Полезные ископаемые из чего делают кирпич

Кирпич — один из древних, часто используемых и по сей день материалов для строительства. Но мало кто знает, из чего делают кирпич, из какого полезного ископаемого. Он представляет собой искусственно изготовленный камень стандартных размеров. От назначения, в какой области он будет применяться, зависит его состав. За время изобретения он претерпел большие изменения в технологии производства. И даже несмотря на появление других более дешевых и альтернативных материалов для строительства зданий и сооружений он не потерял лидерства на строительном рынке.

На данный момент кирпич является самым востребованным строительным материалом в мире.

Виды материала

В строительстве существует два типа кирпича:

• силикатный (белый), состоящий из песка и извести, изготавливается путем обработки паром под высоким давлением;
• керамический (красный), при производстве которого используется глина, изготавливается путем обжига.

Многим интересно знать, как делают оба вида кирпича.

Производство керамического материала

Кирпич изготавливается из глины, от качества которой во многом зависит качество будущего строительного материала.

Как делается керамический кирпич для кладки, проще понять, рассмотрев производство поэтапно.

Первый этап в себя включает процесс подбора по химическому составу и добычи глины из карьера и подготовку шихты (смесь исходных материалов). Второй этап — это распределение смеси по формам и естественная просушка кирпича. Третий этап включает в себя окончательный обжиг в печи.

Следует сказать о главном свойстве сырья, из которого делают керамический кирпич, — это пластичность. Пластичность — это способность материала без разрывов и трещин принять любую форму при воздействии внешних сил, и эта форма должна сохраняться и после этого воздействия. В строительной среде пластичность еще называют жирностью. Жирность напрямую зависит от количества содержания в глине оксида алюминия. Чем больше оксида, тем выше пластичность. Большое содержание оксида алюминия повышает прочность и огнеупорность после обжига.

Еще одной очень важной характеристикой является чувствительность глины к сушке и обжигу. При ее обработке возникает воздушная и огневая усадка. Это проявляется в изменении линейного и объемного размера полуфабриката и кирпича. Высокопластичные образцы дают усадку 10% и более (при норме в 6-8%), а это плохо сказывается на стойкости к трещинам при сушке и удержании формы при обжиге.

После того как пройдет геологическая разведка, начинается разработка глиняного карьера и перевозка ее на кирпичный завод. Там ее мельчат в специальных мельницах до состояния порошка. Одновременно с измельчением в глину вносятся добавки. Следующая операция включает в себя добавление воды и замешивание глиняной массы. После этого происходит формовка и прессовка для придания будущему кирпичу высокой прочности. Получившийся полуфабрикат сушат несколько дней в естественных условиях. Затем происходит обжиг в печах.

Этапы изготовления керамического кирпича.

При выполнении этого процесса происходит спекание глины, что придает кирпичу прочность, твердость и гигроскопичность. Прессованная поверхность после обжига имеет глянцевый блеск, что придает кирпичу эстетический вид. Здания из керамического кирпича долговечны и очень надежны.

А сегодня очень часто встречается кирпич разной цветовой гаммы. Структура кирпича может быть как полнотелой, так и пустотной. От структуры зависит его прочность и, соответственно, стоимость. Подбор и химическая структура сырья для производства керамического кирпича — это очень сложная и многоуровневая задача.

Производство силикатного материала

Из чего сделан кирпич силикатный?

Силикатный, в народе его называют белым по его цвету, состоит из негашеной извести и песка.

Основными компонентами являются:

• речной песок (кварцевый);
• негашеная известь;
• вода.

Этапы изготовления силикатного кирпича.

Доля песка составляет от 85 до 90% от его массы. Для производства используют промытый, очищенный от всевозможных примесей и мусора песок, добытый с прибрежной части и дна рек (речных карьерах), из отходов при дроблении горных пород, из доменных шлаков и т. д. На формирование силикатной смеси влияет размер зерен песка и его форма.

Количество извести, добавляемой в песок, зависит от ее химических характеристик. На кирпичных заводах используют только негашеную известь. В основном она составляет 6-8% от массы песка. Известняк, добытый в карьерах, дробят и обжигают в печах. Температура, при которой проходит обжиг, составляет 1000°С. При этой температуре разрушаются кристаллические связи, и создается новый состав. Образовавшийся белый порошок для формирования пластичной массы и для гашения извести смешивают с водой исходя из технологии производства. Полученную массу из песка и извести готовят силосным способом или с обработкой паром под высоким давлением в центробежном барабане.

Если применяется барабанная технология изготовления, то происходит спекание компонентов. После всех этих операций, которые занимают примерно от 10 до 13 часов, конечный продукт приобретает прочность, твердость и идеально ровные поверхности.

Как изготовить каменный кирпич

Часто для декоративной кладки используется каменный кирпич, поэтому многих интересует, как сделать каменные кирпичи. Технология изготовления кирпича каменного следующая.

Основой для работы послужит камень, который по форме должен быть максимально приближен к кирпичу. Потребуется форма, которую можно сделать из коробок. Форму и камень нужно смазать солидолом. Пустоты нужно залить силиконом и разровнять. Оставить просыхать на 14 дней. Таким образом изготавливается силиконовая форма.

Чтобы сделать каменный кирпич, потребуются гипс и ангидрит, смешанный с водой. Раствор заливается в силиконовую формы и высыхает в течение 20 минут. Каменный кирпич для кладки готов.

Заключение

Если сравнивать изготовление кирпича силикатного и керамического, то к преимуществу первого можно отнести более низкую цену. Однако по свойствам он во многом уступает красному. Зная, из чего делают кирпич, его можно изготовить даже самому. Каменный кирпич применяется для оформления.

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.

vvkz.ru

Существует масса преимуществ, делающих кирпич одним из самых востребованных строительных материалов. Помимо стандартных размеров и простой формы, этот искусственный камень может похвастать прочностью, долговечностью и красотой, из-за чего он применяется очень давно и почти повсеместно.

Заслуживают внимания и технологии, с помощью которых делают кирпич – как совокупности процессов, позволяющие получить материал со всеми нужными заказчику характеристиками.

Среди всех разновидностей кирпича наибольшей популярностью пользуются две – керамическая и силикатная, также именуемые красной и белой соответственно.

Они отличаются следующими особенностями.

• Главным компонентом керамического кирпича, производимого посредством обжига, является глина. Такой материал имеет эстетичный внешний вид, гасит шумы и отлично хранит тепло в помещении.
• Состав силикатного кирпича, изготавливаемого под действием высокого давления и пара, предусматривает наличие песка и извести. Соблюдение технологии позволяет получить прочные и недорогие изделия, стойко переносящие перепады температуры и влажности.

Также необходимо выделить огнеупорный кирпич, изготавливаемый из шамота с добавлением кокса или графита – компонентов, значительно повышающих его прочность.

Ещё одна актуальная разновидность – облицовочная, производство которой предполагает использование цемента, известняка и пигментного ингредиента. Такой кирпич, изготавливаемый по технологии прессования, обладает не только эстетичным внешним видом, но и впечатляющим эксплуатационным ресурсом.

Основным ингредиентом данного вида кирпича является обыкновенная глина. Она представляет собой минеральную массу, которая:

• становится пластичной при добавлении в неё воды;
• хранит форму в процессе сушки;
• твердеет в результате обжига, обретая сопоставимую с натуральным камнем прочность.

Отдельного внимания заслуживает происхождение используемой глины. В зависимости от глубины залегания, она может иметь различные свойства – как подходящие для производства кирпича, так и не соответствующие установленным требованиям.

Если же выделить компонент, который чаще всего формирует основу глины, то это каолинит – один из водных силикатов алюминия. Также в состав применяемого сырья могут входить монтмориллонит, иллит, кварц и другие второстепенные ингредиенты.

Помимо глины, керамический кирпич состоит из других компонентов, представляющих собой добавки. Их применяют для придания тех или иных свойств изготавливаемой продукции, а основными среди них являются следующие.

• Отощающие – зола, песок, шлак. Способствуют лучшему формированию массы и меньшей усадке.
• Выгорающие – опилки, порошкообразный уголь или торф. Увеличивают пористость материала, что закономерно снижает его плотность.
• Окрашивающие – как правило, металлические окислы. Придают изделиям необходимый цвет или оттенок.

Кроме того, стоит упомянуть о железосодержащих рудах и песчанике, использование которых позволяет эффективно регулировать температуру обжига.

акже могут применяться пластификаторы – добавки, минимизирующие вероятность растрескивания керамического материала. Конкретное количество каждого из перечисленных ингредиентов определяется требованиями заказчика и/или политикой производителя.

Производство белого кирпича предусматривает использование трёх обязательных составляющих, перечень которых выглядит следующим образом.

• Песок. Может иметь как натуральное, так и искусственное происхождение. Желательно, чтобы используемые зёрна были однородными и имели размер от 0.1 до 5 мм. Не меньшее значение имеют особенности поверхности песчинок (при наличии острых углов они обеспечивают лучшее сцепление). Обязательным условием является предварительная очистка материала от посторонних включений.

• Известь. Для получения данного компонента используют сырьё, которое отличается повышенным содержанием карбоната кальция (90% и более) – прежде всего, известняк и мел. Перед обжигом при температуре около 1150°С подготовленную породу дробят до размеров, не превышающих 10 см. По завершении перечисленных процедур известь вводят в состав силикатного кирпича (оптимальное значение – 7%).
• Вода. Этот ингредиент нужен для решения двух основных задач – гашения извести и придания пластичности формируемой массе. Применяется на всех этапах изготовления силикатного кирпича.

Нередко производство описываемых изделий предусматривает использование дополнительных составляющих, необходимых для придания продукции желаемых характеристик.

• Химические соединения. В качестве примера можно привести диоксид титана, благодаря которому силикатные кирпичи остаются белыми максимально долго.
• Компоненты, повышающие морозостойкость. Чаще всего для решения данной задачи используют продукты промышленной переработки, позволяющие уменьшить теплопроводность материала на 10-12%.
• Красители. Применяются в ситуациях, когда производителю нужно придать изделиям конкретный оттенок или тон.

Существует два основных метода производства керамических кирпичей – полусухое формование и пластический. Последний, являющийся более популярным, предполагает пошаговое решение следующих задач.

• Подготовка главного компонента – глины. Допускается включение в состав смеси добавок – не более 1/3 от общего её количества. При этом фракция основного ингредиента не должна превышать 1.2 мм.
• Перемещение подготовленной массы для дальнейшей формовки.
• Разделение общего массива на типоразмеры.

• Сушка керамических кирпичей.
• Перфорация изделий (актуальна в ситуациях, когда продукцию нужно сделать пустотелой).
• Обжиг. Этот вид обработки предусматривает плавное изменение температуры в печи (сначала в сторону повышения, а потом – наоборот). Следование данному правилу позволяет избежать появления трещин на кирпичах из-за резких температурных перепадов.

Что касается производства керамических кирпичей методом полусухого формования, то оно подразумевает следующий порядок действий:

• подготовка сырья и его измельчение;
• сушка и повторное дробление;
• незначительное увлажнение при помощи пара;
• повторная сушка;
• удаление последних следов влаги из керамических изделий.

Резонно упомянуть и о производстве красного кирпича в домашних условиях: подобным образом вполне реально изготовить полнотелую «сырую» разновидность данного материала.

Для решения такой задачи необходимо:

• сделать шарик из однородного куска глины, предварительно смоченного водой;
• тщательно осмотреть образец по истечении 4 суток – на предмет наличия неравномерной усадки и трещин;
• при условии отсутствия видимых дефектов шарик нужно уронить на землю;
• если образец не пройдёт проверку на прочность, его состав необходимо усилить соответствующими добавками.

Основных методик производства рассматриваемых изделий две – барабанная и силосная.

Технология изготовления силикатного кирпича предусматривает следующие этапы:

• проверка и подготовка главных составляющих – песка и извести (первый отделяют от крупных включений, а вторую – измельчают);
• смешивание компонентов с последующим отстаиванием в бункере;
• помол смеси и добавление в неё воды;
• гашение извести, осуществляемое в барабане или силосе (определяется выбранным способом производства);
• удаление влаги из песка;
• формовка при помощи пресса;
• обработка паром в автоклаве (рекомендуемая температура – 180-190°С, давление – 10 атмосфер).

Отдельного рассмотрения заслуживает процесс тепловой обработки керамических кирпичей, именуемый обжигом. Он представляет собой финальную стадию производства этих изделий и предусматривает наличие 3 этапов – прогревания, собственно обжига и охлаждения.

• Кирпичи разогревают до 120°С, чтобы удалить из них остатки воды.
• Для устранения включений органического происхождения и последних следов влаги температуру повышают до 600°С, а потом – до 950°С, что придаёт изделиям дополнительную прочность.
• По завершении закаливания кирпичи охлаждают, постепенно снижая температуру.

При условии соблюдения технологии будет получено изделие с равномерной структурой и оранжево-красным оттенком.

Также хотелось бы упомянуть о двух типах устройств, используемых для решения описанной выше задачи.

• Туннельный. Представляет собой длинную герметичную печь, состоящую из 3 камер, внутри которой проложены рельсы для транспортировки керамических кирпичей. В первой камере происходит сушка изделий, во второй – обжиг с применением горелок, а в третьей – охлаждение.
• Кольцевой. Конструкция данной печи предполагает наличие большого количества отдельных секций, имеющих собственный источник тепла и размещённых в форме кольца. Её особенность в том, что кирпичи проходят все стадии обжига, не покидая пределов одной камеры. Так, соседний отсек обеспечивает первоначальный нагрев, прокаливание осуществляется благодаря собственному тепловому источнику, а остывание изделия происходит под влиянием следующей секции.