Кто придумал кирпич. Когда были изобретены кирпичи? Обжиг кирпичей – сложный процесс производства

Вы находитесь на официальном сайте компании "Комплекс-С". Наша компания, основанная в 2001 г в Екатеринбурге, является поставщиком железобетонных изделий на рынке строительных и стеновых материалов.

На постоянной основе мы работаем более чем с 1000 заводов-производителей. Сеть филиалов позволяет нам осуществлять и кирпича в любую точку страны от Санкт-Петербурга до Находки. Таким образом, из наших строительных материалов возводятся объекты жилого, промышленного и дорожного назначения на всей территории страны.

История кирпича

Древнее кирпича только камень и дерево. Глина, представляющая собой основу классического красного кирпича, осваивается человеком не одно тысячелетие. Наши далекие предки времен палеолита уже умели делать обжигать глину и использовать полезные свойства полученных твердых изделий.

Люди древних цивилизаций во всю использовали изделия подобные кирпичу в строительстве. Они оценили, что, в отличие от не более прочного природного камня, кирпичу можно было придать любую желаемую форму. Кирпичики позволяли создавать даже сложные архитектурные элементы. Многие из них стали мировыми памятниками архитектуры и даже чудесами света. Вспомните, из чего были построены Великая китайская стена, Висячие сады Семирамиды, Тадж Махал в Индии и многие другие великолепные храмы, соборы и даже самая известная в мире лондонская канализация. Но из кирпича возводили не только памятники и септики — керамический кирпич дал дорогу строительству жилых домов в тех регионах, в которых раньше это было трудно представить. При этом, долгое время кирпич парадоксально был то материалом бедняков, то был роскошью для аристократических слоев.

Упоминания о кирпиче есть даже в Библии, по ее словам кирпичные дома люди строили сразу после Великого Потопа: «И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжём огнем. И стали у них кирпичи вместо камней» (Ветхий завет, Бытие, 11-3). Но, как известно, Бибилия писалась гораздо позже описываемых событий.

Неразрывно связан кирпич с развитием многих цивилизаций, он был известен ассирийцам, римлянам, египтянам, китайцам и коренным американским жителям — индейцам. Плоды этих цивилизаций, сохранившиеся до наших дней, свидетельствуют о высоком уровне развития строительных технологий, что давало широкие возможности для благоустройства городов и преимущества перед «дикими» народами. Фактурная поверхности кирпичной кладки приятна для глаз, а кирпичная поверхность стены ассоциировалась и у нас и у наших предков с чем-то стабильным, богатым, и незыблемым.

На Востоке многие тысячи лет назад имелись технологии, которые позволяли производить и обжигать кирпич для разных целей, так были аналоги рядового и лицевого кирпича. Уже тогда появился , которым активно пользовались вавилоняне, украшавшие свои знаменитые здания глазурованным кирпичом голубых оттенков. Однако, как и многие хорошие технологии, эта техника в последствии была утрачена и в более позднем античном мире разве что бедняки строили свои жилища из высушенного на солнце, а не обожженного кирпича.

Древние римляне тоже использовали необожженный кирпич, но примерно в 1 веке от Рождества Христова вновь овладели навыками обжига кирпича, тем самым существенно расширили свои возможности. Кирпичные строения Римской Империи вошли во многие пособия истории культуры как образцы высокого строительного искусства. Во 2 веке нашей эры производство кирпича стало очень привилегированным промыслом, так как это была одна из немногих прибыльных отраслей, куда вкладывала деньги аристократия. Об изготовлении кирпичей уже тогда писали труды, бережно сохраняя технологии производства. Самым известным автором, описавшим керамический кирпич и технологии его производства был Витрувий, чьи труды «Десять книг об архитектуре» сохранились до сих пор. Эти трактаты свидетельствуют о том, что первый обожженный римский кирпич имел плохое качество, так как сырье никак не подготавливалось. Римские кирпичи изготавливались из смеси глины с соломой, имели прямоугольную плоскую, но не единую форму. Самый маленький строительный кирпич имел название «бессалис» и имел длину около 20 см. Для сравнения современный рядовой имеет длину 25 см, простой же римский керамический кирпич имел длину 40 см. Кроме бессалиса существовало множество других видов и размеров кирпича, которые именовались в зависимости от своего размера.

Использовался кирпич и с целью утверждения превосходства цивилизации, для этого территории покоренных народов намеренно облагораживали и связывали с центром Империи мощеными кирпичом дорогами. Многие памятники древнеримской истории сохранились по сей день: крепостные стены, акведуки, арки и своды, купола и колонны — все это можно увидеть, гуляя по популярным туристическим маршрутам. Образцом искусства кирпичной кладки является собой Ангиа София в Византии, которая стала преемницей Рима империи и вобравшая в себя самое лучшее от своего предшественника. Величественное сооружение уже 1500 лет считается настоящим шедевром строительного мастерства, ведь купола, выполненные из обожженного кирпича имели огромный вес. Наверное, чудесной устойчивости это сооружение обязано тому, что на каждые 12 кирпичей закладывались реликвии и читались молитвы. В домостроительстве византийцы первыми стали делать массивные стены из кирпича (римляне применяли кирпич только для облицовки, предпочитая стены из бетона) при этом толщина растворных швов зачастую превосходила толщину самого кирпича. После падения Римской империи в европейской истории кирпича наступило затишье, за которым наступило великолепное возрождение.

Кирпич тех видов, которые использовались римскими строителями, больше не изготавливался, и искусство изготовления кирпичей практически исчезло. Сохранилось производство кирпича только на территории современной Италии, откуда, впоследствии в XI веке пришло во Францию. Через двести лет искусство изготовления керамического кирпича достигло Англии и остальных стран Западной Европы. А в тех регионах, где природный камень был редкостью, например, в Голландии и в Балтийском регионе, кирпич был очень важной частью средневекового строительства. Популярности своей кирпич тогда был обязан тем, что он было более доступен и прост в обращении, чем природный камень. Намного дешевле кирпичные здания также были потому, что к ним не прикладывала руку привилегированная гильдия каменщиков, поэтому кирпич был уделом простых ремесленников. После знаменитого большого пожара в Лондоне в 1666 году город был отстроен заново преимущественно кирпичными зданиями.

Но вернемся к кирпичу. Русь после принятия христианства получила возможность причаститься не только к вере, но и к целому ряду инноваций Византии. В первых памятниках архитектуры прослеживаются следы византийской кладки с широкими слоями раствора. Кирпич именовался плинфой, был тяжелым, большим и плоским, напоминающим красные плиточки.

Глиняный кирпич пришелся по вкусу строителям и зодчим древней Руси, он быстро завоевал здесь популярность и стал считаться элитным качественным материалом, которым является и сейчас. Форму бруска керамический кирпич обрел только к XV веку, таким он и был использован для строительства самого узнаваемых символов России — Кремля и собора Василия Блаженного. Стоит упомянуть,что производство кирпича в то время было делом сезонным, так как сушка была возможна только летом.

Еще одна существенная разница между кирпичом старого времени и современным — первый не был анонимным. Фамилии, инициалы, логотипы заводов и даже номера партий штамповались на каждом экземпляре.

Задолго до появления государственных стандартов и процедур приемки, качество партий проверялось так: прибывает воз — все кирпичи сбрасывают на землю. Во времена царствования Петра I считали, что если более трех ломалось, воз заворачивали назад.

В настоящее время выпускается так называемый исторический кирпич. Заводы специализирующиеся на кирпиче ручной формовки, которые невозможно с первого взгляда отличить от старинного. Такой кирпич имитирует традиционные изделия, которыми клали стены в разных губерниях нашей страны.

Традиционным европейским материалом, изобретенным в Голландии, стал . Его отличие от традиционного керамического кирпича в том, что его обжигают при температуре более 1100 С до полного спекания, которое дает потрясающий запас прочности. Клинкером стали мостить дороги и площади, из него возводят стены тяжелых зданий.

Во второй половине XIX в. необходимость перекрывать большие пролеты зданий новых типов ограничивала применение каменных конструкций. В крупных сооружениях конца XIX в. применялись более экономичные деревянные и железобетонные конструкции. Однако кирпич был основным материалом для возведения стен жилых, общественных и производственных зданий.

Массовое производство керамического кирпича началось тогда, когда из ремесла оно стало отраслью промышленности с техникой машинного изготовления. Активный прирост населения, урбанизация и многие другие факторы способствовали высокому спросу на кирпич. Железнодорожные туннели, канализационные каналы, фабрики, дома и офисные здания стали строится из кирпича, культурные здания и церкви украшаться новой строительной керамикой. Обожженный кирпич стал использоваться повсеместно и пережил новую эпоху своего расцвета. Прогресс в производстве строительной керамики, как например переход от ручного формирования к механизированному, несомненно, повысил скорость и количество произведенного красного кирпича. В середине XIX века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства кирпича

В начале XX века началось производство , который оказался более эффективным, легким. Пустотный кирпич позволил уменьшить толщину стен и лучше сохранить тепло, снижая нагрузки на фундамент. В дальнейшем начали подвергаться строгой оценке и регламентации технические свойства кирпича. Постепенно увеличивались прочность, морозостойкость и декоративные свойства кирпича. Кирпич разделился по своему назначению на множество видов, традиционный строительный (стеновой) кирпич и кирпич облицовочный (фасадный) дополнили фигурный кирпич, фасонный кирпич. Лицевой отделочный кирпич отличается высоким качеством поверхности. С усовершенствованием и развитием новых технологий фасадному кирпичу стали придавать различную фактуру, состаривать, имитировать им кладку разных эпох и стилей.

Альтернативу керамическому кирпичу составил , изготавливаемый из смеси извести и песка. Силикатный кирпич более прочен и прост в изготовлении, но имеет некоторые недостатки.

Специалисты промышленности строительных материалов пошли путем максимального уменьшения теплопроводности и плотности кирпича. Так был изобретен , который за счет добавления выгораемых материалов намного лучше сохраняет тепло и не пропускает звук. Но и эта технология сейчас активно развивается, появился суперпоризованный кирпич, пустоты которого стали еще больше при прежней прочности.

Отрасти промышленности тоже влияли на развитие кирпича — были придуманы и , которые используются во многих индустриальных объектах.

Варьировались не только виды, но и размеры кирпича — отход от стандартного размера в сторону экономичности дал утолщенный и крупноформатный кирпич. Он позволил ускорить процесс кладки стен и уменьшить количество раствора, сокращая расходы на строительство.

Расширялась цветовая гамма кирпича, использовался как традиционный (как мы помним использованный еще в Вавилоне) метод нанесения глазури, так и метод объемного окрашивания. Развитие химической промышленности давало все более качественные пигменты, которые не выгорали на солнце и хорошо переживали процедуру обжига. В связи в этим мы сегодня имеем сотни оттенков , который окрашен во все цвета радуги, от нежно-пастельных до насыщенных и глубоких.

Глазурованный кирпич тоже подвергся влиянию прогресса и теперь он может обладать разными типами поверхности — «аппетитной» глянцевой или строгой матовой.

История строительной керамики и кирпича еще не дописана. Качественный и экологичный материал пользуется огромным спросом по всему миру. Секрет кирпича в его красоте, которая гармонична как в своей лаконичной простоте, так и после кропотливой обработки. Со временем кирпич научился притворятся и природным камнем, и драгоценными материалами, он умеет скрывать свой юный возраст, маскируясь под старинную кладку. Все разнообразие современных образцов кирпича можно оценить . В нем собрались множество видов кирпича, керамического кирпича, который прошел длительную эволюцию, или молодых видов — песчано-цементного, силикатного и прочих, чья история, возможно, только начинается.

История кирпича началась очень давно, с того самого времени, когда люди стали обжигать посуду. Именно тогда было положено начало и современному керамическому производству.

Древнее Египетское кирпичное строение

Особенную гордость вызывает кирпичное строительство Древнего Египта и Месопотамии, которые создавали сложные элементы конструкций. Возьмем, например, Вавилонскую башню, являющуюся одной из семи чудес света. Ее остатки были обнаружены на стыке эпох (19-го и 20-го столетий). Это было кирпичное сооружение в семь ярусов, облицовка его стен была сделана голубым глазурованным кирпичом. Можно сделать предположение, что тысячи лет назад на Востоке уже существовали технологии, которые позволяли изготавливать и обжигать кирпичи разных видов, аналогичных современным рядовым и лицевым. Но в античности бедные люди строили свои жилища из кирпича, высушенного на солнце, а не из обожженного. Наверное, впоследствии технику эту как-то утратили.

Кирпичи встречались разные:

1. необожженные, то есть высушенные солнцем ;
2. обожженные в печи для обжига .

Первый вид кирпичей – это глиняные сырцы. Специальные знания для изготовления такого строительного материала не требовались. Он до сих пор применяется в некоторых странах мира.

Существуют разные версии его появления.

Глиняный сырец. Изготовление.

Недостаток такого кирпича-сырца – воздействие дождя на него. По предположениям ученых, такие кирпичики получались из глиняной массы, которая сбивалась в комки после того, как река затапливала берега. По мере высыхания воды глина, грязь и солома, сбившиеся в комки, оставались у кромки берега, а солнце их высушивало. Бывало, что в массу добавляли еще и смолу. В таких кирпичах могло быть от 20 процентов глины до семидесяти пяти.

Современные кирпичные заводы добывают глину из глубины, тщательно смешивая с песком. Но раньше люди отдавали предпочтение залежам на поверхности, в них уже находилась и глина, и песок в определенном соотношении. Изготовители кирпичей тогда проверяли глину, попробовав ее на вкус. От наличия кирпичной глины зависело решение о проведении строительства в конкретном районе.

При обнаружении подходящего сорта глины ее освобождали от камешков, чтобы они не затрудняли нарезку кирпичной продукции, а при обжиге не лопнули. Когда глина была готова, ее смешивали с водой и формовали.

Благодаря обжигу кирпичи становились прочными, приобретали качества камня. Но отличались тем, что им легче было придать нужную форму.

Обжиг кирпичей – сложный процесс производства

После обжига кирпичи приобретают водостойкость. Обжиг – не такой уж простой процесс. Поместив кирпич в огонь, прочным он не станет. До достижения конкретной степени спекания должна быть постоянная температура (900–1 150 градусов по Цельсию) в течение нескольких часов (8–15). Температура зависит от сорта глины, который используется. Чтобы не возникло трещин, после обжига требуется медленное охлаждение.

Обжиг кирпича

Если кирпичи обожжены мало, то они становятся мягкими и крошатся. Если чересчур сильно – теряют при обжиге свою форму и могут сплавиться в стеклообразное вещество. Для правильного обжига должна быть печь, в которой постоянно будет поддерживаться требуемая температура.

Самой распространенной кирпичной формой был квадрат, у которого стороны по 30 и 60 сантиметров, а толщина – от 3 до 9 сантиметров. Их называли плинфами (слово пришло из греческого). В Древней Греции и Византии они пользовались большим спросом. Плинфа была похожа на плоский брусок. В нашем восприятии больше напоминает плитку, чем кирпич.

Когда кирпич появился на Руси

Древняя Русь узнала о кирпиче благодаря византийской культуре. Строители из Византии привезли и раскрыли секрет производства кирпича. Приехали они вместе с другими мастерами, учеными и священниками в 988 году после крещения Руси. Первым кирпичным сооружением стала здесь десятинная церковь в Киеве. Первые кирпичные строения в Москве появились в 1450 году, и лишь через 25 лет возвели первый завод в России (1475 г.), производивший кирпич. До этого кирпичи делали преимущественно при монастырях. В 1485 началась перестройка Московского Кремля, где и применили кирпич. Строительством кремлевских стен и храмов руководили итальянские мастера. Следующим этапом стало возведение кирпичного Кремля в Нижнем Новгороде (1500 г.). Похожий был построен в Туле в 1520 году.

Петр I, Петербург и кирпичные заводы

В Петербурге в числе первых кирпичных домов оказались палаты адмиралтейского советника Кикина, построенные в 1707 году. Через три года на Троицкой площади – дом канцлера Г. П. Головина (1710). На следующий год соорудили дворец Натальи Алексеевны, царевны, сестры Петра I. Далее – строительство Зимнего и Летнего дворцов самого Петра I (1712). Достаточно долго, в течение семи лет производили строительство Дворца Меньшикова. Несколько раз он перестраивался. Но, несмотря ни на что, первоначальный облик его был сохранен. Нынче – это музей, филиал Государственного Эрмитажа.

Первые Росссийские кирпичи. Петр 1

Петр I своим указом разрешил строительство новых кирпичных заводов, в которых производители должны были ставить клейма на свои кирпичи для того, чтобы легче было найти бракоделов. Ведь прочность этого строительного материала определялась очень просто. Всю партию продукции сбрасывали с телеги. Если хотя бы три кирпича разбивались, то вся продукция считалась некачественной. Кирпичное производство развивалось, по всей России собирали мастеров. В то же время был запрет на постройку каменных зданий в иных городах. Нарушившим этот указ существовала угроза отправки в ссылку и конфискация имущества. Многие каменщики в поиске работы приходили в Петербург. Всяк входивший или въезжавший должен был оставить кирпич, так называемый пропуск в город. Именно на это и рассчитывал Петр I. Есть предположение, что Каменный переулок был построен из привезенных и принесенных кирпичей.

Как развивалась кирпичная промышленность

Технологическое производство кирпича продолжало оставаться примитивным и трудоемким до 19 века. Формованием кирпича занимались вручную, сушили его только в летнюю пору, обжиг производили в напольных печах-времянках, выложены которые были из высушенного кирпича-сырца.

Еще один клейменный кирпич

В середине 19 столетия активно начала развиваться кирпичная промышленность. Появляются современные заводы, которые производят кирпич нашего времени. Сегодня с уверенностью можно сказать, что выпуск кирпича широк и разнообразен: выпускаются свыше пятнадцати тысяч различных сочетаний, форм, размеров, фактур поверхности и цветов. А также кирпич может быть и пустотелым, керамическим, с теплозащитными свойствами, рядовым, фасонным, лицевым, каминным, одинарным, двойным, утолщенным и другими. И построить соответственно из него можно все, что угодно: от простого столба до высотного здания необычной формы… С ним удобно работать, он считается прочным материалом, долговечным, красивым и экологичным.

Стандартный обожжённый кирпич использовался на Руси с конца XV века . Ярким примером стало строительство стен и храмов Московского Кремля во времена Иоанна III , которым заведовали итальянские мастера. «… и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырем , в Калитникове , в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыками повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножём невозможно расколупить ».

Размеры

• 0,7 НФ («Евро») - 250х85х65 мм;
• 1,3 НФ (модульный одинарный) - 288х138х65 мм.

Неполномерный (часть):

• 3/4 - 180 мм;
• 1/2 - 120 мм;
• 1/4 - 60-65 мм.

Названия граней

Виды кирпича и их преимущества

На сегодняшний день в современном строительстве используются два основных вида кирпича: керамический и силикатный кирпич.

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич изготавливается из смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке - воздействию насыщенного водяного пара при температурах 170-200 °C и высоком давлении. В результате применения такой технологии образуется искусственный камень. :

Преимущества силикатного кирпича

• Экологичность Силикатный кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья - извести и песка, по технологии, знакомой человечеству несколько столетий.
• Звукоизоляция . Это играет немаловажную роль при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве.

По сравнению с керамическим, силикатный кирпич обладает большей плотностью.

• Высокая морозостойкость и прочность . Силикатный кирпич по прочности и морозостойкости значительно превосходит марки легких бетонов. На построенные из него фасады строители дают гарантию 50 лет.

• Экономичность . Стоимость силикатного кирпича ниже, чем у его керамических аналогов.

• Надежность и широкий ассортимент . Надежность и широкий ассортимент силикатного кирпича позволяет использовать его как в новом строительстве, так и при реконструкции. Фактурный, цветной силикатный кирпич украсит фасады как общественных, жилых зданий, так и загородных коттеджей, дач.

• Тип окраски . Цветной силикатный кирпич окрашивается в массе так же, как и керамический кирпич. Но, в отличие от керамического кирпича, окраска силикатного может производиться только с помощью специальных искусственных красителей, а керамический кирпич приобретает определенный цвет в результате смешения разных сортов глины или также с помощью добавки специальных красителей.

• Неприхотливость . Строения из силикатного кирпича неприхотливы и устойчивы ко внешним факторам. Капризы природы не оказывают существенного влияния на его внешний вид, Фасад сохраняет цвет и не требует дополнительного ухода, за исключением случаев использования в агрессивных средах или в условиях повышенной влажности.

Недостатки силикатного кирпича

• Серьёзным недостатком силикатного кирпича является пониженная водостойкость и жаростойкость, поэтому его нельзя использовать в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фундаменты, канализационные колодцы и др.) и высоких температур (печи, дымовые трубы).

Применение силикатного кирпича

Силикатный кирпич обычно применяется для возведения несущих и самонесущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, наружной части дымовых труб.

Керамический кирпич

Керамический кирпич обычно применяется для возведения несущих и самонесущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладки фундаментов, внутренней части дымовых труб, промышленных и бытовых печей.

Керамический кирпич подразделяется на рядовой (строительный) и лицевой . Последний применяется практически во всех областях строительства .

Преимущества керамического рядового кирпича

• Прочен и износостоек. Керамический кирпич обладает высокой морозостойкостью, что подтверждается многолетним опытом его применения в строительстве.
• Хорошая звукоизоляция - стены из керамического кирпича, как правило, соответствуют требованиям СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».
• Низкое влагопоглощение (менее 14 %, а для клинкерного кирпича этот показатель может достигать 3 %) - Более того, керамический кирпич быстро высыхает.
• Экологичность Керамический кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья - глины, по технологии, знакомой человечеству десятки веков. Во время эксплуатации построенных из него зданий, красный кирпич не выделяет вредных для человека веществ, таких как газ радон .
• Устойчивость почти ко всем климатическим условиям , что позволяет сохранять надёжность и внешний вид.
• Высокая прочность (15 МПа и выше).
• Высокая плотность (1950 кг/м³, до 2000 кг/м³ при ручной формовке).

Преимущества керамического облицовочного кирпича

• Морозостойкость. Облицовочный кирпич обладает высокой морозостойкостью, а для северного климата это особенно важно. Морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. Керамический облицовочный кирпич идеально подходит для нашего климата.
• Прочность и устойчивость . Благодаря высокой прочности и малому объёму пористости кладка, возводимая из облицовочных изделий, отличается высокой прочностью и поразительной устойчивостью к воздействию окружающей среды.
• Различная фактура и цветовая гамма. Диапазон различных форм и цветов облицовочного кирпича даёт Вам возможность создания имитации старинных построек при возведении современного дома, а также позволит возместить утраченные фрагменты фасадов старинных особняков.

Недостатки керамического кирпича

• Высокая цена . В связи с тем, что керамический кирпич требует несколько этапов обработки, его цена довольно высокая, по сравнению с ценой силикатного кирпича
• Возможность появления высолов . В отличие от силикатного кирпича, керамический кирпич "требует" качественный раствор, в противном случае могут появляться высолы.
• Необходимость приобретать весь требуемый облицовочный кирпич из одной партии . В случае, если облицовочный керамический кирпич приобретается из разных партий, могут возникнуть проблемы с тоном.

Технология производства

До XIX века техника производства кирпичей оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпичи вручную, сушили исключительно летом, а обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине XIX века была построена кольцевая обжиговая печь а также ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства. В конце XIX века стали строить сушилки. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки.

В наше время более 80 % всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн шт. в год.

Организация кирпичного производства

Керамический кирпич

Необходимо создание условий для обеспечения основных параметров производства:

• постоянного или среднего состава глины;
• равномерной работы производства.

В кирпичном производстве результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводиться при постоянных основных параметрах производства.

Глина

Хороший (лицевой) керамический кирпич производится из глины, добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. Месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины, пригодным для добычи одноковшовым экскаватором , очень редки и почти все разработаны.

Большинство месторождений содержит многослойную глину, поэтому лучшими механизмами, способными при добыче делать глину среднего состава, считаются многоковшовый и роторный экскаваторы. При работе они срезают глину по высоте забоя, измельчают её, и при смешивании получается средний состав. Другие типы экскаваторов не смешивают глину, а добывают её глыбами.

Постоянный или средний состав глины необходим для подбора постоянных режимов сушки и обжига. Для каждого состава нужен свой режим сушки и обжига. Один раз подобранные режимы позволяют получать высококачественный кирпич из сушилки и печи годами.

Качественный и количественный состав месторождения выясняется в результате разведки месторождения. Только разведка выясняет минеральный состав: какие суглинки пылеватые, глины легкоплавкие, глины тугоплавкие и т. д. содержатся в месторождении.

Лучшими глинами для производства кирпича считаются те глины, которые не требуют добавок. Для производства кирпича обычно используется глина, непригодная для других керамических изделий.

Сушилки камерные

Сушилки загружаются кирпичом полностью, и в них постепенно изменяется температура и влажность по всему объёму сушилки, в соответствии с заданной кривой сушки изделий.

Сушилки туннельные

Сушилки загружаются постепенно и равномерно. Вагонетки с кирпичом продвигаются через сушилку и проходят последовательно зоны с разной температурой и влажностью. Туннельные сушилки лучше всего применять для сушки кирпича из сырья среднего состава. Применяются при производстве однотипных изделий строительной керамики. Очень хорошо «держат» режим сушки при постоянной и равномерной загрузке кирпича-сырца.

Процесс сушки

Глина – это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2-0,5 мкм и крупнозернистым 0,5-2 мкм. В объёме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.

Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды, хорошего природного растворителя, между отдельными частицами минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.

Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношения «глинистых» и «песчаных» частиц. Чем больше в глине «глинистых» частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.

Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина. Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.

Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.

Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов. Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.

Процесс обжига

Глина представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.

В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всё более тугоплавкие минералы переходят в расплав, возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.

При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.

После обжига при температуре 950-1050 °C доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8-10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.

Силикатный кирпич

Песок

Основным компонентом силикатного кирпича (85–90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.

Песок – это рыхлое скопление зёрен различного минерального состава размером 0,1 – 5 мм. По происхождению пески разделяют на природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков).

Форма и характер поверхности зерен песка имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок.

При грубой шихтовке песков в карьере проверяют, в какой пропорции загружают вагонетки или автосамосвалы песками различной крупности в каждом забое. При наличии нескольких приемных бункеров для разных фракций песка необходимо проверять заданную пропорцию песков в шихте по количеству питателей одинаковой производительности, одновременно выгружающих пески различной крупности.

Песок, поступающий из забоя до его употребления в производство, должен быть отсеян от посторонних примесей – камней, комочков глины, веток, металлических предметов и т. п. Эти примеси в процессе производства вызывают брак кирпича и даже поломки машин, поэтому над песочными бункерами устанавливают барабанные грохоты.

Известь

Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича.

Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого кальция CaCO3. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф , известняк-ракушечник, мел , мрамор . Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.

Известняк состоит из известкового шпата – кальцита – и некоторого количества различных примесей: углекислого магния, солей железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и желтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами.

Мергель является известково-глинистой породой, которая содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие в нем углекислого кальция составляет всего 35 – 70%. Понятно, что мергели совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО3*МgСО3). Так как содержание в них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.

По размерам кусков известняки для обжига на известь делятся на крупные, средние и мелкие. Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая породу через грохоты.

Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с примесью некоторого количества окиси магния (МgО).

Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах силикатного кирпича применяется негашеная известь. При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2 или, по другому - гашение извести. Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Её так же называют воздушной известью. Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.

Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях, предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время хранить известь на воздухе, так как в нем всегда содержится небольшое количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом и тем самым частичному снижению ее активности.

Силикатная масса

Известково-песчаную смесь готовят двумя способами: барабанным и силосным.

Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа производства значительно проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются водой. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 часов, в течение которых известь гасится.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортёр. При этом происходит большоё выделение пыли.

Кирпич является одним из старейших строительных материалов и его применение восходит к глубокой древности. На это указывают постройки, относящиеся к III-II тысячелетию до н.э. Ученым на сегодняшний день не удалось точно найти место первой постройки из кирпича, однако удалось установить, что впервые такие строения стали возводится в Месопотамии, территории, находящейся в междуречье Тигра и Евфрата. И это отнюдь не случайно. Причина – обилие воды, глины и соломы в этом регионе. Именно благодаря этим компонентам местные жители могли быстро воздвигать свои жилища. Технология строительства была проста — строения возводили из соломы, которую затем обмазывали глиной. Под влиянием палящего солнца такие конструкции быстро высыхали, становились твердыми и не пропускали влагу. Эти отличительные свойства глиняных конструкций быстро заметили люди и со временем решили усовершенствовать технологию строительства, чтобы облегчить свой труд. Постройки стали возводится из штучного материала – отформованного бруска, изготовленного из клейкой глины и резаной соломы, которую добавляли для прочности и крепости. Изготовленные таким способом кирпичи под горячими солнечными лучами быстро высыхали и становились твердыми как камень. Постепенно искусственно-созданный глиняный кирпич стал вытеснять из применения натуральный каменный материал. Однако это была еще эра необожженного кирпича или кирпича-сырца.

Впервые техника обжига кирпича в печи была освоена в Древнем Египте. Об этом свидетельствуют изображения, сохранившиеся со времен фараонов, на которых запечатлены этапы строительства храмов и домов, в том числе и этап производства кирпича. К примеру, городские стены Иерихона выложены кирпичом, имеющим форму, схожую с современными батонами белого хлеба.

Из Древнего Египта и Междуречья, где обжиг кирпича применялся уже в III-II тысячелетии до нашей эры, технология производства керамического кирпича стала проникать и в другие уголки нашей планеты.

Наибольших успехов в развитии производства кирпича, а также возведения зданий и сооружений из него добились древние римляне и греки. Именно в Древней Греции началось производство плоских обожженных кирпичей, которые назывались плинфами (от греческого слова «plinthos» – «кирпич»). Плинфы – кирпичи с размерами 50х50х4,5 см в Древнем Риме и 30х35х2,5 см в Византии. Производство таких кирпичей велось в деревянных формах. После формовки плинфа сушилась на протяжении 10-14 дней, а затем подвергалась обжигу в печах.

Однако около I тысячелетия до нашей эры техника обжига кирпича была забыта из-за трудоемкости и дороговизны производства. Вплоть до IV века массовое строительство сооружений, предназначенных для бедных и средних слоев населения, осуществлялось с помощью кирпича, высушенного под солнечными лучами. Постройки богатых заказчиков возводились из мрамора. Новым толчком к возобновлению массового производства обожженного кирпича стала необходимость быстрого возведения крупных стратегически важных сооружений, например, таких как мосты и крепости, на вновь завоеванных территориях Римской империи.

С началом упадка Римской империи массовое изготовление кирпича на европейском континенте практически остановилось. Возрождение производства кирпича произошло лишь в XI-XII веках по причине стремительного роста и строительства городов (большей частью за счет строительства небольших, всего в 2-3 этажа, жилых домов с торговыми рядами и мастерскими внизу). В эту эпоху появилась фигурная кладка, началось использование кирпича с фигурной поверхностью, покрытого блестящей и прочной глазурью. В XII — XVI веках на территории современной Германии зародился новый стиль в архитектуре – готика. Сооружения готического стиля, как правило, возводились из обожженного керамического кирпича.

Кирпич в России

В IV-V столетии в Россию из Византии пришла методика производства глиняного кирпича. Произошло это вследствие крещения Руси в 988 году, так как вместе со священнослужителями из Византии прибыли и строители, привезшие технологию производства кирпичей. Плинфа в те времена являлась главным материалом для строительства храмов, крепостей, теремов и печей. Стоит отметить, что первые мастерские по производству кирпича возникали при монастырях. Однако продукция таких производств практически полностью уходила на нужды самого монастыря.

К XV веку плинфу постепенно начал вытеснять кирпич, близкий по форме и размерам современному – то есть в форме бруска. Как раз на этот период времени и приходится начало расцвета «кирпичного дела» в России. А конкретно все началось со строительства фабрики по производству обожженного кирпича в Москве. Фабрика имела обжиговую печь и по замыслу должна была удовлетворять потребность в кирпиче грандиозную стройку того времени – московский Кремль. В честь итальянского архитектора Аристотеля Фиораванти, запроектировавшего Кремль, такой кирпич прозвали «Аристотелев кирпич». Из такого «глиняного камня», имевшего похожие с современным кирпичом размеры (289х189х67 мм) также были построены стены Новгородского и Казанского кремля, собор Василия Блаженного.

До XIX века технология изготовления кирпича в России была примитивной и довольно трудоемкой. Формовка кирпича велась вручную, сушка производилась исключительно летом, обжиг осуществлялся в малопроизводительных печах. В середине XIX века в технологии производства кирпича произошла настоящая революция. Впервые были применены кольцевые обжиговые печи, а также ленточный пресс, стали использоваться сушилки для кирпича. В это же время в производстве появились глинообрабатывающие машины, такие как бегуны, вяльцы, глиномялки. В это же время для отделения бракоделов от доброкачественных изготовителей была введена система клеймения продукции. Каждый кирпичный завод обзавелся собственным фирменным знаком — клеймом, которое наносилось на кирпич. Все эти факторы позволили вывести выпуск кирпича на качественно новый уровень.

В 1847 году появился первый стандарт по выпуску кирпичной продукции - «Правила для единообразной прочной выделки кирпича, долженствующего употребляться как в Санкт-Петербурге, так и в других местах России, на казенных и частных заводах», в которых было подробно описано, как производить обжиг, сушку, сортировку, ставить клеймо. Этим стандартом фиксировался размер кирпича 6х3х1,5 вершка.

Современный кирпич обрел знакомые нам размеры — 250х120х65 мм — в 1927 году, его вес не более 4,3 кг.

Современные разработки позволили расширить ассортимент кирпича и довести этот строительный материал до совершенства по внешним и технико-технологическим параметрам. Используемый сегодня кирпич обладает всеми свойствами натурального камня, то есть, в первую очередь прочностью, водо- и морозостойкостью.

Более 5 тысяч лет кирпич остается самым популярным строительным материалом и свое первенство не собирается никому уступать.