Drevmaster18.ru

ДревМастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего сделан кирпич

Из чего сделан кирпич?

Не всем древним людям повезло обзавестись для жилья уютной пещерой. При полном отсутствии гор на местности в строительстве хижин использовалась древесина, а вот на совершенно пустынных равнинах можно было только сооружать шалаши из соломы, укрепляя стены глиняной обмазкой. В те времена еще не было известно, как делают кирпич. Но кем-то догадливым было замечено свойство высохшей на солнце глины становиться твердой, не размокать от дождя и служить надежной защитой от холода и ветра. Так появились первые в истории прямоугольные глиняные плитки, технология изготовления которых намного отличается от того, как производят кирпичную продукцию сейчас.

Кирпич широко используется в строительстве различных построек благодаря своей прочности и высоким изоляционным свойствам.

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.

Этапы изготовления керамического кирпича.

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.

Из чего сделан силикатный кирпич

Белый силикатный кирпич является самым популярным и недорогим строительным материалом. В его составе только экологически безопасные вещества. Примерно на девяносто процентов силикатный кирпич состоит из очищенного кварцевого песка, а на десять процентов из воды и извести. В зависимости от метода его производства процентное соотношение может изменяться.

Обычно песок, который используется для производства кирпича, проходит очень тщательную обработку. Его очищают от всевозможных глинистых и органических примесей, так как примеси снижают прочность изделия. Известь, входящая в состав силикатного кирпича тоже должна иметь определенный химический состав. К примеру, содержание MgO в извести не может содержать больше пяти процентов. Для создания кирпича обычно используется молотая

Исходные материалы и их характеристики

Прежде чем говорить о составе и технологии изготовления кирпича, надо оговориться: существует два основных вида этого строительного материала. Керамический, или красный кирпич, состоящий из глины, и силикатный или белый, состоящий из песка с известью. Начнем с наиболее распространенного красного кирпича.

Сырье для производства керамического кирпича

Производство красного керамического кирпича можно разделить на три основных этапа:

  1. Подбор и добыча глины, подготовка шихты;
  2. Процесс формовки и сушки кирпича;
  3. Окончательный обжиг изделия.

Мы будем говорить именно о первом пункте этого списка. Так как формирование качества окончательного изделия начинается в карьере.

Как известно, современные строительные блоки изготавливают на кирпичных заводах, а для таких крупных предприятий важными условиями являются:

  • стабильность показателей однородности химического состава глины;
  • достаточно большие объемы залежей сырья с одинаковыми свойствами;
  • чистота глины;
  • наличие инородных включений;
  • пластичность материала;
  • жирность;
  • наличие известняковых включений;
  • наличие растительных остатков.

Важно!
Однородный химический состав при значительных объемах залежей позволяет производить минимальное количество дорогих лабораторных исследований, направленных на определение оптимального состава глиняных смесей, используемых для производства изделий.
Кроме того, это позволяет устанавливать максимально продуктивные условия и режимы сушки и обжига, что в совокупности влияет на стабильность работы всего предприятия, а также на качество выпускаемой продукции.

Добываемая для производства керамического кирпича глина должна по возможности соответствовать таким требованиям:

Читать еще:  Стена в полкирпича толщина

  • иметь минимальное содержание крупных и средних каменистых включений;
  • содержать минимальное количество растительных остатков;
  • включать как можно меньше известняка, так как его наличие приводит к образованию оксида кальция при обжиге, который под действием атмосферной влаги проходит процесс гашения, увеличиваясь в объеме, и образует т.н. «дутики» в теле изделия, а большие объемы этого вещества и вовсе разрушают строительный кирпич;
  • желательно наличие толстых прослоек однородной глины;
  • глина должна иметь среднюю пластичность;
  • сырье должно иметь приемлемую для выбранного способа обжига спекаемость.

Процесс подачи глины для дальнейшей обработки.

Далее следует сказать о таком показателе качества сырья, а в нашем случае то, из чего делают красный кирпич — это глина, как пластичность. Если вводить определение этого термина, то можно сказать, что пластичность — это способность материала без разрыва принимать любую форму при механическом воздействии внешних сил, причем принятая форма должна сохраняться после окончания такого воздействия. Иногда пластичность называют жирностью.

Пластичность — важная характеристика глины.

По степени жирности глины делят на:

  • непластичные,
  • малопластичные,
  • умеренно-пластичные,
  • среднепластичные,
  • высокопластичные.

Это свойство зависит, в основном, от количества содержания оксида алюминия в глинообразующих минеральных составах: чем его больше, тем выше пластичность глины. Также с повышением оксида алюминия повышается огнеупорность и прочность сформированных и обожженных изделий.

Карьер по добыче глины для производства плитки и кирпича.

Также пластичность сырья влияет на процент ввода жидкости при получении формировочной массы. Малопластичные сорта глины требуют ввода 15 – 20% воды, тогда как высокопластичные могут принимать в свой состав до 30 – 40%, а такое количество жидкости может приводить к растрескиванию изделий, потере формы, а также значительно удлиняет процесс сушки.

Для уменьшения пластичности в жирные сорта обычно добавляют различные отощители, такие как песок, сланец, опилки или угольную воду.

Еще одним важным показателем качества является связующая способность глины. Это показатель, характеризующий возможность материала сохранять пластичность при добавлении вышеназванных отощителей. По количеству песка, которое могут связать глины, их делят на низкопластичные (менее 20%), пластичные (от 20 до 60%) и высокопластичные (от 60 до 80%).

Следующей и одной из самых важных характеристик является чувствительность используемой при производстве глины к сушке. Дело в том, что при обработке возникают воздушная и огневая усадка, которые проявляются в виде изменения линейных и объемных размеров кирпичей, сформированных из глинистого сырья при обжиге и сушке.

Измельчение глины на кирпичном заводе.

Для определения степени чувствительности материала к сушке на образец по диагонали наносят специальные метки, между которыми измеряют расстояние до и после процесса сушки/обжига. Образцы с высокой пластичностью дают усадку более 10%, а это отрицательно сказывается на стойкости к трещинам и удержании формы при обработке температурой.

Важно! То сырье, из чего делается кирпич керамического типа, в идеале должно быть средней степени пластичности и иметь показатели усушки в пределах 6 – 8%.

Наконец, немаловажным показателем качества глиняного материала является его спекаемость. Это свойство, посредством которого сырье при температурной обработке приобретает качества камнеподобного тела, т.е. уплотняется и упрочняется.

По этому свойству глины принято делить на такие категории:

  1. Низкотемпературные, спекаются при нагреве до 1100 °С;
  2. Среднетемпературные, спекаются при температурах от 1100 до 1300 °С;
  3. Высокотемпературные, спекаются при температурах, превышающих 1300 °С.

На фото пресс по формированию брикета.

Важно!
Интервал между началом деформации и спеканием составляет не более 100 °С, поэтому подбор приемлемого интервала спекания — важная процедура для технологии производства и обработки изделия.

Как видим, подбор сырья для производства керамического кирпича — сложная и многоуровневая задача, требующая целого ряда лабораторных исследований и опытов. Конечно, при изготовлении кирпича своими руками (ручная формовка), инструкция не настолько строго определена, но при современном производстве в условиях завода от этого зависит не только качество конечной продукции, но и стабильность работы предприятия.

Читать еще:  Трафарет под кирпич

Сырье для силикатного кирпича

Когда производят белый или силикатный кирпич, в том числе двойной силикатный кирпич М 150, используют песок и известь. Причем массовая доля песка составляет 85 – 90%. Поэтому качество конечного продукта, в основном, зависит от качества используемого песка.

Песок добывают в речных карьерах, из топливных шлаков, доменных и ватержакетных шлаков, из отходов при дроблении горных пород, т.е. как из природных, так и из искусственных источников.

Поступающий из забоя песок отсеивают от камней, веток, глины, металлических включений и других посторонних примесей с помощью барабанных грохотов.

На формируемость силикатной смеси влияет форма и характер зерен песка, также эти характеристики имеют не последнее значение для прочности сырца и скорости реакции с известью при автоклавной обработке.

Второй составляющей силикатной смеси является известь. К ней относятся карбонатные породы, содержание углекислого кальция в которых не менее 95%. Это могут быть мел, мрамор, известняковый туф, ракушечник и плотный известняк. На заводах-производителях силикатного кирпича используют только негашеную известь.

Известь — компонент силикатной смеси для производства белого кирпича.

Из песка и извести готовят силикатную массу (то, из чего изготавливают кирпичи) силосным либо барабанным способом, при этом предпочтительным с экономической точки зрения является именно силосный способ, так как при нем на гашение извести не расходуется водяной пар.

Автоклав для обработки сырца из прессованной силикатной смеси.

Силикатная масса далее прессуется в кирпич-сырец, который доставляется в автоклав для обработки насыщенным паром. При прохождении полного цикла такой обработки (от 10 до 13 часов) силикатный кирпич приобретает свои прочностные качества и может отгружаться потребителям.

Важно!
В целом процесс производства силикатного кирпича проще и менее придирчив к сырью, поэтому цена белого кирпича ниже, чем красного.
Однако и свойства этого строительного материала во многом уступают керамическим изделиям.

Виды кирпича

Керамический кирпич – тот самый классический красный камень, получаемый из обожженной глины. Этот прочный и универсальный вид кирпича широко применяют в строительстве, причем современные технологии позволяют уйти от красного цвета и получить камень любого другого оттенка. Керамический кирпич может быть пустотелым или полым, что влияет как на характеристики камня, так и на его стоимость.

Силикатный кирпич – это искусственный камень изначально белого цвета, сделанный путем автоклавного синтеза из извести и песка. В процессе производства камень можно пигментировать. От керамического силикатный кирпич отличается повышенными звукоизоляционными характеристиками.

Вместе с тем, такой кирпич не слишком устойчив к воздействию влаги, поэтому сфера его использования в строительстве ограничена.

Огнеупорный кирпич изготавливают из обожженной глины, имеющей название «шамот», с добавлением кокса или графита для придания камню большей прочности. Такой кирпич бывает углеродистым, кварцевым, глиноземным и известково-магнезиальным. Из огнеупорного кирпича складывают дымоходы, строят камины и печи.

Облицовочный кирпич делают из цемента, с добавлением известняка и пигментов. Этот материал прочен, долговечен, прекрасно выглядит и хорошо защищает фасады от влаги и перепадов температуры.

При изготовлении облицовочного кирпича применяют технологию прессования, а используют этот камень для отделки фасадов, реставрации разрушенных сооружений, оформления тротуаров, строительства заборов и так далее. Облицовочный кирпич не накапливает грязь и сохраняет первоначальный внешний вид на протяжении десятилетий.

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.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector