Керамический кирпич — часть 2: история, применение, производство

Отформованный кирпич в процессе сушки
Отформованный кирпич в процессе сушки

На сегодняшний день, керамический кирпич является одним из популярнейших материалов, используемых в жилищном строительстве. И это — несмотря на немалый ассортимент стеновых конструктивных изделий из бетона, и других видов кирпичей, изготавливаемых методами сухого прессования и автоклавного синтеза.

Весь секрет в том, что изделия из обожжённой глины не только прочны и долговечны, но и обладают настолько высокими эстетическими качествами, что фактура кирпичной кладки стала визитной карточной многих интерьерных стилей — как исторических, так и современных.

Интересные факты

Бытует мнение, что технологии производства изделий из глины – а в особенности, кирпича, были завезены к нам из европейских государств. Однако многие историки подвергают это утверждение сомнению, так как гончарное ремесло на Руси было развито, как никакое другое.

Просто использовать кирпич для жилищного строительства стали не сразу, потому что в столице и многих других русских городах, тогда на высоте было каменное зодчество. Предпочтение отдавалось белому камню известняковых пород — не зря ведь Москву называли «белокаменной».

Храмы из кирпича стоят и сегодня
Храмы из кирпича стоят и сегодня

Тем не менее, в начале XVI века, керамический кирпич, который до тех пор изготовлялся кустарно, поставили на промышленное производство, и начали использовать его для возведения храмов и казённых построек.

Первая стандартизация кирпича

Однако строители испытывали определённые неудобства в работе из-за того, что у каждого производителя изделия отличались по размерам и форме. Поэтому уже в начале XVII века, Борисом Годуновым была осуществлена первая попытка стандартизировать кирпичи.

  • Тогда они были длиннее, чем сегодня (примерно 310 мм), а по толщине были как современный полуторный кирпич. Делать пустотные варианты ещё не умели, а из-за солидного веса, с таким кирпичом было не слишком удобно работать.
  • Позже, уже в царствование Петра I, был утверждён новый стандарт, с более компактным форматом, который, в переводе из вершков в современную систему меры, соответствовал: 280 мм в длину, 140 мм в ширину, и 70 мм в высоту. Современный кирпич, если говорить об одинарном варианте, ещё немного уменьшился в размерах, но довольно близок к тогдашнему стандарту.
  • При Петре I выделывали несколько видов кирпичей. Принятый в Российской Империи стандарт относился к русскому варианту. Но были так же голландский, английский, американский и немецкий, формат которого и взят за основу современного стандарта.
Искусством каменщиков прошлых веков восхищаются и сегодня
Искусством каменщиков прошлых веков восхищаются и сегодня
  • В царствование Екатерины II, кирпич стали производить не только строительный, но и печной, а так же появились различные фасонные изделия в виде брусков, плит, квадрата, клина.
  • Уже к 1780 году, в одной только столице работало более 70 кирпичных заводов. На них интенсивно механизировали производство, устанавливали круглые печи, в которых обжиг кирпича керамического был более равномерным.
  • Качество продукции этих предприятий было на достаточно высоком уровне. Мы можем убедиться в этом, глядя на старые здания, которые эксплуатируются и до сего дня. Причём, по архитектурной сложности фасада с ними не сравнится ни одно современное здание.
  • Но, несмотря на быстрое развитие промышленности в сфере производства кирпича, селяне продолжали жить в бревенчатых избах. Причиной тому была и нехватка кирпича, и его высокая цена. Регулярные пожары, которые выкашивали целые поселения из деревянных построек, только закрепили популярность кирпича, как строительного материала.
  • В XIX веке, сначала при Николае I, а затем при Александре II, с подачи правящих кругов стало активно пропагандироваться кустарное производство кирпича, для чего была выпущена не одна инструкция. Составляли их мастера кирпичного дела, прошедшие путь от кустарей до солидных промышленников.

Обратите внимание! И у нас, и в Европе, до сих пор выпускается кирпич ручной формовки, который невероятно красив, и позволяет оформить здание под старину. В принципе, изготовить кирпич своими руками, в домашних условиях, можно и сейчас, так как в технологии за всё это время мало что изменилось.

Современное кирпичное производство

Конечно, технология производства кирпича за прошедшие столетия шагнула далеко вперёд. Сегодня все этапы максимально механизированы – даже при изготовлении изделий ручной формовки, которую можно назвать таковой лишь с большой натяжкой.

К тому же, благодаря сбалансированному подбору сырья, теперь есть возможность получать кирпич заданной прочности и расцветки. А при помощи современного оборудования – изготавливать керамические камни (блоки) с укрупнённым форматом, облегчённые, с великолепными теплотехническими свойствами.

Ассортимент и сферы применения кирпича

Трудно сказать однозначно, что лучше: кирпич или керамический блок. Всё зависит от того, какие именно конструкции нужно возвести.

