Прежде всего, важно разобраться, какие компоненты используются для производства силикатного кирпича. Каждый производственный процесс начинается с предварительных операций, необходимых для подготовки исходных материалов.
Кирпич
Кирпи́ч — это искусственный камень с геометрически правильной формой, который используется как строительный материал. Он создаётся из минеральных компонентов, обладая свойствами, схожими с камнем, такими как прочность, водо- и морозоустойчивость. На сегодняшний день выделяются три основных вида кирпича: керамический кирпич, который изготавливают из обожжённой глины; силикатный кирпич, основной состав которого — песок и известь; и гиперпрессованный кирпич, для которого используются цемент и другие связующие материалы.
Содержание
Этимология слова «кирпич» восходит к тюркским языкам, и его исторические предшественники, такие как плинфа, также играли значительную роль в строительстве. Интересный факт: согласно историческим записям, во время визита Ивана Грозного на недостроенный Софийский собор в Вологде, на него упала плинфа: «как из своду туповатова упадала плинфа красная». Плинфа — это тонкая и широкая глиняная пластина толщиной примерно 2,5 см, которая изготавливалась в специальных деревянных формах. Для её производства было необходимо сначала высушить её в течение 10—14 дней, а затем обжигать в печи. На многих из этих изделий можно обнаружить клейма, которые служат знаком их производителя.
На протяжении веков широкий распространение имел необожжённый кирпич-сырец в различных странах, иногда с добавлением резаной соломы в глиняную массу. Однако, использование обожжённого кирпича в строительстве находится на пике популярности уже с древних времён, начиная с строительства в Египте в 3—2 тысячелетиях до нашей эры. Важно отметить, что кирпич играл значительную роль в архитектуре Месопотамии и Древнего Рима, где он использовался для создания сложных конструкций — арок, сводов и других элементов. В Древнем Риме существовали кирпичи различных форм, включая прямоугольные, треугольные и круглые.
Стандартные обожжённые кирпичи начали использоваться на Руси с конца XV века. Примером служит строительство стен и храмов Московского Кремля при Иоанне III, где работали итальянские мастера. Они грунтовали кирпич с использованием извести, смешанной с глиной, что делало продукт крепким. Известь, как природный антисептик, содержащийся в силикатном кирпиче, защищает стены от грибка и плесени, способствуя долговечности сооружений. Чёткие геометрические размеры кирпичей значительно облегчают их укладку и уменьшают число холодных мостиков, что позволяет сохранить тепло внутри строений.
Существует множество видов кирпичей, и процесс их производства включает различные этапы, зависящие от типа производимого кирпича и используемых ингредиентов.
Красный
Изготовление керамических кирпичей предполагает два основных метода — полусухое формование и пластическое. Последний метод, который более популярен, включает в себя последовательное выполнение следующих шагов:
- Подготовка основного компонента — глины. К ней может быть добавлено не более одной трети от общего объёма смеси, при этом размеры фракций основного ингредиента не должны превышать 1,2 мм.
- Транспортировка подготовленной массы для дальнейшей формовки.
- Разделение общего массива массы на разные типоразмеры для получения конечных изделий.
- Сушка керамических изделий, чтобы удалить оставшуюся влагу.
- Перфорация кирпичей (это необходимо, если конечный продукт должен быть пустотелым).
- Обжиг, который требует плавного изменения температуры в печи — сначала необходимо повышать, а затем постепенно понижать температуру. Это позволяет избежать трещин на кирпичах, которые могут образоваться из-за резкого температурного перепада.
Метод полусухого формования керамических кирпичей предполагает следующие действия:
- Подготовка сырья и его измельчение до нужного состояния;
- Сушка и повторное дробление для улучшения однородности;
- Незначительное увлажнение сырья с использованием пара;
- Повторная сушка, чтобы добиться нужных показателей влажности;
- Удаление оставшейся влаги из керамических изделий перед окончательным формованием.
Кроме того, стоит отметить возможность домашнего производства красного кирпича, что вполне реально, если следовать правильной процедуре для создания полнотелой «сырой» версии изделия.
Для домашнего изготовления кирпичей необходимо выполнить следующие шаги:
- Сформировать шарик из однородного глиняного материала, смоченного водой, чтобы улучшить его пластичность;
- Тщательно осмотреть шары спустя 4 дня на предмет возможных трещин и неравномерной усадки;
- Если в процессе проверки не было обнаружено никаких дефектов, можно уронить шарик на землю для проверки прочности;
- При наличии недостатков в прочности состав нужно дополнить специальными добавками для повышения его характеристик.
После завершения всех подготовительных действий смесь нужно распределить по формам, выполненным из дерева. Готовые керамические изделия потребуется досушить в тени, после чего их можно использовать для устройства лёгких одноэтажных построек.
Для повышения долговечности поверхностей желательно покрыть их защитным слоем краски или использовать качественный цементный раствор.
Белый
Изготовление силикатных кирпичей характеризуется высокой сложностью, что делает невозможным производственный процесс в домашних условиях. Это связано с необходимостью использования специализированного оборудования, такого как транспортёры, конвейеры, дробилки, дозаторы, смесители, автоклавы, краны и погрузчики — все они являются обязательными для успешного завершения процесса производства.
Типы обжига
Процесс термической обработки керамических кирпичей, известный как обжиг, заслуживает отдельного обсуждения. Эта финальная стадия производства включает в себя три этапа: прогревание, сам обжиг и процесс охлаждения.
- Кирпичи разогревают до температуры 120°С, что позволяет эффективно удалить из них остатки влаги.
- После того как влага была удалена, температуру повышают до 600°С, чтобы устранить органические включения, а затем до 950°С. Это высокая температура необходима для увеличения прочности кирпичей.
- По завершении процесса закаливания кирпичи необходимо постепенно охладить, снижая температуру внутри печи.
При строгом соблюдении технологических процессов можно получить кирпичи с равномерной структурой и оранжево-красным цветом.
Студии и заводы используют два основных типа печей для обжига кирпичей:
- Туннельная печь. Представляет собой длинное герметичное сооружение, состоящее из трёх камер, в которых расположены рельсы для транспортировки керамических кирпичей. В первой камере происходит сушка изделий, во второй камере — обжиг с использованием горелок, а третья камера предназначена для их охлаждения.
- Кольцевая печь. Эта конструкция включает множество отдельных секций, каждая из которых имеет свой собственный источник тепла и расположена в форме кольца. Это позволяет кирпичам проходить все стадии обжига, не покидая пределы одной камеры, тем самым обеспечивая эффективность процесса. Так, нагрев происходит в одной части, затем прокаливание осуществляется благодаря собственному тепловому источнику, в то время как следующая секция отвечает за остывание продукции.
В результате, знание основных технологий производства кирпича помогает получить крепкий, эстетично выглядящий и устойчивый к износу материал, осевой состав которого изначально представляет собой хрупкое и довольно податливое сырьё, не обладающее особой ценностью для строителей.
О современных технологиях и нюансах производства кирпича подробнее рассказывается в видеоролике ниже.
Чтобы обеспечить функционирование кострища, желательно сделать углубление в земле приблизительно полметра в глубину. Вырезаем у бочки дно и устанавливаем её на ножках высотой около 20 см над огнём. Это даст возможность постепенно контролировать огонь, а также регулировать температуру для достижения более однородного прогрева.
Технология изготовления керамического кирпича — какие бывают его виды
Существует множество типов кирпича, среди которых можно выделить основные параметры, по которым они различаются. Рассмотрим каждую из них подробнее.
Различие по материалу изготовления
Силикатный кирпич представляет собой комбинацию кварцевого песка (80-90%), извести (10-15%) и воды.
Керамический кирпич, в свою очередь, основывается на мелких фракциях глины.
Гиперпрессованный кирпич включает в себя около 20% цемента в качестве связующего компонента, а его основа состоит из известняка, отходов от добычи камня, мрамора или мергеля.
Степень наполнения
Полнотелый кирпич, как следует из его названия, не имеет внутренних полостей и обладает значительно высокой прочностью. Однако, он оказывается менее эффективным в вопросах теплоизоляции. Поэтому подобные кирпичи используются только для несущих стен и кладки печей.
Пустотелый кирпич делится на два типа: с техническими отверстиями и щелевой. Первый тип имеет пустоты с одной стороны, в то время как щелевой тип обеспечивает сквозные полости. Пустотелый кирпич меньше, чем полнотелый, по прочности и жаростойкости, но отличается высокой тепло- и звукоизоляцией благодаря воздухоносным камерам. Более того, его производство требует меньших затрат сырья. Именно поэтому подавляющее большинство облицовочных стен и перегородок создаются именно из таких кирпичей.
Размер
Существует три стандартных размера кирпичей:
Применение
Рядовой кирпич (также называемый строительным) широко используется в процессе возведения стен и зданий.
Облицовочный кирпич (лицевой или фасадный) отличается эстетичным внешним видом и идеально гладкой или искусственно сколотой (рваный камень) поверхностью, что делает его идеальным для внешней отделки зданий.
Клинкерный кирпич, также предназначенный для облицовки, изготавливается из чистой тугоплавкой глины, имеющей разнообразные цвета и фактуры.
Шамотный кирпич (печной) обладает высокой жаростойкостью, что делает его подходящим для кладки печей и каминов.
Состав
Основные составляющие кирпича — это природные глинистые минералы, в том числе каолин и сланцы. Для получения различных оттенков в небольших количествах используются добавки, такие как марганец и барий, а карбонат бария добавляется для повышения химической устойчивости кирпича к внешним воздействиям.
В современных технологиях производства используются множество дополнительных компонентов, включая побочные продукты бумажной промышленности, аммониевые соединения, смачивающие агенты, флокулянты (обеспечивающие образование частиц в виде свободных кластеров) и дефлокулянты (растворяющие такие кластеры). Некоторые типы глин требуют добавления песка или грога — предварительно сжигаемых материалов, таких как обломки кирпича.
Для получения кирпича с определённой цветовой гаммой или текстурой поверхности используется широкий спектр покрывающих материалов и способов их нанесения. В типичном случае песок — основной компонент — механически смешивается с окрашивающим веществом. Иногда для создания текстур поверхности добавляют такие вещества, как флюсы или фритты (стекло с красителями). Флюсы понижают температуру плавления песка, обеспечивая его сцепление с поверхностью кирпича. Также могут быть использованы и другие материалы, включая гранулированный и необожжённый кирпич, нефелиновый сиенит и гранулированные агрегаты.
Как и керамический, силикатный кирпич демонстрирует незначительную усадку, что, при соблюдении технологии кладки, позволяет избежать появления трещин в стенах.
Обжиг кирпича своими руками
Для обжига кирпича можно соорудить печь самостоятельно, и для этой цели идеально подходит металлическая бочка с объёмом около 200-250 литров.
Под будущим кострищем рекомендуется выкопать углубление в земле глубиной приблизительно полметра. Затем необходимо вырезать дно из бочки и установить её на ножках высотой около 20 см над огнём. Это позволит наблюдать за процессом, а также регулировать температуру для более равномерного прогрева.
Следующий этап – заполнение бочки кирпичами, при этом обязательно оставлять небольшие промежутки между изделиями. Чтобы предотвратить попадание холодного воздуха внутрь, бочку закрывают крышкой. Чтобы облегчить работу, крышку можно соорудить из вырезанного донышка, добавив ручки для удобства.
Сам процесс обжига занимает около 20 часов. Следует заранее подготовить достаточно топлива и даже сделать небольшой запас, так как поддерживать огонь нужно на протяжении всего времени. Перед завершением обжига постепенно уменьшают огонь. Затем бочке нужно дать время остыть, открывать крышку для вентиляции не следует, так как это может испортить результаты. После примерно 4-5 часов охлаждения, бочку можно открывать и извлекать готовые обожжённые кирпичи.
Чтобы оценить качество полученных изделий, проведите тест: расколите кирпич молотком. Хорошо обожжённый кирпич будет иметь однородный цвет и структуру. Также можно проверить, что при погружении в воду структура и цвет останутся благоприятными и равномерными.
Если тест на качество кирпича, изготовленного самостоятельно, прошёл успешно, то можно смело поздравить себя с успешным созданием кирпича своими руками!
