Технология производства кирпича: обзор процесса изготовления разного вида изделий, и сравнение их свойств между собой

Кирпич – один из самых популярных материалов для строительства. Распространенность его среди потребителей не оставляет сомнения, ведь долговечность данных изделий и практичность использования проверены годами.

Однако, мало кто знает, в чем же заключаются особенности изготовления материала, на что стоит обращать внимание при покупке, и возможно ли вообще произвести данные изделия в домашних условиях?

Об этом и многом другом мы и поговорим в нашей статье. Итак, технология производства кирпича: что представляет собой данный процесс?

Краткий обзор некоторых видов строительного кирпича: состав и свойства

Начнем мы со знакомства с материалом. Давайте рассмотрим наиболее распространенные виды кирпичей, разберемся в особенностях состава и наиболее важных свойствах.

Керамические изделия

Основным сырьем, используемым при выпуске керамических изделий, является глина определенной фракции. От ее месторождения зависит не только экологичность будущего материала, но и некоторые его характеристики.

Стоит отметить, что основой для глины являются, как правило следующие минералы: иллит, кварц, монтмориллонит и каолинит.

При изготовлении изделий, производители в обязательном порядке должны учитывать следующие свойства основного компонента:

1. Пластичность. Данный показатель указывает на особую способность, позволяющую сохранять и изменять форму без разрушения. Выделяют, в связи с этим, высокопластичную, мало-, умеренно- и среднепластичную глину.
2. Спекаемость указывает на способность твердеть при нагревании до высокой температуры. Высокотемпературные глины характеризуются спекаемостью при температуре, превышающей 1300 градусов. Среднетемпературные – 110-1300 градусов, низкотемпературные- менее 100 градусов.
3. В случае добавления непластичного включения, способность, отвечающую за сохранность пластичности, называют связующей способностью.
4. За видоизменение изделия при высыхании и обжиге отвечают воздушная и огневая усадка.
5. Не менее важным показателем является огнестойкость. В соответствии с ней, разделяют глины: легкоплавкие, тугоплавкие и глины с высоким уровнем огнестойкости.

Обратите внимание! Вышеуказанные показатели у глины определяют сферу ее использования. Например, средне- и легкоплавкие глины применяются при производстве обычного керамического кирпича, а тугоплавкие – при изготовлении клинкерных изделий.

Из чего в основном состоит кирпич керамический, мы разобрались. Однако, помимо глины, в состав изделий входят также песок и специализированные добавки.

Химический состав кирпича предполагает наличие следующих добавок:

• Специальные регулируют температурный режим при обжиге изделий;
• Отощающие – облегчают процесс формования и снижают уровень усадки;
• Выгорающие добавки способны влиять на увеличение пористости и, как следствие, снижение показателя плотности.

Часто при замесе раствора на производствах добавляется так называемый пластификатор, который способен повышать пластичность смеси и, тем самым, предотвращать порчу (растрескивание) изделий еще на стадии их выпуска.

Поскольку точной рецептуры нет, компоненты для изготовления кирпича сугубо индивидуальны для каждого производителя. То есть, пропорции и химический состав могут значительно разниться.

Теперь немного о свойствах материала:

• Теплопроводность изделий не так хороша, как, например, у представителей ячеистых бетонов, однако, если сопоставить её коэффициент с плотностью, то он окажется не слишком высоким. При этом, разумеется, утепление потребуется — и причем, достаточно интенсивное.

На заметку! Компенсировать данный недостаток можно путем использования кирпича в качестве облицовочного материала в сочетании, например, с газо- или пенобетоном.

• Плотность и марка прочности зависят от вида изделий. Плотность может достигать 2100 кг/м3, хотя обычный рядовой кирпич марки М100-150 обладает плотностью в 1300-1500 кг/м3. Данные показатели неразрывно связаны между собой.

• Марка по морозостойкости – очевидное достоинство материала, достигать она может 300 циклов.

• Отдельно стоит отметить термоустойчивость и огнестойкость. Кирпич не горит и может в течении длительного времени находиться под воздействием высоких температур.

• Архитектурные возможности крайне велики. При помощи керамического кирпича можно возводить самые необыкновенные здания в различных стилях.

• Ассортимент – широк. В нем присутствуют не только рядовые и лицевые изделия, но и профильные, кирпичи с различной фактурой.

Силикатный кирпич

Теперь пришло время обратить внимание на силикатные кирпичи. Они не менее популярны, чем глиняные. Это обосновано не только высокими значениями характеристик, но и более демократичной стоимостью.

Технология изготовления кирпича силикатного предполагает обязательное использование следующего сырья: вода, известь и песок.

Что еще применяют:

• Зачастую также добавляется шлак и различные добавки химического происхождения.
• Например, для сохранения белого цвета изделий в течение длительного периода времени, можно добавить диоксид титана.
• Если необходимо изготовить цветные изделия, в смесь добавляют красители.
• А вот морозостойкость силикатного кирпича может быть повышена за счет добавления продукта переработки промышленности. На теплопроводность при помощи такой добавки также можно повлиять, коэффициент снизится примерно на 11%.
• Более дорогостоящие изделия, обладающие высокой устойчивостью к солнечному воздействию, содержат следующие добавки: портландцемент или белый цемент, порошковые полимеры на основе метакрилата и винилоароматического спирта.

На заметку! При производстве силикатных изделий, иногда применяется керамзитовый песок. Он не только значительно увеличивает теплоэффективность, но придаёт кирпичу кофейный оттенок.

Что касается свойств материала, то они – следующие:

1. Морозостойкость колеблется в пределах от 25 до 100 циклов.
2. Удельный вес – 1300-2200 кг\м3, в зависимости от вида кирпича. Его пустотности, назначения и так далее. Марка прочности находится в промежутке от М500 до М300.
3. Что касается теплоэффективности, то она не так и велика. Коэффициент равен около 0,7 Вт*мС. Однако, при последующем утеплении строения, толщина стены будет небольшой при сохранении неплохой способности к удержанию температуры.
4. Гигроскопичность – серьезный недостаток силикатного кирпича. Он нуждается в технологически верной защите, в противном случае, отрицательных последствий никак не избежать. Впитывая влагу, кирпич будет постепенно подвергнут разрушению, а свойства его значительно ухудшатся.
5. Говоря про экологичность, нельзя не отметить некоторую вредность самого процесса производства. Ведь при изготовлении силикатных изделий выделятся немалое количество пыли, что не может не наносить вред окружающей среде. При этом сами изделия назвать токсичными нельзя.
6. Силикатный кирпич подвержен усадке, однако показатель не велик, и составляет около 5%.
7. Изделия не являются горючим материалом.

Гиперпрессованный кирпич

Поскольку в данной статье мы будем обсуждать и технологический процесс производства кирпича методом гиперпрессования, в первую очередь стоит обратить внимание на состав изделий, изготавливающихся подобным способом:

• Основное сырье составляют отходы и шлаки.
• В основном, применяются отходы асбестоцементных предприятий, электростанций, заводов металлургической переработки и так далее.
• Около 10% — это смесь извести с цементом и водой.
• Оставшаяся часть включает: доломиты, травертины, мрамор, ракушечник и иные компоненты.

Обратите внимание! Гиперпрессованный кирпич не имеет в составе песка. Это, помимо технологии выпуска, одно из основных его отличий от силикатных изделий.

В целом, как и в случае с многими другими материалами, точного рецепта не существует. Поэтому производители могут несколько видоизменять состав и пропорции сырья, зачастую получая при этом неплохие результаты.

Во время производственного процесса контролируются все будущие характеристики изделий, которые, в среднем, следующие:

• Водопоглощение сравнительно низкое, поэтому чрезмерно гигроскопичным материал назвать нельзя. Значение составляет около 3-5%.
• Морозостойкость – высокая, гиперпрессованный кирпич способен выдержать до 300 циклов оттаивания и замораживания.
• Прочность-также весьма конкурентная. Возможная нагрузка составляет около 100-400 кг/см2.
• А вот теплопроводность несколько повышена. Зависит она от плотности и может составлять 0,4-1,0 Вт*мС.
• Объемный вес, в свою очередь, может варьироваться в промежутке от 1900 до 2300кг/м3.
• Такой кирпич – экологичен и не горюч.
• Судя по коэффициенту морозостойкости, долговечность может достигать и 200 лет. Проверить на практике это пока не удалось, так как материал достаточно современный, однако и повода усомниться не нашлось.

Технологии изготовления

Поскольку кратко с материалами и составом компонентов мы ознакомились, перейдём к рассмотрению непосредственно технологического процесса. И начнем мы с обзора оборудования.

Типы оборудования

В зависимости от комплектации и уровня автоматизации, оборудование может быть нескольких типов: конвейерным и стационарным.

• Первый вариант – достаточно дорогостоящий. Применяют его крупные организации. Объемы производства могут достигать сотни кубов в сутки, а уровень автоматизации позволяет использовать труд работников в минимальном количестве. Как правило, для управления процессом требуется наличия нескольких наладчиков и операторов станков.
• Второй вариант – более бюджетный, но при этом, количество привлекаемых работников более существенное. Также стоит отметить, что не все процессы будут проходить в автоматическом режиме. Это касается, например, транспортировки или дозирования компонентов. Также в некоторых случаях может отсутствовать резательный комплекс или автоклав.
• Не все технологии производства позволяют применять мини-оборудование. Но, в некоторых случаях это возможно. Например, при изготовлении гиперпрессованного кирпича можно обойтись наличием пресса, смесителя и нескольких дополнительных машин. Организовать домашнее производство не составит труда. Выпуск своими руками значительно снизит расходы на строительство.

Подробнее об индивидуальной комплектации при производстве разных видов кирпича, поговорим при рассмотрении технологии изготовления.

Производство керамического кирпича

Керамические изделия могут быть изготовлены посредством нескольких методов: пластического способа, гиперпрессования и полусохого формования.

Схема производства кирпича пластическим способом предполагает исполнение следующих этапов:

• Глина предварительно подготавливается. Примеси добавляют, количество их не должно превышать 32-33%, а фракция самого основного компонента не должна быть больше 1-1,2 мм.
• Глиняная масса путем перемещения на транспортере отправляется на формовку. Единый массив в последующем подвергается резке на типоразмеры.
• Следом изделия отправляются на сушку.
• Если же кирпич планируется изготовить в пустотелом варианте, он должен быть подвергнут перфорации.
• В завершение, кирпич подвергается обжигу. Температура в печи поднимается постепенно, а после проведения процедуры так же медленно опускается. Это делается для того, чтобы изделия не потрескались от резких перепадов.

Данный способ – наиболее часто применяется при выпуске керамического кирпича. Теперь кратко о сухом (полусухом) формовании.

Инструкция – следующая:

• Первый этап — подготовка сырья;
• Производится дробление глины;
• Затем ее гранулы сушат;
• Следующим этапом станет повторное дробление;
• После чего смесь немного увлажняют путем воздействия паром;
• Если способ используется полусухой, потребуется повторная сушка;
• На последнем этапе производится окончательная сушка.

Гиперпрессование – новый современный метод. При его применении обязательным является тщательная подготовка сухих компонентов. При формовке производится прессование, после которого изделия подвергают сушке.

Стоит отметить относительную безотходность производства, так как после обнаружения доставочного количества брака, смесь можно отправить на переработку.

Видео в этой статье: «Производство кирпича: технологический процесс», продемонстрирует наглядно этапы производства керамических изделий.

Выпуск силикатных изделий

Изготовление силикатных изделий — достаточно трудоёмкий процесс, да и перечень оборудования сравнительно не мал.

Выглядит он так:

• Транспортеры ленточные необходимы для транспортировки сырья;
• Силос применяется при гашении извести;
• При помощи шаровой мельницы измельчаются компоненты, как правило, повторно;
• Дробилка необходима для измельчения крупных известковых камней;
• Винтовые конвейеры применяются для транспортировки пылевидных компонентов;
• Дозаторы используются для дозирования ингредиентов;
• Двухвалковые смесители перемешивают сырье;
• При помощи мельницы осуществляется помол;
• Нория – это вертикальный транспортер;
• Пресс применяется при формировании модульного кирпича;
• Автоклавы используются для пропаривания изделий;
• При помощи крана и погрузчика осуществляется транспортировка.

Способов производства силикатного кирпича также существует несколько: силосный и барабанный. Воспользуемся таблицей и рассмотрим подробно, как происходит производство силикатных изделий в заводских условиях.

Таблица 1. Схема производства лицевого кирпича и рядового: детальное описание:

	В первую очередь, производят подготовку песка и извести. Известь – дробят. Стадии может быть две или одна. Две стадии применяют при наличии крупных кусков, одну, соответственно, при более мелких. Песок должен быть не мерзлым. Крупные включения в виде щебня и гальки — отделяют.
	Песок и известь должны быть смешаны в необходимой заданной пропорции. В последующем такая смесь отстаивается в бункере.
	Смесь подвергают помолу и увлажнению. Далее необходимо произвести гашение извести. Влага из песка частично испаряется при гашении, а часть – при гидратации. В зависимости от способа производства, гашение производится в силосе или барабане.
	Формование происходит посредством применения пресса гидравлического. При этом отчасти формируется будущая прочность изделий. На это оказывает влияние: Длительность формовки; Давление; Тонкодисперсный компонент.
	Автоклавирование представляет собой следующее: Сначала происходит подача пара и давления; Изделия выдерживаются при неизменных показателях при 100-процентной влажности; На завершающем этапе давление снижается, как и температура.
	Изделия упаковывают и отправляют на склад для дальнейшей реализации.

Способ гиперпрессования при изготовлении кирпича

Технология изготовления гиперпрессованных изделий напоминает процесс холодной сварки. Смысл заключается в том, что немного увлажненная смесь подвергается мощному прессованию. В итоге, изделия получаются очень плотными и прочными. Такой кирпич фактически приближен по свойствам к натуральному камню.

А теперь об этапах:

• Сырье отмеряют при помощи дозаторов и подают в смеситель;
• Следующим этапом станет перемешивание сырья до образования однородной консистенции;
• Далее смесь отправляется на формовку, которая происходит посредством прессования;
• Сушка изделий производится в специальных печах;
• В завершение, изделия выдерживают на складе в течение 1 месяца. Температура при этом не должна быть отрицательной.

Как уже говорилось, гиперпрессованный кирпич может быть произведен и самостоятельно застройщиком. При этом цена на него окажется заметно низкой.

Подсчитать приблизительную экономию не составит труда. Калькуляция выглядеть будет примерно так:

• Предположим, что средняя стоимость куба изделий составляет около 4500 рублей;
• Себестоимость при самостоятельном производстве – 3700;
• Оборудование можно приобрести примерно за 40000.
• Нам необходимо, допустим, 80 м3 гиперпрессованных изделий;
• Считаем: 4500-3700=800 рублей; 800*80=64000; 64000-40000=24000. Это и есть наша экономия.

Сравнение изделий между собой

А если вы никак не можете определиться, какой кирпич следует приобрести (и/или изготовить), проанализируйте нижеуказанные данные, и сравните изделия между собой.

Таблица 2. Сравнение кирпича разных видов:

Свойство	Кирпич керамический	Кирпич силикатный	Кирпич гиперпрессованный
Теплопроводность, Вт*мС	0,5-0,7	0,7	0,7-1,0
Морозостойкость, циклы	50-150	25-100	50-200
Средняя плотность, кг/м3	1300-2100	1300-2200	1400-2300
Марка прочности, М	М50-М250	М50-М200	М50-М300
Водопоглощение	5-10%	3-7%	До 5%

Заключение

Технология изготовления кирпича существует не одна, в силу ассортимента различных видов изделий. Некоторые методы можно применить даже в домашних условиях, и при этом существенно сэкономить. Решили попробовать? Результат не заставит себя ждать. Более того, вы сумеете приобрести бесценный опыт изготовителя.