Современные способы изготовления кирпича

Изготовление кирпича в домашних условиях.

Основным моментом в самостоятельном производстве кирпичей является добыча глины. При удачном стечении обстоятельств найти её можно в ближайшем карьере или даже на собственном участке. Прочность кирпичного изделия зависит прежде всего от состава глины и её чистоты.

● Для определения жирности глины существует несколько способов. В случае домашнего производства кирпичей подойдёт наиболее простой. Берётся примерно пол-литра глины, добавить в неё немного воды и тщательно размешать до тех пор, пока глина не будет прилипать к рукам. Изготовив крутое тесто, скатать из него шарик диаметром 40-50 мм и лепёшку диаметром 100 мм. После этого просушить в тени 2-3 дня. Если на шарике или лепёшке за это время появились трещины, значит глина слишком жирная и требует добавления песка. В случае, когда трещины отсутствуют и шарик, брошенный с высоты в один метр, не рассыпался — глина нормальной жирности. Тощие глины не подвержены образованию трещин, но имеется существенный недостаток — отсутствие необходимой прочности и поэтому требуют добавления более жирной глины. Глина или песок добавляется в несколько приёмов, каждый раз при этом проверяя качество получаемой массы. Когда оптимальный состав раствора будет найден, приготовленное глиняное тесто можно использовать не только для изготовления кирпичей, но и в качестве гидроизоляции для фундамента.

● В зависимости от способа приготовления керамический кирпич бывает обожжённый и необожжённый, т. е. кирпич-сырец, причём этот строительный материал при условии, что изготовлен из хорошей глины и правильно высушен, в некоторых случаях не уступает обожжённому кирпичу и его вполне можно использовать при возведении небольших сооружений, к примеру бани или сарая.

● Для изготовления кирпича своими руками прежде всего берётся простейшая форма. Материалом для неё отлично послужат доски толщиной 20-25 мм и пара листов фанеры. Стандартные габариты одинарного кирпича 250х120х65 мм. Нижняя и верхняя крышки имеют конические выступы, образующие в кирпиче пустоты. Эти пустоты улучшают контакт кирпича с раствором. Все детали формы соединяются гвоздями длиной 50-60 мм. Верхняя крышка делается съёмной. Для ускорения процесса таких форм делается несколько.

• Перед заполнением формы следует смочить её внутреннюю поверхность и присыпать цементом или мелкой пылью. Эти манипуляции позволят облегчить процесс выемки заготовок. Разложить глиняное тесто по формам и хорошо встряхнуть для того, чтобы оно заполнило все углы. Излишки теста снимаются строительной кельмой или металлической пластиной. Сверху на некоторое время накладывается верхняя крышка, после чего форма переворачивается и заготовка вынимается.

● Процесс сушки будущего кирпича является очень ответственным мероприятием. По мере испарения влаги частицы в заготовке сближаются силами поверхностного натяжения и объём кирпича уменьшается. Усадка имеет определённый предел — до 15%. Хотя процесс испарения воды может продолжаться ещё некоторое время, сам объём кирпичного изделия уже больше не меняется.

● Для сушки кирпичей хорошо подойдёт стеллаж с навесом. Во время процесса сушки кирпичи не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей и хорошо проветриваться. На продолжительность сушки влияют температура, влажность и подвижность наружного воздуха. Длительность сушки составляет от шести до пятнадцати суток.

● Кирпич-сырец имеет плохие показатели по влагостойкости. Стены, построенные с его применением, лучше защитить от негативного воздействия влаги. Длина свеса кровли должна быть не менее 600 мм, швы кладки перевязаны, а дверные и оконные проёмы расположены не ближе полутора метров от углов. Для балок перекрытий поверх стен следует сделать сплошную обвязку из досок или сплошных пластин, соединённых гвоздями. Примерно через год стены подвергаются обязательной штукатурке глиняным раствором с примесью соломы. Лучшим вариантом будет облицовка наружной стороны обожжённым кирпичом с применением перевязки через 5-6 рядов по высоте тычковыми рядами.

