Виды кирпичей и технологии производства

Раньше основным и единственным сырьём для производства кирпича являлась глина. Согласно словарю В.И. Даля кирпич – это «деланый камень, брусок, сбитый из глины и обожжённый для стройки». Таким образом, керамический кирпич – это кирпич, полученный путем обжига в печи глин и их смесей. Но технологии производства развивались, и уже в Большой Советской Энциклопедии кирпич определяется как: «искусственный камень правильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающий камнеподобные свойства после обжига или обработки паром». В современном строительстве по составу сырья и способу производства выделяют три основных группы кирпичей - кирпич керамический, кирпич силикатный (известково-песчаный) и кирпич цементный (на основе минеральных компонентов, цемента и добавок).

Современный керамический кирпич производится по двум технологиям – это пластическое формование (отдельный метод - ручное формование) с последующим обжигом и полусухое формование (прессование) с обжигом. Их основным отличием является различное содержание влаги в сырьевой смеси. В первом случае влажность глины составляет 17-30%, а во втором – 8-10%.

Первый вариант изготовления, путем пластичного формования – самый распространённый, прижился в России из-за своеобразия сырья. Обилие жирных и влажных глин привело к выбору экструзионного метода производства в качестве основного. Экзотическое слово «экструзионный» на самом деле обозначает обычное выдавливание. Кроме того, эта технология позволяет изготавливать изделия с наилучшими физико-механическими характеристиками.
Основные этапы технологии пластического формования таковы. Естественно, глина сначала извлекается из карьера. Для производства керамического кирпича обычно применяются легкосплавные песчанистые и мергелистые глины. Самый лучший кирпич производится из глины добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. Однако месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины очень редки и почти все разработаны. Поэтому добывают глину из карьеров с многослойным составом путём измельчения и смешивания сырья. Таким образом, получается так называемый средний состав глины (более-менее однородный). Постоянный или средний состав глины необходим для подбора постоянных режимов сушки и обжига. Нельзя получить высококачественный кирпич, если состав глины постоянно меняется, поскольку для каждого состава нужен свой режим сушки и обжига. После добычи из карьера глину помещают в бетонированные творильные ямы, где осуществляют выравнивание и заливку водой. Глина в таком состоянии должна настояться порядка четырех дней для достижения полностью гомогенной структуры, без включений и пустот, с минимальной пористостью. А затем её транспортируют на завод для машинной переработки. Чтобы глинистая масса была без камней, для их удаления используют камневыделительные вальцы.

Конечно, основным сырьем для производства керамических кирпичей является глина. Однако для придания готовому изделию необходимых физико-механических свойств, цвета, а также для улучшения технологических свойств глины применяют различные добавки. Например, отощающие добавки (полужирные глины, песок, шлак, шамот и т.п.) нужны для уменьшения усадки изделия в процессе сушки и обжига. Кроме того, добавляют соединения на основе бария, которые связывают соли, имеющиеся в глине, благодаря чему снижается вероятность появления высолов (соляных пятен) на поверхности изделия.
После приготовления глиняной смеси эта масса пропускается через экструдер, который придает ей форму, и режется, превращаясь в изделие необходимого размера. С помощью разнообразных накаток создается поверхность будущего кирпича. После чего заготовку сушат, чтобы повысить ее прочность и избавить от избыточной влажности, которая повышает вероятность искривления и растрескивания при обжиге. После сушки влажность заготовки составляет около 2%. Вследствие испарения воды размеры заготовки уменьшаются на 5-10%. Кирпичи пластического формования могут быть полнотелыми, пустотелыми, эффективными щелевыми и поризованными. Для изготовления пустотелых и щелевых кирпичей в выходной части головки экструдера устанавливаются керны. Затем изделие помещается в печь, где оно обжигается при высоких температурах, которые регулируются в зависимости от типа используемой глины (обычно 950-1100°С). Температура обжига влияет на физико-механические свойства, которыми будет обладать кирпич, а также на его цвет. Например, темные кирпичи обжигаются при более низкой температуре, светлые - при более высокой.