Пластическое формование кирпича
На сегодняшний день самым популярным материалом в строительстве считается обожженный или керамический кирпич. Производят такой кирпич двумя способами. Первый – это пластическое формование. Второй – полусухое или сухое прессование. Эти методы отличаются тем, что в сырьевой массе содержится различное количество влаги. Однако, самым распространенным является производства кирпича методом пластического формования.
Надо заметить, что изготовленный этим способом кирпич может быть как полнотелым, так и пустотелым. По существующим стандартам кирпичи могут быть нескольких размеров и форматов. Так, различают кирпич нормального формата или одинарный (размер 250х120х65), несколько меньшие размеры имеет кирпич «Евро», а вот кирпич утолщенный и модульный одинарный слегка крупней.
Полнотелым кирпич считается, если объем пустот не превышает 13 процентов от объема всего кирпича. Если таких пустот больше, что кирпич уже называют пустотелым. Как показывает практика, в пустотелом кирпиче, как правило, пустоты составляют от 25 до 45 процентов. При этом пустоты могут быть различных форм и размеров. Однако, толщина внешних стенок с пустотами, распложенными вертикально, должна быть не меньше 12 миллиметров, а ширина одной такой пустоты не должна превышать 16 миллиметров. Изготовление и пустотелых кирпичей, и полнотелых практически одинаковое. Отличие только в подготовке сырья. Для производства пустотелых кирпичей глина подготавливается тщательнее, а пустоты делаются при помощи специальных кернов на выходе из пресса.
Начало производства
На первом этапе производства керамических или обожженных кирпичей происходит подготовка сырья, в качестве которого может быть глина и суглинки, содержащие карбиды кальция, магния и оксиды алюминия. В процессе подготовки сырья приготовляется такая глиняная масса, которая содержит до 20 процентов влаги. В смесь могут быть включены различные добавки. Ими служат всевозможные отходы, как углеобогащения, так и другие местные отходы. Например, это могут быть золошлаки и отходы от добычи угля. В составе глиняной смеси для производства качественного кирпича добавки могут занимать до 30 процентов.
Итак, процесс подготовки сырьевой массы представляет собой измельчение кусков глины. Сначала размер кусок доводят до 100-150 миллиметров, а затем измельчают массу при помощи специальный конвейеров и вальцов до такой степени, чтобы размеры частиц составляли 1 миллиметр. На этом же этапе подготовки сырьевой массы из смеси удаляются вкрапления камня.
После такой подготовки, глиняный порошок увлажняют и перемешивают в специальном фильтрующем смесителе. Надо отметить, что влаги в этой глиняной массе должно быть от 18 до 25 процентов. В это же время к глине добавляют необходимые добавки. После тщательного замеса, глину формуют в брус. Этот брус и является своеобразной заготовкой для будущих кирпичей.
На втором этапе производство необходимо заготовленный бурс разрезать на отдельные части, которые называют кирпич-сырец. Делается это конвейерным способом при помощи автоматических резаков. Можно подумать, что вот он, готовый кирпич – клади в печь и дело сделано. Однако кирпич-сырец нельзя обжигать сразу после нарезания. Сейчас в нем содержится очень много влаги. Поэтому при быстром обжиге изделие растрескается.
Поэтому следующим этапом производства стала сушка кирпича-сырца. В процессе высушивания, влага перемещается изнутри изделия на поверхность и испаряется, в результате чего изменяется объем кирпича, происходит так называемая усадка.
Очень важную роль в производстве кирпича играет температура. Она должна быть определенной и постоянной как при сушке изделия, так и при обжиге. Нарушение температурного режима может привести к возникновению брака. Таким образом, влага испаряется из кирпича-сырца при изменении температуры от 0 до 150 градусов. Однако, нагревание должно быть плавным и постепенным. Потому что, как только температура достигнет 70 градусов, давление водяных паров в изделии достигает критических значений. А это, в свою очередь, увеличивает риск появления трещин. Поэтому, рекомендуется повышать температуру на 50-80 градусов за час. Только в этом случае влага будет испаряться правильно, без плачевных последствий для будущего кирпича. После того, как влажность достигнет 8-12 процентов, кирпич-сырец считается высушенным, и его можно отправлять в специальные печи для обжига.
Завершающий этап производства кирпича
Обжиг является завершающим этапом в производстве кирпичей способом пластического формования. Итак, кирпич-сырец, который имеет 8-12 процентов влажности, отправляется в специальную печь. Так он сначала досушивается. И только после этого температура поднимается до 550-800 градусов, при которой происходит дегидратация минералов глины. Под воздействием таких высоких температур кристаллическая решетка молекул глины распадается, в результате чего пропадает пластичность. Снова происходит усадка будущего кирпича. После того, как температура поднимается свыше 200 градусов, появляются летучие органические примеси и добавки. Следует отметить, что в процессе обжига кирпича скорость роста температуры достигает 300-350 градусов в час. Температуру некоторое время держат постоянной. До тех пор, пока окончательно не выгорит углерод. И только после этого изделие нагревают более чем на 800 градусов. Под воздействием таких температур производит структурное изменение продукции. Сейчас температуру поднимают на 100-150 градусов в час для полнотелых кирпичей и на 200-220 градусов в час для пустотелый. Предельную температуру некоторое время выдерживают, чтобы прогреть кирпич равномерно. А затем начинают постепенно снижать температуру. Сначала скорость понижения температуры составляет 100-150 градусов в час. А после того, как температура достигнет 800 градусов, темп увеличивается до 250-300 градусов в час.
Одна партия кирпича в таких условиях обжигается примерно от 6 до 8 часов. В процессе обжига изделие несколько раз меняет свою структуру и усаживается. В результате получается прочный, водостойкий материал, устойчивый к температурным изменениям, обладающий звуко- и теплоизоляционными свойствами.