Добавки в сырьевую массу для изготовления кирпича

Обновлено: 27.04.2024

Для улучшения природных свойств глиняного сырья — уменьшения общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств, широко применяют добавки.
Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:

Файлы: 1 файл

Добавки в глину для кирпича.doc

Добавки в глину для кирпича

Для улучшения природных свойств глиняного сырья — уменьшения общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств, широко применяют добавки.

Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:

отощающие—песок, шамот, дегидратированная глина, уносы керамзитового производства и другие минеральные невы-горающие добавки;

отощающие и выгорающие полностью или частично — опилки, торф, лигнин, лузга, многозольные угли, шлаки, золы ТЭЦ, углесодержащие отходы обогатительных фабрик и др.;

выгорающие добавки в виде высококалорийного топлива — антрацит, кокс и другие, вводимые в шихту для улучшения обжига изделий;

обогащающие и пластифицирующие добавки — высокопластичные жирные глины, бентонит, сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и др.

Песок. В качестве отощителя следует применять кварцевый песок. Пески карбонатных пород или засоренные карбонатом не допускаются.

Необходимо использовать крупнозернистые пески. Мелкозернистые почти не уменьшают усадку и чувствительность изделия в сушке и в то же время снижают прочность изделия.

Наиболее подходящий для отощения зерновой состав песка — от 1,5 до 0,15 мм.

Шамот. Шамот получают из обожженных отходов керамических изделий. Он является более эффективным отощителем, чем кварцевый песок. Шамот сильнее снижает усадку глины, чем многие другие отощители, менее других снижает прочность кирпича. Поэтому, когда необходимо обеспечить достаточную прочность кирпича, применяют шамот.

В шихту вводят обычно 10—15% шамота. Если это количество увеличивают, то уменьшается формуемость глин, обладающих недостаточной пластичностью. Однако при вакуумироваиии глиняной массы и формовании кирпича на вакуумных прессах количество шамота в шихте может быть увеличено до 25% и более.

Шамот легко поддается измельчению до требуемого зернового состава, который должен быть в интервале 1,5–0,15 мм. Если шамота, получаемого из отходов, недостаточно для требуемого отощения глины, то его вводят в сочетании с другими видами отощающих и выгорающих добавок (шлаков, опилок).

Дегидратированная глина. Эта глина представляет собой обожженную до 500—600° глину, из которой удалена значительная часть химически связанной воды. Благодаря этому дегидратированная глина резко снижает усадку кирпича, пластичность и чувствительность к сушке. Процесс сушки кирпича, сформованного с добавкой значительного количества дегидратированной глины, можно вести более форсированно, не опасаясь образования усадочных трещин. Дегидратированную глину можно вводить в пределах 30—50% от общего объема шихты. При таком количестве резко уменьшается количество трещин в керамическом кирпиче или же они полностью ликвидируются.

При добавке дегидратированной глины следует также в состав шихты вводить уголь, а изделия обжигать при несколько более высокой температуре (на 40—50°), чем обычно.

Оптимальное количество дегидратированной глины в шихте зависит от свойств исходного сырья, степени дегидратации глины, от условий формования изделий и вида их и устанавливается обычно при испытаниях сырья в заводских условиях.

Степень измельчения дегидратированной глины существенно влияет на сушильные свойства и прочность сухих и обожженных изделий. Рекомендуемый зерновой состав измельченной дегидратированной глины в мм: 2-1 —20-30%; 1-0,63— 15-60%; 0,63-0,31 — 15-20%; 0,31-0,15 — 25% и менее 0,15-20 — 30%.

Добавки отощающие и выгорающие полностью или частично

Древесные опилки. Применяют древесные опилки продольной и поперечной резки. Однако предпочтение следует отдавать опилкам продольной резки. Перед употреблением в дело опилки обязательно просеивают через грохот с сеткой ячеек не крупнее 8X8 мм. Так как опилки длинноволокнистые, то они армируют глиняную массу и повышают ее сопротивление разрыву, а вместе с тем и трещиностойкость в сушке. Опилки улучшают формовочные свойства глиняной массы, но снижают прочность полуторного кирпича, повышают водопоглощение.

Применение опилок при производстве полнотелого и пустотелого кирпича снижает объемный вес кирпича и соответственно улучшает его теплозащитные свойства.

В ряде случаев добавка 5—10% опилок повышает морозостойкость кирпича и камней. При значительном количестве опилок в составе шихты ухудшается внешний вид изделий.

Наибольший эффект от применения опилок в качестве добавки получают, когда вводят их в сочетании с минеральными отощителями, например с шамотом, а также с углем.

Лигнин. Лигнин является отходом производства древесного спирта и представляет собой не только отощающую и выгорающую добавку, но и выполняет роль пластификатора.

Использование лигнина в качестве добавки к пылеватым суглинкам, чувствительным к сушке, улучшает их формовочные свойства и уменьшает трещиноватость изделий при сушке; как выгорающая добавка лигнин улучшает качество обжига.

Лигнин добавляют от б до 20% от объема керамической массы. Для получения пористого кирпича количество его может доходить до 40 %.

Измельченный (фрезерный) торф и отходы торфяных брикетов при отсутствии других отощителей могут служить добавкой в глину при производстве пористого облегченного кирпича. Однако торф замедляет сушку вследствие высокой влагоемкости.

Топочные шлаки. Эти шлаки являются эффективной отощаю-щей добавкой; особенно это относится к остеклованной части. Шлаки снижают чувствительность изделий при производстве кирпича к быстрой сушке.

Значительно улучшается качество обжига и устраняются трещины во время сушки при добавке шлаков высокой калорийности в сочетании с небольшим количеством опилок (до 8%).

Золы ТЭЦ. Золы ТЭЦ представляют собой отходы от сжигания в пылевидном состоянии каменных углей. Образующиеся зола и шлаки направляются от котельных теплоэлектростанций гидравлической системой в золоотвалы в виде пульпы. В кирпичном производстве в качестве добавки используют золы ТЭЦ с удельной поверхностью 2000–3000 см2/г. Теплотворная способность золы ТЭЦ — от 1000 до 3200 ккал/кг.

Добавка 10—15% золы ТЭЦ в смеси с опилками или шамотом делает кирпич менее чувствительным к сушке и увеличивает его прочность по сравнению с добавкой, например, одного дробленого многозольного угля или одних опилок. Это происходит вследствие того, что предварительное смешивание с другими добавками обеспечивает более равномерное распределение золы и мелкодисперсной горючей ее части в шихте.

В состав шихты вводят от 15 до 45% золы ТЭЦ.

Отходы углеобогатительных фабрик. Эти отходы получают после обогащения различных углей. Они представляют собой глинистые и другие породы с содержанием гор-ючей части 10— 30% и более, отличающиеся высокой теплотворной способностью.

Влажность углесодержащих пород 10—12% и более, крупность кусков неслипшейся породы — от б до 100 мм и зольность— в среднем 70%. Встречаются породы с большим содержанием глинозема и засоренные углем, которые используют в качестве отощающих, а также обогащающих добавок в кирпичные суглинки с небольшим содержанием глинозема.

Добавка углесодержащихся отходов увеличивает интервал спекания легкоплавких глин и прочность изделий.

К этой группе относятся различные виды твердого топлива, в частности антрацит, коксовая мелочь и др. Их вводят в состав шихты до 3% по объему, т. е. до 60—80% от общей потребности топлива на обжиг изделий. Назначение их — интенсифицировать процесс обжига, улучшить спекаемость массы и тем самым повысить прочность изделий. Выгорающие добавки предпочтительно вводить в пылевидном состоянии.

Обогащающие и пластифицирующие добавки

Для обогащения малоглиноземистого сырья (с содержанием глинозема 6—8%) и увеличения его пластичности в качестве добавки применяют более пластичную и с большим содержанием глинозема глину в количестве 10—20% и более от общего состава шихты.

Для лучшего смешивания сырья двух видов и уменьшения количества добавляемой более пластичной глины ее рекомендуется вводить в виде шликера с влажностью примерно 40%.

Обогащающие и пластифицирующие добавки следует вводить по возможности в начале технологической линии.

Если карьерная влажность глины не позволяет вводить глину в виде шликера, то наряду с ней в составе шихты следует предусматривать разувлажпяющие добавки, т. е. обычно применяемые отощптели — шамот, шлак, дегидратированную глину или же молотые отходы изделий после сушки. Прекрасным пластификатором являются бетопитовые глины, вводимые в виде шликера.

Пластифицирующими материалами могут служить также вытяжки из соломы и торфа, которые вводят в глиняную массу при ее затворении вместе с обычной водой.

Если глину затворять отваром соломы или вытяжкой из торфа, то пластичность глины, особенно если она после этого некоторое время вылеживается, увеличивается более чем в два раза, повышается также прочность сформованных изделий.

Добавку можно широко использовать па многочисленных мелких кирпично-черепичных предприятиях в сельскохозяйственных районах с малопластичным сырьем.

Для приготовления соломенной вытяжки солому предварительно машиной превращают в сечку, загружают в емкость с водой и кипятят в течение 15 мин. Соломенной сечки берут из расчета 1,0–1,5 кг на 10 л воды. Глиняную массу затворяют полученным отваром, разбавленным пополам с водой.

Вытяжку из соломы можно готовить и на холодной воде с добавлением в нее NaOH до получения 1%-ного раствора.

Одним из пластифицирующих поверхностно-активных веществ, улучшающих формовочные свойства глиняной массы, может служить сульфитно-спиртовая барда (ССБ), являющаяся отходом производства целлюлозы. Раствор ССБ обладает клею-щим свойством, так как содержит сахаристые и смолистые вещества. 1%-ный раствор ССБ, вводимый в глиняную массу, уменьшает ее формовочную влажность и снижает количество трещин в сырце при его сушке, повышает прочность кирпича па 25—40 кГ/см2.

Бетонные добавки и их характеристики

Добавки-это жидкие или порошкообразные вещества или элементы, которые добавляются в бетон. Они, благодаря химическому и/или физическому воздействию, влияют на свойства бетона.

В зависимости от вида используемой добавки могут целеноправленно изменяться как свойства свежего бетона, например, характеристика застывания и наносимость, так и свойства застывшего бетона, например, прочность и долговечность.

Какие же конкретные проблемы позволяет решить применение добавок?

Первой проблемой, с которой столкнулись строители при переходе на монолитное домостроение, стала проблема доставки бетона от изготовителя до потребителя с сохранением необходимых качеств. Прежде всего, это сохранение подвижности, позволяющей насосом закачать бетон на второй, третий, а то и на четвертый этаж.

Для подъёма бетона на такую высоту стали применять высокопроизводительные бетононасосы. А это уже вторая проблема.

Третья проблема-чтобы через сутки-двое после того, как Вы бетон уложили, уже можно было снимать опалубку. Если же бетон твердеет медленно, то количество используемой опалубки приходится увеличивать пропорционально удлинению времени отвердения бетона, что значительно удорожает строительство. Естественно, за такой короткий срок, бетон окончательно застыть физически не может, но он должен успевать набрать необходимый уровень прочности.

Четвертая проблема-это то, что бетон, который идет на монолитное домостроение, должен укладываться по безвибрационной технологии. Потому что в большинстве случаев его физически невозможно обработать вибратором, т.к. некуда этот самый вибратор поместить.

Так вот, все перечисленные проблемы решаются введением в бетон специальных добавок.

Еще одна задача-улучшение свойств кладочных растворов для кирпича. Цементный кладочный раствор не должен замерзать и впоследствии на поверхности кирпича не должно появляться высолов. Использовать для предотвращения замерзания раствора специальную добавку-идея далеко не новая. Например, добавки нитрита натрия и хлористый кальций используются уже довольно давно. Сейчас разработана новая серия добавок, принцип действия которых основан на снижении температуры замерзания воды. Эти добавки отличаются тем, что их надо в 2,5 раза меньше, чем того же нитрита натрия, и, кроме того, они препятствуют появлению высолов на поверхности кирпича.

Современная бетонная технология в сильной степени ориентирована на использование бетонных добавок. Так, многочисленные свойства бетона не могут быть достигнуты без бетонных добавок, а многие строительные задачи могут решаться только при их использовании. В соответствии с этим в мире в 80% — 90% всех изготавливаемых в промышленности типов бетона применяются добавки.

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДОБАВОК ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ШИХТ

1 Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Как следует из рассмотренного ранее свойства строительной керамики находятся в прямой зависимости от керамических свойств сырьевых материалов. Из физических свойств наиболее важны пластичность, связующую способность, водопоглощаемость, воздушная и огне вая усадки, огнеупорность, способность ионного обмена с окружа ющей средой и др.

Исследуемое сырье редко отвечает требованиям, предъявляемым к нему для производства керамического материала, обладающего соответствующими физико-механическими характеристиками. Оно может обладать хорошей формовочной способностью, высокой прочностью сырца, но иметь высокий коэффициент чувствительности к сушке и дефекты после обжига или иметь средние показатели всех свойств, а величину связующей способности очень низкую и т.д.

В тех случаях, когда глины в естественном состоянии не удовлетворяют всем предъявленным к ним требованиям, некоторые их свойства изменяют искусственным путем, применяя ряд технологических и конструктивных приемов. К последним относится главным образом усиленная переработка сырья на различных механизмах. Но, в основном, для улучшения свойств формовочной массы и готовых изделий, ускорения сушки, снижения температуры спекания, повышения прочности и морозостойкости применяют разнообразные добавки, приготовленные из природных или искусственных материалов.

Пластифицирующие добавки. Увеличить пластичность и связующую способность глин можно путем добавки высокопластичных глин, сульфитно-спиртовая барда, сульфитный щелок, лигносульфанат натрия, карбоксилметилцеллюлоза, этилсиликат и др.

Высокопластичную глину добавляют через бентонит, а также через отходы, содержащие пластичную глину, в количестве 10-30% в виде шликера при пластической схеме или измельчением в виде порошка при полусухой схеме подготовки массы. В качестве пластифицирующей добавки используют высокопластичные глины с числом пластичности более 25. При введении высокопластичной глины необходимо контролировать и сравнивать для глин и шихт такие параметры, как связующую способность, коэффициент чувствительности к сушке, качество обжига, пористость черепка, морозостойкость, прочностные характеристики готовых изделий.

Для малопластичных суглинков и суглиносупесей пластичность можно повысить введением гидрофильных поверхностно-активных добавок (сульфитно-спиртовой барды, сульфитного щелока и т.д.) в количестве 0,1 - 1 %.

Содержащиеся в сульфитно-спиртовой барде (ССБ) вещества очень дисперсны, так как находятся на границе коллоидного и молекулярного растворения. Они хорошо растворяются в воде и обладают способностью понижать поверхностное натяжение на границе раздела вода-воздух.

Отощающие добавки, введенные при необходимости в высокопластичную глину, снижают общую силу сцепления, связность, и, следовательно, пластичность. Уменьшается при этом и количество глинистых частиц на единицу объема массы, вследствие чего смесь становится более тощей, с меньшей усадкой, с лучшими сушильными свойствами.

Отощающие добавки разделяют на природные и искусственные. К природным относятся тощие глины, пески кварцевые и полевошпатные, маршалит, к искусственным— промышленные отходы (молотые шлаки и золы, мылонафт, молотые отходы керамического производства, угледобычи и углеобогащения), специально приготовленные (дегидратированная глина, шамот).

Отощающие добавки и электролиты вводятся в массу в количестве: электролиты и органические (мылонафт) 0,05—2,5% от веса сухого вещества, минеральные до 40% и более от объема массы. Отходы угледобычи и углеобогащения содержат до 10% и более горючих веществ, используемых в качестве топлива при обжиге изделий.

К природным отощителям относят различные кварцевые материалы, которые уменьшают пластичность формовочной массы, а также снижают огневую и воздушную усадку. При использовании в качестве отощителя песка в количестве 5 - 30 % необходимо учитывать, что лучшим является горный кварцевый песок с размером зерен 0,25 - 1 мм; очень мелкий песок, особенно слюдистый, ухудшает сушильные свойства изделий и вызывает расслаивание сырца; крупный песок придает изделию грубую шероховатую поверхность и в процессе обжига способствует более быстрому появлению микротрещин в черепке, что снижает механическую прочность изделий. Известняковые и доломитовые пески вообще не пригодны как отощители для обжиговых изделий, так как способствуют появлению "дутика". В кирпично-черепичном производстве, где нет строгих требований к цвету готового изделия и его огнеупорности, разрешается применять рядовой песок.

Природные отощители обычно требуют сравнительно небольшой подготовки. Например, тощие глины, используемые в этих целях, если не загрязнены вредными примесями, идут в производство с карьера; песок требует рассева с целью отделения пылеватых и очень мелких (мельче 0,25 мм), и очень крупных зерен (крупнее 1,5 мм); мелкий песок снижает связность глины, что приводит к снижению прочности кирпича, ухудшает сушильные свойства изделий, а очень крупный — придает изделию шероховатую, грубую поверхность.

Топливные шлаки и золы являются не только отощающими добавками, но одновременно (в процессе обжига) выполняют роль порообразователей, выгорающих добавок и плавней, так как в составе зол тоже находятся угольные, железистые, известковые и стекловатые частицы.

Шахтные глинистые породы являются в основном хорошими отощителями в «сыром» виде, т. е. сразу после добычи, но могут быть использованы в этих же целях и в случае, если они прошли обжиг. Наибольшая крупность зерен не должна превышать 3 мм.

К специально приготовляемым отощителям относятся: дегидратированная глина, шамот, электролиты, молотые кварц, пирофилит, тальк, графит, мылонафт и др.

Глина, обожженная при температуре 450—600° и отдавшая при этом часть химически связанной и гигроскопической воды, называется дегидратированной. При этом степень дегидратации составляет 40—80%, а число пластичности глины снижается до нуля. Наибольший размер зерен дегидратированной глины не должен превышать 1 мм, в ином случае она не размокнет и останется в виде твердых комков, что вызовет брак в изделиях. В шихту для производства кирпича можно вводить до 50 % измельченной аналогично шамоту дегидратированной глины. Шамот предназначен преимущественно для отощения огнеупорной глины в производстве шамотных огнеупоров или раствора для огнеупорной кладки, но применяется в качестве отощителя и при изготовлении строительной керамики. Величина зерен шамота —не более 3 мм. Количество мелких зерен (пыли) не должно превышать 5—10%. Количество шамота в зависимости от используемого сырья и методов формовки в массе может быть 10 - 50 %.

Пирофиллит и тальк обладают высокой спайностью и позволяют не только уменьшить усадку керамических изделий, но и повысить их механическую прочность и химическую стойкость.

Выгорающие добавки. Для понижения чрезмерной пластичности глин, повышения пористости и равномерного обжига керамического материала, а также для снижения расхода топлива используют выгорающие добавки: молотый уголь, изгарь и угольный унос, торф и торфяная пыль, древесные опилки, пробковая мука, кора и т. д. Вводятся до 85% от количества топлива, необходимого для обжига.

Молотый уголь. При изготовлении отдельных видов материалов и изделий строительной керамики в глину примешивают некоторое количество тонкоизмельченного угля, который, с одной стороны, является технологическим топливом, необходимым для поддержания процесса горения в печи, а с другой — отощителем и порообразователем. Угли могут применяться разные. Для получения кирпича повышенной морозостойкости к глине желательно примешивать высококалорийные угли типа антрацита, так как образующиеся в обожженной массе, после выгорания угля, замкнутые поры имеют внутри оплавленную поверхность, что способствует прочности и снижению водопоглощения полученного материала (например, кирпича). Размер зерен угля не должен превышать 3 мм.

Роль отощителя и одновременно выгорающих добавок в керамической промышленности хорошо выполняют древесные опилки. Желательно применять поперечного пиления опилки, а не фрезерные, как более мелкие и однородные. Во всех случаях перед употреблением опилки просеивают через сито с диаметром отверстия 3 - 5 мм для удаления щепок, коры и прочих крупных включений. В этом случае после их выгорания образуются мелкие поры, что улучшает структуру, теплотехнические свойства, повышает прочность и морозостойкость готового изделия.

Опилки в смеси с молотым углем часто применяют как отощитель в количестве 10 - 15 % по объему шихты (объемный вес опилок 200 - 250 кг/м 3 ). Кроме функции отощителя, опилки, особенно в смеси с углем, способствует внутреннему спеканию черепка при обжиге и дают возможность получать облегченные пористо-пустотелые изделия повышенной прочности, равномерно обожженные. Кроме угля и опилок, в состав шихты можно вводить шлаковое топливо (котельные шлаки, зола-унос и т.д.).

Плавни. Для понижения температуры обжига и повышения степени спекания сырца в состав формовочных масс вводят плавни- вещества, которые могут образовывать при обжиге с кремнеземом и глиноземом более легкоплавкие силикатные расплавы. Плавни можно разделить на два основных вида: имеющие низкую температуру плавления (собственно плавни) и имеющие более высокую температуру плавления, но способные понижать ее в результате протекающих при обжиге физико-химических процессов. К первому виду относятся полевые шпаты, пегматит, сиенит, порфир, гранит, стекло, рудное сырье, а ко второму — известняк, доломит, магнезит. Плавни вводятся, когда нужно получить особо плотную, хорошо спекшуюся и даже сплавленную массу.

Пенообразующие добавки — пенообразователи: клееканифольный, смолосапониновый, алюмосульфонатный, дегтеизвестковый, гидролизованная боенская кровь. Дозировка устанавливается опытными данными.

Разувлажняющие добавки — предварительно высушенная и дегидратированная глина, известь-пушонка, выгорающие добавки. Дегидратированной глины вводится до 50%.

Противоморозные добавки вводят при необходимости защитить полуфабрикат от действия заморозков —хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый алюминий. Вводятся в количестве до 2,5%.

Добавки против выцветов — углекислый, хлористый и фтористый барий. Вводятся до 0,5% от веса глины. Добавки для разрушения известковых включений — хлористый натрий, соляная кислота. Вводятся до 1,5%.

Минеральные пигменты — цветные глины, оксиды кобальта, марганца, железа, хрома и др. Рудные материалы, оксиды металлов вводятся в количестве до 10% в виде порошка или лучше шлама, добавляемого при обработке глины. Приготовленный краситель в виде шликера содержит в 1 л 0,80—0,95 кг сухого материала.

Иногда для осветления цветовой окраски вводят известняк, размолотый до тонкости, характеризуемой остатком 5% на сите 4900 отв/см 2 , а также белые глины.

При экспериментальных работах по пробным замесам определяют оптимальное количество и гранулометрический состав твердых добавок. Если о пластичности, связующей способности и чувствительности к сушке можно судить при испытании сырца, то окончательные рекомендации о качестве шихт с отощителями делаются после испытания образцов, обожженных при нескольких температурах, причем выбирается оптимальная температура обжига. В этом случае, кроме показателей связующей способности, коэффициента чувствительности к сушке, величин усадки, пористости, качества обжига, необходимо тщательно наблюдать за кривой спекания шихт с различными добавками выгорающих материалов.

Список литературы

1. Августинник А.И. Керамика - М.: Промстройиздат, 1957. - 484 с

2. Стрелов К.К., Кащеев И.Д. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов / Учебное пособие для вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное М.: Металлургия, 1996. – 608 с.

3. Айрапетов Г.А., Безродный О.К., Жолобов А.Л., Жуков А.В. Строительные материалы – М.: Феникс, 2007. – 620 с.

4. Станевич В.Т. Строительная керамика: учебное пособие. – Павлодар, ПГУ им. С. Торайгырова, 2008. – 96 с.

5. Погребенков В.М. Технология тонкой и строительной керамики. Часть 1: учебное пособие. – Томск, ТПУ, 2005. – 109 с.

6. Пивинский Ю.Е. Теоретические аспекты технологии керамики и огнеупоров. Избранные труды. Том 1. – СПб.: Стройиздат СПб, 2003. – 242 с.

7. Горохова, Е.В. Материаловедение и технология керамики. – Мн.: Вышэйшая школа, 2009. – 222 с.

8. Василовская Н.Г., Енджиевская И.Г., Баранова Г.П. и др. Основы технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей: Учебное пособие – Красноярск: Изд-во СФУ, 2016. – 200 с.

9. Гузман И.Я. Химическая технология керамики: учеб. пособие для вузов. – М.: Стройматериалы, 2003. – 496 с.: ил.

10. Барабанщиков Ю.Г. Строительные материалы и изделия – М.: ACADEMIA, 2008. – 368 с.

На строительном рынке сегодня продукция кирпичных заводов представлена в большом разнообразии. Рассмотрим, из чего делают кирпич, от чего зависят те или иные характеристики изделий. Ознакомимся с основными видами материала, методиками производства. После прочтения статьи будет проще определиться с оптимальным выбором материала для строительства или декоративной отделки дома, возведения камина, печи или новой перегородки.

Коротко об отдельных видах кирпичной продукции

Основная классификация кирпичной продукции ведется по области применения. Самый востребованный тип – строительный или рядовой для возведения несущих и дополнительных конструкций. Производство регламентируется ГОСТом 530 от 2007 года. Здесь допускается присутствие небольших сколов, высолов, шероховатостей, цветовых вкраплений, поэтому кладку дополнительно декорируют.

Облицовочный, фасадный или лицевой недостатков относительно гладкости и ровной поверхности не имеет. Допускаются погрешности только в размерах (от 2 до 4 мм). Такой керамический кирпич глиняный обыкновенный характеризуется внешней привлекательностью, малой стоимостью, универсальностью по применению (внутри и снаружи здания с повышенной влажностью). В продажу поступают изделия двух видов:

Фактурный. Отличительная черта – гладкие, завальцованные или рваные края.
Фасонный. Форма таких блоков может быть с разной геометрией, сохраняется только высота кирпича.

Для кладки печей с каминами применяется шамотный кирпич. Огнеупорные изделия производятся по нормативам ГОСТа 390 от 1996 года. Здесь форма традиционная или клиновидная, цвет красный или соломенный. Главные свойства материала: стойкость к периодическому нагреванию, низкая теплопроводность.

Для декоративной отделки зданий используется клинкерный кирпич. Его изготавливают из тугоплавкой глины без мела, щелочных металлов. Чаще это сланцевая пластичная масса. После термообработки состав становится высокопрочным с хорошей плотностью. Также материал характеризуется стойкостью к перепадам природных условий. Допустимы изделия как для отделки фасадов с цоколем, так для отделки пешеходной зоны.

Базовый состав

В состав кирпича входит глина и модифицирующие присадки. Глиняный вяжущий компонент характеризуется пластичностью в рабочем состоянии, благодаря чему несложно сформировать строительный блок конкретной формы. Плюсом базового сырья также считается способность сохранять физические параметры после высыхания, набирать высокую прочность после дополнительного обжига.

Глиняное сырье

Технические характеристики глины могут отличаться в зависимости от глубины пролегания исходного сырья. Пластичная масса изначально содержит 4 основных компонента: иллит, каолинит, монтмориллонит и песок. Они задают основные свойства, опираясь на которые происходит выбор материала (из чего состоит тот или иной кирпич):

Вяжущие свойства. Измеряется показатель в процентах относительно массы содержащегося в испытуемой смеси песка. Рабочие пределы составляют 20-80 %. Чем выше значение, тем лучше проявляется связующая способность конкретной глины.
Усадка. Здесь подразумевается осадочная способность материала во время высыхания (воздушная) и обжига (огневая). По мере ухода влаги из состава в той или иной степени происходит изменение заданной формы в меньшую сторону. Нормальным показателем считается 6-8 %.
Пластичность или жирность. Здесь выделяется 5 вариантов по степени устойчивости рабочей массы к сохранению заданной формы после прессования. Высокопластичные не разрушаются, малопластичные расслаиваются.

Спекаемость. Это свойство материала преобразовываться в керамический камень под воздействием высокой температуры. На основании этих значений выделяют три типа глины: низкотемпературная (до 1100 градусов по Цельсию), среднетемпературная (1100-1300 градусов) и высокотемпературная (более 1300 градусов).
Огнеупорность. Один из главных критериев выбора конечной продукции – сохранение качественных и технических показателей при нагревании.

Каолиновая глина на фоне аналогов считается самой огнеупорной, она не плавится при температуре свыше 1580 градусов по цельсию. Как правило, она применяется для производства фарфоровых изделий. Тугоплавкой считается масса, стойкая к воздействию 1350-1580 градусов. Из нее изготавливают канализационные каналы и облицовочный глиняный кирпич с небольшим добавлением функциональных присадок.

Неоднородные составы относятся к легкоплавким. Такая глина используется для производства строительных материалов для кладочных работ и кровельной черепицы. Здесь применимость определяется химическим составом и фракцией содержащихся твердых веществ конкретного сырья.

Функциональные присадки

В исходное сырье перед формованием блочных изделий добавляются различные компоненты. Их действие направлено на улучшение тех или иных характеристик, которые важны для конкретного конечного продукта. В таблице представлено краткое описание основных добавок, которые используются в производстве кирпича.

Материал	Действие	Результат
Песок, зола, шлак.	Отощающие	Уменьшается усадка, упрощается процесс формовки заготовок.
Древесная стружка и опилки, порошкообразный уголь и торф.	Выгорающие	Снижают удельный вес сырья, придают массе пористую структуру.
Руда с содержанием железа, песчаник	Тонирующие	Облегчается процесс формования, меняется цвет конечного продукта. Так, например, в состав кирпича красного обязательно входят соединения с железом.

Также существуют ингредиенты, которые оказывают влияние на конкретные технические показатели. На основании этого происходит разделение кирпича на следующие виды:

Силикатный. Здесь сырье обогащается дробленной до 40-100 мм известью (обжигается при температуре 1100-1200 градусов по Цельсию). Очищенный песок применяется фракцией 0,1-5 мм. Содержание первой составляет около 7 %, второго может достигать 90 %. Вода используется из артезианских скважин. В результате получается строительный материал высокой прочности, который хорошо переносит температурные изменения и перепады влажности. Дополнительно для белого цвета вводится диоксид титана, кофейный оттенок придает керамзитовый песок.
Огнеупорный. Для повышения предельно допустимых температур для эксплуатации применяются кокс или графит, базовый компонент – шамотная глина. Такой высокопрочный кирпич из глины допускается для кладки печей и каминов, доменных конструкций.
Облицовочный. В состав глины добавляется цемент, известняк, минеральный пигмент. Готовая продукция имеет равномерный красный или белый цвет. Применяется для декоративной отделки фасада и внутреннего пространства зданий.

Стоит отметить, из чего еще делают силикатный кирпич. Песок на производстве может быть полностью или частично заменен иным наполнителем с той же зернистостью. Допустимыми компонентами считаются шлаковые и зольные смеси с содержанием извести. Это отходы промышленных предприятий и теплоэлектростанций. В частности силикатный кирпич в таком исполнении по качеству практически не уступает обычному.

Чтобы изготовить тот или иной кирпич, добытую глину подготавливают к использованию. Обработка происходит в несколько этапов. Сначала массу измельчают, выполняют грубую очистку от крупных примесей минерального, растительного или животного происхождения. Полученную смесь просушивают, измельчают до рабочей фракции, просеивают, смешивают с необходимыми добавками и увлажняют.

Технологии производства

Производство кирпича выполняется по разным методикам. Так формовка может быть пластической или полусухой. Для первого варианта рабочая масса увлажняется до 15-21 %. Заготовки получают путем выдавливания сырья через специальные прессы. Пустотелые образцы делают на оборудовании с вакуумными установками.

Облицовочные образцы независимо от того, из чего делается кирпич, обжигают. Процесс включает три шага. Сначала заготовки прогревают до 120 градусов по Цельсию, чтобы выпарить содержащуюся в материале воду. На следующем этапе создаются условия для выгорания органических примесей (+600 градусов). Далее температура повышается до 920-980 единиц. После закалки, во время которой набирается прочность и происходит усадка глины, выполняется охлаждение. Для получения глазурованных образцов процедура повторяется.

Видео описание

В видео представлен полный цикл производства красного ибсторгского кирпича: от карьера до стройки:

Видео описание

В этом видео показано, как производится силикатный кирпич:

Коротко о главном

Базовым компонентом кирпичных изделий является глина.

Дополнительно может быть использована известь или цементное вяжущее.

Для прочности блоков в смесь добавляют кварцевый наполнитель либо альтернативные отходы с содержанием извести (шлак, зола).

Дополнительно для придания повышенной прочности, морозостойкости, пластичности или тонирования продукции применяются уголь, торф, руда с содержанием железа, песчаник.

Керамический кирпич производится из глины, добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. Необходимо, чтобы глины, используемые для производства кирпича, были чистыми, то есть без крупных каменистых включений, а также корней и других растительных остатков. Наиболее вредными являются включения известняка. Кроме того, глины должны быть пластичными, хорошо формоваться, изделия из них не должны давать при сушке трещин.

Из чего делают кирпич?

Наиболее подходящими для производства кирпича являются глины средней пластичности (жирности). Кирпич из слишком жирных глин сохнет с трудом, имеет трещины и коробится. При использовании очень тощих глин кирпич получается с низкой прочностью и морозоустойчивостью. Для получения пластичного глиняного теста к ней добавляют воду. При этом для придания глине нормальной густоты количество воды должно быть оптимальным: если ее слишком много, получается жидкое глиняное тесто, из которого нельзя сформовать изделий, при малом количестве воды масса не приобретает нужной связности, будет рассыпаться. Нормальная густота – такое состояние глиняного теста, при котором оно легко формуется, но не прилипает к рукам.

Жирные, очень пластичные глины приобретают нормальную густоту при добавлении 30-40% воды, глины средней пластичности - при 20-30% и малопластичные глины - при 15-20% воды.

Качество глины можно определить на глаз по срезу. Высокопластичные глины имеют блестящий жирный срез, в состоянии нормальной густоты прилипают к ножу. Если поверхность среза матовая, ровная, без шероховатости, то это говорит о меньшей пластичности. Такие глины при производстве кирпича требуют добавки отощителя.

При небольшой пластичности срез бывает матовый, слегка шероховатый. Подобные глины и суглинки пригодны для производства кирпича без добавки отощителя. Для определения пластичности образцу глины придают нормальную густоту и из полученного теста делают шарики диаметром 4-5 см, жгутики длиною 15-20 см и толщиною 2 см. Шарики кладут на гладкую доску и сверху медленно надавливают дощечкой, пока они не сплющатся до половины толщины. Если на смятом шарике не появится трещин, значит глина пластична, если трещины появятся - глина малопластична. Шарики из очень тощей глины разваливаются на куски.

Жгутики обвивают вокруг деревянной палки диаметром около 3 см. Пластичные глины при этом не дают трещин и надрывов, тощие глины трескаются и распадаются. О пластичности глины свидетельствует также усадка образцов при сушке. Чем глина пластичнее, тем больше воды требует она для получения теста нормальной густоты и тем больше усадка ее при сушке (усушка).

Для определения усушки из глиняного теста нормальной густоты нарезают образцы небольшого размера. На свежесформованном изделии наносят черту. Затем образцы высушивают, измеряют нанесенную ранее черту и определяют так называемую линейную усадку, которая равна отношению разницы длины черт к длине черты свежесформованного кирпича.

Глины, усадка которых более 10%, - высокопластичны, от 8 до 10% - выше средней пластичности, от б до 8%' - средней пластичности и меньше 5% - тощие. Глины, имеющие 6-8% усушки являются наиболее пригодными. При большей усушке в глину нужно добавлять отощители. В качестве отощителей применяется песок с крупностью зерен 0,5-2 мм, просеянные или дробленые шлаки с крупностью не более 3 мм, а также опилки.

Наличие в глине каменистых включений определяют методом просеивания подсушенной глины или отмучиванием в воде пробы глины. Нежелательны включения размером более 3-4 мм. Наиболее вредны включения известняка. Для того чтобы выяснить, есть ли во включениях известняк, на остаток, полученный после просеивания или отмучивания, льют по каплям разбавленную соляную кислоту (10% раствор). Известняк вступает в реакцию с кислотой и растворяется в ней.

Глины, содержащие включения известняка, нельзя использовать для производства кирпича, поскольку при обжиге известняк превращается в известь, которая гасится под действием влаги воздуха, увеличивается в объеме и приводит к разрушению изделия.

Глину, намеченную для производства, необходимо подвергнуть испытанию, изготовив из нее пробные кирпичи. Для этого, выкопав на месте предполагаемой добычи глины шурф глубиною на всю толщу залегания глины, делают по высоте стенки шурфа борозду, собирая всю глину из борозды, и тщательно перемешивают ее. Затем, определив пластичность глины, устанавливают необходимость добавки отощителя. Добавив, если нужно, отощитель, глину замачивают, тщательно перемешивают и формуют из нее вручную несколько кирпичей, которые высушивают в помещении и обжигают на ближайшем кирпичном заводе.

Обожженный кирпич в итоге должен быть правильной формы, без трещин, при постукивании металлическим предметом издавать чистый звук, не размокать в воде. Полные испытания нужно производить в лаборатории завода.

Из чего делают кирпич?

Кирпич известен как один из самых древних и самых распространенных строительных материалов, созданных человеком для возведения самых различных сооружений. Он применяется более пяти или даже шести тысяч лет, а кирпичные постройки, дошедшие до наших дней, во многом помогли больше узнать о развитии, расцвете, закате и гибели великих и маленьких цивилизаций.

Широко с незапамятных времен керамический кирпич использовался и в России. И сегодня он предоставляет современным зодчим возможность воплотить свои творческие замыслы в полной мере и возродить культуру и красоту строительства. Благодаря удобству, надежности, прочности и экологической безупречности керамического кирпича, его применение получило широкое распространение абсолютно во всех сферах строительства. Кирпич обладает достаточно низкой теплопроводностью и высокой огнестойкостью, поэтому надежно защищает от внешнего воздействия, а построенные из него жилые и промышленные здания безопасны и комфортны.

Иногда этот материал называют «красным кирпичом», хотя его с тем же успехом можно назвать «глиняным кирпичом», так как для его производства используется глина.

Как изготавливают керамический кирпич?

Глина - это основной, как говорилось выше, но не единственный компонент, применяемый для изготовления керамического кирпича. В зависимости от назначения кирпича также добавляют в сырьевую смесь прочие ингредиенты, например, известь, гипс и тому подобное сырье.

При методе пластического формования сырьевую массу пропускают через ленточный пресс, в котором она принимает форму длинного глиняного бруса. Затем брус нарезается автоматическими резаками на кирпичи с последующим обжигом.

Полусухое прессование заключается в изготовлении кирпичей при помощи пресс-форм. Данный метод является менее распространенным, но при этом имеет ряд преимуществ. Благодаря упрощенной схеме стандартного приготовления необходимого качества сырьевой смеси, простоте технологии и оборудования, а также невысоким энергозатратам, себестоимость кирпича, получаемого полусухим прессованием, несколько ниже, чем у того кирпича, который изготавливается с помощью метода пластического формования.

Виды керамического кирпича.

Видов керамического кирпича множество, однако основные два - это полнотелый и пустотелый кирпич. Производство керамического полнотелого кирпича осуществляется с помощью обжига при температуре 1000 оС глиняного кирпича-сырца. Изготовленный по всем правилам такой кирпич имеет красно-коричневую окраску и издает характерный звон при ударах. Если полнотелый кирпич бракованный, то он будет отличаться при пережоге черным, а при недожоге - горчичным цветом и издавать при ударе глухой звук. Такой бракованный кирпич не имеет достаточную прочность, поэтому при строительстве его использовать не рекомендуют. Также бракованными будут считаться полнотелые кирпичи, которые имеют сквозные трещины, сколы, искривления или большие отклонения от стандартных размеров.

Полнотелый керамический кирпич известен уже много веков, при этом его технология изготовления за это время практически не изменилась. Правда на сегодняшний день использование полнотелого кирпича для кладки стен практически не встречается. Его применяют для кладки цокольных этажей, фундаментов, колонн и других несущих элементов, а также при изготовлении каминов, домашних печей и обычных печных труб.

Чтобы обеспечить комфортное проживание в условиях российского климата, строители должны утолщать стены, чтобы достигнуть лучшей теплоизоляции квартир. Но для этого потребуется больше кирпича, а соответственно, возрастает стоимость самой постройки. Очень толстые стены могут оказывать на фундамент большое давление, что для постройки не совсем хорошо. Для решения этой проблемы сегодня для стен и перегородок применяется пустотелый кирпич.

Он изготавливается из легкоплавких глин и пользуется большим спросом на строительном рынке. Такой кирпич еще называют дырчатым или щелевым из-за наличия на нем сквозных или несквозных прорезей, по которым легко его можно отличить от полнотелого кирпича. Нужно отметить, что эти пустоты-прорези имеют не столько декоративное, сколько функциональное назначение, поскольку они делают пустотелый кирпич более легким и «теплым». Стены, выполненные из щелевого кирпича, будут легче и тоньше, при этом обеспечат тепло- и звукоизоляцию.

Кроме того, использовать в строительстве пустотелый кирпич не только весьма удобно, но также и выгодно. Для строительства в этом случае потребуется меньше кирпича, а стоимость самого материала будет меньше благодаря экономии на топливе и сырье, а также меньшим срокам для его изготовления. Прочность пустотелого кирпича достаточна для кладки перегородок и стен, но его использование для фундаментов и несущих конструкций не рекомендуется.

Таким образом, прочность, высокое качество, долговечность, экологическая чистота, морозо- и износостойкость сделали глиняный кирпич одним из наиболее популярных материалов для строительства даже в современных условиях с повышенными требованиями к строительным материалам.

Как изготавливают керамический кирпич?

Виды керамического кирпича.

Рядовой полнотелый кирпич Алексинского КЗ прекрасно подойдет для возведения стен многоэтаж.

Читайте также: