Производство кирпича
Производство кирпича в нашей стране существует уже достаточно давно.
Сначала строительство кирпичных зданий на Руси производилось в основном из не обожжённого кирпича-сырца, в который для прочности в качестве армирующего материала добавлялась резанная солома. Затем появилась и стала использоваться в качестве строительного материала плинфа – тонкая глиняная пластина толщиной около 2,5 сантиметров, получаемая в процессе формования и последующего обжига в печах. И только в конце 15 века стали применять в строительстве стандартный обожженный красный керамический кирпич. Кирпич же привычного нам вида и размера стали изготавливать после введения в 1927 году единого стандарта, установившего размеры одинарного, полуторного и двойного кирпича, имеющего размеры 250*120*65 мм, 250*120*88 мм и 250*120*140 мм.
Наиболее известные виды кирпича, применяемого в строительстве это керамический кирпич, силикатный кирпич, гиперпрессованный кирпич и клинкерный кирпич.
В этой статье мы будем рассматривать производство только наиболее распространенного вида кирпича – керамического.
Керамический кирпич
Исходным материалом для изготовления керамического кирпича является глина. Хотя глина и широко распространенный минерал, найти месторождение глины для строительства достаточно крупного кирпичного завода нелегко. Дело в том, что для изготовления качественного лицевого (облицовочного) кирпича необходимо не просто месторождение с большими запасами глины, но и с глиной достаточно однородной по составу по всему массиву. Режимы подготовки, сушки и обжига кирпича для глины того или иного конкретного минералогического состава с тем или иным количеством примесей и включений подбираются опытным путем в течение длительного времени, и если меняется минералогический состав глины, то соответственно необходимо снова производить подбор соответствующих режимов, так как при этом повышается процент брака, увеличиваются непроизводительные затраты времени. Так же при изменении состава может меняться цвет кирпича, что для лицевого кирпича недопустимо, по крайней мере в пределах одной партии кирпича.
Для изготовления кирпича используется глина, имеющая усадку в процессе усушки 6 – 8%. Если процент усушки больше, то значит глина слишком жирная, в нее необходимо добавлять отощители. Для этого можно использовать кварцевый песок с размером зерен 0,5 – 2 мм, дробленный шлак с размером зерен не более 3 мм. Посторонние включения размером более 3 – 4 мм в глине нежелательны. Наличие включений определяется или путем просеивания подсушенной глины, или отмучиванием пробы глины в воде. Крайне недопустимы включения известняка в составе глины, так как в процессе обжига он превращается в известь, которая под воздействием влаги гаситься, увеличиваясь при этом в объеме и ломая кирпич. Проверяется наличие известняка слабым раствором соляной кислоты, под воздействием которого он вскипает. До решения вопроса об организации производства проводят испытания пробной партии кирпича, изготавливаемой из глины данного месторождения и обожженного на каком-либо действующем кирпичном заводе.
На месторождениях же с однородным составом глины изготовление кирпича может производиться годами без изменения первоначально установленных режимов.
При изготовлении кирпича методом пластического формования подготовка глины производится в так называемых творильных ямах. Стены таких ям делаются из железобетона. Глина после закладки в такие ямы, заливается водой и выдерживается в них в течение трех – четырех дней.
Теплый керамический кирпич
После этого из глины на заводе удаляются камни, производится разрушение природной ее структуры, делаются необходимые добавки для получения однородной по составу, влажности и структуре пластичной массы. Выделение камней производится при помощи камневыделительных вальцов. Затем в ящичном питателе глина разбивается на куски и переходит на бегуны, где размалывается. После перехода через гибкие вальцы подается в ленточный пресс, где формуется, затем режется струной резательного аппарата на отдельные кирпичи. Сушка кирпича производится в сушильных камерах при температуре 350 – 400°С во влажной атмосфере, способствующей равномерному высыханию. После сушки кирпич перемещается в кольцевую или туннельную печь на обжиг, который происходит при температурах около 900 – 1000°С до начала спекания. У качественного кирпича должна быть матовая поверхность. При ударе об него звук должен быть звонким.
Производство кирпича методом полусухого прессования (полусухой способ переработки) применяется, если глины чересчур плотные, плохо поддаются увлажнению, имеют карьерную влажность ниже 14-16%. При этом способе сырье после предварительного высушивания измельчается в порошок. Грубое дробление производится в щековых и конусных дробилках. Среднее и мелкое дробление делается бегунами, молотковыми дробилками, валковыми мельницами. Подают и дозируют сырье ящечные питатели.
Формование кирпича-сырца происходит в пресс-формах при давлениях значительно более высоких, чем на ленточных прессах, прессы для них должны быть гораздо более мощные. После прессования кирпич укладывают на печные вагонетки и направляют на сушку в туннельную сушилку, а в некоторых случаях и сразу на обжиг. Температура обжига при этом методе примерно на 50°С выше, чем при методе пластического формования.
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. Метод полусухого прессования позволяет быстрее получить конечную продукцию. Механизация производства более простая. Метод пластического формования занимает больше времени, в первую очередь за счет сушки, технологически сложнее, однако требует более простого оборудования, давление прессования в разы меньше, температура обжига кирпича при нем так же ниже, соответственно ниже энергозатраты.