Глиняный кирпич
Глиняный кирпич в строительстве.
Наверное, мало где в строительстве, будь то промышленные, гражданские или объекты индивидуального строительства, не применялся бы обыкновенный глиняный кирпич. Впервые, применение такого рукотворного строительного материала, как кирпич (старое название − плинфа), для строительства сооружений начали применять очень давно. В то время кирпич после сушки в естественных условиях (так называемый «сырец»), не проходя стадию обжига, сразу употреблялся в дело, вплоть до того времени, пока египтяне (III − II век до н.э.) не догадались обжигать его в специальных печах, сократив при этом сроки изготовления и увеличив прочность.
В России строительство из кирпича началось лишь в X веке, когда строители из Византии завезли секрет его изготовления. В Киевской Руси в 989 году было построено первое кирпичное здание Десятинной церкви. Размеры кирпича на протяжении долгого времени менялись, пока в 1927 году в России не появился единый стандарт на эту продукцию, так называемый нормальный формат (НФ), его еще называют одинарным, имеющий размеры 250х125х65 мм, а также полуторный (1,4 НФ = 250х125х88 мм) и двойной (2,1 НФ = 250х120х140 мм).
Глина — природный материал для производства кирпича.
Общеизвестно, что основой для изготовления кирпича для древних цивилизаций служила глина. По найденным археологами на Среднем Востоке кирпичам было сделано предположение, что они могли быть сделаны из глиняной массы, которая образовалась после затопления рекой близлежащих территорий. Глина и грязь формировались в кирпичи вручную и затем высыхали на солнце. Поначалу строители использовали необожженный кирпич. Этому помогало жаркое солнце, под лучами которого глина высыхала и становилась твердой, как камень. В западном полушарии древние постройки возводились из самана. Он изготавливался из известковой пористой глины с добавлением смолы, кварца и других минералов, а затем оставлялся сушиться на солнце. Глиняный кирпич, без применения обжига, назывался сырец.
В некоторых странах и до сих пор можно встретить необожжённый кирпич-сырец, иногда с добавлением в глину резаной соломы. В современном производстве для изготовления керамических камней годится далеко не всякая глина. Существует немало ее разновидностей и все они различаются по составу и характеристикам. Основными из них, годными для производства кирпича, являются:
- способность в смеси с водой образовывать тонкие «взвеси» и вязкое тесто,
- способность принимать и сохранять любую форму в сыром виде,
- способность набухать в воде,
- способность сохранять форму после высыхания с уменьшением объема,
- клейкость,
- связующая способность,
- огнеупорность не меньше 1100 градусов Цельсия.
Наиболее ценными являются следующие разновидности глин: каолин, огнеупорные глины, кислотоупорные глины, формовочные глины и некоторые другие.
Виды глиняного кирпича.
Строительный глиняный (керамический) кирпич делится в основном на следующие виды:
- полнотелый глиняный кирпич — это кирпич, объем пустот которого, согласно нормативам, составляет менее 13%, отличается повышенной прочностью и используется, как правило, для нагруженных несущих конструкций, то есть испытывающих дополнительные нагрузки, кроме собственного веса. Возможно, он имеет не слишком привлекательный вид, технические характеристики позволяют его использовать даже для ответственных участков строительства. Поэтому важными показателями для полнотелого кирпича являются прочность на сжатие, и морозостойкость. Размер одинарного полнотелого глиняного кирпича 250х125х65 мм, в зависимости от предела прочности выпускается марок М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300. Объемная масса 1600 − 1900 кг/м 3 , теплопроводность 0,7 − 0,82 Вт/(м·°С), водопоглощение должно быть в любом случае не менее 6%. Кроме этого учитывается морозостойкость кирпича, которая определяется по циклам замораживания и оттаивания и имеет марки F15, F25, F35 и F50. Чем выше этот показатель, тем больше циклов замерзания и оттаивания выдержит конструкция из этого кирпича.
Применяют такой вид кирпича преимущественно для кладки стен зданий, колонн, столбов, кладки печей и дымовых труб, - пустотелый глиняный кирпич: у этого кирпича объем пустот составляет более 13% и по форме пустот он подразделяется на «дырочный», «щелевой». У первого форма отверстий круглая или квадратная, а у второго — прямоугольная или овальная. Такой кирпич считается более экономичным, так как, за счет пустот, снижается количество глиняной массы на единицу продукции, а кроме того сокращается время обжига.И еще одно полезное качество — воздух, находящийся в пустотах в замкнутом объеме, повышает теплоизолирующие свойства кирпича. Пустотелый кирпич может быть как одинарным, так и полуторным, и даже двойным. Применяется он, как правило, для возведения более легких конструкций: устройства перегородок, для заполнения каркасов, а также для дополнительных наружных стен.
- облицовочный глиняный кирпич или, как его еще называют: «фасадный» и «лицевой», применяют при облицовке зданий. Обычно такой кирпич также является пустотелым и применение его для облицовки возводимых стен совместно с полнотелым кирпичом, увеличивает сопротивление теплопередаче конструкции, тем более, что стандартные размеры у него такие же, как у полнотелого.
Поскольку лицевой кирпич предназначен для облицовки поверхности, к его внешнему виду применяются повышенные требования по соблюдению геометрии изделия. Не допускается также наличие трещин и расслоения поверхности. Подбирая составы, можно добиться получения разнообразных цветов, но они должны быть ровными, без перепадов оттенков.
Облицовочный кирпич имеет и разновидности: фактурный (рельефный) кирпич, фасонный, а также лекальный, который изготавливаться под заказ, по предоставленному лекалу.
Существуют и другие специальные виды кирпича, такие как шамотный — выдерживающий высокие температуры, клинкерный — применяемый при самых жестких условиях эксплуатации, модульный и т.д.
Все эти виды кирпича способны удовлетворить потребности строителей в большинстве случаев, но хотелось бы отметить, что при покупке необходимо убедиться в наличии сертификата или паспорта на продукцию. Их отсутствие является поводом для размышлений.
Глиняный кирпич
Глиняный кирпич в строительстве.
Наверное, мало где в строительстве, будь то промышленные, гражданские или объекты индивидуального строительства, не применялся бы обыкновенный глиняный кирпич. Впервые, применение такого рукотворного строительного материала, как кирпич (старое название − плинфа), для строительства сооружений начали применять очень давно. В то время кирпич после сушки в естественных условиях (так называемый «сырец»), не проходя стадию обжига, сразу употреблялся в дело, вплоть до того времени, пока египтяне (III − II век до н.э.) не догадались обжигать его в специальных печах, сократив при этом сроки изготовления и увеличив прочность.
В России строительство из кирпича началось лишь в X веке, когда строители из Византии завезли секрет его изготовления. В Киевской Руси в 989 году было построено первое кирпичное здание Десятинной церкви. Размеры кирпича на протяжении долгого времени менялись, пока в 1927 году в России не появился единый стандарт на эту продукцию, так называемый нормальный формат (НФ), его еще называют одинарным, имеющий размеры 250х125х65 мм, а также полуторный (1,4 НФ = 250х125х88 мм) и двойной (2,1 НФ = 250х120х140 мм).
Глина — природный материал для производства кирпича.
Общеизвестно, что основой для изготовления кирпича для древних цивилизаций служила глина. По найденным археологами на Среднем Востоке кирпичам было сделано предположение, что они могли быть сделаны из глиняной массы, которая образовалась после затопления рекой близлежащих территорий. Глина и грязь формировались в кирпичи вручную и затем высыхали на солнце. Поначалу строители использовали необожженный кирпич. Этому помогало жаркое солнце, под лучами которого глина высыхала и становилась твердой, как камень. В западном полушарии древние постройки возводились из самана. Он изготавливался из известковой пористой глины с добавлением смолы, кварца и других минералов, а затем оставлялся сушиться на солнце. Глиняный кирпич, без применения обжига, назывался сырец.
В некоторых странах и до сих пор можно встретить необожжённый кирпич-сырец, иногда с добавлением в глину резаной соломы. В современном производстве для изготовления керамических камней годится далеко не всякая глина. Существует немало ее разновидностей и все они различаются по составу и характеристикам. Основными из них, годными для производства кирпича, являются:
- способность в смеси с водой образовывать тонкие «взвеси» и вязкое тесто,
- способность принимать и сохранять любую форму в сыром виде,
- способность набухать в воде,
- способность сохранять форму после высыхания с уменьшением объема,
- клейкость,
- связующая способность,
- огнеупорность не меньше 1100 градусов Цельсия.
Наиболее ценными являются следующие разновидности глин: каолин, огнеупорные глины, кислотоупорные глины, формовочные глины и некоторые другие.
Виды глиняного кирпича.
Строительный глиняный (керамический) кирпич делится в основном на следующие виды:
- полнотелый глиняный кирпич — это кирпич, объем пустот которого, согласно нормативам, составляет менее 13%, отличается повышенной прочностью и используется, как правило, для нагруженных несущих конструкций, то есть испытывающих дополнительные нагрузки, кроме собственного веса. Возможно, он имеет не слишком привлекательный вид, технические характеристики позволяют его использовать даже для ответственных участков строительства. Поэтому важными показателями для полнотелого кирпича являются прочность на сжатие, и морозостойкость. Размер одинарного полнотелого глиняного кирпича 250х125х65 мм, в зависимости от предела прочности выпускается марок М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300. Объемная масса 1600 − 1900 кг/м 3 , теплопроводность 0,7 − 0,82 Вт/(м·°С), водопоглощение должно быть в любом случае не менее 6%. Кроме этого учитывается морозостойкость кирпича, которая определяется по циклам замораживания и оттаивания и имеет марки F15, F25, F35 и F50. Чем выше этот показатель, тем больше циклов замерзания и оттаивания выдержит конструкция из этого кирпича.
Применяют такой вид кирпича преимущественно для кладки стен зданий, колонн, столбов, кладки печей и дымовых труб, - пустотелый глиняный кирпич: у этого кирпича объем пустот составляет более 13% и по форме пустот он подразделяется на «дырочный», «щелевой». У первого форма отверстий круглая или квадратная, а у второго — прямоугольная или овальная. Такой кирпич считается более экономичным, так как, за счет пустот, снижается количество глиняной массы на единицу продукции, а кроме того сокращается время обжига.И еще одно полезное качество — воздух, находящийся в пустотах в замкнутом объеме, повышает теплоизолирующие свойства кирпича. Пустотелый кирпич может быть как одинарным, так и полуторным, и даже двойным. Применяется он, как правило, для возведения более легких конструкций: устройства перегородок, для заполнения каркасов, а также для дополнительных наружных стен.
- облицовочный глиняный кирпич или, как его еще называют: «фасадный» и «лицевой», применяют при облицовке зданий. Обычно такой кирпич также является пустотелым и применение его для облицовки возводимых стен совместно с полнотелым кирпичом, увеличивает сопротивление теплопередаче конструкции, тем более, что стандартные размеры у него такие же, как у полнотелого.
Поскольку лицевой кирпич предназначен для облицовки поверхности, к его внешнему виду применяются повышенные требования по соблюдению геометрии изделия. Не допускается также наличие трещин и расслоения поверхности. Подбирая составы, можно добиться получения разнообразных цветов, но они должны быть ровными, без перепадов оттенков.
Облицовочный кирпич имеет и разновидности: фактурный (рельефный) кирпич, фасонный, а также лекальный, который изготавливаться под заказ, по предоставленному лекалу.