Обратите внимание! Одно можно сказать точно: если речь идёт о строительстве дома, то на возведение его стен из блоков, за счёт их более крупного формата, уйдёт гораздо меньше времени. При этом, кирпич может использоваться наряду с блоками: для наружной облицовки стен, и для внутренней планировки помещений. Благодаря его небольшой ширине, (или, при укладке кирпича на ребро, высоте), перегородки не отнимают много жилой площади.

Итак:

  • И традиционный кирпич, и блоки, своё применение находят. В первой части нашей статьи мы подробно рассказали о том, какие размеры изделий и какие их марки, регламентирует современный стандарт. Уделили внимание и сферам применения изделий, в зависимости от их прочностных характеристик.
  • Но нельзя не сказать и об эстетических качествах современного кирпича, позволяющих использовать его не только для облагораживания фасадов, но и в дизайне интерьеров. Если керамический камень (блоки), являются исключительно конструктивным материалом, то кирпич, правда, не всякий – это ещё и великолепный декоративный материал.
  • Сегодня производят широчайшую цветовую гамму глиняного кирпича. Его оттенки, в основном, обусловлены исходным цветом глины, используемой в качестве сырья, а так же путём добавления в шихту извести, марганца, или пигментов химического происхождения. Однако кирпич не всегда бывает окрашенным в массе.

Есть и такие виды декора лицевой поверхности, при которых на две или четыре лицевых грани наносится цветная глазурь, пигментированная жидкая глина (ангоб), или выполняется порошковое напыление краски. Очень востребован сегодня и такой вид лицевой отделки кирпича, как торкрет – посыпка из песка, кварца, слюды.

Для справки! Каким бы ни был вариант отделки лицевой поверхности кирпича, его прочностные характеристики ни в чём не уступают кирпичу рядовому, который используется для возведения стен. Отсутствие декора на обычных изделиях, всего лишь дают возможность уменьшить себестоимость конструкций. Тем более, что эстетика кирпича вообще не имеет значения, когда кладку предполагается оштукатурить.

Основные этапы производства

Познакомится наглядно с процессом изготовления керамического кирпича, вам поможет видео в этой статье. Но и представленная нами теоретическая информация, подкреплённая картинками, будет не лишней. Итак…

Этап 1: вылёживание и вымораживание

Главным условием качества любых изделий, является, конечно же, сырьё. В данном случае, это глина. Но какой бы удачной она ни была по составу, глина должна пройти определённую обработку.

Итак:

  • Самый лучший для производителя вариант – когда есть условия осуществлять эту обработку естественным способом. К нему относятся этапы вымораживания и вылёживания увлажнённой глины.
  • Для чего это нужно? Дело в том, что при замерзании и последующем оттаивании глины, в ней разрушаются многочисленные нежелательные примеси.
  • При этом удельный объём глинистых частиц увеличивается, более интенсивно проходит процесс их набухания, и усиливается прочность их сцепления в тесте. То есть, исходное качество сырья после многократного замораживания улучшается.
  • Но для этого необходимо, чтобы глина ещё и вылежалась – а ей для этого нужно не менее года. Не будем углубляться в процессы, которые при этом происходят.

Скажем только, что общая прочность глины и качество будущего кирпича, при этом значительно повышаются. К тому же, облегчается процесс подготовки сырья, что позволяет снизить энергопотребление.

Этап 2: механическая обработка

Конечно, современное оборудование позволяет исключить вышеупомянутый этап из технологии изготовления кирпича. Но это влечёт дополнительные затраты – а значит, и стоимость готового продукта возрастает. Так что многие производители, которые располагают собственными карьерами, и могут организовать естественную подготовку сырья, не спешат переходить на новые технологии.

Итак:

  • После того, как вылежавшаяся глина поступила в производство, её необходимо обработать механически. В этом случае, на неё уже оказывается прямое воздействие, под которым она меняет первоначальные свойства. А так как процесс механической обработки сильно влияет на конечное качество изделий, подбор оборудования и сырья для их изготовления должен подбираться в соответствии с требуемым результатом.
  • Самое главное в технологической цепочке – это равномерное и дозированное увлажнение, вкупе с тщательным перемешиванием сырья. Но задачей номер один, следует считать измельчение сырья и удаление из него твёрдых включений. Делают это путём размола бегунами, или продавливания увлажнённой глины через дырчатые вальцы, что мы и видим на одном из приведённых выше фото.
  • Те времена, когда глину месили ногами, канули в лету, хотя при изготовлении глинобита в домашних условиях этот способ ещё используется. На производствах – даже если изготавливается кирпич ручной формовки, используют лопастные смесители с одним или двумя валами, установленные друг за другом.

Далее, из хорошо размятого, однородного глиняного теста, методом экструзии формуют длинный брус сечением, соответствующим длине и ширине конечного изделия. Затем его нарезают на кирпичики одинаковой толщины, и приступают к следующему этапу.

Этап 3: сушка

Не менее важным для обеспечения хорошего качества кирпичу этапом, является сушка. Любое отклонение от режима, приводит к тому, что изделия растрескаются. Здесь очень важно, чтобы влага из сырца удалялась равномерно по всей толще. Особенно нежелательно образование на его поверхности сухой корки – к этому может привести чересчур интенсивное сушение.

Сушка кирпичей
Сушка кирпичей

Для сушки сырцовых изделий, на предприятиях используют туннельные или камерные сушилки, в которых теплоноситель движется и прямоточно, и противоточно. При этом его интенсивность и температуру можно регулировать. В качестве теплоносителя используется горячий газ, который окутывает сырец, успевший немного подсохнуть перед загрузкой в сушилку.

У туннельных сушилок есть и плюсы, и минусы. К плюсам можно отнести более сжатые сроки сушки, а к минусам – определённые неудобства для предприятий с односменным режимом работы. Проблема в том, что туннельные сушилки требуют регулярной загрузки и выгрузки сырца в течение суток.

Этап 4: обжиг

Каждая стадия в технологии изготовления кирпича по-своему важна, но наиболее ответственной, и к тому же завершающей, является обжиг.

Он заключается в высокотемпературной обработке уже высушенного сырца:

  • При этом, под воздействием тепла, в керамике протекают химические и физические процессы. В результате и формируются такие свойства, как плотность, прочность, морозостойкость.
  • Так что, температура обжига керамического кирпича целиком и полностью зависит от того, изделия с какими характеристиками требуется получить.
  • В целом, режим обжига состоит из: постепенного повышения температуры, её доведения до максимального (конечного) значения, а так же длительности выдержки изделий в печи.
  • Для керамического и клинкерного кирпича эти режимы неодинаковы. Для клинкера и температура выше, и время обжига дольше – отсюда и его более высокая прочность.
Кирпич перед загрузкой в обжиговую печь
Кирпич перед загрузкой в обжиговую печь

Для обжига, на производствах используют печи разного типа. В кольцевых печах, кирпич располагается статично, а через него проходят теплоносители.

Если сравнивать их с печами напольной конструкции, то они хоть и дороже, но в обслуживании намного проще. К тому же, и расход топлива меньше, и результат получается лучше.

Вагонетка с кирпичом на выходе из туннельной печи
Вагонетка с кирпичом на выходе из туннельной печи

Ещё более удобными, являются печи туннельного типа, в которые кирпич закладывается на вагонетках, и прямо на них и обжигается. Через заданный интервал времени, они выезжают из печи с уже готовыми изделиями.

Так как процессы загрузки и освобождения вагонетки происходят вне печи, обслуживающему персоналу не приходится испытывать неудобства, связанные с повышенными температурами в помещении.

Нарушение режима обжига чревато получением таких видов брака, как:

Вид брака Характеристики

Производственный брак: деформация изделий под собственным весом
Производственный брак: деформация изделий под собственным весом
Деформация изделий под собственным весом. Возникает вследствие избыточного остатка влаги после сушки, или неправильном температурном режиме при обжиге.

Недожжённый кирпич
Недожжённый кирпич
Недожог, который получается либо вследствие слишком низкой температуры обжига, либо из-за некачественной сушки сырца. Подобный брак сильно снижает прочность изделий, и нередко выявляется, когда хранение керамического кирпича осуществляется под открытым небом. То есть, он разрушается при намокании или замерзании и оттаивании.

Пережог – тоже плохо
Пережог – тоже плохо
Пережог – это другая крайность. Причиной может стать как слишком высокая температура, так и слишком длительное время обжига. Изделия при этом могут иметь оплавленный контур, и почти чёрный цвет.Поверхность пережжённых кирпичей становится почти стеклянной, что уменьшает до нуля водопоглощение — что вроде бы хорошо. Но это так же и минус, потому что сцепляться в кладке с раствором такой кирпич будет плохо.

Обратите внимание! Если пережог небольшой, и не вызвал деформации изделий, то у них, кроме высокой водостойкости будут ещё и повышенные прочностные показатели. Такой кирпич называется железняк. Его можно, и даже нужно использовать для сооружения коммуникационных и питьевых колодцев, возведения фундаментов и любых конструкций, заглубляемых в грунт.

Паспорт на партию кирпича
Паспорт на партию кирпича

После выгрузки кирпича из печи, его сортируют, и выборочно производят отбор образцов для определения соответствия готовой продукции требуемым характеристикам. Методы испытания керамического кирпича регламентируются главой 7 ГОСТа 530-2012. Полученные при проведении испытаний результаты обязательно указывают в паспорте качества, который заполняется либо на всю изготовленную, либо на всю отгружаемую потребителю партию.

Так же читайте начало статьи: Керамический кирпич – часть 1: обзор требований стандарта

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.