Из чего состоит кирпич

Знание того, из чего делают кирпич, каким он бывает, чем отличается и для чего предназначен тот или иной его вид, позволит уже на стадии предпроектных решений осознанно и правильно подобрать основной материал для любого строительства.

На бытовом уровне выделяют две разновидности — красный (керамический кирпич) и белый (силикатный кирпич), которые, несмотря на схожесть формы и назначения, существенно различаются по исходным материалам, технологии изготовления и использованию. Более обоснованным представляется деление на следующие разновидности, отличающиеся способом изготовления:

1. Обжиговый кирпич, или керамический, производимый путем спекания порошкообразных компонентов кирпичной заготовки в материал каменной прочности.
2. Безобжиговый (прессованный) кирпич, получаемый путем превращения в камнеподобный материал специальных смесей за счет гидратации связующего (обычно на базе портландцемента), без применения обжига. Сюда же относится силикатный кирпич, получаемый автоклавированием смеси извести и песка.

Из чего сделан керамический кирпич

Основное вещество, входящее в состав керамического кирпича, — это обыкновенная глина — минеральная масса, приобретающая пластичность при добавлении воды, сохраняющая форму после высыхания и твердеющая до каменного состояния при обжиге. Глина распространена повсеместно, но даже в одном месторождении ее характеристики могут различаться в зависимости от глубины залегания пластов. Основу глиняного сырья, как правило, составляют 4 минерала: каолинит, иллит, монтмориллонит и кварц. Свойства глины, учитываемые при выработке кирпича:

1. Пластичность — способность не разрушаясь изменять форму под действием силы и сохранять ее после прекращения действия. Выделяют высоко-, средне-, умеренно- и малопластичные, а также непластичные глины.
2. Связующая способность — сохранение пластичности при добавлении непластичных включений. Измеряется способностью к связыванию выраженного в процентах (от 20 до 80) к собственной массе количества песка.
3. Воздушная и огневая усадка — изменение размеров образцов соответственно при высыхании и обжиге.
4. Спекаемость — свойство отвердевать до камнеподобного состояния при нагревании. Глины с температурой спекания до 1100°С считаются низкотемпературными, в пределах от 1100 до 1300°С — среднетемпературными; свыше 1300°С — высокотемпературными.


5. Огнеупорность — способность не плавиться при нагревании. Высокой огнеупорностью (не ниже 1580°С) обладают беспримесные высокопластичные каолинитовые глины, применяемые для выработки фарфора. Тугоплавкими называют применяющиеся для выработки канализационных труб и облицовочного кирпича глины с малым количеством примесей и огнеупорностью от 1350 до 1580°С. Легкоплавкими считаются неоднородные по составу глины с огнеупорностью ниже 1350°С, используемые для выработки кирпича, блоков и черепицы. Степень пригодности глины для изготовления конкретной продукции зависит от ее минерального, химического и гранулометрического состава.

Регулирующие добавки

Для придания готовой продукции требуемых свойств в глину вводят добавки следующих типов:

• отощающие — неорганические вещества, облегчающие формование массы и уменьшающие усадку: песок, зола, шлак;
• выгорающие — органические включения, уменьшающие плотность и повышающие пористость: древесные опилки, измельченные в порошок уголь и торф;
• специальные — регулирующие температуру обжига железосодержащие руды и песчаник, облегчающие формование ульфитно-спиртовую барду, окрашивающие готовый кирпич в нужный цвет металлические окислы.

Этапы обработки сырья

Перед тем как стать готовой продукцией, входящая в состав красного кирпича глина в обязательном порядке проходит следующие этапы:

• добыча и подготовка;
• формование и сушка;
• обжиг.

Обычно добытую в карьере глину перевозят к месту обработки, где происходит первичное измельчение и грубая очистка от инородных включений. Затем производится высушивание, окончательное измельчение, просеивание и необходимое для последующего прессования увлажнение до 9-12%. Формовочный пресс придает порошку необходимую форму, после чего сырец подают в сушильную камеру, где за счет плавного роста температуры происходит равномерное, не нарушающее фактуры поверхности кирпича испарение воды.

Обжиг, состоящий из нагрева, собственно обжига и охлаждения, происходит в специальной печи, куда подготовленное сырье подается конвейером.

Таким образом глина превращается в обладающий необходимыми свойствами строительный материал — кирпичи.

Помимо глины, основным сырьем для изготовления керамического кирпича и стеновых блоков могут служить производственные отходы, образующиеся в процессе обогащения углей, а также при сжигании топлива ТЭС золы, состоящие в основном из алюмосиликатного стекла, глинистого вещества и кварца. Сложность использования такого сырья заключается в нестабильности его свойств.

Из чего делают безобжиговые кирпичи

Сегодня в хозяйственной деятельности широко используются разнообразные материалы — кирпичи и блоки, полученные по следующим безобжиговым технологиям:

• автоклавное твердение известково-песчаной смеси;
• гиперпрессование смеси измельченных известняковых пород с водой и цементом.

Независимо от вида исходного сырья, их объединяет отсутствие высокотемпературной обработки кирпичных заготовок.

Силикатный кирпич

Распространенным примером материала, полученного методом автоклавного твердения известково-песчаной смеси, служит белый силикатный кирпич. В первичный состав силикатного кирпича входят приблизительно 9 частей кварцевого песка и 1 часть извести. Смачивание смеси водой инициирует реакцию гашения известкового компонента, в результате образуется пластичная масса, из которой формируются кирпичные заготовки, подвергающиеся автоклавированию — обработке паром при температуре 170-200°С и давлении 8-12 атм. Иногда в смесь вводятся красители и вещества, способствующие стойкости кирпича к атмосферному воздействию.

Компоненты смеси

Песок — природная или искусственная (отходы промышленности) рыхлая масса однородных мелких, от 0,1 до 5 мм, зерен из различных минералов. Качество входящего в состав кирпича песка определяет качество готового изделия и особенности технологии производства. Геометрическая форма и фактура поверхности песчинок важны для легкости придания сырой смеси нужной формы и интенсивности взаимодействия с известью при нагревании в автоклаве. Остроугольные горные пески, в отличие от гладких речных, лучше сцепляются с известью. Карьерный песок должен быть предварительно очищен от инородных включений.

Следующий компонент — известь, получаемая путем дробления до размера 40-100 мм и последующего обжига при температуре 1100-1200°С пород, содержащих не менее 90% углекислого кальция, — мела, известняка, известнякового туфа и мрамора. Под действием температуры известняк распадается на углекислый газ и известь. На всех этапах изготовления силикатного кирпича используется вода из артезианских скважин.

Также в кирпичном производстве используются известково-шлаковые и известково-зольные смеси с полным или частичным замещением песка содержащими кремнезем промышленными отходами — золами теплоэлектростанций и шлаками. Сделанный из отходов и обычный силикатный кирпич по своим качествам идентичны.

Кирпич, получаемый гиперпрессованием

Исходным материалом безобжиговых кирпичей являются смеси, состоящие из портландцемента либо извести в качестве связующего, различных минеральных наполнителей (песка, измельченного ракушечника), воды и неорганических красителей. В безобжиговых технологиях вода, гидратируя составляющие гидравлических вяжущих, необходима для искусственного создания камнеподобной структуры, из-за чего недостатком таких кирпичей является их низкая жаропрочность. При достижении критических значений, как правило, выше 300°С, запускается реакция освобождения химически связанной воды, из-за чего кирпич быстро утрачивает прочность.

Особенности технологии

На этапах подготовки сырья и формования заготовок безобжиговая технология напоминает изготовление блоков из бетона, однако исходный материал такого кирпича включает уплотняемый прессованием наполнитель — дробленый ракушечник, отходы камнепереработки и т. п. Поскольку вода расходуется лишь на гидратацию цемента, ее требуется значительно меньшее количество. Окончательная форма придается гиперпрессованием — сильным, до нескольких тонн на 1 кв. см, сжатием смеси в специальной форме, после чего изделия складируются или направляются для пропаривания с целью ускорения процесса приобретения требуемой прочности.

Простота технологии, обусловленная отсутствием дорогостоящих высокотемпературных этапов, позволила сделать ее повсеместно распространенной, зачастую в ущерб качеству готовой продукции.

Таковы основные материалы и технологии, применяющиеся для изготовления разнообразного кирпича, блоков и облицовочных материалов, использующихся в жилом и промышленном строительстве.

kubkirpich.ru

История[править | править код]

Слово «кирпич» заимствовано из тюркских языков^[3]. Так, в одном из тюркских языков, казахском, слово қыр означает «грань», а слово пеш — «печь». Это объясняется тем, что у тюрков рано зародилась металлургия и для выплавки железа использовались печи, сложенные из огнеупорного кирпича. До кирпича в Европе и на Руси использовалась плинфа (например, при посещении Иваном Грозным недостроенного Софийского собора в Вологде на него упала плинфа: «как из своду туповатова упадала плинфа красная»). «Плинфа» — тонкая и широкая прямоугольная глиняная пластина, толщиной примерно 2,5 см. Изготавливалась в специальных деревянных формах. Плинфа сушилась 10—14 дней, затем её обжигали в печи. На многих плинфах находят клейма, которые считаются клеймами изготовителя. Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах необожжённый кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резаной соломы, применение в строительстве обожжённого кирпича также восходит к глубокой древности (постройки в Египте, 3—2 тысячелетие до н. э.). Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из кирпича (45×30×10 см) выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и тому подобное. Форма кирпичей в Древнем Риме варьировалась, использовались в том числе прямоугольные, треугольные и круглые в плане кирпичи^[4], прямоугольные плиты кирпича радиально разрезали на 6—8 частей, что позволяло из получившихся треугольных кусков класть более прочную и фигурную кладку.

Стандартный обожжённый кирпич использовался на Руси с конца XV века. Ярким примером стало строительство стен и храмов Московского Кремля во времена Иоанна III, которым заведовали итальянские мастера. «… и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырем, в Калитникове, в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыками повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножём невозможно расколупить».

Привычный же нам кирпич прямоугольной формы (его удобней было держать в руке) появился в Англии в XVI веке^[5].

В коллекции кирпичей (англ. American Brick Collection), подаренной в 1994 году Рэймондом Чейзом Национальному музею строительства (англ. National Building Museum) в Вашингтоне, содержится 1800 различных кирпичей, произведённых в США в конце XIX — начале XX века и отмеченных клеймом производителя^[6][7].

Общая характеристика[править | править код]

Размеры кирпичей[править | править код]

Выделяют 2 основных формата кирпичей: керамические (ГОСТ 530—2012) и силикатные (ГОСТ 379—2015).

В России кирпичи единого стандарта (т. н. нормального формата (НФ)^[8]), появились в 1927 году^{[источник не указан 921 день]}. Одним из первых общесоюзных стандартов на кирпич был ОСТ 90035-39. Нормальный формат имеет габаритные размеры 250×120×65 мм. Наименования остальных размеров являются производными от НФ:

• 1 НФ (одинарный) — 250×120×65 мм;
• 1.4 НФ (полуторный) — 250×120×88 мм;
• 2.1 НФ (двойной) — 250×120×140 мм.

Изделия номинального размера 2.1 НФ и более называются керамическими камнями, размеры типовых моделей согласно ГОСТ 530—2012:

• 4.5 — 250×250×140 мм;
• 6.8 — 380×250×140 мм;
• 6.0 — 250×250×188 мм^[9].

Неполномерный (часть):

• 3/4 — 180 мм;
• 1/2 — 120 мм;
• 1/4 — 60—65 мм.

Масса кирпичей[править | править код]

Масса кирпичей зависит в первую очередь от класса плотности изделия, всего выделяют 7 классов для керамического и силикатного кирпича.

Формула расчета массы: a*b*c*p, где первые 3 параметра — длина, ширина и толщина, p — общая плотность изделия.

Ориентировочная масса керамических кирпичей (ГОСТ 530—2012):

• полнотелый 250×120×65 мм (2 класс плотности): 3.315..3.705 кг;
• пустотелый 250×120×65 мм (1.4 класс плотности): 2.34..2.73 кг;
• полнотелый 250×120×88 мм (2 класс плотности): 4.488..5.016 кг;
• пустотелый 250×120×88 мм (1.4 класс плотности): 3.168..3.696 кг;
• полнотелый 250×120×140 мм (2 класс плотности): 7.038..7.866 кг;
• пустотелый 250×120×140 мм (1.4 класс плотности): 4.968..5.796 кг^[10].

Названия сторон[править | править код]

• Постель — рабочая сторона изделия, расположенная параллельно основанию кладки (на примере 1 НФ это часть с размерами 250×120 мм)^[8].
• Ложок — средняя по площади сторона изделия, расположенная перпендикулярно к постели (у 1 НФ — 250×65 мм)^[8].
• Тычок — наименьшая сторона изделия, расположенная перпендикулярно к постели (у 1 НФ — 120×65 мм)^[8].

Кирпич с криволинейным ложком или тычком называется лекальным или фасонным.

Клейма на кирпиче[править | править код]

Клеймо на кирпиче ставит завод-изготовитель. В старину производили кирпич ручной формовки. Старинный кирпич имеет различные клейма. Они могут быть выполнены в виде символов или букв. Как правило, это сокращение инициалов хозяина завода. При строительстве казённых предприятий завод, выигравший поставку, мог ставить клеймо в виде двуглавого орла. Такой старинный кирпич в народе получил название «имперский кирпич». В Санкт—Петербурге встречается самое большое количество различных клейм. На кирпичах можно встретить клеймо в виде ключа, короны, орла, якоря, подковы, название рек, городов и различных фамилий. На заводе клеймо могло видоизменяться. Зачастую заводы переходили от одного собственника к другому. Поэтому один и тот же завод мог за свою историю выпускать разнообразные клейма. Известны случаи, когда кирпичный завод переходил от отца к сыну и клеймо видоизменялось с сохранением фамилии, но изменением дизайна. Одним из самых известных заводов, выпускающих кирпичи с клеймом, был завод купцов Стрелиных.

Современный кирпич[править | править код]

Современное кирпичное производство ставит клейма на различных поверхностях кирпича (ложок, тычок, постель). В прошлых веках клеймо ставили в основном на постель.

Виды кирпича и их преимущества[править | править код]

Кирпич делится на две большие группы: красный и белый. Красный кирпич состоит в основном из глины, белый — из песка и извести. Смесь последнего была названа «силикатной», а отсюда и силикатный кирпич.

Силикатный кирпич[править | править код]

«Готовить» силикатный кирпич стало возможно только после развития новых принципов производства искусственных строительных материалов. В основе такого изготовления заложен так называемый автоклавный синтез: 9 долей кварцевого песка, 1 доля воздушной извести и добавки после полусухого прессования (таким образом, создаётся форма кирпича) подвергаются автоклавной обработке (воздействие водяного пара при температуре 170—200 °С и давления 8—12 атм.). Если к этой смеси добавляются атмосферостойкие, щелочестойкие пигменты, то получается цветной силикатный кирпич.

Преимущества силикатного кирпича[править | править код]

• Экологичность Силикатный кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — извести и песка, по технологии, знакомой человечеству несколько столетий.
• Звукоизоляция. Это играет немаловажную роль при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве.
• Высокая морозостойкость и прочность. Силикатный кирпич по прочности и морозостойкости значительно превосходит марки легких бетонов. На построенные из него фасады строители дают гарантию 50 лет.
• Надёжность и широкий ассортимент. Надёжность и широкий ассортимент силикатного кирпича позволяет использовать его как в новом строительстве, так и при реконструкции. Фактурный, цветной силикатный кирпич украсит фасады как общественных, жилых зданий, так и загородных коттеджей, дач.
• Тип окраски. Цветной силикатный кирпич окрашивается в массе так же, как и керамический кирпич. Но, в отличие от керамического кирпича, окраска силикатного может производиться только с помощью специальных искусственных красителей, а керамический кирпич приобретает определённый цвет в результате смешения разных сортов глины.
• Неприхотливость. Строения из силикатного кирпича неприхотливы и устойчивы ко внешним факторам. Капризы природы не оказывают существенного влияния на его внешний вид, Фасад сохраняет цвет и не требует дополнительного ухода, за исключением случаев использования в агрессивных средах или в условиях повышенной влажности.
• Цена^[11]

Недостатки силикатного кирпича[править | править код]

• Серьёзным недостатком силикатного кирпича является пониженная водостойкость и жаростойкость, поэтому его нельзя использовать в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фундаменты, канализационные колодцы и др.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и др.).

Применение силикатного кирпича[править | править код]

Силикатный кирпич обычно применяется для возведения несущих и самонесущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, наружной части дымовых труб.

Керамический кирпич[править | править код]

Керамический кирпич обычно применяется для возведения несущих и самонесущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладки фундаментов, внутренней части дымовых труб, промышленных и бытовых печей.

Керамический кирпич подразделяется на рядовой (строительный) и лицевой. Последний применяется практически во всех областях строительства.

Лицевой кирпич изготавливается по специальной технологии, которая придаёт ему массу преимуществ. Лицевой кирпич должен быть не только красивым, но и надёжным. Облицовочный кирпич обычно применяется при возведении новых зданий, но также с успехом может быть использован и в различных реставрационных работах. Его используют при облицовке цоколей здaний, стен, заборов, для внутреннего дизайна.

Преимущества керамического рядового кирпича[править | править код]

• Прочен и износостоек. Керамический кирпич обладает высокой морозостойкостью, что подтверждается многолетним опытом его применения в строительстве.
• Хорошая звукоизоляция — стены из керамического кирпича, как правило, соответствуют требованиям [СП] 51.13330.2011 «Защита от шума»..
• Низкое влагопоглощение (менее 14 %, а для клинкерного кирпича этот показатель может достигать 3 %) — Более того, керамический кирпич быстро высыхает.
• Экологичность Керамический кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — глины, по технологии, знакомой человечеству десятки веков. Во время эксплуатации построенных из него зданий, красный кирпич не выделяет вредных для человека веществ, таких как газ радон.
• Устойчивость почти ко всем климатическим условиям, что позволяет сохранять надёжность и внешний вид.
• Высокая прочность (15 МПа и выше — 150 атм.).
• Высокая плотность (1950 кг/м³, до 2000 кг/м³ при ручной формовке).

Преимущества керамического облицовочного кирпича[править | править код]

• Морозостойкость. Облицовочный кирпич обладает высокой морозостойкостью, а для северного климата это особенно важно. Морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. Керамический облицовочный кирпич идеально подходит для российского климата.
• Прочность и устойчивость. Благодаря высокой прочности и малому объёму пористости кладка, возводимая из облицовочных изделий, отличается высокой прочностью и поразительной устойчивостью к воздействию окружающей среды.
• Различная фактура и цветовая гамма. Диапазон различных форм и цветов облицовочного кирпича даёт возможность создания имитации старинных построек при возведении современного дома, а также позволит возместить утраченные фрагменты фасадов старинных особняков.

Недостатки керамического кирпича[править | править код]

• Высокая цена. В связи с тем, что керамический кирпич требует несколько этапов обработки, его цена довольно высокая, по сравнению с ценой силикатного кирпича.
• Возможность появления высолов. В отличие от силикатного кирпича, керамический кирпич «требует» качественный раствор, в противном случае могут появляться высолы.
• Необходимость приобретать весь требуемый облицовочный кирпич из одной партии. Если облицовочный керамический кирпич приобретается из разных партий, могут возникнуть проблемы с тоном.

Технология производства[править | править код]

До XIX века техника производства кирпичей оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпичи вручную, сушили исключительно летом, а обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине XIX века была построена кольцевая обжиговая печь, а также ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства. В конце XIX века стали строить сушилки. В это же время появились глинообрабатывающие машины: бегуны, вальцы, глиномялки.

В наше время более 80 % всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн штук в год.

Организация кирпичного производства[править | править код]

Керамический кирпич[править | править код]

Необходимо создание условий для обеспечения основных параметров производства:

• постоянного или среднего состава глины;
• равномерной работы производства.

В кирпичном производстве результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводиться при постоянных основных параметрах производства.

Глина[править | править код]

Хороший (лицевой) керамический кирпич производится из глины, добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. Месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины, пригодным для добычи одноковшовым экскаватором, очень редки и почти все разработаны.

Большинство месторождений содержит многослойную глину, поэтому лучшими механизмами, способными при добыче делать глину среднего состава, считаются многоковшовый и роторный экскаваторы. При работе они срезают глину по высоте забоя, измельчают её, и при смешивании получается средний состав. Другие типы экскаваторов не смешивают глину, а добывают её глыбами.

Постоянный или средний состав глины необходим для подбора постоянных режимов сушки и обжига. Для каждого состава нужен свой режим сушки и обжига. Один раз подобранные режимы позволяют получать высококачественный кирпич из сушилки и печи годами.

Качественный и количественный состав месторождения выясняется в результате разведки месторождения. Только разведка выясняет минеральный состав: какие суглинки пылеватые, глины легкоплавкие, глины тугоплавкие и т. д. содержатся в месторождении.

Лучшими глинами для производства кирпича считаются те глины, которые не требуют добавок. Для производства кирпича обычно используется глина, непригодная для других керамических изделий.

Сушилки камерные[править | править код]

Сушилки загружаются кирпичом полностью, и в них постепенно изменяется температура и влажность по всему объёму сушилки, в соответствии с заданной кривой сушки изделий.

Сушилки туннельные[править | править код]

Сушилки загружаются постепенно и равномерно. Вагонетки с кирпичом продвигаются через сушилку и проходят последовательно зоны с разной температурой и влажностью. Туннельные сушилки лучше всего применять для сушки кирпича из сырья среднего состава. Применяются при производстве однотипных изделий строительной керамики. Очень хорошо «держат» режим сушки при постоянной и равномерной загрузке кирпича-сырца.

Процесс сушки[править | править код]

Глина — это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2—0,5 мкм и крупнозернистым 0,5—2 мкм. В объёме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.

Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды, хорошего природного растворителя, между отдельными частицами минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.

Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношения «глинистых» и «песчаных» частиц. Чем больше в глине «глинистых» частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.

Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина. Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.

Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.

Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов. Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.

Процесс обжига[править | править код]

Глина представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.

В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всё более тугоплавкие минералы переходят в расплав, возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.

При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.

После обжига при температуре 950—1050 °C доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8—10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.

Силикатный кирпич[править | править код]

Песок[править | править код]

Основным компонентом силикатного кирпича (85-90 % по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.

Песок — это рыхлое скопление зёрен различного минерального состава размером 0,1 — 5 мм. По происхождению пески разделяют на природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков).

Форма и характер поверхности зерен песка имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок.

При грубой шихтовке песков в карьере проверяют, в какой пропорции загружают вагонетки или автосамосвалы песками различной крупности в каждом забое. При наличии нескольких приемных бункеров для разных фракций песка необходимо проверять заданную пропорцию песков в шихте по количеству питателей одинаковой производительности, одновременно выгружающих пески различной крупности.

Песок, поступающий из забоя до его употребления в производство, должен быть отсеян от посторонних примесей — камней, комочков глины, веток, металлических предметов и т. п. Эти примеси в процессе производства вызывают брак кирпича и даже поломки машин, поэтому над песочными бункерами устанавливают барабанные грохоты.

Известь[править | править код]

Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича.

Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95 % углекислого кальция CaCO₃. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.

Известняк состоит из известкового шпата-кальцита и некоторого количества различных примесей: углекислого магния, солей железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и жёлтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20 %, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами.

Мергель является известково-глинистой породой, которая содержит от 30 до 65 % глинистого вещества. Следовательно, наличие в нём углекислого кальция составляет всего 35 — 70 %. Понятно, что мергели совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО₃*МgСО₃). Так как содержание в них углекислого кальция менее 55 %, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.

По размерам кусков известняки для обжига на известь делятся на крупные, средние и мелкие. Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая породу через грохоты.

Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с примесью некоторого количества окиси магния (МgО).

Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах силикатного кирпича применяется негашеная известь. При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44 % своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации СаО+ Н₂О = Са(ОН)²; МgО+Н₂О=Мg(ОН)² или, по другому — гашение извести. Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в процессе гидратации увеличивается в объёме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)². Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69 %, то есть на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Её так же называют воздушной известью. Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.

Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях, предохраняющих её от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время хранить известь на воздухе, так как в нём всегда содержится небольшое количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого газа приводит к карбонизации извести, то есть соединению с углекислым газом и тем самым частичному снижению её активности.

Силикатная масса[править | править код]

Известково-песчаную смесь готовят двумя способами: барабанным и силосным.

Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа производства значительно проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются водой. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 часов, в течение которых известь гасится.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8 — 10 м, диаметр 3,5 — 4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортёр. При этом происходит большое выделение пыли.

При вылёживании в силосах масса часто образует своды; причина этого — относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное твердение её при вылёживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность массы. Силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 — 3 %. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Работа силоса протекает следующим образом: внутри силос разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 часов, столько же требуется и для разгрузки секции. К моменту заполнения силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, то есть около 2,5 часов. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого её разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 часов.

Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 часов в непрерывно действующих силосах.

Прессование кирпича-сырца[править | править код]

На качество кирпича и его прочность наиболее существенно влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время прессования. В результате прессования происходит уплотнение силикатной массы.

Процесс прессования кирпича складывается из следующих основных операций: наполнения прессовых коробок массой, прессования сырца, выталкивания сырца на поверхность стола, снятия сырца со стола, укладки сырца на запарочные вагонетки.

После прессования полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются на вагонетки, которые транспортируются в автоклавы, где производится тепло-влажная обработка кирпича.

Автоклавная обработка[править | править код]

Для придания необходимой прочности силикатному кирпичу его обрабатывают насыщенным паром. Полный технологический цикл запаривания кирпича в автоклаве состоит из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и выгрузки автоклава. Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который равен 10—13 часов.

Из автоклава силикатный кирпич поступает на открытую площадку, где складируется и отгружается потребителям.

Биокирпич[править | править код]

Изготавливается из биоцемента в ходе микробиологической преципитации карбоната кальция^[12]. Для его получения используются бактерии Sporosarcina pasteurii, песок, хлорид кальция и мочевина.

Кирпич из дерева[править | править код]

В строительстве[править | править код]

Используется в виде редкого материала для строительства домов. Декоративный строительный материал, изготавливается из хвойных пород древесины. Применяется для облицовки жилых и хозяйственных зданий, используется в строительстве при укладке несущих стен и межкомнатных перегородок.

Кирпич из дерева для йоги[править | править код]

Применяется в йоге Аенгара^[13] и других разновидностях Хатха-йоги. Используется чтобы обеспечить правильное положение тела во время занятия различных асан для начинающих.

См. также[править | править код]

• Керамический кирпич
• Огнеупорный кирпич
• Облицовочный кирпич
• Клинкерный кирпич
• Свинцовый кирпич
• Саман — кирпич-сырец
• Кирпичная кладка
• Брусчатка

ru.wikipedia.org

Керамический кирпич.

Этот тип можно назвать классическим. Его состав – глина или ее смеси. Суть процесса производства заключается в сушке и обжиге, в результате чего глина становится камнем. Его широкое применение начинается от кладки фундаментов, возведения несущих стен в одноэтажных и многоэтажных строениях до дымовых труб и печей разного назначения. Исходя из этого, можно сделать вывод о его высокой прочности, морозостойкости и водостойкости – главных параметров кирпичного изделия.

Различают рядовой (иначе говоря, строительный) и лицевой керамический кирпич. Варианты использования рядового кирпича – внутренние и внешние ряды кладки, после чего предполагается нанесение штукатурки. Для него характерно низкое влагопоглощение и быстрое высыхание. Он устойчив к любым климатическим условиям. Облицовочный кирпич имеет идеальную форму, гладкие стороны и ровные края. Стена из него не нуждается в штукатурке и покраске.

По данной теме есть похожая статья – Пенобетонные блоки. Характеристики, технология производства.

К разновидностям облицовочного кирпича относятся фактурный и фасонный тип. Первый имеет на лицевой стороне декоративные рельефы, второй используется для более сложных строительных форм (например, арки и столбы). Надежность и прочность керамического кирпича сказывается на его высокой цене. Кроме того, при покупке следует брать изделия из одной партии, иначе есть риск получить кирпич разных оттенков.

Вас заинтересует эта статья – Печка для бани из кирпича своими руками.

Силикатный кирпич и его особенности.

Песок в дополнении с известью является основным составом силикатного бруска. Формованная смесь помещается в автоклав, где проходит обработку насыщенным паром. Добавление пигментов способствует изготовлению кирпича любой расцветки. Его применение аналогично обычному глиняному кирпичу. Однако существуют некоторые ограничения. Он не подходит для цоколей и фундаментов по причине невысокой водостойкости.

Негативное влияние высоких температур не позволяет использовать его для печной и каминной кладки. Технико-экономические параметры силикатного бруска лучше керамического. Из-за менее затратного и трудоемкого производства его цена существенно ниже.

Гиперпрессованный кирпич – это результат технологического прогресса.

Для изготовления гиперпрессованного кирпича характерна безотходность и низкая энергоемкость. Его состав – это мелко помолотые породы известняков с добавлением цемента и воды, которые подвергаются прессованию под влиянием высокого давления. Этот вид изделия похож на натуральный камень, благодаря чему он одновременно используется в декоративном качестве. Гладкий, ложковый, тычковый, угловой кирпич – все это гиперпрессованные разновидности.

Сочетание эксплуатационных качеств и своеобразного внешнего вида делают его универсальным в применении. Несмотря на то, что кирпич считается искусственным камнем, его состав говорит о природной натуральности компонентов. Поэтому любому виду кирпича можно смело приписать такое качество как экологичность.

dimdom.ru

Виды материала

В строительстве существует два типа кирпича:

• силикатный (белый), состоящий из песка и извести, изготавливается путем обработки паром под высоким давлением;
• керамический (красный), при производстве которого используется глина, изготавливается путем обжига.

Многим интересно знать, как делают оба вида кирпича.

Производство керамического материала

Как делается керамический кирпич для кладки, проще понять, рассмотрев производство поэтапно.

Первый этап в себя включает процесс подбора по химическому составу и добычи глины из карьера и подготовку шихты (смесь исходных материалов). Второй этап — это распределение смеси по формам и естественная просушка кирпича. Третий этап включает в себя окончательный обжиг в печи.

Следует сказать о главном свойстве сырья, из которого делают керамический кирпич, — это пластичность. Пластичность — это способность материала без разрывов и трещин принять любую форму при воздействии внешних сил, и эта форма должна сохраняться и после этого воздействия. В строительной среде пластичность еще называют жирностью. Жирность напрямую зависит от количества содержания в глине оксида алюминия. Чем больше оксида, тем выше пластичность. Большое содержание оксида алюминия повышает прочность и огнеупорность после обжига.

Еще одной очень важной характеристикой является чувствительность глины к сушке и обжигу. При ее обработке возникает воздушная и огневая усадка. Это проявляется в изменении линейного и объемного размера полуфабриката и кирпича. Высокопластичные образцы дают усадку 10% и более (при норме в 6-8%), а это плохо сказывается на стойкости к трещинам при сушке и удержании формы при обжиге.

После того как пройдет геологическая разведка, начинается разработка глиняного карьера и перевозка ее на кирпичный завод. Там ее мельчат в специальных мельницах до состояния порошка. Одновременно с измельчением в глину вносятся добавки. Следующая операция включает в себя добавление воды и замешивание глиняной массы. После этого происходит формовка и прессовка для придания будущему кирпичу высокой прочности. Получившийся полуфабрикат сушат несколько дней в естественных условиях. Затем происходит обжиг в печах.

При выполнении этого процесса происходит спекание глины, что придает кирпичу прочность, твердость и гигроскопичность. Прессованная поверхность после обжига имеет глянцевый блеск, что придает кирпичу эстетический вид. Здания из керамического кирпича долговечны и очень надежны.

А сегодня очень часто встречается кирпич разной цветовой гаммы. Структура кирпича может быть как полнотелой, так и пустотной. От структуры зависит его прочность и, соответственно, стоимость. Подбор и химическая структура сырья для производства керамического кирпича — это очень сложная и многоуровневая задача.

Производство силикатного материала

Из чего сделан кирпич силикатный?

Силикатный, в народе его называют белым по его цвету, состоит из негашеной извести и песка.

Основными компонентами являются:

• речной песок (кварцевый);
• негашеная известь;
• вода.

Доля песка составляет от 85 до 90% от его массы. Для производства используют промытый, очищенный от всевозможных примесей и мусора песок, добытый с прибрежной части и дна рек (речных карьерах), из отходов при дроблении горных пород, из доменных шлаков и т. д. На формирование силикатной смеси влияет размер зерен песка и его форма.

Количество извести, добавляемой в песок, зависит от ее химических характеристик. На кирпичных заводах используют только негашеную известь. В основном она составляет 6-8% от массы песка. Известняк, добытый в карьерах, дробят и обжигают в печах. Температура, при которой проходит обжиг, составляет 1000°С. При этой температуре разрушаются кристаллические связи, и создается новый состав. Образовавшийся белый порошок для формирования пластичной массы и для гашения извести смешивают с водой исходя из технологии производства. Полученную массу из песка и извести готовят силосным способом или с обработкой паром под высоким давлением в центробежном барабане.

Если применяется барабанная технология изготовления, то происходит спекание компонентов. После всех этих операций, которые занимают примерно от 10 до 13 часов, конечный продукт приобретает прочность, твердость и идеально ровные поверхности.

Как изготовить каменный кирпич

Часто для декоративной кладки используется каменный кирпич, поэтому многих интересует, как сделать каменные кирпичи. Технология изготовления кирпича каменного следующая.

Основой для работы послужит камень, который по форме должен быть максимально приближен к кирпичу. Потребуется форма, которую можно сделать из коробок. Форму и камень нужно смазать солидолом. Пустоты нужно залить силиконом и разровнять. Оставить просыхать на 14 дней. Таким образом изготавливается силиконовая форма.

Чтобы сделать каменный кирпич, потребуются гипс и ангидрит, смешанный с водой. Раствор заливается в силиконовую формы и высыхает в течение 20 минут. Каменный кирпич для кладки готов.

Заключение

Если сравнивать изготовление кирпича силикатного и керамического, то к преимуществу первого можно отнести более низкую цену. Однако по свойствам он во многом уступает красному. Зная, из чего делают кирпич, его можно изготовить даже самому. Каменный кирпич применяется для оформления.

kirpichmaster.ru