Технология производства кирпича с момента появления до наших дней

Сегодня трудно сказать, когда человечество изобрело кирпич. Но то, что этому древнейшему строительному материалу уже несколько тысяч лет, доказывают и археологические находки, и упоминания о нем в Библии. Сырьем для него всегда служила глина, со временем менялась лишь технология – производство кирпича постоянно совершенствовалось.

Если вам интересно, как это происходило, и как производят этот популярнейший строительный материал в наши дни, предлагаем вам прочитать эту статью.

Тысячелетняя история

Как все начиналось

Если считать первым кирпичом бруски из высушенного глинистого ила, которые делали в Древнем Египте, то его возраст – более десяти тысяч лет. Египтяне утрамбовывали его в деревянные рамки и сушили, защитив от прямых солнечных лучей, под открытым небом.

Уже тогда самодельному строительному камню старались придать стандартную форму, облегчающую кладку, и прочность. Для этого в массу добавляли солому или гальку.

Примерно таким же способом сырцовый кирпич производился во многих других странах, мало того – производится и сейчас. Многие сельские жители знают, что такое саман, из которого раньше строили дома в деревнях.

Чуть позже сырцовый кирпич научились обжигать в сложенных из того же сырца печах. Материал отличался гораздо большей прочностью, устойчивостью к влаге и долговечностью, и его стали использовать для строительства дворцов, храмов, башен, крепостных стен.

Это интересно. С применением обожженного кирпича построены такие древние сооружения, как храм Минервы и Пантеон.

Производство кирпича в России

История развития технологии кирпича в нашей стране связана с крещением Руси и приходом в неё византийской культуры. Если до этого основным строительным материалом у наших предков было дерево, то в десятом веке стали появляться первые строения из кирпича, технологию изготовления которого они переняли у появившихся в государстве византийцев.

Новый материал быстро получил признание и стал совершенствоваться уже русскими мастерами. Из него при Иоанне III был построен Московский Кремль и несколько расположенных на его территории храмов. Однако за несколько веков в его производстве мало что изменилось: слепленный вручную кирпич сушили на воздухе, затем обжигали в выложенных из сырца печах-времянках. По понятным причинам заниматься этим делом можно было только летом.

И только в девятнадцатом веке, при Петре Первом, стал налаживаться массовый выпуск кирпича с применением механизации труда. К этому времени появились ленточный пресс и кольцевая обжиговая печь, глиномялки и другие глинообрабатывающие машины.

Для справки. Изготавливаемый в те времена кирпич имел размеры 267х134х67 мм (6х3х1,5 вершка) и весил около 4 кг.

Современное производство

Востребованность кирпича увеличивается с каждым годом, возрастают и требования к его качеству и ассортименту. Поэтому технологии его производства постоянно совершенствуются, а объем выпускаемой продукции растет.

Сегодня строительный кирпич делают не только из глины, люди научились использовать и другие природные материалы для изготовления прочного искусственного камня.

Керамический кирпич

Существует два основных вида глиняного кирпича: обожженный и необожженный. Для изготовления последнего не требуется сложного оборудования и специальных технических знаний, поэтому адоба, как называют кирпич-сырец, до сих пор используется в малоразвитых странах.

Обратите внимание. Такой кирпич можно сделать и своими руками для нужд личного хозяйства, но следует иметь в виду, что сырец отличается очень низкой влагостойкостью и боится дождей.

Технология производства керамического кирпича (как полнотелого, так и пустотелого) состоит из следующих этапов:

1. Добыча сырья;
2. Его подготовка, которая заключается в очистке от посторонних включений, измельчении, смешивании с необходимыми добавками;

3. Формирование кирпича;
4. Сушка;
5. Обжиг.

От применяемой схемы формирования искусственного камня зависит и весь остальной процесс.

Чаще всего применяют способ пластического прессования. При этом к измельченному сырью (глине) сначала примешивают различные добавки:

• Чтобы увеличить её пластичность, используют пластифицирующие добавки – поверхностно-активные вещества (ПАВ), бетониты, высокопластичную глину.
• Чтобы понизить излишнюю пластичность исходного сырья и снизить его огневую и воздушную усадку, применяют отощающие добавки – кварцевый песок, дегидратированную глину, шамот, пылевидный кварц, золы теплоэлектростанций.
• Для обеспечения пористости кирпича добавляют древесные опилки, измельченный бурый уголь, торф, отходы угольного производства. Такие добавки называют порообразующими или выгорающими, так как в процессе обжига они полностью сгорают.
• Чтобы снизить температуру спекания керамического черепка, используют флюсы и плавни – полевой шпат, тальк, мел, пегматит, доломит, железную руду.

Необходимость той или иной добавки и её количества определяется в лабораториях завода опытным путем.

Затем перемешанную до однородного состояния массу увлажняют до 18-23% и с помощью вакуумного или безвакуумного ленточного пресса формируют из неё кирпич-сырец.

Следующий этап – принудительная сушка в специальных сушильных туннелях. Инструкция требует, чтобы на выходе кирпич-сырец имел уровень остаточной влажности 6-8%.

Для справки. Сушка в естественных условиях занимает 2-3 недели, тогда как появление сушильных агрегатов позволило сократить его максимум до трех суток (16-36 часов).

Способ полусухого прессования используется реже, хотя он отличается более простой схемой. Его отличие от метода пластического прессования заключается в том, что глиняную массу перед формовкой увлажняют только до 8-12%, а затем с помощью специальных прессов двухстороннего прессования формируют из неё кирпич.

Это исключает из производственного процесса стадию сушки. Соответственно, сокращаются и время изготовления кирпича, и энергетические затраты на сушку.

В остальном процесс мало отличается от предыдущего: глиняную массу готовят также, а отформованные изделия обжигаются в печах.

Для справки. Ещё одно отличие заключается в том, что этот способ позволяет использовать в качестве сырья малопластичные глины.

Несмотря на то, что кирпич, изготовленный методом полусухого прессования, отличается недостаточной прочностью, морозоустойчивостью и повышенной водопроницаемостью, этот метод все же имеет и серьезные преимущества.

К ним относятся:

• Четкость граней и правильная форма готовых изделий;
• Более низкая цена готовой продукции, достигаемая за счет снижения затрат на сушку;
• Более полное использование сырьевой базы, возможность применения малопластичных глин, трудно поддающихся размоканию и смешиванию с добавками.

Заключительным этапом производства керамического кирпича является его обжиг, которых происходит в три этапа: сначала изделия прогреваются, затем непосредственно обжигаются при температуре около 1000 градусов, после чего постепенно охлаждаются. Резкая смена температур может привести к появлению трещин, поэтому её снижают постепенно, отбирая из камер горячий воздух и разбавляя его атмосферным.

Силикатный кирпич

Возраст этого кирпича гораздо более скромный, чем керамического, он составляет немногим более ста лет. Технология производства силикатного кирпича из кварцевого песка и воздушной извести была изобретена в конце девятнадцатого века немецким ученым Михаэлисом. Её основное отличие от производства кирпича керамического заключается в отсутствии процесса обжига. Вместо этого кирпич-сырец обрабатывается под высоким давлением горячим водяным паром в специальных автоклавных установках.

Производство начинается с обработки, дозировки и смешивания сырья.

• Используемый кварцевый песок очищают от примесей, содержание которых не должно превышать определенный предел.
• Количество извести, необходимое для процесса, определяется исходя из содержания в ней активной окиси кальция и наличия примесей.
• К воде, необходимой для запуска химического процесса между двумя этими составляющими, особых требований не предъявляется. Но её количество рассчитывается предельно точно, чтобы обеспечить полное гашение извести и требуемую пластичность силикатной массы, необходимую для нормального формирования кирпича.

В среднем берется 9 частей песка и 1 часть извести, а доля воды составляет около 7% от общего объема смеси.

По способу приготовления известково-песчаной смеси различают силосный и барабанный метод производства силикатного кирпича.

• Силосный метод менее затратный и экономически выгодный. Перемешанные и увлажненные компоненты помещаются в непрерывно вращающийся герметичный резервуар, который и называется силосом. В нем в течение 7-12 часов происходит тщательное перемешивание и гашение извести.
• Барабанный метод технологически более сложен, но позволяет значительно сократить временные затраты на производство. Песок и тонкомолотая негашеная известь из специальных бункеров подаются в герметично закрытые вращающиеся гасильные барабаны, где процесс перемешивания и гашения происходит под давлением и при подаче водяного пара. Занимает он всего 40 минут, что позволяет значительно увеличить количество выпускаемой продукции по сравнению с силосным методом.

Готовая силикатная смесь подвергается прессованию под большим давлением. Чем оно выше, тем более высокой будет плотность и прочность кирпича и, соответственно, его марка.

Произведенный любым из описанных способов сырец помещается в автоклав для тепло-влажностной обработки и окончательного твердения.

По сравнению с керамическим кирпичом силикатный выгодно отличается более коротким циклом производства, использованием менее сложного технологического оборудования, меньшими энергетическими затратами. Отсюда и более приемлемая стоимость белого силикатного кирпича.

Как сделать кирпич своими руками

Производство кирпича – технологически сложный и длительный процесс. Но если им занимались наши предки, имея для этого минимум знаний и приспособлений, то это вполне под силу сделать любому человеку.

Чтобы изготовить кирпич своими руками по славянской технологии, необходимо добыть глину и определить её пластичность. Глину можно найти в ближайшем карьере или даже на собственном участке – недостатка в этом сырье у нас нет. А о том, как определить её пригодность и приготовить глиняное тесто, вы можете узнать, познакомившись со статьей о сырье для кирпичного производства.

Дальнейшие действия таковы:

1. Изготовьте формы нужного размера из листов фанеры и досок толщиной 20-25 мм. Нижний лист фанеры соедините с досками гвоздями, а верхний должен быть съемным.
2. Заполните формы глиняной массой, предварительно смочив их стенки и припудрив их цементом.

Внимание. Следите за тем, чтобы глина заполнила все пустоты, для чего несколько раз встряхните формы, а излишки массы удалите шпателем.

3. Закройте формы крышкой и переверните.
4. Через некоторое время снимите форму, а кирпич-сырец оставьте сушиться под навесом, чтобы на него не попадали осадки и солнечные лучи. Процесс в зависимости от погоды и температуры воздуха может занять от одной до трех недель.

5. Обжиг кирпича можно производить в большой металлической бочке без дна, установленной на ножках над ямой, в которой горит костер. Кирпичи укладываются в неё друг на друга с зазором, бочка закрывается крышкой, после чего разжигается огонь и поддерживается в течение суток.
6. По истечении суток огонь постепенно уменьшается, а затем и тушится. Вынимать кирпич можно только после полного остывания бочки.

Заключение

Мы познакомили вас с общими сведениями о том, как происходит изготовление кирпича. Если вы хотите более подробно узнать обо всех технологических этапах его производства, в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.