Технология изготовления кирпича в 19 веке
Обновлено: 07.05.2024
В 19 веке в изготовлении кирпича случились глобальные изменения. Из ручного производства ремесленников, кирпич перешел в разряд отрасли промышленности с высокой долей использования машин. Самые глобальные изменения произошли в самой структуре мира. Огромный рост населения, новые технологии в производстве и транспорте, все это привело к увеличению спроса на кирпич. Дома, производственные здания, железнодорожные туннели, каналы и прочее стали строится из кирпича. Некоторые здания стали украшаться керамикой. Кирпич стал использоваться практически везде, и пережил новый взлет.
Применение механизмов для производства кирпича пришло на смену ручному труду на всех 3 стадиях производства: на стадии подготовки глины, при формовке кирпича и при последующем обжиге, новые печи позволяли делать обжиг быстрее и тем самым увеличивали производительность труда.
Изменился и ход кладки. Кладка стала более стабильной, более ровной. Одним из главных начинаний стало использование цемента вместо раствора – длительное время кирпичи укладывались с всевозможными растворами, но в конце концов, самым основным стал раствор на основе известняка с добавками для прочности. Однако важным моментом была необходимость получения прочного цемента, который твердеет под водой и становится прочным после переработки. Большие строительные проекты, как то стройки канало и линий ЖД, были идеальным плацдармом для испытания новых видов цемента, благодаря техническому прогрессу в 19 веке сначала был запатентован цемент, а затем был изобретен портландцемент.
Вместе с улучшение характеристик раствора, люди стремились улучшать и качества кирпича. Патентовались кирпич всевозможных форм и размеров, для примера, их использовали даже при постройке огнеупорных стен. И самое интересное, что именно это свойство сыграло одну из главных ролей для популяризации кирпича. Для возведения стен использовались самые обычные обожжённые кирпичи. А перекрытия изначально делались полукруглыми с низкими сводами, однако на них уходило много времени и средств, да и с эстетической точки зрения они проигрывали возможным вариантам, которые только предстояло найти. И да, в век технологического прогресса стали появляться системы, которые решили эту проблему, в том числе ЖБИ перекрытия. Кирпичи же применялись и для строительства недорогого «рабочего» жилья. Для снижения цены таких построек везде использовали самый обычный обожжённый кирпич.
Заметный технический прогресс в производстве кирпича привел к повышению интереса к данному материалу у профессиональных архитекторов, которые ранее не обращали на него пристального внимания, как на «массовую» продукцию, которая не могла быть лицом элитных и представительных зданий. Все начало меняться и основные здания той эпохи были возведены из кирпича, а благодаря прогрессу, они выглядели идеально. Начало использования для элитных зданий было положено в Германии и Англии. Появился даже новый архитектурный стиль, в котором использовался обожжённый кирпич, что невозможно было представить себе ранее. Джон Раскин (Англия) и Виолле ле Дюк (Франция) были основателями данного стиля. В Испании, к примеру, очень с давних времен, в 16 веке, начинали строить из кирпича, правда часто он был упрятан под слоем штукатурки. А в 19 веке кирпич использовал в своих работах Антони Гаудиса, и кирпич предстал в наилучшем свете.
Основной этап для использования машин в производстве кирпичей был сделан в США, из-за чего там кирпич стали выпускаться с огромной скоростью. Филадельфия и Нью-Йорк поразили мировую общественность своей архитектурой, созданной преимущественно из кирпича. Американские архитекторы, Фрэнк Райт и Генри Ричардсон поставили точку в конце 19 века в истории кирпича и одновременно открыли новую эру кирпичного производства.
01 Марта 2017 | Категория: Облицовочный кирпич 8146
Началом российской истории изготовления кирпича принято считать конец Х века. Тогда, после крещения Руси, с Византии начали прибывать кирпичных дел мастера. Изготавливаемый в этот период кирпич имел форму бруска. Этот материал не использовался для строительства масштабных объектов – основным направлением его применения были ремонтные работы.
Начало освоения технологии строительства из кирпича совпало с монгольским нашествием, которое на столетия задержало технологическое, социальное и экономическое развитие древней Руси. Единственным значимым строением, возведенным в этот период, можно считать Софийский собор, построенный в Киеве в 1037 году.
Деревянная Москва и первые итальянские «гастарбайтеры»
Москва же оставалась деревянной вплоть до 1450 года, когда было закончено строительство первого здания из «импортного» кирпича. Первый московский кирпичный завод начал свою работу в 1475 году, до этого производство этого материала было представлено лишь гончарными мастерскими при монастырях – кирпич выпускался небольшими партиями и использовался для ремонта.
Символично, что первым крупным проектом строительства из кирпича стал московский Кремль. Для разработки проекта и его реализации были приглашены лучшие итальянские зодчие, в числе которых был Аристотель Фиораванти. Эти первые московские «гастарбайтеры» обошлись казне очень дорого, однако это того стоило.
Кремль строили 10 лет – с 1485 по 1495 год. Он стал образцом подобного рода архитектуры: впоследствии такие же строения были возведены в Нижнем Новгороде и Туле. Начало XVI века стало началом «бума» кирпичного строительства – в это время были построены такие монастыри как Вознесенский и Чудов, возведен храм Иоанна Предтечи и ряд других. В Москве создавался новый архитектурный формат, который со временем стал общепринятым стандартом для всей центральной Руси.
Строительство из плинфы: нюансы технологии
Нужно сказать, что Софийский собор, построенный в 1037 году и другие кирпичные строения вплоть до начала XV века возводились из плинфы – глиняных пластин размерами 40 на 40 см и толщиной около 4 см. В плане трудоемкости изготовления, сушки и обжига такие кирпичные «пластины» были самым простым решением. Особенностью кладки из плинфы были толстые швы, в которых через несколько рядов клали слой природного камня.
Московский Кремль и знаменитые столичные монастыри (в том числе Новодевичий) возводились из керамического материала другого формата – так называемого «аристотелева» кирпича. По своим размерам и толщине он был намного ближе к современному стандарту кирпича.
Как Петр Великий сделал Петергоф флагманом российского градостроительства
Рассказывая об истории производства кирпича в России, нельзя не упомянуть о такой личности, как Петр I. Его можно с полным правом назвать создателем традиции русского кирпичного ремесленничества. Санкт-Петербург, возведенный им на месте вековых болот, стал настоящим авангардом российского градостроительства.
С 1707 по 1727 год были построены дом канцлера Головина, дворец великой княжны Натальи Алексеевны, Зимний и Летний дворец и много других зданий, которые на данный момент являются памятниками архитектуры.
Кирпичный «ГУЛАГ»: крепостные мануфактур Санкт-Петербурга
Для их строительства были основаны казенные кирпичные заводы. В качестве рабочей силы на этих предприятиях использовались люди, осужденные за различные преступления, а также те, кто не имел определенного занятия. В качестве примера: указом от 1699 года Петр повелел сковывать цепями и направлять на мануфактуры «пропойц, мошенников и воров, дабы трудом исправлять оных». Фактически это был городской вариант крепостных - «заводские» люди, работающие на кирпичных мануфактурах, не имели права покидать город.
К началу XVIII века в Санкт-Петербурге работало около дюжины казенных заводов, наиболее крупными из них были Ближние, Тосненские и Шлиссельбургские. Для предприятий того времени их совокупная производственная мощность была поистине огромной – ежегодно выпускалось более 10 миллионов штук кирпича. В 20-тых годах того же столетия действовали уже десятки мануфактур, среди них Мартышинские, Славянские, Чернорецкие заводы.
Как строился кирпичный Питер: кнут без пряника и другие законодательные инициативы
Кирпичный Санкт-Петербург был отстроен в такие короткие сроки благодаря инициативам Петра I, которые даже для того времени были суровыми. Под угрозой ссылки и отъема имущества в России было запрещено строительство зданий из кирпича, за исключением Санкт-Петербурга. Запрет действовал 27 лет – с 1714 по 1741 год. Так император стимулировал кирпичных дел мастеров приезжать в северную столицу для участия в Большой Стройке.
В качестве мер борьбы с недобросовестными производителями фигурировали ссылка, битье кнутом и каторжные работы. Однако такие наказания не решали проблему брака в целом. Для этого был издан указ об обязательном клеймении мануфактурами своей продукции. После того, как весь производимый кирпич стал именным, его качество значительно улучшилось. Вместе с этим увеличилась и цена этого материала. К примеру, средняя партия (около 1000 кирпичей) стоила 15 рублей. Для сравнения – это была средняя месячная заработная плата заводчанина.
Технологии и объемы производства кирпича в середине XIX - начале XX века
Спустя 150 лет, при Александре II, в окрестностях Петербурга работало более 60 кирпичных мануфактур, основная часть которых принадлежала крупным предпринимателям, в том числе и иностранцам. Царский кирпич того времени имел толщину 6-7 см, размеры около 26х12 см и весил 10 фунтов (4,1 кг). К концу XIX века в России начали использоваться новые, более производительные печи для обжига, упростился и ускорился процесс изготовления кирпича, а сами производства начали объединяться в более крупные предприятия. К 1903 году суммарная производственная мощность кирпичных заводов в России составляла более 200 миллионов кирпичей в год.
Послереволюционная разруха и возрождение отрасли
Совершенствование технологий и рост объемов производства остановила Первая Мировая война и последующий за ней государственный переворот, который впоследствии назвали Октябрьской революцией. Возрождение производства кирпича началось в конце 20-тых годов прошлого столетия, как часть плана по борьбе с разрухой после Гражданской войны. По-настоящему отрасль возродилась в 30-тых годах, когда в рамках начатой Иосифом Сталиным индустриализации страны были построены сотни больших и малых кирпичных заводов.
ГОСТ 1927 года как основа современного стандарта кирпича
В этот период была проделана огромная работа по стандартизации. В 1927 году был разработан единый ГОСТ, который описывал технологические параметры, размеры, вес керамического кирпича. Впоследствии он лишь расширялся и уточнялся. Современный одинарный кирпич стандартного формата имеет размеры и вес по ГОСТу 1927 года - 250х120х65 мм, вес не более 4,3 кг. Сейчас в описании кирпича мы пользуемся теми же терминами и определениями:
- Тычковый ряд в кладке – ряд, в котором кирпичи уложены поперек стены своей длинной стороной;
- Ложковый ряд (в полкирпича) – тот, в котором кирпич укладывается длинной стороной вдоль стены;
- Версты – крайние ряды в кладке, которые образуют ее поверхность;
- Наружные версты – те, что со стороны фасада, внутренние – со стороны помещений;
- Забутовочный кирпич – тот, который уложен между наружной и внутренними верстами;
- Верхняя и нижняя «постель» - наибольшие по площади грани кирпича, «тычок» - наименьшее, «ложок» - длинная боковая грань.
Царский кирпич: сделан на века, актуален и сейчас
В заключение нужно сказать, что клейменный царский кирпич, который выпускался казенными мануфактурами на просторах Российской Империи, до сих пор крепок и прочен – во многих городах России, Украины, Финляндии, Белоруссии, стран Прибалтики стоят здания с клеймом заводов царской России. Такой кирпич стал музейной ценностью, его покупают коллекционеры, а ценители раритетной керамики используют его для создания эксклюзивных интерьеров в стиле лофт.
Кирпич является одним из старейших строительных материалов и его применение восходит к глубокой древности. На это указывают постройки, относящиеся к III-II тысячелетию до н.э. Ученым на сегодняшний день не удалось точно найти место первой постройки из кирпича, однако удалось установить, что впервые такие строения стали возводится в Месопотамии, территории, находящейся в междуречье Тигра и Евфрата. И это отнюдь не случайно. Причина – обилие воды, глины и соломы в этом регионе. Именно благодаря этим компонентам местные жители могли быстро воздвигать свои жилища. Технология строительства была проста — строения возводили из соломы, которую затем обмазывали глиной. Под влиянием палящего солнца такие конструкции быстро высыхали, становились твердыми и не пропускали влагу. Эти отличительные свойства глиняных конструкций быстро заметили люди и со временем решили усовершенствовать технологию строительства, чтобы облегчить свой труд. Постройки стали возводится из штучного материала – отформованного бруска, изготовленного из клейкой глины и резаной соломы, которую добавляли для прочности и крепости. Изготовленные таким способом кирпичи под горячими солнечными лучами быстро высыхали и становились твердыми как камень. Постепенно искусственно-созданный глиняный кирпич стал вытеснять из применения натуральный каменный материал. Однако это была еще эра необожженного кирпича или кирпича-сырца.
Впервые техника обжига кирпича в печи была освоена в Древнем Египте. Об этом свидетельствуют изображения, сохранившиеся со времен фараонов, на которых запечатлены этапы строительства храмов и домов, в том числе и этап производства кирпича. К примеру, городские стены Иерихона выложены кирпичом, имеющим форму, схожую с современными батонами белого хлеба.
Из Древнего Египта и Междуречья, где обжиг кирпича применялся уже в III-II тысячелетии до нашей эры, технология производства керамического кирпича стала проникать и в другие уголки нашей планеты.
Наибольших успехов в развитии производства кирпича, а также возведения зданий и сооружений из него добились древние римляне и греки. Именно в Древней Греции началось производство плоских обожженных кирпичей, которые назывались плинфами (от греческого слова «plinthos» – «кирпич»). Плинфы – кирпичи с размерами 50х50х4,5 см в Древнем Риме и 30х35х2,5 см в Византии. Производство таких кирпичей велось в деревянных формах. После формовки плинфа сушилась на протяжении 10-14 дней, а затем подвергалась обжигу в печах.
Однако около I тысячелетия до нашей эры техника обжига кирпича была забыта из-за трудоемкости и дороговизны производства. Вплоть до IV века массовое строительство сооружений, предназначенных для бедных и средних слоев населения, осуществлялось с помощью кирпича, высушенного под солнечными лучами. Постройки богатых заказчиков возводились из мрамора. Новым толчком к возобновлению массового производства обожженного кирпича стала необходимость быстрого возведения крупных стратегически важных сооружений, например, таких как мосты и крепости, на вновь завоеванных территориях Римской империи.
С началом упадка Римской империи массовое изготовление кирпича на европейском континенте практически остановилось. Возрождение производства кирпича произошло лишь в XI-XII веках по причине стремительного роста и строительства городов (большей частью за счет строительства небольших, всего в 2-3 этажа, жилых домов с торговыми рядами и мастерскими внизу). В эту эпоху появилась фигурная кладка, началось использование кирпича с фигурной поверхностью, покрытого блестящей и прочной глазурью. В XII — XVI веках на территории современной Германии зародился новый стиль в архитектуре – готика. Сооружения готического стиля, как правило, возводились из обожженного керамического кирпича.
Кирпич в России
В IV-V столетии в Россию из Византии пришла методика производства глиняного кирпича. Произошло это вследствие крещения Руси в 988 году, так как вместе со священнослужителями из Византии прибыли и строители, привезшие технологию производства кирпичей. Плинфа в те времена являлась главным материалом для строительства храмов, крепостей, теремов и печей. Стоит отметить, что первые мастерские по производству кирпича возникали при монастырях. Однако продукция таких производств практически полностью уходила на нужды самого монастыря.
К XV веку плинфу постепенно начал вытеснять кирпич, близкий по форме и размерам современному – то есть в форме бруска. Как раз на этот период времени и приходится начало расцвета «кирпичного дела» в России. А конкретно все началось со строительства фабрики по производству обожженного кирпича в Москве. Фабрика имела обжиговую печь и по замыслу должна была удовлетворять потребность в кирпиче грандиозную стройку того времени – московский Кремль. В честь итальянского архитектора Аристотеля Фиораванти, запроектировавшего Кремль, такой кирпич прозвали «Аристотелев кирпич». Из такого «глиняного камня», имевшего похожие с современным кирпичом размеры (289х189х67 мм) также были построены стены Новгородского и Казанского кремля, собор Василия Блаженного.
До XIX века технология изготовления кирпича в России была примитивной и довольно трудоемкой. Формовка кирпича велась вручную, сушка производилась исключительно летом, обжиг осуществлялся в малопроизводительных печах. В середине XIX века в технологии производства кирпича произошла настоящая революция. Впервые были применены кольцевые обжиговые печи, а также ленточный пресс, стали использоваться сушилки для кирпича. В это же время в производстве появились глинообрабатывающие машины, такие как бегуны, вяльцы, глиномялки. В это же время для отделения бракоделов от доброкачественных изготовителей была введена система клеймения продукции. Каждый кирпичный завод обзавелся собственным фирменным знаком — клеймом, которое наносилось на кирпич. Все эти факторы позволили вывести выпуск кирпича на качественно новый уровень.
В 1847 году появился первый стандарт по выпуску кирпичной продукции — «Правила для единообразной прочной выделки кирпича, долженствующего употребляться как в Санкт-Петербурге, так и в других местах России, на казенных и частных заводах», в которых было подробно описано, как производить обжиг, сушку, сортировку, ставить клеймо. Этим стандартом фиксировался размер кирпича 6х3х1,5 вершка.
Современный кирпич обрел знакомые нам размеры — 250х120х65 мм — в 1927 году, его вес не более 4,3 кг.
Современные разработки позволили расширить ассортимент кирпича и довести этот строительный материал до совершенства по внешним и технико-технологическим параметрам. Используемый сегодня кирпич обладает всеми свойствами натурального камня, то есть, в первую очередь прочностью, водо- и морозостойкостью.
Более 5 тысяч лет кирпич остается самым популярным строительным материалом и свое первенство не собирается никому уступать.
Механизация промышленности производства обожженного кирпича произошла на всех трех стадиях этого процесса: при подготовке глины, формовании и обжиге. Глава начинается со смешивания и подготовки глины, ее прессования и обжиговых печей нового типа, целю которых было ускорение процесса обжига и повышение производительности.
Преобразовался также и процесс кладки, стал более стабильным. Очень важным начинанием стало использование цемента вместо раствора. В ходе веков обожженные камни начали класться с различными видами растворов, но, в конце концов, пробил себе дорогу раствор на известковой основе с добавками для увеличения прочности и ускорения твердения. Такие типы растворов были, однако, сравнительно слабыми. Насущной потребностью был быстро твердеющий, прочный цемент, твердеющий под водой и становящийся еще более прочным после переработки. Новые большие технические проекты – строительство каналов линий железных дорог, а также канализации – были идеальным экспериментальным полем для разных типов цемента, что привело в начале 19 века к патентованию цемента и, наконец, изобретению портландцемента.
Наряду с разработкой новых типов растворов, изобретатели в 19 веке стремились также к улучшению обожженного кирпича самого. Предлагались патентованные кирпичи самых разных форм и размеров, они использовались, например, также для огнеупорных перекрытий. И действительно, именно огнеупорность обожженного кирпича и сделали этот материал таким интересным в 19 веке. Для кладки стен использовались обыкновенные обожженные кирпичи. Перекрытия сначала конструировались с низкими цилиндрическими сводами, что было, однако, связано с большими затратами и расходом времени. В конце 19 века на рынке существовало поразительное многообразие систем, которые должны были решить эту проблему. Патентованные кирпичи использовались также для строительства дешевых жилых квартир для рабочих. Для массового жилищного строительства с целью повышения экономичности во всем мире пользовались простыми, прямоугольными обожженными кирпичами.
Прогресс при производстве строительной керамики сделала этот материал интересным также для профессиональных архитекторов, рассматривавших раньше обожженный кирпич, как массовую продукцию, недостаточно хорошим для представительских сооружений. Строительная керамика и обожженный кирпич становились в Германии и Великобритании все более привлекательными для таких сооружений, как, например, Альберт Холл в Южном Кенсингтоне. Гибкость новых производственных методов позволяла и дальше применять так называемое комбинированное использование строительной керамики и кирпича.
Огромное значение играли письменные работы теоретиков архитектуры, таких как Джон Раскин в Англии и Виолле-ле-Дюк во Франции, повлиявших на появление новой готики – архитектурного стиля, в котором обожженный кирпич использовался таким образом, который невозможно было себе представить в средневековой готике.
Испания славилась длительной традицией строительства из обожженного кирпича, доходившей до эпохи правления Омахидов на иберийском полуострове, даже до эпохи древних римлян. Важным вкладом Испании в зодчество из обожженного кирпича были похожие на раковину своды 16 века. Но и здесь обожженный кирпич чаще всего скрывался под штукатуркой, а наружный вид обманывал. Лишь в 19 веке этот строительный материал предстал в выгодном свете в творениях Антони Гаудиса (1852-1926 гг.), самого эксцентричного архитектора из всех эпох.
Оба последних раздела главы посвящаются положению в Соединенных Штатах. Шаг к машинному производству обожженного кирпича был сделан здесь быстрее, чем где бы то ни было, и очень скоро обожженные кирпичи стали производиться в Америке в потрясающих количествах. Такие города как Нью-Йорк и Филадельфия приобрели известность благодаря своей архитектуре из обожженного кирпича. Главным образом Фрэнк Ллойд Райт и Генри Хобсон Ричардсон признали и оценили эстетическую привлекательность и практическое значение обожженного кирпича, как строительного материала. Сивер Холл Ричардсона является наиболее элегантным примером романтического стиля американской архитектуры. Сооружение хорошо вписывается в свое окружение – Гарвард Ярд, - объединяя исторические формы с современными формами. Райт также ссылается на предшественников в прошлом, прокладывая одновременно путь в 20 столетие. Райт и Ричардсон маркируют собой конец эпохи и начало новой эры.
До начала 19 века кирпичи формовались вручную, т.е. формы заполнялись рукой, однако по ходу индустриализации внимание специалистов обратилось на производство кирпичей и поиск возможностей для снижения стоимости этого производства и повышение производительности. В конце ХIХ в. на рынке имелось потрясающее разнообразие машин, которые все притязали на производство совершенного обожженного кирпича.
Одним из первых механических приспособлений для производства кирпича была мельница для размельчения (глинорезка) и подготовки глины перед прессованием. Она состояли из ведра с валом, на котором горизонтально крепились ножи, в движение вал приводила лошадь. Ножи вращались, размельчая глину, которая загружалась сверху.
Похожие мельницы для размельчения применялись в 17 веке в керамических мастерских, однако в кирпичной промышленности их начали использовать только в конце 18 века. При помощи таких мельниц удавалось лучше замешивать глину, чем вручную; однако, при этом оставалась нерешенной проблема мелких камешков и других загрязнений.
Формование кирпичей также было затяжной и тяжелой работой, которую можно было облегчить машиной. Еще до 1800 г. изобретатели старались разработать механические альтернативы. Первая известная машина для прессования кирпичей была создана в 1619 г.; это – британский патент Джона Этерингтона «для изготовления и формования глины для всех видов глиняных труб, кирпичей и камней для мощения». Точные данные по принципу работы этого сооружения не сохранились. Документы 1660 г. свидетельствуют также о разработке формовочной машины («формование полых изделий заливкой и медленным вращением формы», так назвал ее К. А. Гилмоур, писавший в 19 веке о машинном производстве обожженных кирпичей). Она была создана производителем кирпичей Робертом Доуглассом из ирландского города Белфаст. При этом, очень мокрая, почти текучая глина заливалась в деревянные формы с отделениями, внутренняя сторона которых смазывалась свиным жиром. Сырцы высыхали в этих формах, потом их вынимали для обжига.
Доугласс сообщал, что может изготовить таким образом «восемьдесят четыре обожженных кирпича в день». Но это было значительно меньше того количества, которое в среднем изготовлялось вручную (ориентировочно 1000 шт. в день). Вторым недостатком этой технологии являлось то, что требовалось большое количество форм. Кажется, что ни одна такая машина не нашла широкого распространения и, хотя в 19 веке и были разработаны подобные формовочные машины для влажной глины, они тоже не пользовались особым успехом. Поэтому большинство изобретателей сконцентрировали свои усилия на методах сушки или ленточного прессования.
Самым простым было – скопировать процесс ручного формования, сделав его машинным, т.е. изобрести машину, которая запрессовывала бы относительно твердую глину в форму. Но как заложить глину в форму, как вынуть кирпич-сырец из машины, заменить одну заготовку другой и затем вынуть кирпич-сырец?
На рисунке представлен запатентованный Альфредом Холлсом в 1845 г. машинный пресс, к которому относилась также глинорезка с конским приводом; глина замешивалась и потом прессовалась в формах.
Один из первых патентов на такие машины был выдан в Соединенных Штатах, а именно, Дэвиду Риджуею за «улучшение производства кирпичей». Описание его машины не сохранилось, но она работала, скорее всего, так же, как и машина, заявленная год спустя Аполло Кингсли из Коннектикута, состоявшая из «мундштука, двигающегося вверх и вниз, и горизонтального стола, на котором одна за другой подавались под мундштук формы, в которые подавалась глина». Машина такого типа с восемью разными формами работала в 1819 г. в Вашингтоне, ОК, и производила в день 30 000 шт. кирпичей, которые, по утверждению, были такими сухими, что их можно было сразу обжигать. Если это соответствует действительности, то это была самая старая модель методики, названной позже ленточным прессованием. При этом глина замешивалась и потом пода-валась под большим давлением в форму. В 19 веке было выдано много патентов на подобные машины, однако, только некоторым из них удавалось удовлетворительно решить основную проблему, заключавшуюся в том, чтобы прикладывалось достаточно давления на обе стороны заготовки. Чаще всего использовалась довольно влажная глина, имевшая приблизительно такую же консистенцию, как и глина для ручного формования. После прессования заготовки должны были достаточно долго просушиваться перед обжигом.
Множество патентов и довольно скромная информация из документов мастерских затрудняют точное воспроизведение разработки и успехов отдельных технологий. В период с 1820 по 1850 гг. только в Великобритании было выдано ни много, ни мало, целых 109 патентов. Около 1820 года стали использоваться машины для подпрессовки изготовленных вручную заготовок, чтобы улучшить их консистенцию, а в 30-е годы в Великобритании появились подпрессовочные машины, формующие заготовки по описанному методу.
Самый эффективный метод прессования кирпичей из относительно твердой глины был разработан в начале 19 века: в марте 1810 года в Великобритании Джоанну Джорджу Дегерлейну был выдан патент, его машина продавливала ленту влажной глины через форму, которая разрезалась потом на отдельные кирпичи. Патент на машину для экструдирования глины с отрезным приспособлением в виде туго натянутых струн получили в ноябре 1839 года маркиз фон Тведдале и Томас Энсли. Раньше глина обрезалась простыми ножами; позднее стали применяться проволочные струны, натянутые на определенном расстоянии друг от друга и отрезавшие одновременно по нескольку кирпичей. Движение режущего приспособления должно было быть точно согласовано с постоянным движением глины, что представляло собой определенный вызов.
При правильной установке из этого ленточного пресса выходили гладкие, одинаковые кирпичи, которые можно было класть с очень узкими швами. Многие архитекторы 19 века достойно ценили эту равномерность, другие жаловались на дефекты текстуры и характера, чем положительно отличались сформованные вручную кирпичи. Поэтому стали разрабатываться машины, создававшие искусственным образом структуру поверхности.
Кажется, что в Соединенных Штатах, где господствовал большой недостаток рабочей силы, машины для производства кирпичей быстрее завоевали свое место в жизни, чем в Европе, где рабочие сопротивлялись внедрению таких машин. До 1847 года в США было выдано 93 патента на машины для производства кирпичей. В 1828 году одна машина в Нью-Йорк-Сити производила, как утверждалось, 25 000 шт. кирпичей в день. Статистика 1890 показала, что 5828 фирм по производству кладочных и кровельных кирпичей инвестировали в Соединенных Штатах 18 миллионов долларов на приобретение машин. Англия и Европа сильно отставали, а в большинстве английских кирпичных заводов даже в начале 20 века кирпичи формовались вручную.
Несмотря на все усилия, прилагаемые к разработке механических методов формования кирпичных заготовок, кирпичи, как и раньше, обжигались по старинке. И только в середине 19 века в США и Европе появились патенты на новые, более производительные обжиговые печи. При этом речь шла о непрерывном обжиге и о печах с верховым пламенем, которые в несколько иной форме употребляются и в наши дни. Благодаря этому изобретению стало возможным значительно увеличить производительность кирпичей.
Обжиговые печи с верховым пламенем были изобретены не в Европе. Китайцы пользовались таким печами уже в эпоху династии Минь, если не раньше; в Европе они появились лишь в 19 веке. Нельзя точно установить, когда именно эти печи стали использоваться в Европе для производства обожженных кирпичей. Эти печи повторяли конструкцию печей для обжига фарфора, и за них в 1837 году Томас Минтон получил патент.
Перед изобретением обжиговой печи с верховым пламенем существовали печи с восходящим пламенем, по которым дымовые газы поднимались через камеру сгорания наверх. Римские полевые печи и шотландские печи, которые использовались также в 18 веке в Европе, были сконструированы по принципу восходящего пламени, но трудность при этом заключалась в том, что лежащие в самом низу кирпичи слишком сильно разогревались и становились очень прочными, в то время как верхние кирпичиk> получали недостаточный обжиг.
Эта проблема была решена при помощи печи с верховым пламенем, в которой горячий воздух подавался в верхнюю часть печи и отводился потом по системе колосников в нижнюю часть. Самое значительное отличие обжиговой печи с верховым пламенем от ее предшественниц заключалось в том, что она имела высокую дымовую трубу, чтобы эффективно гнать воздух по печи и препятствовать угасанию пламени. Решающую роль при этом играла сила ветра, а печники должны были точно регулировать выход горячего воздуха из трубы количество горючего материала, а также подачу кислорода, чтобы поддерживать в печи постоянную температуру.
Имеются разные типы обжиговых печей с верховым пламенем. Наиболее простой из них – «обжиговая печь - улей» - круглая печь с куполом и отдельно стоящей дымовой трубой. Шуровочные отверстия для загрузки горючего материала расположены на регулярных расстояниях по окружности; для загрузки кирпичей-сырцов выбрано отверстие. Когда печь загружена, отверстие закладывается кирпичами. Вокруг печи были пристроены навесы – для защиты истопников и содержания сухим топлива.
Производительность обжиговых печей такого типа колеблется в зависимости от их раз-меров от 13 000 до 100 000 кирпичей. Преимущество состоит в том, что в них можно одновременно обжигать кирпич-сырец разной формы и величины, если они будут тщательно уложены слоями. За счет функциональности и того факта, что в ней можно обжигать небольшие партии, они до наших дней используются в специализированных кирпичных заводах, где производятся особые кирпичи.
Подобная печь с верховым пламенем работает еще сегодня под командой Питера Минтера на Бальмских кирпичных заводах в Суффолке. Его печь имеет производительность 12 000 обожженных кирпичей и загружается раз в две недели. Загрузкой занимаются четверо рабочих в течение двух дней. После заполнения печь закладывается кирпичами и растапливается. Необходимая температура достигается через два дня, затем она поддерживается на этом уровне 36 часов. После этого открываются вытяжки, и печь начинает охлаждаться, что длится еще два дня. Только после этого разбирается загрузочное отверстие и можно выгружать кирпичи – процесс, который длится еще два дня. Весь процесс занимает, таким образом, две недели.
Обжиговые печи с верховым пламенем, такие, как была только что описана, отличаются, как и полевые печи, шотландские печи (с восходящим пламенем) и римские печи, прерывистым режимом отопления. Во всех этих типах кирпич-сырец загружается в холодную печь, которая затем разжигается. После обжига печь должна охладиться до начала выемки обожженных кирпичей. Так как весь процесс длится неделями, производи-тельность таких печей ниже производительности печей последовательного горения. Пер-вую печь подобного типа Фридрих Эдуард Гофман запатентовал в 1858 году.
Эта обжиговая печь с режимом последовательного горения работает 24 часа в сутки и 365 дней в году – некоторые из этих печей работали, якобы, без перерыва даже по пятьдесят лет. При подобном виде обжиговых печей речь идет о круглых печах с определенным количеством камер, каждая соответственно с дверью для загрузки и разгрузки обожженных кирпичей. Камеры соединяются друг с другом поддувалами и могут загружаться последовательно кирпичом-сырцом, который затем обжигается, охлаждается и выгружается, а огонь переводится в следующую камеру. Когда кирпичи в одной камере обожжены правильно, горячий воздух отводится в следующую камеру. Топливо загружается через шуровочные отверстия в крыше печи.
Правда, производительность печей Гофмана было ограниченной. В семидесятых годах было найдено лучшее решение, а именно, расширение печи до овала. Имелся также прямоугольный вариант, так называемая «бельгийская печь». И хотя топливо в одной камере подогревало кирпичи в следующей камере, печь Гофмана была более экономичной по расходу топлива и более безвредна для окружающей среды.
Фридрих Эдуард Гофман был сыном школьного учителя. Он родился 18 октября 1818 года в городке Грёнинген под Хальберштадтом в Саксонии, где учился в школе. В 1845 году он окончил Королевский Строительную академию в Берлине и был назначен правительственным мастером железной дороги Берлин-Гамбург. В 1858 году он получил немецкий патент за свою новую печь, которая, как в нем было написано, может использоваться для «производства стенных и кровельных кирпичей, цемента и раствора». С тех пор все его усилия были направлены на промышленность строительной керамики, он проектировал печи, издавал журналы и даже лично руководил заводами.
Круглая печь Гофмана одно из наиболее успешных изобретений, которое в той или иной форме применяется в мире до сих пор. Около 1950 года А. Б. Сирле сравнил печь Гофмана с печью с верховым пламенем: «Восемь обжиговых печей с верховым пламенем и производительностью каждая 28 000 штук в год, произвели бы за год пять миллионов кирпичей разного строения. Печь непрерывного режима обжига с 18 камерами и производительностью каждой из них 16 000 штук стоила бы столько же, но обошлась бы ровно половиной топлива для работы».
Печь Гофмана была оптимально приспособлена для массового производства, а не для обжига объектов разной формы и габаритов, она не могла эффективно работать с маленькими партиями. Охлаждение и новый разогрев печи Гофмана – трудоемкий процесс, поэтому печь не приспособлена для обжига менее чем 2 миллионов кирпичей в год. Печи Гофмана и их разновидности хотя и доминировали в конце 19 века в кирпичной промышленности, но позднее еще большую роль стали играть более маленькие печи.
Изготовление кирпича в Древнем Египте
Многочисленные археологические раскопки позволяют нам с уверенностью говорить о том, что первые кирпичи в качестве строительного материала были применены человеком около 5 тысяч лет назад. Но кто именно изобрел кирпич достоверно сказать нельзя. Скорее всего, кирпич в том понимание, которое мы вкладываем в это слово был изобретением не одного человека, а плод эволюционного развития самой технологии постройки крепкого и недорогого жилища из подручных материалов. Ученым не удалось точно указать и найти место постройки первого строения из кирпича, но, то, что эти строения стали возводится в Месопотамии, территории между Тигром и Евфратом (Междуречье), совсем не случайно. Дело в том, что в этих местах всегда вдоволь было воды, глины и соломы. И вся эта благодать освещалась жарким солнцем практически круглый год. Именно из этих природных материалов и строили свои жилища местные жители. Строения возводились из соломы обмазанной глиной.
Глина высыхала под солнечными лучами и становилась твердой, при этом не пропускала влагу и хорошо защищала от непогоды. Люди это заметили, а так как они стремились облегчить свой труд, то ими и был изобретен этот, незатейливый на первый взгляд, брусок из соломы и глины, получивший у нас название кирпич. Технология изготовления первых кирпичей была проста: клейкую глину смешивали с водой, добавляли для прочности и крепости солому, а уже сформированные таким образом кирпичи под горячими лучами солнца высыхали и становились твердыми как камень.
Изготовление кирпича-сырца
Это был еще необожженный кирпич или кирпич-сырец. Кирпич-сырец и сейчас в наше время широко используется во многих станах мира как основной строительный материал.
Первыми кто освоил технологию обжига кирпича в печи, стали древние египтяне. На изображениях, сохранившихся со времен фараонов, хорошо видно как производился кирпич, и строились из него храмы и дома. Например, городские стены Иерихона сложены из кирпича, который имел форму, сходную с нынешними батонами белого хлеба.
Стены Иерихона из кирпича
Кирпич стал основным строительным материалам в Междуречье и практически все города в период расцвета этой цивилизации были построены из него. Например, в Вавилоне красивейшем городе древнего мира все здания были построены из кирпича.
Большими мастерами в производстве кирпича и строительстве зданий и сооружений из него стали древние римляне и греки. Именно от греческого слова "plinthos", которое буквально и означает "кирпич" получили свое название плинфы, изделие, которое явило собой новую веху в истории производства кирпичей.
Это интересно: Другое греческое слово, "керамос", переводится как глина. А понятие "керамика" обозначает изделия из обожженной глины. Когда-то в древних Афинах мастера - горшечники жили компактно в одном из районов города. Этот район стал называться афинянами "Керамик".
Плинфы - наиболее древние обожженные кирпичи. Изготавливалась в специальных деревянных формах. Плинфа сушилась 10-14 дней, затем обжигалась в печи. Они были квадратными и крупных размеров. В Древнем Риме плинфа изготавливалась как правило следующих размеров 50 х 55 х 4,5 см,а в Византии 30 х 35 х 2,5.
Изготавливались плинфы и поменьше, но их использовали как черепицу. Как видим, древние плинфы были значительно тоньше современного кирпича, но это обстоятельство нисколько не мешало тем, же римлянам строить из них знаменитые римские арки и своды.
Внешние арки Колизея
Такие кирпичи легко формовались, сушились и обжигались. Строили из них с использованием толстого слоя раствора, зачастую равного по толщине самой плинфе, из-за чего стена храма становилась "полосатой". Иногда через несколько рядов плинф укладывали ряд природного камня. В Византии стены из плинфы почти никогда не штукатурились.
Кирпич в России
В домонгольской Киевской Руси, которая очень много переняла от культуры Византии, в том числе и строительные технологии, плинфа стала основным материалом для возведения конструктивных элементов зданий и использовалась в древнерусском храмовом зодчестве 10 - начала 13 века, в частности из них были построены Софийский собор (Киев), 1037 год, Церковь Спаса на Берестове, 1113-25 годы, Благовещенская церковь (Витебск), Борисоглебская церковь (Гродно).
Первые кирпичные мастерские на Руси появились при монастырях. Их продукция преимущественно шла на нужды храма. Считается, что первым религиозным сооружением на Руси, построенным из кирпича, стала Десятинная церковь в Киеве.
Десятинная церковь в Киеве
Это интересно: В научной литературе высказывались предположения, что наряду с плинфой на Руси уже в XII-XIII вв. изготавливали и брусковый кирпич, который применяли вместе с плинфой. В действительности брусковый кирпич, имеющий романское происхождение, впервые проник в Киев из Польши в самые последние предмонгольские годы. Брусковый кирпич вместе с плинфой использовали лишь в тех случаях, когда им чинили здания, построенные ранее. Примерами могут служить Успенский собор Печерского монастыря, киевская ротонда, собор Михаила в Переяславле, восстановленные вскоре после того, как они пострадали при землетрясении 1230 г. Кроме того, за брусковые кирпичи иногда ошибочно принимали плинфы узкого формата, т.е. "половинки", особенно если они имели необычно большую толщину (например, в новгородском соборе Антониева монастыря и староладожском соборе Никольского монастыря - более 7 см).
На самом деле в Московской Руси формованный кирпич стал повсеместно применяться лишь с конца 15 века, а первый кирпичный завод заложили в 1475 году. И уже из этого кирпича были возведены стены Кремля в Москве.
Это интересно: История появления первого завода по производству кирпича в Московском царстве довольно интересна. В 1475 году в Москву из Италии был приглашен архитектор Аристотель Фиораванти для постройки Кремля. Но Аристотель начал не со строительства, а с налаживания производства кирпича с особой обжиговой печью. И очень быстро этот завод стал производить очень качественный кирпич. В честь архитектора его прозвали "Аристотелев кирпич". Из такого "глиняного камня" были возведены также стены Новгородского и Казанского кремля. "Аристотелев кирпич" имел практически идентичный современному кирпичу вид и следующие размеры 289х189х67 мм. "Государев кирпич" - первый в России, который предполагал перевязку швов.
Несмотря на исключительную популярность кирпича как строительного материала вплоть до XIX века техника производства кирпичей в России оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпичи вручную, сушили исключительно летом, а обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца или небольших переносных печах. В середине XIX века в технологии производства кирпича произошел настоящий переворот. Впервые были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, появились первые сушилки для кирпича. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вяльцы, глиномялки.
Это позволило вывести производство кирпича на качественно новый уровень. Следующим возник вопрос качества продукции. Для того чтобы отделить бракоделов от добросовестных производителей была придумана система клеймения. То есть каждый кирпичный завод имел собственный фирменный знак - клеймо, который наносился на кирпич. В XIX веке также появилось первое техническое описание кирпича, перечень его параметров и свойств.
Старый клейменный кирпич
Это интересно: При Петре 1 качество кирпича оценивалось очень строго. Привезенную на стройку партию кирпича просто сваливали с телеги: если при этом разбивалось более 3 штук, то вся партия браковалась. При строительстве Санкт-Петербурга Петром I был введен т.н. "каменный налог" - плата кирпичом за въезд в город.
Современный кирпич обрел знакомые нам размеры - 250х120х65 мм - в 1927 году, его вес не более 4,3 кг.
Прошло 5 тысяч лет, а кирпич по-прежнему остается самым популярным строительным материалам и свое первенство не собирается уступать никому. Эволюция в развитие технологии производства кирпича и керамических изделий в чем-то сродни эволюции человека по теории Дарвина. Если провести аналогию, то сначала зарождение примитивных форм (глинобитные хижины), затем первобытный человек (кирпич-сырец), теперь человек современный (обожженный кирпич и керамические камни). Эволюционное развитие человека и технологии производства кирпича идут рука об руку, и эта закономерность свидетельствует, что пока существует наша цивилизация, будет существовать и кирпич, как основа всей строительной индустрии созданной человечеством за много веков.
Читайте также: