Из чего состоит кирпич

Из чего и как делают 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.

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.

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.

Из чего делают красный кирпич, его состав

Кирпич любого вида во всех справочниках и словарях определяется как искусственный камень, имеющий форму бруска. Различают несколько видов этого строительного материала в зависимости от того, из чего делают кирпичи и какой способ производства используется.

По этим признакам можно выделить две основные группы:

Это классический красный кирпич из обожженной глины или смеси нескольких ее видов.

Делается в автоклаве из песка и извести, цвет зависит от добавок. Белому кирпичу можно придать любой цвет, в т.ч. красный, но это не даст ему права называться красным – он останется силикатным красного цвета.

Виды и качество кирпича

Область применения этого материала очень широка. Из красного кирпича строят несущие и самонесущие стены и перегородки в зданиях различной высотности, им заполняют пустоты бетонных конструкций, выкладывают фундаменты, внутренние части печей и т.д.

Строительный кирпич называют рядовым, но больше ценится его лицевой (облицовочный) вид. После обжига при высокой температуре материал получается прочным и красивым, и его широко используют для облицовки внешних стен зданий и цоколей, реставрационных работ и для дизайна внутренних помещений.

Свойства керамического кирпича:

  • Прочность и долговечность.
  • Морозо- и влагоустойчивость.
  • Надежная звукоизоляция.
  • Гидрофобность и быстрое высыхание.
  • Экологичность. Натуральный состав кирпича и проверенная веками технология гарантируют безопасное пребывание людей в кирпичных дамах.
  • Высокая плотность (при ручной формовке достигает 2000 кг/м³).

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, которая объясняется сложностью технологии. Этот материал очень долговечен, дома из него стоят сотни лет. Если вы хотите построить качественное здание, не следует пытаться сделать кирпичи своими руками обеспечить достаточную температуру обжига в кустарных условиях невозможно.

Для облицовки следует покупать материал из одной партии,, иначе цвет может отличаться.

Виды обжигового кирпича

  • Рядовой требует оштукатуривания. Часто на его боковой стороне для сцепления с раствором делают вдавленный рисунок.
  • У лицевого две гладкие поверхности, также производят фактурный и фасонный виды. Внутри много пустот для повышения теплоизоляции.
  • Печной и шамотный изготавливают из огнеупорной глины. Материал песочного цвета и зернистой структуры.

Покупая кирпич, важно понимать его предназначение. Рядовой кирпич гораздо дешевле лицевого и для возведения стен переплачивать нет смысла.

Основной состав и свойства глины

Полезные свойства материала напрямую зависят от того, из чего сделан кирпич и насколько точно соблюдена технология. Качественный продукт можно получить при поставках глины постоянного состава и равномерной работе производства.

Лицевой сорт делают из глины мелкой фракции. Богатых месторождений с однородным минеральным составом осталось мало. В большинстве случаев добыча усложняется многослойностью разносоставных глин. Слои срезают экскаватором, глину измельчают и смешивают до получения среднего состава. Это необходимо для равномерности сушки и обжига, поскольку глина разного состава требует индивидуального теплового и временного режима обработки.

Обычно предприятие работает с сырьем с одного месторождения, поэтому правильная технология позволяет долгие годы получать качественный продукт. При разведке и разработке новых месторождений анализируют качество и количество глины. Лучший красный кирпич получается, если состав глины не требует добавок. Обычно пригодной оказывается глина, из которой нельзя производить другие керамические изделия.

При добавлении воды минеральная масса становится пластичной, а после высыхания сохраняет форму. После обжига глина каменеет и становится очень прочной.

Для производства красного кирпича подходит сырье, в состав которого входят:

  • Каолинит
  • Иллит
  • Монтмориллонит
  • Кварц

Важные свойства глины для изготовления кирпичей:

  1. Пластичность. Глина не должна разрушаться при разминании и сохранять форму. Пластичность может быть высокой, средней, умеренной и малой. Встречаются непластичные глины.
  2. Способность к связыванию. Сырье сохраняет пластичность после внесения добавок. Изменяется в процентах к количеству песка и может быть в диапазоне от 20 до 80%.
  3. Усадка. Изменение размера после высыхания и при обжиге.
  4. Спекаемость. Свойство твердеть при нагревании. Низкотемпературная глина спекается при температуре до 1100 о С, среднетемпературная – 1100-1300°С, высокотемпературная ‑ более 1300°С.
  5. Огнеупорность. При нагревании сырье не должно плавиться. Наиболее высокая огнеупорность у беспримесных высокопластичных каолинитовых глин, из которых делают фарфор. Облицовочный вид производят из тугоплавкого сырья с небольшим количеством примесей. Для рядового кирпича достаточно легкоплавкого вида.

Добавки

Без добавок невозможно добиться высокого качества материала. Технолог, составляющий рецептуру и знающий, как сделать кирпич по ГОСТу, предусматривает способы улучшения качеств сырья.

Применяются следующие добавки:

  • Шлак, песок, зола.

Вносят для отощения сырья, облегчения формирования и уменьшения усадки.

  • Опилки, угольный и торфяной порошок

Органику добавляют для уменьшения плотности. После выгорания добавки оставляют поры.

  • Руда с содержанием железа, песчаник

Специальные добавки для регулирования температуры обжига.

  • Ульфитно-спиртовая барда
  • Окислы металлов

Задача технолога заключается в подборе оптимального состава сырья, режима формовки, сушки и обжига.

Цвет

Добиться нужного цвета можно не только с помощью добавок. В большинстве случаев все зависит от минерального состава глины, которая краснее после обжига. Такую глину называют красножгущейся.

Достаточно редко керамический кирпич белого, желтого и абрикосового цвета получают из беложгущейся глины.

Коричневый цвет получают после добавления пигментов.

Из чего и как делают кирпич?

  1. Состав в зависимости от вида
    • Керамический
    • Силикатный
  2. Технология производства
    • Красный
    • Белый
  3. Типы обжига

Существует масса преимуществ, делающих кирпич одним из самых востребованных строительных материалов. Помимо стандартных размеров и простой формы, этот искусственный камень может похвастать прочностью, долговечностью и красотой, из-за чего он применяется очень давно и почти повсеместно.

Заслуживают внимания и технологии, с помощью которых делают кирпич – как совокупности процессов, позволяющие получить материал со всеми нужными заказчику характеристиками.

Состав в зависимости от вида

Среди всех разновидностей кирпича наибольшей популярностью пользуются две – керамическая и силикатная, также именуемые красной и белой соответственно.

Они отличаются следующими особенностями.

  • Главным компонентом керамического кирпича, производимого посредством обжига, является глина. Такой материал имеет эстетичный внешний вид, гасит шумы и отлично хранит тепло в помещении.
  • Состав силикатного кирпича, изготавливаемого под действием высокого давления и пара, предусматривает наличие песка и извести. Соблюдение технологии позволяет получить прочные и недорогие изделия, стойко переносящие перепады температуры и влажности.

Также необходимо выделить огнеупорный кирпич, изготавливаемый из шамота с добавлением кокса или графита – компонентов, значительно повышающих его прочность.

Ещё одна актуальная разновидность – облицовочная, производство которой предполагает использование цемента, известняка и пигментного ингредиента. Такой кирпич, изготавливаемый по технологии прессования, обладает не только эстетичным внешним видом, но и впечатляющим эксплуатационным ресурсом.

Учитывая наибольшую значимость красной и белой разновидностей, их стоит рассмотреть более подробно – что и будет сделано далее.

Керамический

Основным ингредиентом данного вида кирпича является обыкновенная глина. Она представляет собой минеральную массу, которая:

  • становится пластичной при добавлении в неё воды;
  • хранит форму в процессе сушки;
  • твердеет в результате обжига, обретая сопоставимую с натуральным камнем прочность.

Отдельного внимания заслуживает происхождение используемой глины. В зависимости от глубины залегания, она может иметь различные свойства – как подходящие для производства кирпича, так и не соответствующие установленным требованиям.

Если же выделить компонент, который чаще всего формирует основу глины, то это каолинит – один из водных силикатов алюминия. Также в состав применяемого сырья могут входить монтмориллонит, иллит, кварц и другие второстепенные ингредиенты.

Помимо глины, керамический кирпич состоит из других компонентов, представляющих собой добавки. Их применяют для придания тех или иных свойств изготавливаемой продукции, а основными среди них являются следующие.

  • Отощающие – зола, песок, шлак. Способствуют лучшему формированию массы и меньшей усадке.
  • Выгорающие – опилки, порошкообразный уголь или торф. Увеличивают пористость материала, что закономерно снижает его плотность.
  • Окрашивающие – как правило, металлические окислы. Придают изделиям необходимый цвет или оттенок.

Кроме того, стоит упомянуть о железосодержащих рудах и песчанике, использование которых позволяет эффективно регулировать температуру обжига.

акже могут применяться пластификаторы – добавки, минимизирующие вероятность растрескивания керамического материала. Конкретное количество каждого из перечисленных ингредиентов определяется требованиями заказчика и/или политикой производителя.

Силикатный

Производство белого кирпича предусматривает использование трёх обязательных составляющих, перечень которых выглядит следующим образом.

  • Песок. Может иметь как натуральное, так и искусственное происхождение. Желательно, чтобы используемые зёрна были однородными и имели размер от 0.1 до 5 мм. Не меньшее значение имеют особенности поверхности песчинок (при наличии острых углов они обеспечивают лучшее сцепление). Обязательным условием является предварительная очистка материала от посторонних включений.

Рекомендуемая доля песка в составе силикатного кирпича – от 85 до 90%.

  • Известь. Для получения данного компонента используют сырьё, которое отличается повышенным содержанием карбоната кальция (90% и более) – прежде всего, известняк и мел. Перед обжигом при температуре около 1150°С подготовленную породу дробят до размеров, не превышающих 10 см. По завершении перечисленных процедур известь вводят в состав силикатного кирпича (оптимальное значение – 7%).
  • Вода. Этот ингредиент нужен для решения двух основных задач – гашения извести и придания пластичности формируемой массе. Применяется на всех этапах изготовления силикатного кирпича.

Нередко производство описываемых изделий предусматривает использование дополнительных составляющих, необходимых для придания продукции желаемых характеристик.

  • Химические соединения. В качестве примера можно привести диоксид титана, благодаря которому силикатные кирпичи остаются белыми максимально долго.
  • Компоненты, повышающие морозостойкость. Чаще всего для решения данной задачи используют продукты промышленной переработки, позволяющие уменьшить теплопроводность материала на 10-12%.
  • Красители. Применяются в ситуациях, когда производителю нужно придать изделиям конкретный оттенок или тон.

Заслуживает упоминания и керамзитовый песок – добавка, способная одновременно решить сразу две задачи. Помимо заметного увеличения тепловой эффективности силикатных изделий, она придаёт им красивый кофейный цвет, благодаря которому они выглядят более солидно.

Технология производства

В зависимости от разновидности изготавливаемых кирпичей, их производство имеет свои особенности. Это объясняется спецификой используемых ингредиентов, требующей применения различных технологических процессов.

Красный

Существует два основных метода производства керамических кирпичей – полусухое формование и пластический. Последний, являющийся более популярным, предполагает пошаговое решение следующих задач.

  • Подготовка главного компонента – глины. Допускается включение в состав смеси добавок – не более 1/3 от общего её количества. При этом фракция основного ингредиента не должна превышать 1.2 мм.
  • Перемещение подготовленной массы для дальнейшей формовки.
  • Разделение общего массива на типоразмеры.

  • Сушка керамических кирпичей.
  • Перфорация изделий (актуальна в ситуациях, когда продукцию нужно сделать пустотелой).
  • Обжиг. Этот вид обработки предусматривает плавное изменение температуры в печи (сначала в сторону повышения, а потом – наоборот). Следование данному правилу позволяет избежать появления трещин на кирпичах из-за резких температурных перепадов.

Что касается производства керамических кирпичей методом полусухого формования, то оно подразумевает следующий порядок действий:

  • подготовка сырья и его измельчение;
  • сушка и повторное дробление;
  • незначительное увлажнение при помощи пара;
  • повторная сушка;
  • удаление последних следов влаги из керамических изделий.

Резонно упомянуть и о производстве красного кирпича в домашних условиях: подобным образом вполне реально изготовить полнотелую «сырую» разновидность данного материала.

Для решения такой задачи необходимо:

  • сделать шарик из однородного куска глины, предварительно смоченного водой;
  • тщательно осмотреть образец по истечении 4 суток – на предмет наличия неравномерной усадки и трещин;
  • при условии отсутствия видимых дефектов шарик нужно уронить на землю;
  • если образец не пройдёт проверку на прочность, его состав необходимо усилить соответствующими добавками.

По завершении всех подготовительных процедур смесь нужно распределить по формам, выполненным из дерева. Готовые керамические изделия останется досушить в тени, после чего их можно использовать для возведения лёгких одноэтажных строений.

Чтобы сделать поверхности более долговечными, желательно покрыть их краской или качественным цементным раствором.

Белый

Одной из главных особенностей изготовления силикатных кирпичей является сложность, не позволяющая решить данную задачу в домашних условиях. В частности, это объясняется внушительным перечнем необходимого оборудования – транспортёров и конвейеров, дробилок и дозаторов, смесителей и автоклавов, кранов и погрузчиков.

Основных методик производства рассматриваемых изделий две – барабанная и силосная.

Технология изготовления силикатного кирпича предусматривает следующие этапы:

  • проверка и подготовка главных составляющих – песка и извести (первый отделяют от крупных включений, а вторую – измельчают);
  • смешивание компонентов с последующим отстаиванием в бункере;
  • помол смеси и добавление в неё воды;
  • гашение извести, осуществляемое в барабане или силосе (определяется выбранным способом производства);
  • удаление влаги из песка;
  • формовка при помощи пресса;
  • обработка паром в автоклаве (рекомендуемая температура – 180-190°С, давление – 10 атмосфер).

На заключительном этапе температуру и давление постепенно снижают. По завершении всех предусмотренных технологией процедур готовые силикатные кирпичи упаковывают и отправляют заказчику.

Типы обжига

Отдельного рассмотрения заслуживает процесс тепловой обработки керамических кирпичей, именуемый обжигом. Он представляет собой финальную стадию производства этих изделий и предусматривает наличие 3 этапов – прогревания, собственно обжига и охлаждения.

  • Кирпичи разогревают до 120°С, чтобы удалить из них остатки воды.
  • Для устранения включений органического происхождения и последних следов влаги температуру повышают до 600°С, а потом – до 950°С, что придаёт изделиям дополнительную прочность.
  • По завершении закаливания кирпичи охлаждают, постепенно снижая температуру.

При условии соблюдения технологии будет получено изделие с равномерной структурой и оранжево-красным оттенком.

Также хотелось бы упомянуть о двух типах устройств, используемых для решения описанной выше задачи.

  • Туннельный. Представляет собой длинную герметичную печь, состоящую из 3 камер, внутри которой проложены рельсы для транспортировки керамических кирпичей. В первой камере происходит сушка изделий, во второй – обжиг с применением горелок, а в третьей – охлаждение.
  • Кольцевой. Конструкция данной печи предполагает наличие большого количества отдельных секций, имеющих собственный источник тепла и размещённых в форме кольца. Её особенность в том, что кирпичи проходят все стадии обжига, не покидая пределов одной камеры. Так, соседний отсек обеспечивает первоначальный нагрев, прокаливание осуществляется благодаря собственному тепловому источнику, а остывание изделия происходит под влиянием следующей секции.

Таким образом, знание технологии производства кирпича позволяет получить крепкий, эстетичный и устойчивый к износу материал из хрупкого и податливого сырья, изначально не представляющего ценности для строителя.

О тонкостях современного производства кирпича подробно рассказывается в видео ниже.

Читать еще:  Простой летний душ своими руками на даче
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector