Sk-mirastroy.ru

Стройка и ремонт
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Состав кирпича

Как и из чего делают кирпичи для строительства домов

Кирпич представляет собой искусственно созданный камень, предназначенный для строительства зданий и укладки тротуара. Форма параллелепипеда и стандартные размеры упрощают кладку стен. По внешнему виду можно определить, из чего делают кирпич. Красители применяются крайне редко для улучшения цвета.

Виды кирпича

Материалы для изготовления искусственного камня используются природные, также применяются отходы металлургического производства. Состав определяет марку кирпича:

  • силикатный;
  • керамический;
  • огнеупорный;
  • керамзитовый;
  • облицовочный;
  • шлакоблоки;
  • саманный.

Стандартная форма – параллелепипед с соотношением размеров 1:2:4. Исключение составляет клиновой камень, предназначенный для строительства арок, полукруглых сводов, куполов, колодцев.

Красный кирпич

Керамический кирпич имеет состав на основе красной глины; в народе получил название, соответствующее цвету. Более популярен только силикатный кирпич. Полнотелый камень идет на возведение несущих стен, опор, колонн. Пустотелый блок хорошо сохраняет тепло, кладка имеет декоративный вид. Используется для наружных стен и простенков. Строительный материал из глины используется для сооружения зданий до двух этажей, гаражей и дворовых построек. Дом выглядит красиво, фасад сохраняет тепло, гасит шум, словно сделан из дерева.

Основной состав красного кирпича — глина. Для получения необходимых качеств может добавляться в состав песок, оксид алюминия, опилки, сланец и угольная вода. Эти компоненты улучшают пластичность глины и ее способность формироваться без образования трещин и высыхать с минимальной усадкой.

Для промышленного производства кирпича глину добывают в карьерах. Ее характеристики и соответствие стандарту проверяют в лабораториях при заводах. На качестве строительного материала отрицательно сказывается засорение известью, растительными остатками и камнем. Чем выше пластичность – жирность материала, тем он лучше.

Технология изготовления кирпича

Красный кирпич производится в несколько этапов:

  • геологическая разведка и анализ залежей глины;
  • разработка карьера и добыча сырья;
  • лабораторные исследования и расчет добавок;
  • измельчение;
  • смешивание с водой и формовка;
  • сушка;
  • отжиг;
  • проверка на соответствие линейным размерам и техническим характеристикам.

После предварительной геологической разведки разрабатываются карьеры. Глину перевозят на предприятие, где сушат и измельчают специальными мельницами до состояния однородного порошка. Одновременно вводятся необходимые добавки. В завершение этого цикла вливается вода, делается замес и производится формовка.

Для получения высокой плотности полученный состав прессуется в специальных устройствах. После этого несколько дней происходит сушка в естественных условиях. Полученный полуфабрикат можно использовать для кладки перегородок наружных стен, если дом будет дополнительно облицовываться по фасаду.

Необожженный красный кирпич не подходит для строительства цоколя

Необожженный красный кирпич гигроскопичен, впитывает влагу и быстро разрушается. Построенный из него дом сырой внутри и со временем становится холодным. Использовать его можно при хорошей изоляции от почвенных вод и осадков. Для строительства цоколя он не подходит. Зато хорошо поглощает шум, имеет низкую теплопроводность.

Обжиг спекает глину, повышает ее твердость, прочность, устойчивость к влаге. Прессованная поверхность становится глянцевой. Дом из такого искусственного камня красиво смотрится. Обожженный красный кирпич используют для кладки стен с небольшой нагрузкой.

Отделочный искусственный камень

Отдельной группой идет облицовочный материал. Он изготавливается из красноспекаемой и белоспекаемой глины с добавлением красителей и стандартных компонентов. Требования к пластичности повышенные, поскольку формовка производится в прессах под большим давлением. После высокотемпературного отжига более 1300 градусов получается прочный материал с высокой твердостью, красивой глянцевой поверхность и отталкивающий воду.

Форма отделочного кирпича может быть разной, чтобы дом выглядел монолитным, без лишних стыков. Плоский камень укладывают на стены, угловой создан для отделки оконных и дверных проемов, закругленный используют при декоративной кладке. Цвет у него от желтого тона, до темно-красного. Высокая износостойкость фасада из отделочного камня защищает дом, придает ему красивый вид и продлевает срок эксплуатации.

Красный кирпич своими руками

В домашних условиях можно получить только полнотелый «сырой» кирпич. Температура отжига глины начинается от 1100 градусов. Строится такая печь из огнеупорного материала. Расход газа для нагрева очень большой. Расход на оборудование будет больше, чем стоит дом.

Необожженный красный кирпич подходит для строительства одноэтажных сараев, гаражей и других легких сооружений. От разрушения необходимо штукатурить цементным раствором или покрывать краской.

Глина, смоченная водой, разминается до однородной массы и скатывается шарик. Сушится образец в течение 4 дней. Затем исследуется. На нем не должно быть трещин и следов неравномерной усадки. При динамической нагрузке – удар о землю, шарик должен остаться целым. В противном случае состав корректируется добавками.

Для придания глине нужного размера делается деревянная форма. Одна сторона коробки съемная, используется для ручного сжатия раствора. Готовые кирпичи следует сушить до полной готовности в тени. Дом из такого кирпича можно строить с последующей наружной отделкой, имеющей водостойкий состав.

Силикатный кирпич

Потребители часто называют силикатный кирпич белым, по его основному цвету. Делается он из негашеной извести и промытого песка. Дом из такого материала получается прочный, стойкий к перепадам температур и влаге, можно возводить несколько этажей. Большой удельный вес искусственного камня требует под дом прочное основание – ленточный фундамент. Свое название силикатный кирпич получил по химическому названию основного компонента – песка.

Для строительства в районах севера часто сочетают сложную кладку с наружным слоем из силикатного кирпича и внутренним из красного. Пространство между ними используют для переплетения рядов за счет укладки кирпича поперек оси и торцом наружу. Такие стены можно возводить при строгом соответствии размера искусственного камня. В противном случае дом в скором времени от внутренних напряжений в кладке покроется трещинами и разрушится.

Технология изготовления

Основные компоненты силикатного кирпича:

  • кварцевый песок;
  • негашеная известь;
  • вода.

Песок проверяется на чистоту. В нем не должно быть мусора, остатков растений, примесей глины и земли. Для промышленного производства используют промытый песок с берега и дна реки.

Известь добавляют в количестве 6-8%, в зависимости от ее характеристик. Черный камень известняк дробят и отжигают в термических печах при температуре более 1000 градусов до полного разрушения кристаллических связей, создается новый состав. После этого образуется белый порошок, выделяющий большое количество тепла при растворении в воде.

Для гашения извести и образования пластичной массы в силикатный состав добавляется вода в точном соответствии расчетному объему. Сформированный блок подвергают обработке под высоким давлением или в центробежном барабане до 12 часов. Спекание компонентов происходит при последующей обработке паром под высоким давлением. Силикатный кирпич приобретает твердость, прочность и имеет правильную форму.

Самостоятельно дома невозможно сделать силикатный кирпич. Технология изготовления требует сложного промышленного оборудования. Состав готовится после лабораторных исследований и его пропорции рассчитываются.

Выбор материала при строительстве дома

Собираясь строить дом и другое здание, проанализируйте требования к нему. Силикатный кирпич лучше использовать для несущих стен и опор. Его состав на основе песка имеет высокую прочность.

Наружные стены сохранят уют и комфорт в доме, сделанные из отожженного красного кирпича. Если вы хотите коттедж в два и более этажа, используйте силикатный кирпич и сделайте красивый модный сайдинг.

Фундамент заливайте бетоном и выкладывайте цоколь из шлакоблоков. Прочность и влагостойкость этого материала подходит для контакта с грунтом.

Керамический кирпич

  1. Состав
  2. Виды
  3. Характеристики кирпича
  4. Достоинства и недостатки

Строительный (керамический) кирпич – это строительный материал, предназначенный для возведения несущих стеновых конструкций и межкомнатных перегородок.

Керамический кирпич получают путем формовки, прессования и обжига легкоплавких глиняных масс. Обжиг сырья производится при температуре 900 – 1 100 С, после чего материал приобретает прочность камня и низкое влагопоглощение и полностью готов к решению любых архитектурно-строительных задач.

Состав керамического кирпича

Самый лучший керамический кирпич изготавливается из глины мелких фракций и постоянного состава. Процесс добычи сырья в этом случае происходит с применением одноковшового экскаватора, не смешивающего слои глины. Но таких карьеров осталось довольно мало. Экскаваторы роторного типа смешивают все слои глины и измельчают их, поэтому для производства высококачественного керамического кирпича из подобного сырья следует точно соблюдать технологию обжига.

Глина представляет собой смесь легкоплавких и тугоплавких элементов. При правильном обжиге легкоплавкие компоненты связывают и растворяют свои более тугоплавкие аналоги, от соотношения этих ингредиентов зависит структурный состав кирпича. Технология правильной формовки и сушки сырья направлена на придание ему максимальной прочности при сохранении заданной формы. Форма и технические характеристики керамического кирпича регламентируются ГОСТ 530–2007.

Классификация и подвиды керамического кирпича.

Кирпич керамический различается по технологии изготовления: обожженный и необожженный.

  • Необожженный керамический кирпич (адоба) изготавливается методом сушки на открытом воздухе, при этом получается материал с низкими техническими характеристиками и в современном строительстве практически не используется.
  • Обожженный кирпич подвергается термическому воздействию в специальных печах и туннелях, что придает ему высокую прочность и низкую влагопроницаемость.

Керамический кирпич изготавливается в полнотелом и пустотелом варианте.

  • Полнотелый кирпич более тяжел и обладает повышенной теплопроводностью, поэтому постепенно вытесняется пустотелым материалом.
  • Пустотелый кирпич изготавливается с созданием внутренних полостей различной формы и размера. Объем полостей может доходить до 55% от общего объема изделия. Полости понижают теплопроводность материала, позволяя укладывать более тонкие стены.

По качеству изготовления кирпич подразделяется на обычный и лицевой.

Прочностные характеристики керамического кирпича определяются его маркой: от М100 до М300. Числовое значение марки указывает максимальное давление, которое может принять материал, измеряется в кг/см 2.

По размерам керамический кирпич подразделяется на три основные группы:

  • Одинарный кирпич — 250 х 120 х 65 мм;
  • Полуторный кирпич — 250 х 120 х 88 мм;
  • Двойной кирпич — 250 х 120 х 140 мм.

Также в нашей стране используется другой стандарт:

  • 0,7 НФ (Евро) — 250 х 85 х 65 мм;
  • 1,3 НФ (модульный одинарный) — 288 х 138 х 65 мм.

Размер кирпича тщательно продуман, поскольку его ширина составляет половину длины с 10 миллиметровым допуском на шов раствора. Полнотелый двойной кирпич в соответствии с ГОСТ называется керамическим камнем и является самым экономичным из вышеперечисленных материалов.

Кирпич различается по цвету: от светло-желтого, до темно-коричневого, в зависимости от применяемого сырья. В настоящее время активно используется пигментация керамического кирпича с приданием материалу различных цветовых оттенков.

Технические характеристики керамического кирпича.

  • Прочность — 100 – 300 кг/кв.см. Прочность материала регламентируется его маркой и зависит от плотности и технологии изготовления. Самыми востребованными материалами считаются М 150 и М 200.
  • Объемный вес: кирпич полнотелый — 1 600 – 1 900 кг/куб.м; кирпич пустотелый — 1 100 – 1 450 кг/куб.м. Удельный вес материала зависит от объема внутренних пустот кирпича. С увеличением объема полостей уменьшается теплопроводность материала и увеличивается экономичность.
  • Теплопроводность — 0,6 – 0,7 Вт/м Град для полнотелых кирпичей; 0,3 – 0,5 Вт/м Град для пустотелого материала. Керамический кирпич обладает довольно низкой теплопроводностью, что позволяет возводить энергоэффективные сооружения.
  • Морозостойкость — циклы 50 – 100 F . Керамический кирпич прекрасно переносит перепады температур и при правильном формировании кладки и постоянном внутреннем обогреве может прослужить 100 и более лет.
  • Усадка — 0,03 – 0,1 мм/м. Этот показатель у кирпичной кладки очень незначителен и поэтому здания, возведенные из керамического кирпича, редко трескаются.
  • Водопоглощение — 6 — 14 % . Высокое влагопоглощение отрицательно влияет на качество строительных материалов. Керамический кирпич обладает довольно низким влагопоглощением и поэтому имеет высокие прочностные характеристики во всех условиях эксплуатации.
  • Паропроницаемость – 0,14 – 0,17 Мг/(м*ч*Па). Этот показатель является достаточным для создания в помещении комфортной влажности.
  • Огнестойкость – 10 часов. Это очень высокий показатель, позволяющий кирпичной кладке долгое время сопротивляться действию высоких температур, и поэтому материал считается практически негорючим.
  • Стоимость: 6 – 8 руб./шт. — полнотелый кирпич, 7 – 9 руб./шт. — пустотелый кирпич. Стоимость материала практически не зависит от его конструктивных особенностей. Стоимость лицевого кирпича составляет 18 – 25 руб./ шт.
  • Звукоизоляция – хорошая. Звукоизоляционные характеристики керамического кирпича отвечают требованиям СНиП 23-03-2003
  • Максимальная этажность строения — не ограничена. Прочностные характеристики материала позволяют возводить сооружения большой этажности.
Читать еще:  Пошаговая инструкция по укладке облицовочного кирпича с видео

Достоинства и недостатки керамического кирпича

Керамический кирпич обладает рядом преимуществ, что сделало этот материал очень востребованным на рынке.

Достоинства

  • Кирпич отличается высокой прочностью, а его небольшие размеры позволяют возводить самые сложные архитектурные формы и реализовывать необычные решения.
  • Привлекательный внешний вид отделочного кирпича дает возможность не применять дополнительного декорирования при оформлении внешних поверхностей стены.
  • В отличие от бетонных плит кирпич обладает большей теплоемкостью, поэтому в помещении тепло зимой и прохладно летом.

Недостатки

  • При недостаточном отоплении в зимний период кирпичный дом охлаждается, для его последующего нагрева необходимо затратить довольно продолжительное время.

Область применения материала и транспортировка

Керамический кирпич, являясь универсальным материалом, широко применяется для строительства объектов разнообразного назначения, возведения несущих конструкций и межкомнатных перегородок. При помощи этого материала можно решить самые сложные архитектурные задачи и даже реставрировать исторические объекты.

Керамический кирпич транспортируется на поддонах, соответствующих ГОСТ 25706—83. автомобильным или железнодорожным транспортом и маркируется производителями в соответствии с ГОСТ 14192.

Состав силикатного кирпича

Определяется состав силикатного кирпича по ГОСТу 379-95, в соответствии с которым в нужной пропорции в процессе производства добавляются необходимые ингредиенты. Изделие изготавливается из природных, экологических чистых компонентов, что делает его незаменимым в жилом строительстве.

Основные компоненты силикатного кирпича

Используются для изготовления продукта следующие материалы:

  • кварцевый песок (очищенный) – изделие состоит из этого ингредиента на 95%. Материал добывается карьерным способом и подвергается тщательному дроблению и последующей очистке. Последняя стадия измельчения осуществляется непосредственно на производстве;
  • воздушная взвесь – содержится в составе материала в количестве 8% от общей массы. Используемая взвесь обладает нужными характеристиками и требуемым химическим составом. Основным условием является ограниченное содержание MgO, которого не должно быть более 5%. Обязательно необходимо равномерное гашение;
  • вода – обязательно в состав силикатного кирпича входит жидкость в количестве 7% от общей массы.

Процентное содержание отдельных компонентов может изменяться. Определяется этот фактор технологией производства, используемой для изготовления изделия. Например, чтобы придать материалу дополнительные качества, основная смесь может дополняться химическими, минеральными ингредиентами.

Из чего сделан силикатный кирпич?

Структура основных компонентов материала

Детально рассмотрим, из чего состоит силикатный кирпич, изучив составляющие кварцевого песка и воздушной взвеси. Преимущественно кварцевый песок состоит из кремнезёма, но также в нём присутствует глинозём.

Помимо этого имеются следующие химические соединения:

  • K2O;
  • Na2O;
  • Fe2O3;
  • CaO.

Очень редко случается, что в составе песка обнаруживается двуокись титана. Связующим компонентом является известь, состоящая из нескольких ингредиентов, таких как углекислый кальций, магний, а также глинистых примесей, а именно кремнезёма и глинозёма. Зная, из чего сделан силикатный кирпич, можно точно определить, как он будет реагировать на внешнюю среду, а также каковы будут его основные характеристики. Технология производства строительного материала, давно отработана и широко применяется на практике. Необходимо строго соблюдать технологический процесс, так как от этого зависят эксплуатационные характеристики.

Виды кирпича — классификация кирпичных изделий

Кирпич как самый древний строительный материал встречается практически везде, он универсален, красив, долговечен. Попробуем разобраться детально, какие бывают виды кирпича, в зависимости от материала его изготовления, сферы его применения, способов изготовления и размеров. Формат и состав его бывает разнообразным, данный материал прошел нелёгкий путь за всю историю цивилизации.

Разновидности кирпича в зависимости от материала изготовления

Каждый вид предназначен для своего спектра применения или технологического процесса. И первый показатель по которому можно классифицировать кирпич, это материал из которого он изготавливается.

Керамический

Керамический кирпич делают из высококачественной глины без примесей мергеля и сульфатов. Обычно применяют сырьё с минимальным процентом неразложившихся кальцитов в составе. В начале производят формовку кирпича, после чего он сохнет и подвергается обжигу в печи при температуре 1000 0 С.

Подвергая кирпич термообработке очень важно не допускать пережог или недожог. И в первом и во втором случае качество кирпича будет значительно ухудшаться. Недожженный кирпич выглядит светлым, а пережженный будет иметь оттенки черного. Хорошее изделие из глины имеет полуматовую поверхность, при ударе издаёт характерный звонкий звук, а на изломе имеет пористую структуру.

Цена на кирпич:

Силикатный

Силикатный кирпич состоит из очищенных кварцевых пород (песка), а на саму известь и влагу приходится около 10% от массы сырья. Процентное соотношение может меняться от состава и качества подготовленной массы. Главным условием в производстве хорошего продукта является очистка составляющих от органических примесей, глины, марганца.

Известь не должна содержать много окиси кальция, должна быть не пережжена. Процесс изготовления проходит под большим давлением. Данный вид кирпича является более теплым по сравнению с керамическим. Применяют его для строительства стен и перегородок.

Цена на кирпич:

Гиперпресованный

В состав такого вида кирпича обычно входят различные отсевы известковых пород, мрамора, ракушечника и доломита, образующиеся во время разработки карьеров открытым способом. Данные компоненты, составляют до 90% от объёма массы сырья. Вторым незаменимым компонентом состава выступает качественный портландцемент. Он играет роль главного вяжущего компонента, по объёму от подготовленной массы занимая 6–8%.

Создание кирпича производится путем прессовки в специальных формах. Большое значение для прессовки имеет качество самой воды, входящей в состав как агент химической реакции. В результате прессовки получаются кирпичи идеальной формы и размеров. Используются гиперпресованный кирпич для облицовки стен зданий. Сама поверхность кирпича может быть гладкой или иметь фактуру под так называемый «рваный камень».

Цена на кирпич:

Классификация кирпича в зависимости от цели использования

В строительстве различают несколько видов кирпича, в зависимости от области применения.

Строительный или рядовой

Строительный или рядовой кирпич (ГОСТ 530–2007 от 01.03.2008), применяют в обустройстве как внутренних стен зданий, так и наружных. Применять такие разновидности кирпича можно и для строительства дома, но только с последующим утеплением или защитной отделкой фасада. Данный вид кирпича имеет далеко не идеальный вид и может содержать небольшие сколы, которые, впрочем, не влияют на его прочность.

Облицовочный кирпич

Облицовочный кирпич, (другие названия: лицевой, фасадный) — это самый ровный и идеальный материал не имеющий дефектов. Предельно допустимые отклонения согласно ГОСТу составляют не более 4 мм. по длине, 3 мм. по ширине и 2 мм. по высоте. В качестве облицовочного может быть использован, керамический, силикатный или гиперпресованный кирпич.

Сравнительно невысокая стоимость облицовочного керамического кирпича имеет преимущества над декоративными видами по цене. Используя данный кирпич в качестве облицовочного, следует знать, что применяют его в низменностях и сырых климатических зонах, ввиду малой гигроскопичности. Где применение силикатных видов недопустимо из-за гидрофобных свойств изделия (впитывание влаги). Напротив, в сухих и жарких широтах силикатный будет лучшим выбором из всех видов облицовочного кирпича, здание получается стабильным к колебаниям температур, прохладным.

Среди облицовочного кирпича выделяют две разновидности — это фактурный и фасонный кирпич.

1. Фактурный кирпич, с гладкими или неровными краями (Рваный камень) производят для облицовки фасадов зданий и обустройства заборов. Края такого изделия могут быть, как вальцованными, гладкими так, и без обработки.

2. Фасонный вариант с разными профильными конфигурациями, предназначен для кладки сложных форм вокруг окон, подоконников, арок, столбов, заборов, беседок. Например, фасонные виды строительного кирпича с круглыми краями для углов, прекрасно подойдут для обустройства сложных фасадов зданий, а именно углов.

Гамма цветов облицовочных видов кирпича большая и колеблется от светло-жёлтого оттенка почти до чёрного цвета.

Печной, шамотный кирпич

Печной, шамотный кирпич, это огнеупорное изделие по ГОСТ 390–96, имеет правильную геометрическую форму, зернистую основу и может быть соломенного цвета, с красноватыми или бурыми вкраплениями. Служат они для изоляции и строительства объектов подвергающихся постоянным высоким температурам (печи, камины). Образуя термостойкую оболочку, с функцией защиты печи от прямого огня или раскалённого угля.

Основные качества, которыми должны обладать такие изделия: жаростойкость, высокая цикличность, низкая теплопроводность. Шамот должен выдерживать довольно длительный нагрев и много циклов до температуры в 1000 °C без потерь качеств и своей прочности. Огнеупорный вариант изготавливается необязательно правильной формы, имеются и другие форматы таких изделий (ША-25 и ША-47) – клиновидные.

Клинкерный кирпич

Керамический клинкерный кирпич делается из тугоплавких пластов глины, которые спекаются до образования однородной массы. В выборе глиняной массы как исходного сырья для производства относятся тщательно. Состав глины должен быть чистым и пластичным, в ней не должно быть мела и солей щелочных металлов, ненужных минералов. В процессе термообработки клинкер приобретает высочайшую прочность и хорошую плотность. Малую гигроскопичность и непритязательность к отрицательным температурам. Сланцевая глина обладает подходящим для этого составом, она эластична и тугоплавка.

Данный кирпич имеет множество цветов и текстур. Поэтому применяют клинкерный кирпич для облицовки стен, цоколей, мощения садовых дорожек.

Различие керамического кирпича по способу изготовления и типу формовки

Производство керамического кирпича делится на два главных типа по методу формовки. Кирпич пластического типа формования и кирпич полусухого типа формования.

1. Кирпичи пластического формования. Пластическое формование подразумевает несколько процессов и выполняется из пластичных глиняных масс, влажностью 15—21%. Основные виды строительного кирпича, производят выдавливанием через профильные мундштуки различных винтовых прессов. Бывают как вакуумные установки, так и обычные. Полнотелый камень обычно прессуют на оборудовании без вакуума, а пустотелые варианты — на вакуумных установках и прессах.

2. Кирпичи полусухого формования. Изделия полусухой формовки, выпускаются тоже из глины используя прессование и обжиг. Но главным отличием от пластического метода является то, что сырьё предварительно доводится до определённой влажности (около 8–14%). Затем оно прессуется в формах, а только потом поступает на обжиг в карусельные или тоннельные печи. Невысокая влажность заготовок, даёт готовым изделиям сохранять правильную форму и чёткую поверхность.

Качественные виды кирпича для строительства дома, в основном получают методом пластического формования. Они имеют ровные грани и гладкие поверхности.

Из чего и как делают кирпич

Знание того, из чего делают кирпич, каким он бывает, чем отличается и для чего предназначен тот или иной его вид, позволит уже на стадии предпроектных решений осознанно и правильно подобрать основной материал для любого строительства.

Читать еще:  Как рассчитать количество кирпича в квадратном метре и в кубометре кладки

На бытовом уровне выделяют две разновидности — красный (керамический кирпич) и белый (силикатный кирпич), которые, несмотря на схожесть формы и назначения, существенно различаются по исходным материалам, технологии изготовления и использованию. Более обоснованным представляется деление на следующие разновидности, отличающиеся способом изготовления:

  1. Обжиговый кирпич, или керамический, производимый путем спекания порошкообразных компонентов кирпичной заготовки в материал каменной прочности.
  2. Безобжиговый (прессованный) кирпич, получаемый путем превращения в камнеподобный материал специальных смесей за счет гидратации связующего (обычно на базе портландцемента), без применения обжига. Сюда же относится силикатный кирпич, получаемый автоклавированием смеси извести и песка.

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.

Из чего делают безобжиговые кирпичи

Сегодня в хозяйственной деятельности широко используются разнообразные материалы — кирпичи и блоки, полученные по следующим безобжиговым технологиям:

  • автоклавное твердение известково-песчаной смеси;
  • гиперпрессование смеси измельченных известняковых пород с водой и цементом.

Независимо от вида исходного сырья, их объединяет отсутствие высокотемпературной обработки кирпичных заготовок.

Силикатный кирпич

Распространенным примером материала, полученного методом автоклавного твердения известково-песчаной смеси, служит белый силикатный кирпич. В первичный состав силикатного кирпича входят приблизительно 9 частей кварцевого песка и 1 часть извести. Смачивание смеси водой инициирует реакцию гашения известкового компонента, в результате образуется пластичная масса, из которой формируются кирпичные заготовки, подвергающиеся автоклавированию — обработке паром при температуре 170-200°С и давлении 8-12 атм. Иногда в смесь вводятся красители и вещества, способствующие стойкости кирпича к атмосферному воздействию.

