Технологическая схема производства силикатного кирпича. Компоненты смеси. Технология изготовления силикатной массы. Прессование сырца. Автоклавирование

Строительный кирпич – это один из тех материалов, без которых не обходится возведение ни одного здания или сооружения. От качества кирпича во многом зависят эксплуатационные характеристики конструкции, а также ее долговечность. Именно поэтому, выбирая материал для стройки, нужно очень внимательно изучать приобретаемые блоки.

В нашей статье мы подробно опишем одну из разновидностей этого материала – силикатный кирпич, а также проанализируем наиболее важные моменты технологии его производства.

Общие сведения

Характеристики материала

Кирпич, используемый в строительстве, представляет собой камень правильной формы, изготовленный из специально обработанного сырья.

На сегодняшний день активно эксплуатируется две разновидности этого материала:

• Красный керамический кирпич (бывает как полнотелым, так и пустотелым) – производится из обожженной глины с различными стабилизирующими и упрочняющими компонентами.
• Белый (силикатный) – изготавливается из смеси кварцевого просеянного песка и воздушной извести.

Силикатная разновидность является достаточно новым изобретением, поскольку соединение кварцевого песка с известью в стабильную структуру стало возможным только после внедрения в промышленность так называемого автоклавного метода производства.

Обратите внимание! Кроме песка и извести в состав смеси могут входить пигменты, устойчивые к атмосферным воздействиям и щелочам, содержащимся в цементном растворе. Применение подобных пигментов позволяет изготовить цветные разновидности материала.

Полученные в результате высокотемпературной обработки блоки обладают хорошими эксплуатационными характеристиками, что является причиной их активного использования при возведении самых разных конструкций.

Достоинства материала

Силикатный кирпич сегодня является одним из наиболее распространенных стройматериалов. Причина этого – внушительный список его преимуществ:

• Во-первых, данный материал достаточно экологичен. В состав силикатной смеси не входят ни токсины, ни тяжелые металлы, что позволяет без ограничений использовать готовые блоки при постройке жилых домов.
• Во-вторых, кирпич обладает высокими шумоизоляционными характеристиками. Внутренняя структура камня обеспечивает максимально эффективное звукопоглощение, что способствует радикальному снижению уровня внешнего шума.
• Механическая прочность материала также заслуживает высокой оценки. В сочетании с устойчивостью к низким температурам (а в наших широтах это немаловажно) она обеспечивает долговечность зданий и их элементов, построенных из силикатного кирпича.
• Плюсом силикатных кирпичей (как полнотелых, так и пустотелых) является их широкий ассортиментный ряд. На сегодняшний день промышленность выпускает силикатные блоки различных форм и размеров. Кроме того, как мы отмечали выше, наряду с белым спросом пользуется и цветной материал – его используют в основном для наружной отделки.

Совет! Если вы планируете возводить кирпичную кладку своими руками – проконсультируйтесь со специалистами, которые подскажут вам наиболее подходящую разновидность, устраивающую вас и по форме, и по габаритам.

Неприхотливость в укладке, обслуживании и уходе, а также достаточно умеренная цена на большинство представленных на рынке марок также являются факторами, способствующими росту популярности.

Минусы, которые нужно учитывать

Наряду с достоинствами существует ряд недостатков, которые следует обязательно принимать во внимание при выборе материала для строительства.

К наиболее важным минусам силикатных блоков относятся:

• Значительная масса. Полнотелый кирпич весит достаточно много, что ограничивает его использование в высотном строительстве. Именно поэтому данная разновидность материала чаще всего применяется при возведении малоэтажных зданий (частных домов, коттеджей, хозяйственных построек и т.д.).

• Низкая термостойкость. Использовать блоки из силикатной смеси можно при температуре не выше 550⁰С, потому материал не подходит ни для кладки печных труб, ни для облицовки каминов и т.д.
• Восприимчивость к влаге и почвенным солям. Под воздействием грунтового раствора блоки могут терять прочность, потому не стоит применять их для возведения цоколей.

Что качается теплоизоляционных характеристик материала, то они являются достаточно спорными. Полнотелые разновидности обладают значительной теплопроводностью, а вот пустотелый кирпич обеспечивает вполне достойное теплосбережение, пусть и за счет незначительного снижения прочности.

Технология производства

Компоненты смеси

Как мы отмечали выше, технологическая схема производства керамического кирпича была известна достаточно давно. По большому счету, она не претерпела существенных изменений с момента изобретения, ведь сегодня, как и сотни лет назад, керамические блоки делают из обожженной глины.

А вот производство силикатного строительного материала – это достаточно новая технология. Несмотря на то, что песчано-известковые смеси начали использовать еще в древности, собственно кирпич (жесткие блоки фиксированной формы) стали производить только после 1880 года.

Именно тогда немецким инженером Михаэлисом была запатентована технология термопрессовки смеси из песка и извести:

• Около 90% от всей массы смеси, которая используется для производства, составляет песок. По этой причине большинство заводов по изготовлению строительного материала данного типа размещаются в непосредственной близости от песчаных карьеров.
• Песок, используемый в технологическом цикле, очищается от органических и минеральных примесей, а также тщательно просеивается. «В работу» идет зерно размером от 0,1 до 2,5 мм.
• Около 10% силикатной смеси приходится на долю извести. Как правило, в технологическом цикле применяется известь из горных пород, отличающихся высоким содержанием карбоната кальция – доломитов, кальцитов, мергелей и т.д.

Обратите внимание! Для изготовления силикатных блоков используется негашеная известь. Гашение осуществляется непосредственно в ходе приготовления силикатной смеси.

Технология изготовления силикатной массы

Сырьем для производства силикатных строительных блоков разного типа является так называемая силикатная масса. Наиболее распространенная инструкция по ее приготовлению предписывает смешивание 9 массовых долей просеянного песка с одной долей воздушной извести.

На сегодняшний день при промышленном производстве кирпичей применяется два метода получения подобной смеси – силосный и барабанный.

• Барабанный метод является несколько устаревшим и трудоемким, поскольку для его реализации необходимо значительное количество высокотемпературного водяного пара.
• При получении силикатной массы барабанным методом сухие компоненты засыпаются в корпус барабана и перемешиваются в течение нескольких минут.

• После достижения однородности смесь обрабатывается паром. При этом происходит увлажнение состава и гашение извести, что занимает около часа.
• Силосный метод считается более экономичным, так как в ходе силосования пар не требуется. Однако данная технология является более затратной по времени.
• При силосовании песок и известь поступают в мешалку, где увлажняются и разрыхляются до полной однородности. Затем смесь поступает в вертикальные колонны  – силосы.
• В силосах высотой до 10 м и диаметром 3-4 м смесь находится до 10 часов. В процессе этого времени происходит гашение извести.
• Как правило, силосы оборудуются несколькими соединенными между собой секциями, что обеспечивает непрерывность процесса подготовки силикатного сырья.
• После завершения процесса гашения силикатная смесь разгружается из нижней части силоса через специальный конусообразный питатель.

Вне зависимости от того, каким способом была получена силикатная масса, далее она попадает на этап прессовки.

Прессование сырца

Качество готовой продукции, а именно полнотелых и пустотелых силикатных блоков, во многом зависит от того, насколько точно будет соблюдена технология при прессовке кирпича-сырца:

• Прессовые формы наполняются силикатной массой, которая поступает либо непосредственно из питателя силоса, либо с транспортерной ленты.

• В ряде случаев перед подачей смесь засыпается в дополнительный бункер, где происходит ее повторное перемешивание и дополнительное увлажнение.
• Далее пресс-формы подаются на прессовальное оборудование, где происходит уплотнение массы. При уплотнении зерна песка сближаются друг с другом на минимальное расстояние, за счет чего из блока удаляется практически весь воздух и количество пустот сводится к минимуму.

Обратите внимание! Эффективность прессовки во многом зависит от влажности смеси. Каждое производство определяет этот параметр индивидуально, но в общем приемлемой величиной считают влажность около 6-7%.

• Давление при уплотнении также играет очень важную роль. Для получения максимально прочного изделия, и при этом минимизации риска разрушения оно должно составлять около 150200 кгс/см².
• Спрессованные заготовки кирпича выталкиваются из форм на специальный стол. На этом этапе очень важную роль играет влажность состава, так как недостаточно увлажненные спрессованные блоки могут разваливаться при выталкивании.

После выкладки на стол специальный автомат снимает заготовки и передает их на транспортерную ленту, с которой они, в свою очередь, поступают на запарочные вагонетки.

Автоклавирование

Заключительный этап процесса изготовления данного строительного материала – запаривание в специализированных автоклавах. Современная технология автоклавирования предполагает использование специализированных вагонеток, которые позволяют одновременно обрабатывать горячим паром большое количество заготовок.

Обратите внимание! Для минимизации теплопотерь и снижения расхода топлива современные автоклавы оборудуются теплоизоляционными кожухами.

• После поступления вагонеток в автоклав устройство закрывается и в него подается водяной пар. Оптимальная температура пара составляет около 200⁰С.
• Запаривание кирпича-сырца осуществляется под давлением около 16 бар. Это позволяет повысить эффективность обработки сырья паром и улучшить эксплуатационные характеристики готовой продукции. Как правило, работа автоклава контролируется автоматикой, благодаря чему достигается высокая точность поддержания температуры и давления.

Автоклавирование проходит в три этапа:

• Вначале к заготовкам подается высокотемпературный пар, который постепенно остывает, нагревая кирпич-сырец.
• После того как температуры пара и заготовок уравниваются, автоматика обеспечивает поддержание постоянного уровня нагрева автоклава в течение нескольких часов. Именно в этом временном отрезке и происходит силикатная реакция.
• Заключительный этап  – остывание заготовок. Температура пара в автоклаве постепенно снижается, чтобы минимизировать вероятность термического шока и растрескивания готовых изделий.
• Цикл работы автоклава по запариванию одной партии кирпича составляет от 10 до 14 часов. В ряде ситуаций это время может быть увеличено до 20 часов.
• В ходе автоклавирования происходит окончательно отвердевание силикатной смеси, после чего устройство открывается, и вагонетки извлекаются из запарочной камеры.
• На заключительном этапе осуществляется разгрузка кирпича и складирование его на поддоны.

Вывод

Описанная в статье технологическая схема производства кирпича обеспечивает максимальное повышение его эксплуатационных характеристик. Строгое соблюдение пропорций смеси, выполнение рекомендаций по прессованию, а также  контроль температуры в автоклаве при запаривании являются обязательными условиями изготовления качественного продукта.

Именно такой силикатный кирпич может использоваться при возведении самых разных конструкций. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.