Существуют и другие специальные виды кирпича, такие как шамотный — выдерживающий высокие температуры, клинкерный — применяемый при самых жестких условиях эксплуатации, модульный и т.д.
Все эти виды кирпича способны удовлетворить потребности строителей в большинстве случаев, но хотелось бы отметить, что при покупке необходимо убедиться в наличии сертификата или паспорта на продукцию. Их отсутствие является поводом для размышлений.
Простейшие методы производства глиняного кирпича
Изготовление глиняного кирпича можно разделить на несколько отдельных операций:
1. Добыча исходного материала – т.е. глины
2. Приготовление глиняного раствора
3. Формование кирпича
4. Обжиг кирпича
Добыча исходного сырья.
Кирпич можно изготавливать, как из свежедобытой глины только, что добытой из карьера так и вылежавшейся «промороженной». Лучший кирпич получается из вылежавшейся, промороженной глины. Особенно необходимо вылеживание если глина плотная, жирная, трудно размокающая. При заготовке глины необходимо добывать ее с разных горизонтов и по ходу заготовки смешивать.
Качество глины определяем исходя из характеристик изложенных в статье – Подбор глины для изготовления кирпича.
Для лучшего промерзания в случае вымораживания глины ее укладывают в гряды высотой не более 1 метра, а еще лучше в конусы. Укладка выполняется послойно, притом каждый слой обильно поливается водой. Кроме того – по ходу укладки выполняется »штыкование» каждого слоя для лучшего смачивания всей массы глины. Если глина не заготовлена с осени то ее подвергают «летованию» т.е. процедура похожа на предыдущую, но высота гряд и конусов не делается выше 0,5 м. Процедура «летования» (выветривания) длится обычно от 15 до 30 дней. Если глина не вымораживалась и не подвергалась летованию, то ее следует подвергнуть замачиванию. Замачивание производится в таких же конусах и грядах высотой не более 0,5 м, с обязательным покрытием рогожей во избежание потери влаги. Выдерживание в замоченном состоянии происходит в течении 0,5 – 2 суток (для малопластичных глин) и от 3 до 7 суток (жирные глины).
Приготовление глиняного раствора.
Приготовления глиняного раствора выполняется в глиномялках. Как вариант глиномялки можно использовать вертикальные растворомешалки с загрузкой сверху и выгрузкой, через нижний люк. Во время приготовления глиняного раствора выполняется добавка отощителей (песок, шлак, опилки, дробленный бой и брак кирпича). Желательно на заключительном этапе приготовления формовочной смеси – пропустить полученную после глиномялки смесь через гладкие вальцы. Зазор между вальцами должен быть 4-5 мм.
Формование сырца.
Из подготовленной и обработанной глины формуют кирпичи, которые должны быть правильной формы, без искривлений и вмятин, с прямыми углами и стандартными размерами.
В процессе сушки и обжига глиняное изделие уменьшается в размерах. Поэтому при формовке сырца необходимо учитывать это обстоятельство и вырабатывать сырец такого размера, чтобы изделия после обжига имели стандартные размеры 250 х 120 х 65 мм. Общая усадка в сушке и обжиге глины составляет как правило около 8%, следовательно сырец должен иметь размеры 272 х 130 х 70мм.
Формовка сырца производится ручным или механизированным способом.
При ручном способе используются формы с дном (поддоны) или формы без дна (пролетки). Формы изготавливаются из лиственных пород дерева (дуб, береза, тополь) – толщина стенок формы 20 – 25 мм. Желательно верхние грани формы обтянуть тонкой стальной лентой (упаковочной). С помощью одной формы можно сделать примерно 1000 штук сырца в день. Так же необходимо иметь запасную форму. Так же кроме форм необходимо иметь следующий инвентарь – формовочный стол высотой 80 – 90 см, две емкости с водой ( в одной смачивается форма), в другой очищается другой инвентарь (типа шпателя (скалки) и т.д.).
Возможен следующий прием в работе по формовке сырца вручную:
– Формовщик берет форму, окунает ее в емкость с водой, посыпает стенки формы песком , остаток песка высыпает, форму кладет на формовочный стол,
– На формовочном столе так же лежит готовый глиняный раствор (жесткий), стол посыпан песком,
– от общей массы формовочной смеси отделяется часть достаточная для заполнения формы (форма может быть на 1, 2, 4 кирпича) ,
– обваливаем ком глины в песке и забрасываем в форму, добиваясь полного заполнения формы, остатки счищаем скребком,
– форма с сырцом относится на специально подготовленную площадку – выгружается и возвращается на повторную загрузку,
Иногда форму смачивают водой не каждый раз, а по мере надобности – добиваясь того чтобы к форме хорошо приставал песок.
Объем кома глины (необходимого для заполнения форм) – должен быть больше объема сырца, из расчета чтобы полностью заполнить форму и избежать добавления формовочной смеси. Эти добавочные куски глины при формовке или обжиге могут отвалиться.
В формах пролетках сырец формуется таким же образом. Форму пролетку песком не посыпают, а окунают перед каждым формованием в воду. Когда форма заполнена глиной, углы уплотнены, излишек глины срезан, формовщик берет глину за ручки и повернув ее набок, срезает излишки глины о край формовочного стола . Затем держа форму боком , относит ее на площадку для сушки сырца.
Сушка сырца.
Сырец сформованный любым способом может иметь влажность до 25%. Необходимо без повреждения сырца удалить из него воду, добиваясь влажности 8 – 9 %. Режим сушки устанавливается опытным путем и зависит от сушильных свойств глины, способа формовки, типа сушильных устройств, погоды и других местных особенностей. Продолжительность сушки может колебаться в широких пределах от 6 до 25 суток. В любом случае после сушки сырец не должен потерять форму и не иметь трещин.
Обжиг сырца.
В печь должен помещаться сырец не имеющий трещин, отбитостей и других дефектов.
Процесс обжига можно разбить на ряд стадий:
– первая стадия называется малым огнем, окуром, парами – температура до 120 градусов. В это время из сырца удаляется оставшаяся после сушки влага,
– вторая стадия называется малым огнем или дымом – температура до 600 градусов. В этот период происходит дальнейшее обезвоживание глины, она теряет большую часть химически связанной воды. Начинается выгорание находящихся в глине органических примесей. Изделие постепенно приобретает темнокрасный окрас.
– третья стадия большой огонь или взвар – от 900 до 950 градусов. В этот период в глине происходят глубокие изменения, теряются остатки химически связанной воды, спекаются отдельные частицы, что сопровождается огневой усадкой. Изделие приобретает прочность камня, неразмокаемость и морозостойкость.
– четвертая стадия называется закалом или томлением. В течении этой стадии изделия выдерживаются по возможности при высокой температуре, но без дополнительного сжигания топлива. Изделия очень медленно начинают остывать, но температура в печи выравнивается, продолжаются и заканчиваются процессы спекания начавшиеся во время взвара.
– пятая стадия – охлаждение изделий и печи при которой изделия можно выгружать
Обжиг выполняется в печах различных типов – так например одним из видов печей применяемых для обжига – это полевые печи. Полевой печью называется печь сложенная полностью из сырца и после обжига полностью разбирается. Характеристики обжига в полевой печи приведены ниже.
Длительность отдельных стадий обжига в полевых печах:
Садка – 24 часа,
Окур – 24 часа,
Взвар – 92 часа,
Остывание – 48 часов,
Разборка – 8 часов,
Расход топлива:
– уголь марки АРШ или АШ = 220 кг/1000 шт. сырца
– дрова = 0,3 м3/1000шт. сырца
Возможно, возникнет вопрос, насколько востребована данная тема сегодня. Сложно сказать – но если китайцы в домашних печах умудряются варить сталь , то чем мы хуже.
Просьба высказаться в комментариях по этой теме.
Станьте первым!