Как изготавливают кирпич: от глины до готовой кладки
Кирпич делают из глины: её добывают, измельчают, смешивают с водой, формуют в блоки, высушивают и обжигают в туннельных печах при температуре 900–1050 градусов Цельсия. На выходе получают прочный строительный материал с пустотами или без, способный служить сотни лет.
Сырьё: какая глина нужна для кирпича
Не каждая глина годится для кирпичного производства. Подходит суглинок и тяжёлая глина с содержанием оксида алюминия от 8 до 28%. Слишком жирная глина при обжиге трескается, слишком тощая (с большим количеством песка) рассыпается. Поэтому сырьё на заводе обязательно проверяют в лаборатории и корректируют состав: добавляют песок, шамот (молотый обожжённый кирпич) или опилки. Опилки выгорают при обжиге и оставляют поры, снижая вес кирпича и улучшая его теплоизоляцию. Глину добывают в карьерах открытым способом: экскаватором снимают верхний слой почвы, а глину отвозят на завод или складируют под открытым небом для вымораживания — зимние морозы разрушают крупные комки и делают массу пластичнее.
Подготовка и формовка: как из глины получают заготовку
На заводе глину пропускают через вальцы и бегуны — дробильные машины с тяжёлыми катками, которые перетирают комки до однородной массы. Затем в глиносмесителе добавляют воду (20–25% от массы) и перемешивают до состояния пластичного теста. Дальше используют один из двух методов формовки. При пластическом методе глиняная масса продавливается через мундштук ленточного пресса в виде непрерывного бруса, который автоматически нарезается проволочным резаком на заготовки нужного размера. Это самый распространённый способ для полнотелого и щелевого кирпича. При полусухом методе порошкообразную глину с влажностью 8–10% прессуют в стальных формах под давлением 15–40 МПа. Такой кирпич точнее по размерам и подходит для облицовки. Стандартный одинарный кирпич имеет размер 250 х 120 х 65 мм.
Сушка: почему нельзя сразу обжигать
Сырые заготовки содержат 18–22% влаги. Если отправить их сразу в печь, резкое испарение воды вызовет растрескивание и деформацию. Поэтому заготовки сначала высушивают в туннельных или камерных сушилках при температуре 70–120 градусов Цельсия. Продолжительность сушки составляет от 24 до 72 часов в зависимости от толщины изделия и метода формовки. К концу сушки остаточная влажность снижается до 5–6%. На этом этапе кирпич ещё не обрёл прочности: его легко сломать руками. Высушенные заготовки укладывают на вагонетки и отправляют в обжиговую печь.
Обжиг: как глина становится камнем
Туннельная обжиговая печь — сооружение длиной 80–200 метров с зонами подогрева, обжига и охлаждения. Вагонетки с кирпичом медленно движутся через все зоны за 40–80 часов. В зоне обжига температура поднимается до 900–1050 градусов Цельсия для рядового кирпича и до 1100–1300 градусов для клинкерного (особо прочного). При нагреве происходит спекание частиц глины: кварцевые зёрна и алюмосиликаты образуют прочные кристаллические связи, кирпич уплотняется и теряет 5–8% линейных размеров. Именно этот процесс превращает пластичный глиняный блок в твёрдый и водостойкий керамический материал. Цвет кирпича после обжига зависит от содержания оксидов железа: при 3–8% получается классический красный цвет, при минимальном содержании и высокой температуре — желтовато-белый. Кирпич медленно охлаждают вместе с вагонетками в течение 15–25 часов, чтобы избежать термических трещин.
Контроль качества и применение
Готовый кирпич проверяют на прочность при сжатии (марки М100, М150, М200 и выше — нагрузка в кг на квадратный сантиметр), морозостойкость (количество циклов замораживания-оттаивания: F25, F50, F100), водопоглощение и геометрические отклонения. Кирпичное производство в России сосредоточено преимущественно в Подмосковье, Ленинградской, Самарской, Новосибирской областях и Краснодарском крае. Общий объём производства превышает 10 млрд штук условного кирпича в год. Основные потребители — жилищное строительство, промышленные объекты и реставрация исторических зданий, где керамический кирпич незаменим по долговечности и совместимости со старой кладкой.