Компоненты смеси

Песок — природная или искусственная (отходы промышленности) рыхлая масса однородных мелких, от 0,1 до 5 мм, зерен из различных минералов. Качество входящего в состав кирпича песка определяет качество готового изделия и особенности технологии производства. Геометрическая форма и фактура поверхности песчинок важны для легкости придания сырой смеси нужной формы и интенсивности взаимодействия с известью при нагревании в автоклаве. Остроугольные горные пески, в отличие от гладких речных, лучше сцепляются с известью. Карьерный песок должен быть предварительно очищен от инородных включений.

Следующий компонент — известь, получаемая путем дробления до размера 40-100 мм и последующего обжига при температуре 1100-1200°С пород, содержащих не менее 90% углекислого кальция, — мела, известняка, известнякового туфа и мрамора. Под действием температуры известняк распадается на углекислый газ и известь. На всех этапах изготовления силикатного кирпича используется вода из артезианских скважин.

Также в кирпичном производстве используются известково-шлаковые и известково-зольные смеси с полным или частичным замещением песка содержащими кремнезем промышленными отходами — золами теплоэлектростанций и шлаками. Сделанный из отходов и обычный силикатный кирпич по своим качествам идентичны.

Кирпич, получаемый гиперпрессованием

Исходным материалом безобжиговых кирпичей являются смеси, состоящие из портландцемента либо извести в качестве связующего, различных минеральных наполнителей (песка, измельченного ракушечника), воды и неорганических красителей. В безобжиговых технологиях вода, гидратируя составляющие гидравлических вяжущих, необходима для искусственного создания камнеподобной структуры, из-за чего недостатком таких кирпичей является их низкая жаропрочность. При достижении критических значений, как правило, выше 300°С, запускается реакция освобождения химически связанной воды, из-за чего кирпич быстро утрачивает прочность.

Особенности технологии

На этапах подготовки сырья и формования заготовок безобжиговая технология напоминает изготовление блоков из бетона, однако исходный материал такого кирпича включает уплотняемый прессованием наполнитель — дробленый ракушечник, отходы камнепереработки и т. п. Поскольку вода расходуется лишь на гидратацию цемента, ее требуется значительно меньшее количество. Окончательная форма придается гиперпрессованием — сильным, до нескольких тонн на 1 кв. см, сжатием смеси в специальной форме, после чего изделия складируются или направляются для пропаривания с целью ускорения процесса приобретения требуемой прочности.

Простота технологии, обусловленная отсутствием дорогостоящих высокотемпературных этапов, позволила сделать ее повсеместно распространенной, зачастую в ущерб качеству готовой продукции.

Таковы основные материалы и технологии, применяющиеся для изготовления разнообразного кирпича, блоков и облицовочных материалов, использующихся в жилом и промышленном строительстве.

Из чего делают красный кирпич, его состав

Кирпич любого вида во всех справочниках и словарях определяется как искусственный камень, имеющий форму бруска. Различают несколько видов этого строительного материала в зависимости от того, из чего делают кирпичи и какой способ производства используется.

По этим признакам можно выделить две основные группы:

Это классический красный кирпич из обожженной глины или смеси нескольких ее видов.

Делается в автоклаве из песка и извести, цвет зависит от добавок. Белому кирпичу можно придать любой цвет, в т.ч. красный, но это не даст ему права называться красным – он останется силикатным красного цвета.

Виды и качество кирпича

Область применения этого материала очень широка. Из красного кирпича строят несущие и самонесущие стены и перегородки в зданиях различной высотности, им заполняют пустоты бетонных конструкций, выкладывают фундаменты, внутренние части печей и т.д.

Строительный кирпич называют рядовым, но больше ценится его лицевой (облицовочный) вид. После обжига при высокой температуре материал получается прочным и красивым, и его широко используют для облицовки внешних стен зданий и цоколей, реставрационных работ и для дизайна внутренних помещений.

Свойства керамического кирпича:

  • Прочность и долговечность.
  • Морозо- и влагоустойчивость.
  • Надежная звукоизоляция.
  • Гидрофобность и быстрое высыхание.
  • Экологичность. Натуральный состав кирпича и проверенная веками технология гарантируют безопасное пребывание людей в кирпичных дамах.
  • Высокая плотность (при ручной формовке достигает 2000 кг/м³).

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, которая объясняется сложностью технологии. Этот материал очень долговечен, дома из него стоят сотни лет. Если вы хотите построить качественное здание, не следует пытаться сделать кирпичи своими руками обеспечить достаточную температуру обжига в кустарных условиях невозможно.

Для облицовки следует покупать материал из одной партии,, иначе цвет может отличаться.

Виды обжигового кирпича

  • Рядовой требует оштукатуривания. Часто на его боковой стороне для сцепления с раствором делают вдавленный рисунок.
  • У лицевого две гладкие поверхности, также производят фактурный и фасонный виды. Внутри много пустот для повышения теплоизоляции.
  • Печной и шамотный изготавливают из огнеупорной глины. Материал песочного цвета и зернистой структуры.

Покупая кирпич, важно понимать его предназначение. Рядовой кирпич гораздо дешевле лицевого и для возведения стен переплачивать нет смысла.

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.

Сырье для производства кирпича

Основное сырье — легко­плавкие глины (огнеупорность по ГОСТ 9169—75 ниже 1350 °С) в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, а также трепельные и диатомовые породы, отходы добычи и обо­гащения угля, золы ТЭС.

Вторичные или осадочные легкоплавкие глины имеют большей частью желтые и бу­рые оттенки. Их химический состав, % по .массе: оксид кремния SiOj 60—80; глинозем АЬОз вместе с диоксидом титана TiOj 5—20; оксид железа FejOj вместе с FeO 3—10; оксид кальция СаО 0—25; оксид магния MgO О—3; серный ангидрид 8Оз 0—3; оксиды ще­лочных металлов NasO+KzO 1—5; ППП до 15%.

Оксид кремния находится в связанном состоянии в составе глинообразующих минера­лов и в свободном состоянии в виде кварце­вого песка, тонких пылевидных частиц, реже в виде кремния. С увеличением количества песка уменьшаются усадка и прочность из­делия. Тонкодисперсные фракции повышают чувствительность глин к сушке.

Оксид алюминия находится в глине в со­ставе глинообразующих минералов и слюдя­нистых примесей. С повышением его содер­жания, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность.

Диоксид титана влияет на окраску из­делий.

Оксид железа способствует образованию после обжига красноватого цвета изделиям. При его содержании более 3 % и наличии восстановительной среды оксид железа сни­жает температуру обжига изделий.

Присутствие частиц известняка размером 1—2 мм приводит при обжиге к образованию оксида кальция, который под влиянием влаги воздуха гасится, увеличиваясь в объеме («дутик»), а при большом содержании даже к разрушению изделия. Присутствие в глине сульфата кальция — причина образования на обожженных изделиях белых налетов.

Оксиды щелочных металлов находятся в глинах в составе слюд и полевых шпатов, а в примесях в виде растворимых солей. Являются плавнями, при сушке изделия миг­рируют на поверхность, а после обжига спе­каются, придавая ему большую прочность. Растворимые соли образуют на поверхности изделия белесоватый налет.

Органические примеси находятся чаще всего в коллоидном состоянии, связывают большое количество воды, повышают пластич­ность глин, а при сушке сырца являются при­чиной воздушной усадки и образования трещин. Органические примеси придают изделиям при обжиге более темный цвет. Эти примеси, хи­мически связанная вода в водных кристалло­гидратах и алюмосиликатах, а также СО г кар­бонатов — удаляются из изделия при терми­ческой обработке.

Легкоплавкие глины обычно состоят из не­скольких минералов, преимущественно монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, а так­же с примесью минералов каолинитовой группы. Глинистые породы на их основе от­личаются высокой степенью дисперсности ( Сырье для производства керамических материалов оценивается по следующим по­казателям:

  • пластичности,
  • связующей способно­сти,
  • чувствительности к сушке,
  • воздушной усад­ке при сушке, огневой при обжиге,
  • спекаемости и огнеупорности.

Пластичность глин — их способность под воздействием внешних усилий принимать лю­бую форму без разрыва сплошности и сохра­нять ее после прекращения этих усилий. Со­гласно ГОСТ 21216.1—81* пластичность глин характеризуется числом пластичности: Я— =*№т

Wp, где Ч^т — влажность предела теку­чести, %, являющаяся границей между плас­тическим и вязкотекучим состоянием системы; Ц7Р — влажность предела раскатывания, %, которая находится на границе между хруп­ким и пластическим состоянием системы. По степени или числу пластичности глины разде­ляют на высокопластичные — более 25; среднепластичные— 15—25; умереннопластичные— 7—15; малопластичные — менее 7; непластич­ные. Чем пластичнее глина, тем больше воды необходимо для получения формовочной мас­сы. Влажность массы составляет, %: из вы­сокопластичных глин 25—30, из среднепластич-ных 20—25 и малопластичных 15—20.

Связующая способность глин определяет их возможность сохранять пластичность при смешивании с непластичными материалами и измеряется количеством нормального песка (ГОСТ 6139—78), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7. В зависимости от способности глин связывать то или иное количество нормального песка (%) их разделяют на высокопластичные (60—80); пластичные (20—60); низкопластич- ные — тощие (20); камнеподобные — сланцы, сухарные глины (не образуют теста).

Воздушной усадкой (линейной или объем­ной) глинистого сырья называют изменение линейных размеров или объема сформованных из него образцов при сушке

где /| и /г — расстояние между метками по диа­гонали образца до и после сушки.

Чувствительность глины к сушке характе­ризуется коэффициентом чувствительности Кч, определяемым по формуле

где AVec — усадка единицы объема образца, высушенного до воздушно-сухого состояния; V, — объем пор, отнесенный к единице объема образца.

По степени чувствительности к сушке гли­ны разделяют на следующие классы: при /CiSjl — глины малой чувствительности; /(,= = 1 —1,5 — глины средней чувствительности; /Сч^1,5 глины высокочувствительные (глины с /Сч=0,5 и менее также относятся к высоко­чувствительным, так как отличаются очень низкой трещиностойкостью).

Огневой усадкой называют изменение ли­нейных размеров высушенных изделий после их обжига н определяют по формуле

где /2 и /з — расстояние между метками после сушки и после обжига изделия.

Спекаемость глин — их способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного тела (черепка). Классифика­ция глин по температуре спекания: низко­температурная с температурой спекания до 1100°С, среднетемпературная соответственно 1100— 1300 «С; высокотемпературная свыше 1300 °С. Разность между температурой спе­кания Тс и началом деформации 7″д (спека­ния) называют температурным интервалом спекания Т*=ТС+ТЛ. Интервал спекания глин, применяемых в кирпичном производстве, обыч­но составляет 50 — 100 «С. Керамические стено­вые материалы пластического формования об­жигают при 900—980 °С, а полусухого на 50— 100°С выше.

Огнеупорность глин — их свойство противо­стоять не расплавляясь воздействию высоких температур. Глины делят на огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580 °С, тугоплавкие —1350—1580 °С и легкоплавкие — до 1350 °С. Кирпич-сырец пластического прессования из трепелов и диатомитов обладает небольшой воздушной и огневой усадками, выдерживает быструю сушку, однако в ряде случаев недостаточно морозостоек и требует дополнительных технологических мероприятий для устранения этого недостатка, например при полусухом прессовании обработку в стержневых смесителях.

Отходы углеобогащения обладают недоста­точно стабильными свойствами, но могут ис­пользоваться как основное сырье в производ­стве кирпича и керамических камней. Содер­жание оксидов в зависимости от месторож­дения, %: SiO2 55—63; А12О3 17—23: Fe2O3 + + FeO 3—11; СаО до 3,8; R2O до 2,7; содер­жание угля в пересчете на С 5—25. Отходы углеобогащения гравитационного процесса крупностью более 1 мм и флотационного крупностью менее 1 мм Донецкого, Кузнец­кого, Карагандинского, Печерского, Экибастуз-ского и других бассейнов относятся к группе с содержанием 60—70 % глинистых минера­лов.

Золы ТЭС состоят в основном из кислого алюмосиликатного стекла, аморфизированного глинистого вещества, кварца, полевого шпата, муллита, магнетита, гематита и остатков топ­лива. По нормам допустимое содержание остатков горючих в золе-уносе ТЭС должно находиться, % от массы золы: бурых углей и сланцев менее 4, каменных углей 3—12, антрацита 15—25 (подробнее см. п. 3.3.3). В производстве кирпича золу с удельной поверхностью 2000—3000 с.м2/г используют в качестве основного сырья и в качестве отощающей и выгорающей добавки. В связи с повышенной влажностью и наличием шлака золу отвала перед подачей в производство необходимо подсушивать в естественных усло­виях и измельчать шлаковые включения. Удельная теплота сгорания золы в зависи­мости от содержания несгоревших частиц топ­лива 4200—12500 кДж/кг (1000—3008 ккал/кг). 8 глиняную массу вводят 15.—45 % золы ТЭС. Предпочтение следует отдавать золам с низ­ким содержанием CaO+MgO и температурой размягчения до 1200 «С. Золы бурых углей вследствие низкого содержания несгоревших частиц, а также высококальциевые золы не оказывают положительного влияния на свой­ства керамической массы и готовых изделий.

Корректирующие добавки. В глинистое сырье вводят отощители, пластификаторы, флюсующие (плавни), топливосодержащие, регулирующие высолы на его поверхности. В большинстве случаев введение добавки оказывает комплексное влияние.

Кварцевый песок — распространенный отощитель. При обычных температурах обжига изделий он не взаимодействует с расплавом и тем самым способствует устойчивости из­делий при сушке и обжиге.

Древесные опилки армируют глиняную массу, улучшают формовочные свойства, по­вышают трещиностойкость при сушке, однако снижают прочность изделий и повышают их водопоглощение. Более эффективно применять 5—10 % опилок в сочетании с минеральными отощителями.

Отвальные и гранулированные шлаки чер­ной и цветной металлургии, топливные шлаки снижают чувствительность сырца к сушке, повышают трещиностойкость и улучшают про­цесс обжига.

Пластифицирующие добавки используют для придания малопластичному (тощему) гли­нистому сырью необходимой формуемости, улучшения сушильных свойств и получения прочных изделий. В качестве пластифицирующих и одновременно обогащающих добавок применяют высокопластичные, тонкодисперс­ные, огнеупорные или тугоплавкие глины, отходы добычи и обогащения углей, бентони­товые глины, а также органические и ПАВ, электролиты. СДБ, технический лигнин, триэта-исламин, введенные в количестве 0,1 — 1 % мас­сы сухой глины повышают пластичность сырья благодаря образованию на поверхности гли­нистых частиц адсорбционных пленок, играю­щих роль смазки. Наиболее эффективный спо­соб введения пластифицирующих добавок — в виде шликера или суспензии вместе с водой затворения.

Флюсующие добавки способствуют появле­нию жидкой фазы при обжиге изделий при более низких температурах в результате обра­зования с компонентами основного сырья низкотемпературных эвтектик. В качестве флю­сующих ­ добавок используют тонкомолотый бой стекла, шлаки, пиритные огарки и др.

К окрашивающим добавкам относят тонкомолотые светложгущиеся глины, марганце­вые, железные и фосфорные руды, карбонат­ные породы и др. Подготовка добавок сво­дится к измельчению или просеиванию их до заданного зернового состава.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector