See-irf.ru

Обзор строительной техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего состоит кирпич

Из чего делают кирпичи?

Кирпич – это искусственный камень, изготовленный разными способами из глины, песка, извести, цемента с добавлением различных пигментов. В зависимости от исходного материала, а также от технологии производства, различают несколько видов кирпича.

Самыми популярными являются клинкерный, декоративный, керамический, силикатный, огнеупорный, облицовочный кирпич.

Приготовление глины для изготовления кирпича производится в шесть этапов:

  1. Раскатка глины — нужна чистая глина для приготовления кирпича. Верхний слой почвы может содержать примеси, поэтому глина в верхнем слое почвы глубиной около 200 мм выбрасывается. Это называется раскручиванием. После снятия верхнего слоя глину выкапывают из земли и выкладывают на ровный грунт.
  2. Чистка. На этой стадии глина очищается от камней, растительных веществ и т. д. Если присутствует большое количество твердых частиц, то глину промывают и просеивают. Комки глины превращаются в порошок с помощью дробильных роликов для Земли.
  3. Выветривание — очищенная глина подвергается воздействию атмосферы для размягчения. Период выветривания может составлять от 3 до 4 недель или полный сезон дождей. Как правило, глина выкапывается непосредственно перед сезоном дождей для более крупных проектов.
  4. Смешивание. Если нужно добавить какой-либо ингредиент в глину, лучше это сделать на данной стадии, разрыхлив глину и распределив ингредиент по ней. Затем нужно взять в руки небольшую порцию глины и направить ее вверх-вниз в вертикальном направлении. Этот процесс называется смешиванием глины.
  5. Закалка. На этой стадии в глину добавляют воду и прессуют или перемешивают. Прессование будет производиться крупным рогатым скотом или ногами людей для мелкомасштабных проектов, мельница мопса используется в качестве шлифовальной машины для крупномасштабных проектов. Таким образом, глина приобретает пластическую природу и теперь пригодна для формования.

Производство керамического кирпича

Начальный этап изготовления кирпича — дробление и измельчение сырья в сепараторе и щековой дробилке. Затем смесь ингредиентов, желаемых для каждой конкретной партии, выбирают и фильтруют перед отправкой на один из трех процессов формования кирпичей — экструзию, формование или прессование, первая из которых наиболее адаптируемая и, следовательно, наиболее распространена. После формования кирпичей и любых последующих процедур их сушат для удаления избыточной влаги, которая в противном случае могла бы вызвать растрескивание во время последующего процесса обжига. Затем их обжигают в печах, после чего охлаждают. Наконец, их снимают — автоматически складывают, обматывают стальными лентами и дополняют пластиковыми угловыми защитными устройствами.

Подготовка сырья

Во-первых, каждый из ингредиентов транспортируется в сепаратор, который удаляет негабаритный материал. Щековая дробилка с горизонтальными стальными пластинами затем сжимает частицы, делая их еще меньше. После того как сырье для каждой партии кирпичей было выбрано, сканирующий экран часто используется для разделения различных размеров материала. Материал правильного размера отправляется на бункеры хранения, а сверхразмерный материал поступает на дробилку, которая измельчает его быстро перемещающимися стальными молотками.

Экструзия

Экструзия наиболее распространенный метод формования кирпича. Измельченный материал и вода подается на один конец мопса, который использует ножи на вращающемся валу для прорезания и складывания материала в мелкой камере. Затем смесь подается в экструдер в дальнем конце мельницы.

Экструдер обычно состоит из двух камер. Первая удаляет воздух из грунтовой глины с помощью вакуума, тем самым предотвращая растрескивание и другие дефекты. Вторая камера — это цилиндр высокого давления, который уплотняет материал, чтобы шнек мог выдавливать его через матрицу. После его сжатия пластмассовый материал выталкивается из камеры, несмотря на специальное отверстие для штамповки. Поперечное сечение экструдированной колонны, называемой «мопс», формируется в форме матрицы. Сечения желаемой длины разрезаются по размеру с помощью вращающихся ножей или жестких проволок.

При формовании мягкая, влажная глина обычно помещается в деревянную коробку. Внутренняя часть ящика часто покрыта песком, который обеспечивает желаемую текстуру и облегчает удаление формованного кирпича из формы. Вода также может использоваться для облегчения выпуска.

Прессование, третий тип формирования кирпича, требует материала с низким содержанием воды. Материал помещают в матрицу, а затем уплотняют стальным поршнем при нужном давлении.

Снятие фаски кирпича

Станки для снятия фаски были разработаны для производства борозды из кирпича для таких применений, как мощение. Эти машины используют ролики для отступов кирпича при его экструзии. Они иногда оснащены проволочными резаками для снятия фаски и резки за один шаг. Такие машины могут производить до 20 000 единиц в час.

Покрытие

Выбор песчаного покрытия, также применяемого в качестве кирпича, экструдируется, зависит от того, насколько мягким или жестким является экструдированный материал. Для покрытия мягкого материала используется непрерывный вибрационный питатель, тогда как для текстурированного материала покрытие, при необходимости, нужно намазать или намотать. Для более твердых материалов используется прижимной ролик или сжатый воздух, а для чрезвычайно твердых материалов требуется пескоструйная обработка.

Читать еще:  Белый кирпичный фон

Сушка

Перед обжигом кирпича его необходимо высушить, чтобы удалить лишнюю влагу. Если эта влажность не удаляется, вода будет гореть слишком быстро во время обжига, вызывая растрескивание. Используются два типа сушилок. Туннельные сушилки используют автомобили для перемещения кирпича через контролируемые влажностью зоны, которые предотвращают растрескивание. Они состоят из длинной камеры, через которую медленно сдвигается посуда. Внешние источники горячего воздуха с циркуляцией вентилятора подаются в сушилку для ускорения процесса.

Также используются автоматические камерные сушилки, особенно в Европе. Экструдированные кирпичи автоматически помещаются рядами по двум параллельным стержням. Затем кирпичи подаются на специальные стойки с пальцевидными устройствами, которые содержат несколько пар стержней в нескольких слоях. Затем эти стойки переносятся с помощью рельсовых транспортных средств или подъемников в сушильные машины.

Обжиг

После формования и нанесения покрытия кирпичи высушиваются с использованием туннельных сушилок или автоматических камерных сушилок. Затем кирпичи автоматически загружаются на автомобили и перемещаются в большие печи, называемые туннельными печами. При обжиге кирпич затвердевает и укрепляется. После охлаждения кирпичи устанавливают и упаковывают.

Установка и упаковка

После того, как кирпич был обжиг и охлажден, он выгружается из машины в печь через процесс дезактивации, который был автоматизирован до такой степени, что практически все ручные блокировки кирпича устраняются. Были разработаны автоматизированные машины для установки, которые могут устанавливать кирпич со скоростью более 18 000 в час и могут поворачивать кирпич на 180 градусов. Обычно устанавливают рядами одиннадцать кирпичей в ширину, стопку обматывают стальными лентами и снабжают пластиковыми полосками, которые служат в качестве защитных устройств для угла. Затем упакованный кирпич отправляется на место работы, где он обычно разгружается с помощью грузовых автомобилей.

Из чего сделан керамический кирпич

Основное вещество, входящее в состав керамического кирпича, — это обыкновенная глина — минеральная масса, приобретающая пластичность при добавлении воды, сохраняющая форму после высыхания и твердеющая до каменного состояния при обжиге. Глина распространена повсеместно, но даже в одном месторождении ее характеристики могут различаться в зависимости от глубины залегания пластов. Основу глиняного сырья, как правило, составляют 4 минерала: каолинит, иллит, монтмориллонит и кварц. Свойства глины, учитываемые при выработке кирпича:

  1. Пластичность — способность не разрушаясь изменять форму под действием силы и сохранять ее после прекращения действия. Выделяют высоко-, средне-, умеренно- и малопластичные, а также непластичные глины.
  2. Связующая способность — сохранение пластичности при добавлении непластичных включений. Измеряется способностью к связыванию выраженного в процентах (от 20 до 80) к собственной массе количества песка.
  3. Воздушная и огневая усадка — изменение размеров образцов соответственно при высыхании и обжиге.
  4. Спекаемость — свойство отвердевать до камнеподобного состояния при нагревании. Глины с температурой спекания до 1100°С считаются низкотемпературными, в пределах от 1100 до 1300°С — среднетемпературными; свыше 1300°С — высокотемпературными.