Гиперпрессование — Технология Производства и Состав Кирпича

Гиперпрессование, как технология производства кирпича на российском рынке появилась сравнительно недавно. Существующий способ изготовления традиционных стеновых материалов, получаемых методом полусухого формования с последующим обжигом, автоклавированием или пропариванием, связан с высоким расходом энергоносителей. При этой технологии используется давление прессования 10–30 МПа.

Одной из приоритетных проблем современного строительного материаловедения является ресурсо и энергосбережение при производстве строительных материалов. Перспективным направлением решения этой проблемы при производстве штучных стеновых материалов представляется разработка технологий с использованием высоких давлений прессования (гиперпрессование – усилие выше 40 МПа).

В лаборатории строительных материалов Восточно-Сибирского государственного технологического университета разработаны составы для получения стеновых материалов с использованием различных заполнителей и наполнителей из полусухих цементных смесей беря за основу технологию гиперпрессования.

Для получения стеновых материалов подбирались составы, удовлетворяющие требованиям ГОСТа для керамического кирпича, так как для безобжиговых стеновых материалов ГОСТ отсутствует.

Для получения кирпича на основе пористых природных и искусственных заполнителей использовали портландцемент марки 400, золы ТЭЦ, мартеновские, котельные и вулканические шлаки. Ниже приведены результаты проведенных исследований.

Состав для прессования кирпича — Цемент и зола:

• Усилие прессования — 40 МПа;
• Расход цемента — 185 кг/м3;
• Средняя плотность — 1300 кг/м3;
• Прочность при сжатии — 10 МПа;
• Морозостойкость — 25 циклов.

Состав для прессования кирпича — Цемент и мартеновский шлак:

• Усилие прессования — 40 МПа;
• Расход цемента — 180 кг/м3;
• Средняя плотность — 1800 кг/м3;
• Прочность при сжатии — 8,5 МПа;
• Морозостойкость — 25 циклов.

Состав для прессования кирпича — Цемент и вулканический шлак:

• Усилие прессования — 40 МПа;
• Расход цемента — 170 кг/м3;
• Средняя плотность — 1730 кг/м3;
• Прочность при сжатии — 13,2 МПа;
• Морозостойкость — 25 циклов.

Результаты исследований технологии гиперпрессования показывают, что существует принципиальная возможность получения безобжигового кирпича марок 75–125 методом гиперпрессования на основе пористых заполнителей.

Также исследовалась возможность получения кирпича на основе плотных заполнителей с различными наполнителями. В качестве наполнителей использовались гранитные и доломитовые отсевы фракции 0–10 мм дробильно сортировочной фабрики Тугнуйского разреза строительного управления, а в качестве наполнителей использовали тонко дисперсные материалы различной химической природы, такие как стекловидный перлит, глина, доломит, зола и кварцит с одинаковой удельной поверхностью 2000 см2/г, у которых предварительно проверялся поверхностный потенциал. При этом было установлено, что максимальный поверхностный потенциал имеет наполнитель доломит. Поэтому доломит и был выбран в качестве оптимального наполнителя.

Было подобрано несколько составов бетона. Исходя из предварительных исследований, для обеспечения наиболее плотной упаковки изделия тонкодисперсной фракции должно быть не менее 30 %. Составы смесей для прессования кирпича приведены ниже.

• Портландцемент М400 — 5-9%;
• Гранитные отсевы фракции 5-10 мм — 30-40%;
• Песок — 40-30%;
• Доломитовый наполнитель — 25-21%.

Как показали исследования, при технологии гиперпрессования доломитовый наполнитель выполняет роль не только уплотняющей добавки, но также и роль активного компонента, что позволяет ему участвовать в организации структуры вяжущего. Из приготовленных бетонных смесей на гидравлическом прессе при давлении 40–100 МПа прессовались изделия.

Отпрессованные изделия хранились в условиях, исключающих испарение влаги (под пленкой), в течение 3–7 сут. Процесс твердения при этом значительно ускоряется и уже в 7 суточном возрасте прочность при сжатии образцов составляла 92–97 % от марочной прочности. Полученные составы бетонов имели:

• прочность 7,5–30 МПа;
• плотность 2200–2300 кг/м3;
• морозостойкость 35–100 циклов;
• водостойкость 0,78–0,85;
• расход цемента составил 115–205 кг/м3.

Кроме рядового кирпича был получен лицевой кирпич марок 150 и 175 на портландцементе М400 с использованием доломитовой крошки и доломитового наполнителя. Экспериментально установлено, что чем выше расход наполнителя, тем выше марка кирпича, при этом повышается степень белизны. Результаты испытания приведены далее.

Специфика обжига и изготовления кирпича в древности

Обжигание кирпичей в дpeвнocти (пpoизвoдcтвo кирпичей в cтapину)

Базовым cтpоймaтеpиaлoм в сoвpемeннoй стpoй индyстрии cчитaeтся кирпич, тexнолoгия пpоизвoдcтва, кoтopoгo cовepшeнcтвoвaлacь многие века, а примeнeниe данного yнивepсальнoгo cтpойматepиaлa иcпoльзyют в различных oблaстяx жизнедеятельности людей.

Метод изгoтoвлeния 1-ыx кирпичей

Кирпич-cырeц был пpapодитeлeм cовpeмeнныx кирпичей. По свидетельствам apxeoлoгическиx paскoпoк можно cдeлaть пpeдпoложeние, что первый нeoбoжжённый «кaмeнь из глины»- вылeплeнныe pyкaми и высyшeнныe пол солнцем квaдpaтныe бpycки из peчногo ила и глины пpименяли нa Ближнем Вocтoкe около 10000 лет нaзaд. Тexнoлогия изготoвлeния пepвыx кирпичей была oчeнь пpоcтой: глину пepeмeшивaли c вoдoй, дoбaвляя для прочности oбыкнoвeннyю сoлoмy, а пocлe приготовления кирпичи пoд coлнeчными лyчaми выcыxaли и становились твердыми кaк кaмeнь.

В Вeтxoм завете есть вocпoминaниe о кирпиче, кaк о cтpoй мaтеpиалe во вpeмeна Вeликoго потопа: «Двинyвшиcь с вoстокa, они нашли в земле Сeнаap paвнинy и поселились там. И cкaзaли дpyг дрyгy: наделаем кирпичей и oбожжeм огнем. И cтaли у ниx кирпичи вместо камней, а зeмлянaя cмoлa вместо извeсти», (Вeтxий завет, Бытие, Гл. 11-3). Свeдeния o пеpвoм обожженном кирпиче дaтирyются пpиблизитeльнo 5000 г. до нашей эpы. Из oбoжжeнныx кирпичей на тepритopии Египта и Дpeвнегo Рима, в III-II тысячелетии до н.э., возводили зaщитныe стeны и cоopyжали хpaмы, кирпичами обкладывались пapадныe фaсaды здaний.

Бaзoвым компонентом для производства кирпича все также являлась http://www.cement-zavod.ru/ глина. Пpoйдя обжиг, кирпич oтличaлcя пpoчнocтью, имел yжe выcoкyю вoдocтoйкocть и был более долговечным. Пpoцecc пpoизвoдcтвa кирпича пoкaзывaют риcyнки coxpaнившиxcя co вpeмeн фapaoнов нa eгипeтcкиx фpeскаx. С помощью пepeнocныx пeчeй, кoтopыми pacпoлагaли pимcкиe легионы, было рaспpocтpанeнo кирпичное возведение и тexнoлoгии пpoизвoдствa кирпича пo всей тeppитopии, зaxвaчeннoй Римом. Штамп с мeткoй лeгиoна cтaвилcя нa вcex кирпичах.

В Византии и в Дpевней Гpeции oбoжжeнный кирпич, кoтopый являлся главным cтpoй мaтepиaлoм, нaзывaли «plinthos»- плинфа. Изготовление дaнныx кирпичей квaдpатнoй фoрмы небольшой шиpины, пpoиcxoдило в cпециaльныx фopмax из дepeвa: дo 2 нeдeль глинянyю смесь сначала пpосyшивaли, затем обжиг кирпичей прoизвoдилcя в пeчи. Для клaдки пpимeняли известковый pacтвоp, добавляя в pacтвop тoлчeнyю крoшкy кирпича. Кирпичные pяды могли чepедoватьcя c рядами нaтyрaльнoгo oбтeсaннoго камня.

Китaйcкaя стена, 210г. до н.э., cчитaeтcя oбpазцом наиболее pаннeгo вoзвeдeния нa Древнем Вoстoке- пpи вoзвeдeнии стены иcпoльзoвaлcя, как высyшeнный под coлнцeм, так и oбoжжённый кирпич. Китaйcкие кирпичные фopмы oтличалacь от eвpoпeйcкиx фopм, и были пoxoжи нa бaтoны xлeбa или глиняные бyтылки. Наиболее дpeвнeйшиe нaхoдки oбжигa глины в в центральной части Евpoпы отнocятcя к пepиoду пaлeoлита. Пpошeдшиe обжигание глиняные изделия, нaзывaвшиecя греч. cлoвoм «кepaмoc», т.e. глинa, закpeпили в вeкax обозначение «кepaмика» за любыми изделиями из oбoжжeннoй глины, бyдь то отдeлoчный или строительный кирпич, пocyдa или сaнитapнo-теxничecкиe изделия.

Фоpмиpовaниe кирпичного изготовления в России

Влияние на pазвитиe кирпичного ремесла в Рoccии окaзaли peфopмы Пeтpa Великого. В 1680 годy издался yкaз, кoтopый пpeдпиcывал воeвoдaм coopyжaть таможни, пpикaзныe избы, гостиные двоpы, цepкви, пopoховыe и хлeбныe aмбapы и прочие пocтpoйки из кирпичей, чтобы пpидать aдминиcтpативным зданиям «вид, кoтоpый более пoдxодит их положению». Мeтoдикa прoизвoдcтвa кирпича в Роccии до XIX вeкa, невзиpaя на попyляpнocть кирпича, ocтaвaлась тpyдоёмкoй и пpимитивной.

Кирпичи фоpмoвaли вpyчную, cyшили только в летнее вpeмя, обжигали в мaленькиx пepeнocныx печах или нaпoльныx печax-вpемянкax, кoтopыe выкладывaлись из пpоcyшeнногo кирпича-сырца. Настоящий пepeвopoт пpоизoшeл в сeрeдинe XIX вeкa в тexнoлoгичeскиx процессах изгoтoвлeния кирпича. В пepвый paз были coopужены лeнтoчный пpесc, обжиговая кольцевая печь, пoявилиcь пеpвыe cyшилки для кирпича. В то жe вpeмя появилиcь глиняные oбpабaтывaющие мaшины, глиномялки, вяльцы, что дaлo возможность вывести изготoвлeниe кирпича нa новый качественный ypoвень.

Зaтeм возник вопрос о кaчеcтвe изгoтaвливaeмoй продукции- кaждый зaвoд по пpoизвoдcтвy кирпича имел собственный фиpменный знак- клeймo, котopый наносилcя на кирпич. Пoявилocь первое тex. описание кирпичей в XIX в. с перечнем eгo пapaмeтpoв и cвoйcтв. Кaчеcтвo кирпичей при Пeтpe I oценивaлоcь очень стpoго: кирпичную партию, пpивeзeннyю нa cтpoйплoщaдкy, пpоcтo скидывали с тeлeги- вcя пapтия браковалась, eсли paзбивaлocь бoльшe тpex штук.

Кирпичи из отходов и пыли

С каждым годом численность населения Земли увеличивается, объемы потребления ресурсов растут – а это приводит к приросту значительными темпами производства. А там, где что-то производится, обязательно что-то идет в отходы – и колоссальные объемы промышленного мусора уже стали значительной проблемой современности.

И некоторые предприятия всерьез задумываются о том, как минимизировать объемы таких отходов. В частности, разрабатываются способы конвертировать отходы и прочий мусор, образуемые в процессе производственной деятельности, во что-то полезное – в частности, в стройматериалы. В результате удается получить производственную систему с замкнутым производственным циклом – а это дает возможность не только экономнее расходовать природные ресурсы, но и получать повышенный экономический эффект деятельности. Плюс опять же снижается отрицательное влияние на природную среду.

Индийская машиностроительная компания Rhino Machines начала производство строительных блоков Silica Plastic Blocks – это экологически безопасные кирпичи, для производства которых используются 80% литейной пыли и кварцевого песка, а также 20% пластикового вторсырья. Запуск производства силикатно-пластиковых блоков стал результатом сотрудничества Rhino Machines и R+D Labs, исследовательским департаментом известного архитектурного бюро R+D Studio.

Проект Silica Plastic Blocks призван помочь решить проблему с производственными отходами. Изначально он начался с поручения сократить объемы песчаных отходов литейных цехов индийской компании до нуля.

Сперва в экспериментах использовались разные соотношения отходов и создавались разные виды кирпичей. В частности, из литейной пыли индийские специалисты пробовали получить цементно-зольные блоки (не более 10% отходов), затем были попытки изготовить и более привычные глиняные кирпичи, которые состояли из отходов примерно на 15%. В ходе экспериментов стало понятно, что для большинства видов привычных материалов недостаточно использовать только производственные отходы – требуется также большое количество цемента, воды и прочих ресурсов. В результате затраты на них не окупались использованием небольшой доли литейных отходов.

В результате был инициирован еще целый ряд исследований, в которых приняла участие внутренняя команда разработчиков. И им удалось найти рациональный и надежный способ связать песок и литейную пыль с пластиком. Применение пластикового вторсырья в качестве связующего элемента позволяет при приготовлении раствора и его дальнейшем отвердении полностью обойтись без воды. Блоки, получаемые по такой рецептуре, можно использовать в работе сразу же после их формирования и остывания. Причем исследования показали, что получаемые силикатно-пластиковые блоки в 2,5 раза крепче традиционных глиняных кирпичей. Для их изготовления используется порядка 70-80% литейной пыли, а расход природных ресурсов сокращается на 80%.

В рамках дальнейших экспериментов и испытаний специалисты Rhino Machines разработали специальные формы, позволяющие изготавливать по новой технологии плитку для мощения дорог и тротуаров. В течение 4 месяцев организации из всевозможных отраслей, включая больницы и предприятия торговли, всевозможные общественные и муниципальные организации, а также простые граждане поставляли на переработку в строительные блоки пластиковые отходы. Всего же за это время удалось собрать порядка 6 тонн пластиковых отходов и 16 тонн отходов литейной промышленности, которые будут пущены на переработку с целью получения стройматериалов.

Причем, что немаловажно, стоимость силикатно-пластиковых блоков получается более чем конкурентоспособной – ведь для их производства используются промышленные отходы, не стоящие практически ничего. Поэтому, как заявляют авторы проекта, предложенный стройматериал вполне способен конкурировать с традиционным красным кирпичом и шлакоблоками.

Сейчас Rhino Machines находится на стадии выработки комплексного предложения для всей литейной отрасли Индии. В планах компании привлечь к производству дешевых, прочных и выгодных блоков как можно больше партнеров. Причем реализовывать готовую продукцию предлагается через различные каналы сбыта продукции, которыми пользуются разные промышленные компании. Другими словами, авторы этой разработки не стремятся делать ее своей интеллектуальной собственностью, а желают сделать ее максимально доступной.

Как отмечается в официальном пресс-релизе компании, использовать разработанные ей блоки можно для сооружения самых разных объектов. Это и помещения всевозможного назначения, и дорожное полотно, и отмостки различного типа.