Как делают кирпичи: от глины до обожжённого строительного блока
Кирпич делают из глины, которую добывают в карьере, измельчают, смешивают с водой и отощающими добавками, формуют в прямоугольные блоки, сушат и обжигают в туннельной печи при температуре 900–1100 градусов Цельсия. Именно обжиг превращает хрупкую глиняную заготовку в прочный материал, способный выдерживать нагрузку в сотни килограммов.
Сырьё: какая глина нужна для кирпича
Не любая глина подходит для производства кирпича. Сырьё должно иметь определённый минералогический состав: основу составляет каолинит или другие глинистые минералы с содержанием оксида алюминия от 8 до 25%. Слишком жирная глина при сушке трескается из-за высокой усадки, слишком тощая — крошится и не держит форму.
Чтобы снизить усадку, в глину добавляют отощители: молотый кварцевый песок, дроблёный шамот (бой обожжённого кирпича) или опилки. Опилки при обжиге выгорают и оставляют поры, снижая плотность и улучшая теплоизоляционные свойства кирпича. Именно так получают поризованный кирпич с характерными отверстиями и пониженной теплопроводностью.
Формовка: пластический и полусухой способы
Подготовленную глиняную массу подают в формовочный пресс. Существуют два основных метода формовки.
При пластическом способе масса с влажностью 18–22% продавливается через мундштук шнекового пресса в виде непрерывного бруса с поперечным сечением кирпича. Автоматический резчик нарезает брус на заготовки нужной длины. Этот метод производителен и даёт плотную структуру.
При полусухом способе используют порошок влажностью 8–12%, который прессуют в металлических пресс-формах под давлением 15–40 МПа. Кирпичи получаются с более точными размерами и гладкими гранями, но оборудование дороже и потребляет больше энергии.
Сушка: обязательный этап перед обжигом
Свежесформованные кирпичи содержат много влаги и слишком хрупкие для обжига. Их раскладывают на вагонетки и отправляют в туннельные сушилки, где температуру поднимают постепенно от 25 до 90–110 градусов Цельсия. Скорость сушки строго контролируется: слишком быстрый нагрев вызывает трещины от неравномерного испарения воды.
Сушка занимает от 24 до 72 часов в зависимости от метода формовки и вида глины. После неё влажность заготовки снижается до 2–5%, и она готова к обжигу.
Обжиг: как глина становится кирпичом
Высушенные заготовки на вагонетках медленно проходят через туннельную печь длиной 80–120 метров. Температурный профиль разделён на три зоны: подогрев (до 600 градусов), обжиг (900–1100 градусов) и охлаждение.
В зоне обжига происходят необратимые изменения: вода химически связанная с глинистыми минералами улетает, органика выгорает, частицы глины спекаются в керамическую массу. При температуре выше 900 градусов начинается процесс остекловывания поверхности пор — именно он даёт кирпичу прочность, морозостойкость и водостойкость. Вагонетки движутся со скоростью нескольких метров в час, и полный цикл обжига занимает 40–48 часов.
Цвет готового кирпича зависит от содержания оксида железа в глине: при высоком содержании кирпич красный, при низком — жёлтый или белый. Светлый лицевой кирпич делают из специальных белоглиняных пород, месторождения которых в России сосредоточены в Подмосковье и Поволжье.
Готовые кирпичи проходят контроль качества: проверяют геометрию, прочность на сжатие и морозостойкость. Стандартный строительный кирпич марки М150 выдерживает нагрузку 150 кг на кв. сантиметр и не менее 25 циклов заморозки-оттаивания. Крупнейшие производители кирпича в России расположены в Подмосковье, Ленинградской области и Краснодарском крае.