Регулирующие добавки

Для придания готовой продукции требуемых свойств в глину вводят добавки следующих типов:

  • отощающие — неорганические вещества, облегчающие формование массы и уменьшающие усадку: песок, зола, шлак;
  • выгорающие — органические включения, уменьшающие плотность и повышающие пористость: древесные опилки, измельченные в порошок уголь и торф;
  • специальные — регулирующие температуру обжига железосодержащие руды и песчаник, облегчающие формование ульфитно-спиртовую барду, окрашивающие готовый кирпич в нужный цвет металлические окислы.

Этапы обработки сырья

Перед тем как стать готовой продукцией, входящая в состав красного кирпича глина в обязательном порядке проходит следующие этапы:

  • добыча и подготовка;
  • формование и сушка;
  • обжиг.

Обычно добытую в карьере глину перевозят к месту обработки, где происходит первичное измельчение и грубая очистка от инородных включений. Затем производится высушивание, окончательное измельчение, просеивание и необходимое для последующего прессования увлажнение до 9-12%. Формовочный пресс придает порошку необходимую форму, после чего сырец подают в сушильную камеру, где за счет плавного роста температуры происходит равномерное, не нарушающее фактуры поверхности кирпича испарение воды.

Обжиг, состоящий из нагрева, собственно обжига и охлаждения, происходит в специальной печи, куда подготовленное сырье подается конвейером.

Таким образом глина превращается в обладающий необходимыми свойствами строительный материал — кирпичи.

Помимо глины, основным сырьем для изготовления керамического кирпича и стеновых блоков могут служить производственные отходы, образующиеся в процессе обогащения углей, а также при сжигании топлива ТЭС золы, состоящие в основном из алюмосиликатного стекла, глинистого вещества и кварца. Сложность использования такого сырья заключается в нестабильности его свойств.

Виды материала

Камень для строительства разделяют на группы с учетом состава и назначения. Главные разновидности кирпичей:

  • Керамический — красный кирпич, который делается из глиняной массы с минеральными примесями путем обжига при высокой температуре.
  • Силикатный — камень белого цвета. Сделан из смеси извести и песка. Получают в основном путем автоклавного синтеза. Отличается хорошей звукоизоляцией, но низкой устойчивостью к влаге.
  • Огнеупорный применяют для строительства каминов и дымоходов. В основе лежит огнеупорная глина — шамот.
  • Облицовочный пригоден для строительства заборов, фасадов и тротуаров. Особенность такого камня заключается в высокой устойчивости к атмосферным осадкам.

Строитель должен знать свойства материалов, с которыми работает. Это важно для возведения прочной постройки.

Основные компоненты из которых делают кирпич

В состав керамического кирпича входит глина. От ее качества зависят пластичность, прочность и огнеупорность изделия. Случается так, что в пределах одного карьера качество первоначального материала меняется, в зависимости от примесей, найденных в глине. Основа сырья состоит из минералов: коалинита, иллита, кварца и монтмориллонита. Пропорции содержания минералов строго контролируются. Изменение приводит к нарушениям свойств готового камня. Он может стать хрупким.

Делают силикатный кирпич из смеси песка с известью. Дом из такого камня можно строить в 3—5 этажей. Он не боится влаги, стойкий к морозам и жаре. Эти свойства кирпича зависят от качества песчаной заготовки. Горный угловатый песок, в отличие от гладкого речного, лучше сцепляется с известью, что делает готовый кирпич более прочным. Третьим компонентом является артезианская вода. Она нужна для активизации процесса гашения извести и смешивания компонентов.

Добавки и примеси

Для придания кирпичным изделиям дополнительных свойств добавляют различные примеси:

  • Зола и шлак уменьшают усадку и облегчают формование глиняной массы.
  • Древесные опилки, торф и уголь служат для усиления пористости и уменьшения плотности материала.
  • Песчаник и железосодержащие руды предназначаются для регулировки температуры обжига.
  • Окислы металлов обеспечивают кирпичу нужный цвет.

Вернуться к оглавлению

Исходные материалы и их характеристики

Прежде чем говорить о составе и технологии изготовления кирпича, надо оговориться: существует два основных вида этого строительного материала. Керамический, или красный кирпич, состоящий из глины, и силикатный или белый, состоящий из песка с известью. Начнем с наиболее распространенного красного кирпича.

Сырье для производства керамического кирпича

Производство красного керамического кирпича можно разделить на три основных этапа:

  1. Подбор и добыча глины, подготовка шихты;
  2. Процесс формовки и сушки кирпича;
  3. Окончательный обжиг изделия.

Мы будем говорить именно о первом пункте этого списка. Так как формирование качества окончательного изделия начинается в карьере.

Как известно, современные строительные блоки изготавливают на кирпичных заводах, а для таких крупных предприятий важными условиями являются:

  • стабильность показателей однородности химического состава глины;
  • достаточно большие объемы залежей сырья с одинаковыми свойствами;
  • чистота глины;
  • наличие инородных включений;
  • пластичность материала;
  • жирность;
  • наличие известняковых включений;
  • наличие растительных остатков.

Важно!
Однородный химический состав при значительных объемах залежей позволяет производить минимальное количество дорогих лабораторных исследований, направленных на определение оптимального состава глиняных смесей, используемых для производства изделий.
Кроме того, это позволяет устанавливать максимально продуктивные условия и режимы сушки и обжига, что в совокупности влияет на стабильность работы всего предприятия, а также на качество выпускаемой продукции.

Добываемая для производства керамического кирпича глина должна по возможности соответствовать таким требованиям:

  • иметь минимальное содержание крупных и средних каменистых включений;
  • содержать минимальное количество растительных остатков;
  • включать как можно меньше известняка, так как его наличие приводит к образованию оксида кальция при обжиге, который под действием атмосферной влаги проходит процесс гашения, увеличиваясь в объеме, и образует т.н. «дутики» в теле изделия, а большие объемы этого вещества и вовсе разрушают строительный кирпич;
  • желательно наличие толстых прослоек однородной глины;
  • глина должна иметь среднюю пластичность;
  • сырье должно иметь приемлемую для выбранного способа обжига спекаемость.

Процесс подачи глины для дальнейшей обработки.

Далее следует сказать о таком показателе качества сырья, а в нашем случае то, из чего делают красный кирпич — это глина, как пластичность. Если вводить определение этого термина, то можно сказать, что пластичность — это способность материала без разрыва принимать любую форму при механическом воздействии внешних сил, причем принятая форма должна сохраняться после окончания такого воздействия. Иногда пластичность называют жирностью.

Пластичность — важная характеристика глины.

По степени жирности глины делят на:

  • непластичные,
  • малопластичные,
  • умеренно-пластичные,
  • среднепластичные,
  • высокопластичные.

Это свойство зависит, в основном, от количества содержания оксида алюминия в глинообразующих минеральных составах: чем его больше, тем выше пластичность глины. Также с повышением оксида алюминия повышается огнеупорность и прочность сформированных и обожженных изделий.

Карьер по добыче глины для производства плитки и кирпича.

Также пластичность сырья влияет на процент ввода жидкости при получении формировочной массы. Малопластичные сорта глины требуют ввода 15 – 20% воды, тогда как высокопластичные могут принимать в свой состав до 30 – 40%, а такое количество жидкости может приводить к растрескиванию изделий, потере формы, а также значительно удлиняет процесс сушки.

Для уменьшения пластичности в жирные сорта обычно добавляют различные отощители, такие как песок, сланец, опилки или угольную воду.

Еще одним важным показателем качества является связующая способность глины. Это показатель, характеризующий возможность материала сохранять пластичность при добавлении вышеназванных отощителей. По количеству песка, которое могут связать глины, их делят на низкопластичные (менее 20%), пластичные (от 20 до 60%) и высокопластичные (от 60 до 80%).

Следующей и одной из самых важных характеристик является чувствительность используемой при производстве глины к сушке. Дело в том, что при обработке возникают воздушная и огневая усадка, которые проявляются в виде изменения линейных и объемных размеров кирпичей, сформированных из глинистого сырья при обжиге и сушке.

Измельчение глины на кирпичном заводе.

Для определения степени чувствительности материала к сушке на образец по диагонали наносят специальные метки, между которыми измеряют расстояние до и после процесса сушки/обжига. Образцы с высокой пластичностью дают усадку более 10%, а это отрицательно сказывается на стойкости к трещинам и удержании формы при обработке температурой.

Важно! То сырье, из чего делается кирпич керамического типа, в идеале должно быть средней степени пластичности и иметь показатели усушки в пределах 6 – 8%.

Наконец, немаловажным показателем качества глиняного материала является его спекаемость. Это свойство, посредством которого сырье при температурной обработке приобретает качества камнеподобного тела, т.е. уплотняется и упрочняется.

По этому свойству глины принято делить на такие категории:

  1. Низкотемпературные, спекаются при нагреве до 1100 °С;
  2. Среднетемпературные, спекаются при температурах от 1100 до 1300 °С;
  3. Высокотемпературные, спекаются при температурах, превышающих 1300 °С.

На фото пресс по формированию брикета.

Важно!
Интервал между началом деформации и спеканием составляет не более 100 °С, поэтому подбор приемлемого интервала спекания — важная процедура для технологии производства и обработки изделия.

Как видим, подбор сырья для производства керамического кирпича — сложная и многоуровневая задача, требующая целого ряда лабораторных исследований и опытов. Конечно, при изготовлении кирпича своими руками (ручная формовка), инструкция не настолько строго определена, но при современном производстве в условиях завода от этого зависит не только качество конечной продукции, но и стабильность работы предприятия.

Сырье для силикатного кирпича

Когда производят белый или силикатный кирпич, в том числе двойной силикатный кирпич М 150, используют песок и известь. Причем массовая доля песка составляет 85 – 90%. Поэтому качество конечного продукта, в основном, зависит от качества используемого песка.

Песок добывают в речных карьерах, из топливных шлаков, доменных и ватержакетных шлаков, из отходов при дроблении горных пород, т.е. как из природных, так и из искусственных источников.

Поступающий из забоя песок отсеивают от камней, веток, глины, металлических включений и других посторонних примесей с помощью барабанных грохотов.

На формируемость силикатной смеси влияет форма и характер зерен песка, также эти характеристики имеют не последнее значение для прочности сырца и скорости реакции с известью при автоклавной обработке.

Второй составляющей силикатной смеси является известь. К ней относятся карбонатные породы, содержание углекислого кальция в которых не менее 95%. Это могут быть мел, мрамор, известняковый туф, ракушечник и плотный известняк. На заводах-производителях силикатного кирпича используют только негашеную известь.

Известь — компонент силикатной смеси для производства белого кирпича.

Из песка и извести готовят силикатную массу (то, из чего изготавливают кирпичи) силосным либо барабанным способом, при этом предпочтительным с экономической точки зрения является именно силосный способ, так как при нем на гашение извести не расходуется водяной пар.

Автоклав для обработки сырца из прессованной силикатной смеси.

Силикатная масса далее прессуется в кирпич-сырец, который доставляется в автоклав для обработки насыщенным паром. При прохождении полного цикла такой обработки (от 10 до 13 часов) силикатный кирпич приобретает свои прочностные качества и может отгружаться потребителям.

Важно!
В целом процесс производства силикатного кирпича проще и менее придирчив к сырью, поэтому цена белого кирпича ниже, чем красного.
Однако и свойства этого строительного материала во многом уступают керамическим изделиям.

Выбор материала для строительства забора

Силикатные изделия обладают большим диапазоном цвета, размера и значительными показателями прочности. Основной минус — высокий процент водопоглощения. Идеальный вариант для строительства цельного забора: лицевые грани здесь расположены со всех сторон изделия, то есть забор будет хорошо смотреться и изнутри и снаружи. Еще одно преимущество — стоимость начинается от 8 рублей. Керамический кирпич имеет лицевую грань только с трех сторон, в остальном имеет те же достоинства. Важный показатель — более низкий процент водопоглощения, что влияет и на цену изделия. Таким образом, выбор зависит от конкретной ситуации.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector