Технология изготовления кирпича

Наиболее востребованным материалом в строительстве выступает кирпич. Это надежный и долговечный материал с привлекательным внешним видом, что обуславливает его распространение в частном и коммерческом строительстве.

За последние десятилетия технологии производства кирпича сделали существенный шаг вперед, что позволяет получать качественный и долговечный продукт с высокой прочностью. Современный кирпич легко перевозить и хранить.

Последовательность производства кирпича

• Получение сырья. Исходным сырьем для производства кирпича является глина. Ее смешивают с различными дополнительными компонентами, а поверхности оборудования посыпают древесными опилками, что исключает прилипание глины к металлу.
• Подготовка сырья. Для использования в производстве глину предварительно дробят и извлекают из него посторонние примеси, формируя однородный материал, визуально схожий с пластилином.
• Получение готовой смеси. Глина подвергается тонкому помолу , проходит процедуру деаэрации с последующим смешиванием с различными добавками в вакуумной камере. Дозировка необходимых компонентов осуществляться в ручном или автоматическом режиме в зависимости от модели производственного оборудования. Тонкая вальцовка обеспечивает соблюдение точности геометрии получаемых блоков и их защиту от появления трещин и сколов.
• Сушка. Процесс сушки готового кирпича занимает важное место в технологической цепи. Сам процесс занимает около 70 часов и требует хорошей циркуляции воздуха. После снижения доли влаги в структуре материала проводится высокотемпературный обжиг кирпича.

Качественные параметры любого продукта, включая кирпич, формируются соблюдением установленной технологии производства.

Производственное сырье

В основе кирпича лежит глина, к которой добавляют различные модификаторы. Наличие высокой вязкости позволяет в производстве придавать готовой продукции необходимую форму, а сушка и обжиг обеспечивают высокую механическую прочность и сохранение первоначальных свойств.

Глина по своему составу включает в себя песок, иллит, каолинит, монтмориллонит и ряд других веществ, определяющих характеристики материала. Они влияют на:

• показатели вязкости;
• уменьшение размера при сушке;
• эластичность;
• спекаемость;
• огнестойкость.

Высокопластичный кирпич обладает повышенной стойкостью к разрушению, в то время как малопластичные образцы склонны к возникновению эффекта расслоения.

Под действием температуры глина обретает отдельные свойства керамики. Для этого ее подвергают спеканию при температурах в диапазоне 1100-1300 градусов. Под огнестойкостью понимается способность материала сохранять свои свойства после воздействия высокими температурами.

Для улучшения характеристик готового продукта к глине добавляют модификаторы. Включение в состав золы, шлаков и других компонентов позволяет сократить усадку, повысить удобство формовки готовой продукции. Для снижения массы изделия (обретения кирпичом пористой структуры) в состав смеси включают древесные опилки, дробленый уголь, торф. Для управления цветом добавляют руду с содержанием железа.

На сегодня кирпич встречается нескольких видов:

• Силикатный. С включением извести.
• Огнестойкий. Из шамотной глины с включением графита.
• Облицовочный. С включением цемента и минеральных добавок. 

На этапе подготовки сырья к использованию в производстве оно проходит процессы измельчения, удаления посторонних примесей и фракций, оптимизацию уровня влажности (сушку), добавление примесей, смешивание.

Формование кирпича

Формовка кирпича может проводиться различными способами:

• Пластическое. В этом случае работают с пластичной массой, имеющей уровень влажности не больше 21%, что позволяет получить блок, устойчивый к влаге. Формовка ведется винтовыми прессами. За счет измельчения и последующего повторного смешивания формируется однородный состав, готовый к формовке. Сушка кирпича ведется на открытом воздухе. 
• Полусухое. Данная технология предусматривает работу с глиной при минимальном уровне ее влажности. Основным преимуществом метода является большого распространение подходящего по свойствам сырья. Низкая влажность сокращает время сушки и затраты электроэнергии. При этом процесс формовки достаточно сложный, а применяют его в основном для лицевого кирпича, нуждающегося в четкости своих граней и однородности цвета для получения эстетически привлекательных поверхностей. 

Выбор конкретного способа формовки осуществляется в соответствии с особенностями будущего использования готового кирпича.

Сушка кирпича

Для выведения из кирпича лишней влаги применяют камерную сушку. Подобные установки имеют электропитание и состоят из большого количества отсеков.

Перед процессом загрузки «сырого» кирпича в камеру требуется провести определенные действия:

• очистить камеру от остатков материалов предыдущих производственных циклов.
• проверить исправность оборудования;
• увлажнить камеру до заданных параметров;
• проверить температуру внутри камеры на предмет соответствия нормам.

В летний период времени загрузка кирпича внутрь камеры начинается со стороны осевого вентилятора. В зимний период применяется метод одновременной загрузки тремя партиями, чтобы сократить тепловые потери во время подачи изделий внутрь.

Заполнение осуществляется по камерам. После того, как первая из них заполнена, в нее закрывается дверь, начинают укладку кирпича в следующую сушильную камеру.

Сушильные установки имеют несколько режимов работы: летний/зимний, ручной/автоматический.

Начинается процесс сушки с режима «выдержка», при котором температура не поднимается выше +30 градусов, а внутри поддерживается стабильный воздушный поток. Далее в работу включаются реверсные осевые вентиляторы, которые имеют рабочий цикл «8 минут работы - 5 минут перерыв» с его последующим повторением, но вращением вентилятора в противоположном направлении. За счет наличия внутри избыточного давления обеспечивается вывод отработанного теплоносителя.

Контроль процесса сушки лежит на операторе установки. Базовые рабочие параметры он фиксирует в журнале. В случае, если показатели влажности изменяются скачкообразно, с высокой вероятностью у оборудования есть неисправности. Управление температурным режимом осуществляется интенсивностью подачи тепла.

Автоматические сушильные камеры предусматривают наличие программного обеспечения, что позволяет оператору только выставлять исходные параметры сушки и условия выполнения работ.

После завершения сушки максимальный простой кирпича не должен превышать 1 суток. В противном случае увеличивается риск негативных структурных изменений, разрушения внутренних связей и снижения прочности кирпича.

Технология обжига

Сырой кирпич обладает влажностью в пределах 8-12%. Для окончательного завершения сушки требуется дополнительный обжиг, который проводят при температурах в районе 800 градусов. В результате потери влаги кирпич дает усадку, также из его состава выводятся летучие присадки, причем данный процесс начинается уже после нагрева свыше +200 градусов. После набора температуры она поддерживается до выгорания углерода, после чего поднимается до максимальных значений в +800 градусов.

Термическое воздействие приводит к трансформации внутренней структуры материала. При этом важно обеспечить равномерность прогрева и последующего остывания кирпича.

В зависимости от типа получаемого кирпича процесс обжига может достигать 48 часов (минимум 6 часов). В случае, если технология не была нарушена, кирпич приобретает необходимую прочность, устойчивость к воздействию огня и влаги. Улучшаются тепло и звукоизоляционные характеристики стройматериала, что напрямую влияет на его итоговую стоимость на рынке.

Производство керамического кирпича

Одной разновидностей кирпича, представленного в продаже, является керамический кирпич. Он обладает отличным от остальных набором характеристик, поэтому заслуживает отдельного рассмотрения.

Процесс его производства технологически не имеет каких-либо принципиальных отличий:

• Получение исходного сырья для производства, его доставка на завод. Разработка глины в карьерах ведется открытым способом, а ее подготовка включает в себя измельчение и удаление примесей.
• Приготовление смеси для производство кирпича предполагает добавление мелкого угля, опилок, модификаторов в зависимости от вида производимой продукции.
• Перед формовкой глина проходит дополнительную подготовку с целью повышения ее свойств пластичности, для чего из ее структуры удаляются все каменистые отложения. 
• Прессовка предполагает формирование блоков кирпича заданных размеров, обрезание кромок  с целью обеспечения необходимого готовому изделию внешнего вида.
• Сушка и обжиг обеспечивают доведение сырого кирпича до оптимального уровня влажности и придание ему дополнительных  прочностных характеристик термическим воздействием.

В процессе сушки для керамического кирпича предусматривается повышенный температурный режим в районе +150 градусов, а максимальные показатели нагрева внутри камеры превышают +1000 градусов, что позволяет обеспечить полное сжигание карбонатов в структуре материала.

По своим теплотехническим характеристикам керамический кирпич относится к числу высокоэффективных. Их используют для возведения стен строений различного назначения или в качестве облицовочного материала. При этом получение заданных характеристик материала достигается только при соблюдении технологии производства. Существует несколько вариантов блоков:

• блок с прямыми гранями, особенно с лицевой стороны;
• блок с рифленой поверхностью;
• блок с закругленными краями (радиус до 15мм).

Возможно производство и нестандартных по размерам блокам, что требует внесения соответствующих изменений в технологию.

Производственное оборудование

Помимо ручного производства кирпича на сегодняшний день существует широкий выбор специального оборудования, которое значительно ускоряет производство и повышает рентабельность продукции.

Современные линии по производству кирпича отличаются высоким уровнем автоматизации и повышенной производительностью, требуя минимального участия человека.