности факторов. Его экологичность — условная, но предсказуемая. С новыми материалами иногда больше мороки и непонятных выбросов при первом нагреве.

Практические нюансы: что видно на объекте, а не в сертификате

Сертификаты и паспорта безопасности говорят, что материал безопасен. Но на практике бывают нюансы. Например, кирпич может ?фонить? — иметь повышенный естественный радиационный фон, если сырьё взяли из карьера с такими особенностями. Сталкивался с этим один раз, пришлось везти дозиметр. Оказалось, в пределах нормы, но осадок остался. Поэтому для ответственных объектов (пищевая промышленность, детские учреждения) сейчас иногда требуют дополнительный радиологический протокол на партию.

Другой момент — запах при первом нагреве. Чистый шамот не должен пахнуть. Но если в шихту попали посторонние органические примеси или использовались специфические связующие, может идти лёгкий дымок с запахом. Это не всегда критично, но для экологичности процесса — минус. Приходится обеспечивать хорошую вентиляцию при пусконаладке.

И конечно, качество обжига. Недожжённый кирпич (светлее, звенит глухо) имеет меньшую прочность и может пылить сильнее. Пережжённый (оплавленная корка) — более плотный, но и более энергоёмкий в производстве. Идеальный ШБ-5 — ровного цвета, с чётким звонким звуком при ударе. Такой и в кладке ведёт себя лучше, и пылит меньше. Контролировать это — задача производителя. Из тех, кто стабильно делает хороший продукт, могу отметить, например, ООО Шаньдун Цзюйчэнь Текнолоджи Тепловой Энергии. Смотрю их материалы на сайте — видно, что акцент делают на технологических разработках в энергетике и оборудовании, а это часто означает и более вдумчивый подход к сырью и процессу.

Итоговые мысли: так экологичен или нет?

Возвращаюсь к изначальному вопросу. Шамотный огнеупорный кирпич ШБ-5 — материал с условной экологичностью. Его плюсы: природное основное сырьё, химическая инертность в эксплуатации, долговечность, которая снижает частоту замен и общий расход ресурсов. Его минусы: высокая энергоёмкость производства, проблемы с утилизацией, пылеобразование при обработке.

Можно ли назвать его экологичным? В сравнении с некоторыми синтетическими огнеупорами — да, возможно. В абсолютном смысле — нет, потому что современное промышленное производство редко бывает абсолютно ?зелёным?. Всё относительно.

Главный вывод, который я сделал за годы работы: выбирать материал нужно не по абстрактным ?зелёным? ярлыкам, а по полному соответствию техническим условиям и с учётом всего жизненного цикла. Если правильно спроектированная футеровка из качественного ШБ-5 служит 10 лет вместо 5, то это, пожалуй, самый большой вклад в экологичность — за счёт экономии ресурсов на ремонтах и производстве нового материала. А вопросы утилизации и энергозатрат — это уже вызов для производителей, таких как упомянутая компания, которые через технологические разработки могут эти минусы уменьшать. Но это уже тема для другого разговора.