Кирпич пластического формования что это
Технология изготовления кирпича методом пластического формования
Керамический кирпич сегодня один из самых распространенных строительных материалов. Изготавливают керамические кирпичи двумя способами – пластическим формованием и полусухим прессованием. Способы различают по количеству влаги, содержащейся в формовочной массе. Рассмотрим первый способ — пластическое формование.
Кирпичи, изготовленные методом пластического формования, могут быть полнотелыми и пустотелыми. Причем полнотелыми могут быть только одинарные кирпичи ( ограничение по весу по ГОСТ 530-95 не более 4.3 кг). Согласно новому ГОСТ 530-2007 вес изделия более не ограничен и он позволяет производить кирпич полнотелым следующих форматов :
Если объем пустот не превышает примерно 13% от объема кирпича, то такой кирпич считается полнотелым. В противном случае кирпич получится пустотелым. На практике пустоты в пустотелом кирпиче составляют 25-45% от общего объема. Пустоты могут принимать различные формы. При этом толщина внешних стенок кирпича с вертикальными пустотами не должна быть меньше 12 мм, а ширина щелевых пустот не больше 16 мм. Процесс изготовления для пустотелых и полнотелых кирпичей, почти аналогичен. Разница лишь в том, что для изготовления пустотелых кирпичей требуется более тщательная подготовка глины. Пустоты в кирпиче делаются с помощью кернов в выходной части пресса.
Первый этап при изготовлении керамических кирпичей — это подготовка сырья. Применение метода пластического формования предусматривает приготовление глиняной массы с содержанием влаги до 20 процентов. Сырьем для изготовления кирпичей служит, как правило, глины и суглинки, с содержанием карбидов кальция, магния и оксида алюминия. Также применяют различные добавки. Добавками могут быть отходы углеобогащения или любые местные отходы ( например, золошлак, отходы угледобычи). Количество добавок составляет примерно 30%.
Куски глины тщательно измельчаются до размеров 100-150 мм, а затем при помощи специальных конвейеров с набором вальцов происходит последовательное дальнейшее измельчение глиняной массы ( до размеров 1 мм) и удаление мелких каменных вкраплений. Затем в смесителе с фильтрующей решеткой глиняная масса увлажняется и тщательно перемешивается. Количество влаги доводится до 18-25%. В смесителе к глине примешиваются необходимые добавки. И в завершение первого этапа прессами формуется брус, заготовка будущих кирпичей.
На втором этапе отформованный брус разрезается на отдельные изделия, так называемый кирпич сырец. Обжигать сразу кирпич сырец нельзя, так как на данном этапе он имеет очень высокое содержание влаги и при обжиге просто потрескается. Поэтому кирпичи сначала сушат, процесс сушки является обязательным. В это время влага, содержащаяся в изделиях, перемещается из внутренних областей к поверхности, вступает в соприкосновение с теплым воздухом и испаряется. В результате испарения воды освобождается место между частицами глины. Происходит уменьшение объема изделий или усадка. Температура сушки и обжига, а также темп роста температуры, играют важную роль в процессе изготовления кирпичей. Влага начинает испаряться при нагреве изделия в диапазоне температур 0-150°C. Когда температура нагрева достигает 70°C, давление водяных паров может достичь критических значений, что в свою очередь приведет к возникновению трещин. Рекомендуемый темп роста температуры 50-80°C в час. При этом скорость испарения влаги с поверхности, не будет опережать скорость парообразования внутри изделия. После завершения сушки кирпичи отправляются на обжиг в специальные печи.
Завершающая стадия в процессе изготовления кирпичей методом пластического формования – обжиг. Кирпич сырец отправляется в печь, все еще имея небольшое количество влаги, примерно 8-12%. Поэтому в начале обжига происходит досушивание кирпичей. Затем при температурах 550-800°C начинается дегидратация глинистых минералов. Кристаллическая решетка минералов распадается, в результате теряется пластичность глины, происходит усадка изделия. В диапазоне температур 200-800°C выделяются летучие органические примеси глины и добавки. При этом темп роста температуры обжига достигает значений в 300-350°C в час. Далее некоторое время температуру выдерживают до полного выгорания углерода. Дальнейшее повышение температуры, более 800°C, приводит к структурному изменению изделия. На этом этапе темп увеличения температуры составляет 100-150°C в час — полнотелые кирпичи и 200-220°C в час — пустотелые. После того как достигнута максимальная температура обжига, происходит выдерживание температуры, для равномерного прогрева всего изделия. Затем начинают снижать температуру обжига на 100-150°C. При этом кирпичи еще более усаживаются и деформируются. По достижении температуры ниже 800°C темпы охлаждения достигают значений в 250-300°C в час. Время на обжиг партии изделий при таких условиях составляет примерно 6-8 часов. После обжига структура изделия полностью меняется. Теперь это камневидный предмет, водостойкий, прочный, устойчивый к перепадам температур, а также обладающий другими полезными свойствами.
Необходимо отметить, что наличие пустот в кирпиче приводит не только к улучшению качества изделия ( уменьшению массы, уменьшению теплопроводности), а также к улучшению процесса производства. Изделия быстрей проходят процесс сушки. Пустоты дают возможность ускорить прогрев всего изделия и тем самым снизить расход топлива, затрачиваемый на сушку и обжиг. Повышается равномерность нагрева всего изделия, что ведет к повышению качества получаемых кирпичей. Хотя с другой стороны для изготовления кирпичей с пустотами требуется более тщательная подготовка глиняной массы, что также ведет к усложнению процесса производства кирпича.
На завершающей стадии готовые кирпичи поступают на склад готовой продукции, где и ждут своего часа, чтобы послужить прекрасным строительным материалом при постройке нового жилого дома, детского сада, школы.
Кирпич ручной формовки: технология изготовления. Методы пластической, полусухой формовки
Прототипом современных кирпичей были, так называемые, сырцовые – сделанные вручную с помощью простой и примитивной формы. Затем их раскладывали для просушки на солнце. Сегодня подобный материал кардинально отличается от своих прародителей. Например, кирпич ручной формовки производства Бельгия пользуется даже за пределами Европы огромной популярностью.
Ручная формовка, хоть и дороже по себестоимости автоматической, имеет свои преимущества. Разнообразие форм и оригинальность, неповторимый дизайн подкупают, а эксклюзивный внешний вид готового строения превзойдет все ожидания.
Технология изготовления
Как видим, технология хоть и трудоемка, но достаточно проста. Однако конечный результат поражает. Этим способом делается не только строительный кирпич, но и облицовочная плитка. Отделав материалом дом, вы получите имидж старинного графского особняка или средневекового замка.
Преимущества материала
Способы формования
Промышленным способом выпускается материал при помощи двух основных методов.
Метод пластической формовки
При пластическом формовании готовое изделие необходимо просушить перед обжигом от трех дней до двух-трех недель. Если технология и инструкция не соблюдается, то кирпич непригоден к применению. Такой кирпич распадется или при обжиге в печи, или после него.
Поэтому, многие производители идут на хитрости, добавляя в смесь опилки, сланец, уголь, тем самым пытаясь ускорить сушку и предотвратить растрескивание. В результате, зачастую в готовом материале можно увидеть различные дефекты в виде темных пятен.
Как итог – некачественный материал, частый брак, сокращенный срок службы. Даже такая популярная марка, как двойной силикатный кирпич М 150, случается, огорчает покупателя, если попался недобросовестный изготовитель.
Для качественной обработки сырья также, требуются немалые усилия и вложения. И здесь производитель часто не выполняет условия ГОСТа, идет на любые хитрости, ради экономии средств.
Вагонетки, сушильные рамки, печи и прочее оборудование изнашивается быстрее, если его использовать так, как требуют стандарты. Поэтому, мы нередко жалуемся на множество недостатков и недобросовестные заводы по производству.
Обратите внимание!
Это случается не столь часто.
Однако, перед приобретением, внимательно осмотрите материал и ощупайте его своими руками.
Лишь убедившись в хорошем качестве, можете его со спокойным сердцем покупать.
Технология полусухой формовки
Полусухое формование стало использоваться гораздо позже. Глина при данной технике проходит частичную просушку в барабане, затем измельчается в порошок. Далее колено-рычажные прессы отформовывают кирпичное изделие.
Влажность порошка при этом составляет от 8% до 10%, поэтому, кирпич уже нет необходимости просушивать перед отправкой в печь. Естественно, это экономит и вложения, и время.
Обратите внимание!
Таким образом, изделия, произведенные полусухим методом можно считать более качественными, ведь производитель уже не стремится сэкономить на сложной технологии и дорогом оборудовании – они тут не нужны.
Ручное формование
Что касается ручного формования, тут дело обстоит несколько иначе.
Вывод
Если вы располагаете средствами, достаточными для покупки уникального материала, который сделает ваш кирпичный дом солидным и красивым, приобретите его. Это будет качество, достойное вас и ваших потомков.
Известно множество малых частных предприятий в Европе, которые столетиями дорожа своей репутацией, выпускают идеально качественную продукцию. Датский, немецкий и бельгийский кирпич ручной формовки давно завоевали рынок и доверие покупателей.
В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.
Что такое кирпич пластического формования
Технологии производства керамического кирпича разнообразны, но в любом случае основным сырьем является натуральная глина. Глина в разных месторождениях может иметь разный состав и разные свойства: это делает невозможным использование одного и того же оборудования на разных кирпичных заводах. Кроме того, качеств кирпича от разных производителей тоже будет закономерно разным просто в силу разного качества сырья. Именно поэтому такой интерес вызывают наши материалы о разных кирпичных заводах.
Главное требование, предъявляемое к глине – однородность. В этом смысле наибольшую опасность создает известняк. Количество известковых включений в керамическом кирпиче регламентируется ГОСТ 530-2007 и ГОСТ 530-95.
Пластическое формование керамического кирпича
Технология пластического формования — довольно простой и очень популярный способ. Для формования подходят глины с высоким (до 30%) содержанием песка. Песок необходим для того чтобы уменьшить усадку при обжиге.
Сухое прессование кирпича
Для производства используется малопластинчатая глина, имеющая влажность не более 8%. Этот способ позволяет получить изделия правильной формы, что важно, к примеру, для облицовочного керамического кирпича.
Полусухое прессование кирпича
Для полусухого прессования используют глину влажностью от 8 до 16%.
Керамический облицовочный кирпич Terca пластического формования
Производство кирпича пластического формования по этапам.
Концерн Wienerberger производит керамический кирпич Terca:
Производство кирпича ручной работы — это искусство, которое требует особого мастерства. В мире осталось не так много мест, где кирпич формуют вручную.
Кирпич пластического формования и кирпич ручной формовки — это результат производственных процессов, которые не имеют никакого отношения к ручному труду.
Результат обоих процессов визуально сильно отличается. Это связано с разницей в методах формования кирпича.
Ниже речь пойдет о кирпиче пластического формования Terca, который производится на заводах Эстонии.
1 этап
Производство керамического кирпича Terca начинается с подготовки глины
2 этап
После подготовки материала на прессе формуется брус – заготовка для будущих кирпичей
Форма мундштука пресса может быть разной. Это позволяет создавать кирпич различных форм, а с помощью специальной оснастки изменять типы поверхности и фактур.
Кирпич пластического формования может быть:
Пустотелым считается кирпич с 13 % пустот и выше, полнотелым – не более 13 %.
Процесс их изготовления различается в подготовке глины и на этапе выхода из пресса. Пустоты в кирпиче формируются при помощи кернов мундштука.
От размера выходной части мундштука зависят длина и ширина будущего кирпича, высота же – от дальнейшей нарезки бруса.
3 этап
Сушка
После нарезки заготовки отправляются на сушку, где влага из них испаряется при температуре приблизительно 90 °C
4 этап
Завершающий этап производства кирпича методом пластического формования – обжиг
Высушенный кирпич-сырец помещается на вагонетки и доставляется в печь. Там он обжигается при высокой температуре – до 1050 °C – в течение нескольких часов, причем весь цикл обжига длится несколько дней.
Теперь цвет и структура кирпича полностью меняются.
Из печи достают готовый кирпич, обладающий прочностью, водостойкостью и устойчивостью к перепадам температур.
По завершении всех работ кирпич транспортируют на склад готовой продукции.
История литья пластмасс
Литье пластмасс впервые начало использоваться в конце 1800-х годов для производства бильярдных шаров. До этого шары изготавливали из слоновой кости.
В 1868 году Джон Уэсли Хаятт изобрел способ изготовления бильярдных шаров путем впрыска целлулоида в инструмент характерной формы. Четыре года спустя Хаятт и его брат изобрели и запатентовали оборудование автоматизирующее процесс формовки. Это была первая в мире машина для литья пластика под воздействием высокого давления.
В 1946 году Джеймс Хендри изобрел винтовое оборудование для литья, которое заменило технику плунжерного впрыска. Это оборудование сегодня является самым применяемым.
Современное ротационное литье также имеет богатую историю, начиная с 1855 года, когда еще первые неусовершенствованные машины использовались для производства металлических артиллерийских снарядов в Великобритании.
Обработка пластика ротационным методом была введена в начале 1950-х, когда ее впервые использовали для изготовления головок для кукол. А затем, в 1960-х годах, был разработан современный процесс ротационного формования, который позволяет нам создавать большие контейнеры с полиэтиленом низкой плотности. В недавней истории усовершенствования процессов, улучшение качеств оборудования и разработка пластикового порошка ускорили создание готовых изделий, что привело к быстрому росту популярности ротационного формования.
Но строительный блок из глины имеет и недостатки:
● Хрупкость — прочность блока подтверждена только в кладке. При транспортировке и монтаже материала важно обращаться с ним аккуратно.
● Паропроницаемость — внутри стен впитывание влаги является преимуществом блока, но если не укрыть недостроенное здание и блоки от дождя и снега, то керамика впитает слишком много осадков и рассыпется.
● Необходимость специальных инструментов для монтажа — понадобится пила по керамике “Аллигатор” и резиновая мягкая киянка, которая не повредит блоки.
Блок Porotherm используют для создания наружных, несущих стен и перекладин. Для несущих стен подходят блоки шириной 51, 44 и 38 см. Наружные стены возводят из керамоблока шириной 25 см, а перегородки — 12 и 8 см.
Компания АПС ДСК проектирует и строит дома из керамоблоков Porotherm. Монтаж блоков имеет свои особенности для возведения стен. Наши сотрудники регулярно проходят обучающие курсы, поэтому строители АПС ДСК возводят крепкие и надежные дома.
О кирпиче
Разнообразие цветов и форм придает зданиям неповторимый облик. Кирпич удобен в работе, прочен и долговечен. В настоящее время в мире производится кирпич более 15 тысяч сочетаний, форм, размеров, цветов и фактур поверхности.
Керамические материалы для кладки каменных и армокаменных конструкций носят названия «кирпич» и «камни» (ГОСТ 530-2007). При этом камни отличаются от кирпича большими размерами.
В зависимости от способа формования различают кирпич пластического формования и полусухого прессования.
Методом пластического формования кирпич получают из массы с высоким (до 20%) содержанием влаги выдавливанием на ленточных прессах (экструдерах) в виде непрерывного бруса, нарезаемого на кирпичи. Разрезка идет по плоскости постели. Перед обжигом кирпич-сырец сушат; при этом размеры кирпича уменьшаются на 5-10% вследствие усадки, вызываемой испарением воды.
Полнотелый кирпич пластического формования применяют при устройстве конструкций, в которых возможно попадание воды, таких как фундаменты, цоколи и т. д.
Таким же способом получают и пустотелый кирпич. Пустоты в нем образуются с помощью кернов, расположенных в выходной части головки пресса.
Формование пустот в кирпиче и керамических камнях преследует несколько целей как в направлении повышения эксплуатационных свойств изделий (снижение массы кирпича, снижение теплопроводности, улучшение внешнего вида), так и в направлении повышения технологичности. Пустоты ускоряют сушку изделий и снижают напряжения от усадки во время сушки; они ускоряют прогрев изделий, снижают расход топлива и обеспечивают равномерность распределения температур по объему изделия, что в конечном счете обеспечивает большую точность геометрии кирпича, практически полное отсутствие трещин и высокое качество черепка. Однако формование кирпича-сырца с пустотами значительно трудней, чем полнотелого; в частности, требуется тщательная подготовка сырьевой массы, в особенности для получения изделий с большим количеством мелкоразмерных пустот.
При производстве кирпича методом полусухого прессования кирпичи поштучно прессуются из сыпучей глиняной массы (влажностью менее 10%). Для снижения массы кирпич полусухого прессования всегда делают с пустотами. Отличительной чертой кирпича полусухого прессования является коническая форма пустот, обычно несквозных.
За счет малой начальной влажности и поштучного формования кирпич полусухого прессования имеет более правильную форму и размеры, но строение его черепка таково, что морозостойкость у него ниже, чем у кирпича пластического формования.
Силикатный кирпич производится из смеси извести (10%) и кварцевого песка (90%) в автоклавах при температуре 170-180 оС и повышенном давлении. Прочностные показатели силикатного кирпича такие же, как у керамического, но он менее морозостоек, водостоек и более теплопроводен, а также абсолютно не жаростоек.
Силикатный кирпич не рекомендуется для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также печей и других агрегатов, работающих при высоких температурах. При обеспечении сухого режима эксплуатации силикатный кирпич не уступает по долговечности керамическому.
Остановимся на некоторых показателях кирпича. Для определения марки кирпича по прочности в соответствии с ГОСТом кирпич (5 штук от партии) испытывают на сжатие и изгиб (камни только на сжатие) и по полученным данным устанавливают марку кирпича. Стандартом предусмотрено 8 марок кирпича по прочности от М75 до М300 (кгс/см2). Следует отметить, что предел прочности при изгибе составляет не более 20% от предела прочности при сжатии.
Прочность кирпича на сжатие довольно высока. Однако в кладке кирпич работает не только на сжатие, но и на изгиб из-за наличия прослоек раствора и кладки кирпича с перевязкой. Поэтому несущая способность кладки принимается ниже прочности самого кирпича.
Под морозостойкостью в строительстве подразумевают способность материала противостоять периодически повторяющемуся замораживанию и оттаиванию в случае, когда в его порах находится вода.
ГОСТ 530-2007 устанавливает следующие марки кирпича: F15, F25, F35 и F50; у лицевого кирпича марки F15 нет. Цифра после буквы F обозначает максимальное число циклов замораживания/оттаивания, которое выдерживает кирпич данной марки без признаков разрушения. Эта цифра показывает потенциальную способность кирпича, оцениваемую в лаборатории в экстремальных условиях. В природе и перепады температур не такие резкие, и насыщение влагой кирпича далеко от предельного. Кроме того, правильные конструктивные решения, касающиеся в основном гидроизоляции, пароизоляции и водоотвода с крыши, могут обеспечить долговечность кирпича в конструкции.
И еще очень важное обстоятельство, касающееся морозостойкости.
Ни в коем случае нельзя использовать пустотелый кирпич для наружных конструкций, где в его пустоты может проникнуть вода (фундаменты, цоколь и т. п.). В этом случае разрушение кирпича может произойти очень быстро и полностью.
Кирпич пластического формования
Методы изготовления кирпича: пластическое формование («традиционный»)
Как ни крути, а все-таки именно кирпич — один из самых востребованных материалов для строительства – надежный, долговечный, практичный и проверенный временем. Из керамического кирпича можно возводить как совсем простые конструкции, так и самые сложные и необычные здания в различных стилях – архитектурные возможности практически безграничны.
Способов производства керамического кирпича существует несколько, но, при всем их многообразии сырьем для него, в любом случае, служит глина.
В основу любой технологии изготовления керамики заложена последовательность следующих процессов: добыча сырья, подготовка сырьевой массы, формование изделий, сушка и обжиг.
Мы хотим более подробно остановиться на изготовлении кирпича методом пластического формования – наиболее распространенного производственного процесса. Это тот самый метод, который чаще всего называют «классическим или традиционным». Данный метод состоит из нескольких этапов:
Подготовка сырья.
На этом этапе глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают (это заменяет процесс вылеживания) до получения пластичной, удобно формируемой массы без крупных каменистых включений.
При необходимости ее измельчают и затем доводят до нужной консистенции, смешивая с различными добавками. Точного рецепта не существует – все зависит от месторождения глины, ее состава и желаемых свойств и качеств готового изделия. Состав добавок различается и у каждого производителя он свой. Но, в любом случае, полученное сырье должно обладать такими качествами, соответствующими действующим нормативам, как пластичность (особую способность, позволяющую сохранять и изменять форму без разрушения), спекаемость (указывает на способность твердеть при нагревании до высокой температуры, высокотемпературные глины характеризуются спекаемостью при температуре, превышающей 1300 градусов), огнестойкость (в соответствии с ней, разделяют глины легкоплавкие, тугоплавкие и глины с высоким уровнем огнестойкости).
Формование кирпича-сырца.
Глиняная лента (брус) нарезается автоматическим устройством на кирпич-сырец. Форма мундштука пресса может быть разной. Это позволяет создавать кирпич различных форм, а с помощью специальной оснастки изменять типы поверхности и фактур.
Размер таких кирпичей (заготовок) несколько больше требуемого, так как в процессе последующей обработки глина дважды (при сушке и обжиге) претерпевает усадку, достигающую 10-15%. Кирпич пластического формования может быть с пустотами (пустотелым считается кирпич с 13 % пустот и выше) или полнотелым (соответственно, пустот не более 13 %). Процесс изготовления различается как в подготовке глины, так и на этапе выхода из пресса. Пустоты в кирпиче формируются при помощи кернов мундштука. От размера выходной части мундштука зависят длина и ширина будущего кирпича, высота же – от дальнейшей нарезки бруса.
После нарезки заготовки отправляются на сушку, где влага из них испаряется при температуре приблизительно 90 °C. Это важный и сложный этап производства кирпича.
Для того, чтобы предохранить кирпич от растекания – сушить его нужно медленно, следить, чтобы скорость испарения не превышала скорости миграции влаги из внутренних слоев. При остаточной влажности кирпича-сырца 6-8% его можно подавать на обжиг.
Обжиг.
Это завершающий этап производства кирпича методом пластического формования. Для обжига используют печи различной конструкции. Это и старые кольцевые печи, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, и современные туннельные, где кирпич обжигается в процессе продвижения его по печи.
Здесь все зависит от имеющегося у производителя оборудования. Температура же обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в пределах 950-1100°C. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать в течение нескольких часов, а весь цикл обжига длится несколько дней. Во время этого процесса цвет и структура кирпича полностью меняются и изделия обретают свой конечный вид. Из печи достают уже готовый кирпич, обладающий прочностью, водостойкостью и устойчивостью к перепадам температур.
По завершении всех работ кирпич транспортируют на склад готовой продукции –материал, полностью готовый к применению как в новом строительстве так и для реконструкции здания.
В заключение еще раз подчеркнем, что именно использование натуральный глины высокого качества позволяет производить экологически безопасные кирпичи различных цветов, поверхностей, фактур и форматов, полнотелые, или пустотелые и выдерживать уровень качества, доказанный многими годами применения.
Характеристики рядового кирпича
Пожалуй, именно керамический рядовой кирпич за прошедшие тысячелетия практически не претерпел изменений – это по-прежнему полнотелый брикет из обожженной глины. И хотя сейчас выпускают и пустотелую разновидность (до 45 % сквозных или односторонних пустот), классика жанра именно цельный брикет. Сырьем для материала служат легкоплавкие породы глины, либо смеси нескольких пород. Производится рядовая керамика двумя способами:
Первый метод более трудоемкий и затяжной, из-за чего повышается себестоимость кирпича, следовательно, и отпускная цена, но и характеристики у этого вида выше. Колеровать же рабочий кирпич бессмысленно, гамма зависит от сорта глины и степени обжига и варьируется от светлых, морковных оттенков, до насыщенных, красных.
По техническим характеристикам рядовой кирпич практически не уступает облицовочному, а некоторые марки и превосходят фасадку – прочность материала может варьироваться от М50 до М200, а водопоглощение составляет от 3 до 16 %. Что касается теплопроводности, то она выше, особенно, у полнотелого вида, но по современным нормативам теплосопротивления, и поризованную керамику нужно утеплять. Раньше ахиллесовой пятой забутовочного кирпича можно было считать морозостойкость – так как изначально материал не был предназначен для фасадов, этот показатель в среднем составлял 25 циклов (F25). Но теперь производители предлагают кирпич и F50-100, что сопоставимо с характеристиками лицевых коллекций.
Производственный процесс на керамических заводах
Важно! При выборе вида строительного кирпича – силикатного («белого») или керамического кирпича («красного») важно понять, какие их свойства для вас более предпочтительные. Например, если сравнить двойной силикатный кирпич М 150 и такого же типа размера, 250х120х138 (мм) и марки (М 150) керамическое изделие, то мы увидим – показатель влагопоглощения, морозостойкости, теплозащитные свойства лучше у последнего, а звукоизоляция у силикатного изделия. Цена более привлекательна у силикатного кирпича (как полнотелого, так и пустотелого), произведенного на основе сырья из песка и извести.
Для «красного» кирпича, производимого с соблюдением требуемой технологии, применяется более дорогие средства производства (оборудование), требуется больше временных, трудовых и электроэнергетических затрат. Отсюда и цена «керамики» выше, чем у «силиката» (разница в стоимости иногда достигает 50 – 55%).
Каким бы не было широким многообразие типов керамических изделий для кирпичного строительства, само производство всегда состоит из общих для всех предприятий технологических этапов.
Фото: Керамический строительный кирпич, многообразие его видов.
Основные операции, которые необходимо выполнять от добычи сырья и до выпуска готовой керамической номенклатуры производителя:
О геологоразведке сырья и разных способах его разработки, доставки мы упомянули в начале статьи.
Глиняное сырье для керамического кирпичного производства
Добытое глинистое сырье, в соответствии с ГОСТ 9169 – 75 классифицируют, по параметрам:
Подготовка, обработка глиняной массы и ее формование
Глиняное сырье, добытое в карьере, как правило, не подходит в своем первоначальном виде для получения качественных изделий. Сырьевую массу доводят до готовности к использованию в производственном процессе.
До готовности массу из глиняного сырья доводят рядом мероприятий по ее обработки. Обработку сырья можно разделить, на:
Вот именно сочетанием этих видов обработки, сырье и делают пригодным для производства.
Глинорыхлитель, бункер с билами на валу.
В механизации процесса массоподготовки применяется следующее оборудование и специальные машины:
Многофункциональная установка заменяет собой несколько машин – бегуны, струги, вальцы, растиратели и мешалки глиномассы.
Инструкция по работам, технологическим картам, способам и методам приготовления глинномассы, зависит от вида керамических изделий. По способу подготовки и обработки сырья называют и саму технологию производства.
Способы приготовления, формования сырья из глины:
Формование в пластическом производстве всегда проходит при пластическом способе всегда на машине одного принципа действия. Эта специализированный пресс (ленточно – шнековый). Прессы могут быть с подогревом и вакуумированием, что лучше подготавливает глиносырьевую массу к формованию, улучшает показатели прочности обожженного сырца.
Ленточный вакуумный пресс: 1 – шнековый вал; 2 – прессовая головка; 3 – мундштук; 4 – глиняный брус; 5 – крыльчатка; 6 – вакуум-камера; 7 – решетка; 8 – глиномялка.
При данном способе получение сырца с нужной прочностью, возможно без осуществления некоторых операций, которые обязательно применяются в пластическом производстве.
Обратите внимание! При пластическом и жестком методе формование заканчивается резкой ленты глиномассы на штучные изделия.
Сырьевая загрузка, с большим количеством различных добавок, в виде отходов производства(шлаки, золы) обрабатывается и формуется в прессах с давлением 15 – 40 МПа. В разы большая металлоемкость, чем у пластического, но, само время такого производственного цикла уменьшается.
Этап сушки изделий
Предпоследний этап всего производственного цикла изготовления керамической номенклатуры. Данная операция предназначена для понижения показателя содержания влаги в изделиях до 5 – 6 процентов. Такой показатель необходим, чтобы во время обжига «керамики» не произошло растрескивание, деформации готовой продукции.
Туннельная сушилка: 1 – камера туннеля; 2 – вагонетки; 3 – вентиляторы; 4 – калориферы.
Раньше, еще с тех времен, когда глиняные кирпичи делали своими руками, и позже на заводах, сушка проходила естественным путем, до 3 – 4 недель. В современном производстве, удаление лишней влаги из сырца происходит искусственно в туннельных или камерных сушилках (температура воздуха 120 – 150 градусов С). В зависимости от влажности формованного сырца время процесса обычно не занимает больше 3 дней.
Обратите внимание! При выборе типа сушилки, рекомендуется отдавать предпочтение конструкциям непрерывного действия.
Обжиг керамической продукции
Процесс обжига технологически завершает изготовление керамического кирпича. Он проходит в кольцевых, туннельных и других печах. Сам этап обжига, можно разбить на следующие операции:
В ходе прогрева сырца, при температуре 120 (градусов С), физически связанная влага испаряется, изделие утрачивает свою первоначальную пластичность. На этом этапе пластичность еще можно вернуть, увлажнив тело изделия.
При достижении 450 – 600 (градусов С), отделяется уже химически связанная влага, сама глина переходит в аморфное состояние, затем органические включения выгорают, и керамическое изделие окончательно теряет пластичность.
При температуре 800 (градусов С) начинаются необратимые реакции между поверхностями частиц, составляющие многокомпонентную структуру уже затвердевшего изделия. Это значительно повышает прочностные характеристики тела кирпича.
При достижении 1000 (градусов С) происходит, так называемая огневая усадка изделия. Оно спекается и уплотняется за счет легкоплавких компонентов. Они окутывают нерасплавленные составляющие, скрепляет их между собой. Усадка, от первоначального состояния, может быть в пределах 2 – 8 процентов.
В процессе охлаждения обожженного кирпича, остывающее изделие приобретает свое окончательное твердое состояние, водостойкие и прочностные свойства.
Контролируя, регулируя процесс обжига, и получают, керамические кирпичи с нужной структурой, пористостью, свойствами. Так при температурном режиме в интервалах 1100 – 1300 (градусов С) получают клинкерный кирпич, а при температурах от 1300 до 1800 (градусов С) – огнеупорный.
Туннельные секционные печи обжига
Совет! Тем, кто хочет открыть свое предприятие, выпускающий керамический кирпич, стоит обратить внимание на металлическую, секционную печь туннельного вида. Она быстрее монтируется, чем традиционные печи, да и цена намного ниже классических конструкций для обжига.
Керамический облицовочный кирпич Terca пластического формования
Концерн Wienerberger производит керамический кирпич Terca:
Производство кирпича ручной работы — это искусство, которое требует особого мастерства. В мире осталось не так много мест, где кирпич формуют вручную.
Кирпич пластического формования и кирпич ручной формовки — это результат производственных процессов, которые не имеют никакого отношения к ручному труду.
Результат обоих процессов визуально сильно отличается. Это связано с разницей в методах формования кирпича.
Ниже речь пойдет о кирпиче пластического формования Terca, который производится на заводах Эстонии.
1 этап
Производство керамического кирпича Terca начинается с подготовки глины
2 этап
После подготовки материала на прессе формуется брус – заготовка для будущих кирпичей
Форма мундштука пресса может быть разной. Это позволяет создавать кирпич различных форм, а с помощью специальной оснастки изменять типы поверхности и фактур.
Кирпич пластического формования может быть:
Пустотелым считается кирпич с 13 % пустот и выше, полнотелым – не более 13 %.
Процесс их изготовления различается в подготовке глины и на этапе выхода из пресса. Пустоты в кирпиче формируются при помощи кернов мундштука.
От размера выходной части мундштука зависят длина и ширина будущего кирпича, высота же – от дальнейшей нарезки бруса.
3 этап
Сушка
После нарезки заготовки отправляются на сушку, где влага из них испаряется при температуре приблизительно 90 °C
4 этап
Завершающий этап производства кирпича методом пластического формования – обжиг
Высушенный кирпич-сырец помещается на вагонетки и доставляется в печь. Там он обжигается при высокой температуре – до 1050 °C – в течение нескольких часов, причем весь цикл обжига длится несколько дней.
Теперь цвет и структура кирпича полностью меняются.
Из печи достают готовый кирпич, обладающий прочностью, водостойкостью и устойчивостью к перепадам температур.
По завершении всех работ кирпич транспортируют на склад готовой продукции.
Формование керамического кирпича
Производство керамического кирпича осуществляется способами пластического формования и полусухого прессования.
Пластический способ производства керамического кирпича осуществляется по следующей схеме (рис. 1). Поступившую на завод глину подвергают обработке до получения пластичной однородной массы. Для этого глиняное сырье сначала подвергают измельчению на вальцах: глиняная масса поступает на поверхность двух валков, которые вращаются навстречу друг другу, в результате чего глина втягивается в зазор между ними и измельчается.
Рисунок-1. Технологическая схема производства керамического кирпича по пластическому способу формования:
1 — ящичный подаватель; 2 — транспортер;3 — дробление глины и отделение камня на дезинтеграторных вальцах;4-—помол глины на бегунах; 5 — транспортер;6 — формование кирпича на ленточном прессе; 7 — резка кирпича-сырца на автомате.
Валки могут иметь разные диаметры и вращаться с неодинаковой частотой, в результате чего измельчение протекает интенсивнее. Для более эффективного измельчения к вальцам добавляют бегуны. Затем смесь поступает в глиносмеситель, где она увлажняется до 18…25% и перемешивается до получения однородной пластичной массы.
Тщательно приготовленная однородная масса поступает затем в ленточный пресс. Для получения кирпича более высокой плотности и улучшения формовочных свойств глин применяют вакуумные ленточные прессы (рис.2). Поступающую в ленточный пресс глиняную массу с помощью шнека уплотняют, после чего она подается к выходному отверстию — мундштуку. Из последнего выходит непрерывный глиняный брус, который попадает на автомат для резки и укладки кирпича-сырца на вагонетки камерных или туннельных сушил. Производительность ленточных прессов до 10 000 шт/ч. Срок сушки кирпича от 24 ч до 3 сут.
Рисунок-2. Ленточный вакуум-пресс:
1-шнековый вал пресса; прессующая головка; 3-мундштук; 4-глиняный брус; 5-нож; 6-вакуум-камера; 7-решетка; 8-глиномялка.
Процесс обжига условно можно разделить на три периода: прогрев, собственно обжиг и охлаждение. В период прогрева из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная влага, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса и разлагаются карбонаты. При обжиге происходит расплавление наиболее плавкой составной части глины, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, спекая массу. Период охлаждения сопровождается образованием камня.
Рисунок-3. Туннельная печь:
1-корпус печи; 2-вагонетка с кирпичом.
Обжиг кирпича производят в печах непрерывного действия — кольцевых и туннельных. Кольцевая печь представляет собой замкнутый обжигательный канал, условно разделенный на камеры. Эти печи отличаются высокой трудоемкостью и тяжелыми условиями труда, поэтому на новых заводах их не строят. Туннельная печь (рис. 3.) является наиболее совершенной. Она представляет собой канал сечением 3,5…5,5 м², длиной до 100 м. В канале уложены рельсы, по которым движутся вагонетки с кирпичом-сырцом.
Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения, — через которые последовательно в течение 18…36 ч проходят вагонетки скирпичом-сырцом. Туннельные печи наиболее экономичны из-за более механизированного производства, а также лучшего использования тепла. Брак кирпича в туннельных печах сравнительно небольшой.
〈 Производство кирпича полусухим способом
На искусственную сушку 1000 шт. сырца пластического формования с влажностью 18-22% расходуется 100 кг условного топлива.Однако качество кирпича, получаемого полусухим способом, в частности морозостойкость, ниже, чем кирпича, полученного пластическим прессованием.
Рисунок-4. Технологическая схема производства кирпича методом полусухого формования:
1 — ящичный подаватель; 2 — ленточный транспортер;3 — дезинтеграторные вальцы;4 — циклон; 5 — сушильный барабан;6 — бункер; 7 — тарельчатый питатель;8 — дезинтегратор;9 — элеваторы;10 — грохот; 11 — глиносмеситель с пароувлажнителем;12 — питатель;13 — пресс
При полусухом способе формования (рис.4)сырьевые материалы после предварительного измельчения на вальцах высушивают в сушильном барабане до влажности 6…8%, затем измельчают в дезинтеграторе, просеивают, увлажняют до 8…12% и тщательно перемешивают. Подготовленную массу формуют (прессуют) на гидравлических или механических прессах производительностью до 10 000 шт/ч. Отформованный кирпич направляют в печь на обжиг и далее на склад.
Полусухим способом можно прессовать не только полнотелый кирпич, но и пятистенный, дырчатый, а также различные керамические плитки.
Кирпич керамический обыкновенный применяют для наружных и внутренних стен, столбов, сводов и других несущих конструкций. Кирпич полусухого прессования использовать для фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя не допускается вследствие пониженной его морозостойкости.
Сушка керамического кирпича
〈Сушка сырца
Формовочная влажность стеновых керамических изделий, изготовляемых способом пластичного формования, обычно составляет 18 — 22%, хотя уже появились ленточные прессы для формования сырца из масс влажностью 14 — 16%. Сырец полусухого прессования имеет влажность 8 — 10%. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге.
Сушку сырца проводят в туннельных и камерных сушилках.
Туннельные сушилки на кирпичных заводах работают по принципу противотока (рис. 5).
Рисунок-5. Схема туннельной сушилки:
1 — камера туннель; 2 — узкоколейный путь; 3 — приточный канал; 4, 6 —заслонки; 5 — двери; — 7-вытяжной канал
Сырец на вагонетках движется по туннелю навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Длительность сушки кирпича-сырца в туннельных сушилках составляет 16 — 36 ч при начальной температуре теплоносителя 120 — 150°С.Камерные сушилки представляют собой систему камер, каждая камера обогревается горячим воздухом или горячими газами, отходящими из печей. В стены камер встроены лопастные реверсивные вентиляторы, создающие интенсивную циркуляцию теплоносителя внутри камеры. После сушки керамические изделия, имеющие влажность не более 5%, поступают в печь.
Обжиг керамического кирпича
〈 Обжиг в туннельных печах
Обжиг завершает изготовление керамических изделий. В процессе обжига формируется их структура, определяющая технические свойства изделия. По данным М. И. Рогового, суммарные затраты на обжиг достигают 35 — 40%, а потери от брака составляют около 10% себестоимости товарной продукции.
Обжиг керамических изделий осуществляют в туннельных печах с автоматическим управлением (хотя на действующих кирпичных заводах еще работает значительное количество кольцевых печей).
Туннельная печь представляет собой длинный канал, выложенный внутри огнеупорной футеровкой. Вагонетки с изделиями, составляющие сплошной поезд, перемещаются в печи и постоянно проходят зоны подогрева, обжига и охлаждения: при подаче новой вагонетки с сырцом в зону подогрева из зоны охлаждения выходит вагонетка с обожженными изделиями.
Следовательно, процесс обжига керамических изделий можно условно разделить на три последовательных этапа:
1) постепенное удаление влаги из сырца,
2) обжиг сырца,
3) постепенное охлаждение обожженных изделий.
Максимальная температура обжига кирпича и других стеновых керамических изделий (950 — 1000°С) необходима для спекания керамической массы. Спекание происходит вследствие цементирующего действия расплава эвтектик (жидкостное спекание), реакций в твердой фазе и кристаллизации новообразований.
При избыточном количестве расплава, что характерно для пережога, изделия теряют свою форму, оплавляются с поверхности. Недожог обусловлен незавершенностью процесса спекания. Он проявляется в характерных признаках: «алый» цвет кирпича, снижение прочности, сильное уменьшение водостойкости и морозостойкости и др.
В туннельных печах щелевого типа достигается равномерность обжига, а следовательно, высокое качество и однородность продукции.
***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
Керамический кирпич полусухого прессования
Кирпич, изготовленный из глины и обожжённый в печи. С виду этот кирпич имеет ровные стороны (как у силикатного кирпича), гладкие поверхности и несколько конусных углублений (от двух до двенадцати) на одной из сторон. Кирпич «глиняного» цвета и с виду обычный. Эти факты позволяют недобросовестным строителям и даже производителям утверждать о его пригодности для стен подвалов, цоколей и наружных элементов ограждающих стен. Это — откровенная лож! Откроем обязательный для исполнения документ (СП 15.13330.2012) и в пункте 4.3 читаем следующую норму: «Применение силикатных кирпича, камней и блоков; камней и блоков из ячеистых бетонов; пустотелых керамических кирпича и камней, бетонных блоков с пустотами; керамического кирпича полусухого прессования допускается для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение указанных материалов для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов, цоколей и фундаментов не допускается.» Ответ лежит на поверхности. Нельзя его применять и точка. Без всяких условий (последующая гидро и пароизоляция, другие «танцы с бубном»).
Кирпич ручной формовки
Имитация кирпича, которому сотни лет, возникает за счет особенной «пошарканной» поверхности.
Богатая цветовая гамма, позволяет подобрать вариант под конкретные цели. При этом, чем темней образец, тем выше его цена.
Состав смеси
Состав смеси прост. Необходима карьерная, сланцевая глина, которая обладает тугоплавкостью, и встречается различных оттенков: желтого, розового, красного и серого цвета.
Добытое сырье, после тщательной очистки от включений и примесей, размельчают и просеивают. Только после этого, замесив глину с водой, добиваются состояния однородной пластичной массы.
Ручная формовка кирпича
Секреты старых мастеров, придают процессу изготовления особую сакральность. До заполнения форм руками мастера, делается формовка.
Глиняное тесто выкладывают на рабочий стол и проволокой нарезают кусками, размер которых должен быть не меньше объема формы, для её полного заполнения.
Формы, чаще всего, делают из плотного дерева, с гладкими, внутренними поверхностями.
Для получения эффекта старения поверхности и для упрощения извлечения готового кирпича, используют мелкий песок, которым посыпают внутренние поверхности.
Подготовленные куски в форму вбрасывают резко с применением силы. Это обеспечивает полное заполнение формы и повышает качество изделия.
При этом, в случае, если массы не хватило для полного заполнения, дополнительно не добавляют, чтобы не снизить качество. После заполнения формы излишки срезают.
Сформованный, еще сырой кирпич, с аккуратностью вынимаются из формы и отправляют на стеллаж для просушки. Процесс сушки длится 1-3 недели, в зависимости от внешних условий, и должен обеспечить снижения уровня влаги в изделии до 10%.
Помещение, в котором осуществляют сушку, должно обеспечивать сохранение температуры и хорошее проветривание. Для ускорения процесса допускается обдувание стеллажей теплым воздухом.
Завершает технологический процесс – обжиг. В течение шести часов кирпичи проходят несколько стадий прокаливания. Начинается обжиг с удаления остатков влаги при 2000 градусов, после поднимают температуру на уровень 8000 градусов.
На этом этапе происходит спекание в целостный блок. Затем плавно снижают температуру. Знающие секреты мастера свежеиспеченный кирпич кидают с высоты 1 метра, для получения на поверхностях мелких трещин и бороздок, повышающих эффект «под старину».
Производство кирпича ручной формовки
При промышленном изготовлении используют два разных метода: пластический и полусухой.
Применяя первый, сырой блок до обжига сушат несколько недель. Недостаточно просушенный кирпич при обжиге раскрошится, но даже если этого не случится, качество будет значительно хуже.
Для ускорения просушки, в попытке исключить растрескивание, некоторые производители применяют примеси (угль, сланец, опилки).
Нарушение первоначальной технологии, приводит к появлению на поверхностях кирпича темных пятен, снижают его долговечность.
Второй метод, более позднее изобретение. Он позволяет повысить качество, а также экономить время и затраты.
Просушку глины делают в специальных барабанах. Из готового порошка колено-рычажным прессом делают формовку кирпича, и направляют на обжиг.
От стандартного кирпича кирпич ручной формовки отличается четырьмя рабочими поверхностями. Он полнотелый, что позволяет его распиливать и применять для декорирования, как помещения, так и фасада здания.
Обладает высокой прочностью, в течение десятилетий остается неизменным, его морозоустойчивость более 100 циклов, экологически безопасный, препятствует проникновению влаги.
Только высокие цены можно отнести к недостатку кирпича ручной формовки.
Кирпич ручного формования
Организация самостоятельного производства не потребует больших инвестиций.
Определяющим фактором станет наличие месторождения качественной, не жирной красной глины, не содержащей примесей. В течение нескольких суток глину замачивают или, как говорят специалисты «настаивают».
Формируют кирпич с применением самодельных рамок. Для их изготовления применяют фанеру или доски.
Сушка, обжиг
Сформированный брусок сушат в тени под навесом 10-20 дней. После просушки обжигают в специально изготовленной печи. Можно сделать обжиг в 200-литровых бочках, у которых удалено дно.
Просушенные блоки для равномерного прогрева, выкладывают, оставляя зазоры, немного сдвигая. Сверху бочку накрывают листом железа для исключения доступа во внутрь холода.
Обжиг длиться 20 часов, с поддерживанием постоянной высокой температуры, добавлением в огонь топлива.
По истечении времени костер оставляют догорать до полного остывания бочки.
Преждевременно потушенный огонь приведет к резкому перепаду температуры и соответственно растрескиванию кирпичей.
Проверка на качество
Обожженный кирпич можно проверить на качество. Разбить его кувалдой или сбросить с достаточной высоты. Если обжиг прошёл правильно, кирпич будет иметь равномерный цвет разлома, без каких-либо пятен и полутонов.
Затем обломки поместите в воду. Через несколько часов проверьте. Качественный кирпич сохранит свой цвет и структуру.
Технология ручного формирования при небольших партиях выполняется строже, кирпичи получаются более высокой прочности, долговечными.