— искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведенный из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, главное прочностью, водостойкостью, морозостойкостью[1] . Наиболее известны три вида кирпича, гиперпрессованный кирпич производится по технологии гиперпрессования, красный кирпич из обожжённой глины и силикатный, состоящий из песка и извести, а также цемента.
1. История
Слово «кирпич» заимствовано из тюркских языков. [2] До кирпича — плинфа . Например, при посещении Иваном Грозным недостроенного Софийского собора в Вологде на него упала плинфа : «как из своду туповатова упадала плинфа красная».
«Плинфа» — тонкая и широкая глиняная пластина, толщиной примерно 2,5 см. Изготавливалась в специальных деревянных формах. Плинфа сушилась 10-14 дней, затем обжигалась в печи. На многих плинфах находят клейма, которые считаются клеймами изготовителя.
Стандартный обожжённый кирпич — примерно с XVI века.
До XIX века техника производства кирпичей оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпичи вручную, сушили исключительно летом, а обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине XIX века была построена кольцевая обжиговая печь а также ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства. В конце XIX века стали строить сушилки. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки. В наше время более 80 % всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн шт. в год.
2. История кирпича как строительного материала
Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах необожжённый кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резаной соломы, применение в строительстве обожжённого кирпича также восходит к глубокой древности (постройки в Египте, 3—2 тысячелетие до н. э.).
Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из кирпича (45×30×10 см) выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и т. п. Ярким примером использования кирпичного строительства в России времён Иоанна III стало строительство стен и храмов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера. «… и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырем, в Калитникове, в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыками повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножём невозможно расколупить».
Производство кирпича
... пара. После сушки кирпич поступает в кольцевую или туннельную печь, в которой осуществляется обжиг. Технология производства кирпича без обжига. При таком методе изготовления кирпича применяется гипер-прессование ... по времени и средствам популярностью пользуется своеобразный двойной керамический кирпич. Его параметры выше стандартного одинарного примерно в два раза. Есть также и средний вариант — ...
Однако есть предположение, относящееся к римскому периоду, что изначально кирпичи не были несущим материалом: в римских сооружениях зачастую слой извести шире слоя кирпичей и можно сделать вывод, что именно известь была т.н. «несущим материалом», а вовсе не кирпич (выполнял роль арматуры в бетоне, сказали бы сейчас).
Кирпичи предположительно были всего-навсего черепицей, что характеризует их размер — прим. 300х300х20 мм. Да и в домонгольской Руси (абсолютно «деревянной») кирпичные кладки были схожи с римскими, постольку поскольку «кирпичное зодчество» пришло на Русь из Византии являющейся преемницей Рима. Даже кладка Айя-Софии выполнена в той-же манере — тонкая прослойка кирпича и в 1,5-2 раза шире прослойка извести [] .
3. Виды кирпича и их преимущества
| Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка.
Следует исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. |
На сегодняшний день в современном строительстве используются два основных вида кирпича: керамический и силикатный кирпич. Каждый из этих видов имеет свои преимущества и недостатки. ] :
3.1. Силикатный кирпич
Силикатный кирпич изготавливается из смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке — воздействию насыщенного водяного пара при температурах 170—200 °C и высоком давлении. В результате применения такой технологии образуется искусственный камень. Этот вид кирпича обладает следующими свойствами ] :
3.1.1. Преимущества силикатного кирпича
- Звукоизоляция . Это играет немаловажную роль при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве.
По сравнению с керамическим, силикатный кирпич обладает большей плотностью — поэтому меньше проводит звук.
3.1.2. Недостатки силикатного кирпича
- Невысокие теплозащитные свойства по сравнению с керамическим кирпичом, хотя зачастую они являются вполне приемлемыми.
- Высокий коэффициент влагопоглощения и как следствие меньшая морозостойкость. При намокании любого материала его теплозащитные свойства уменьшаются в разы. И, учитывая высокое влагопоглощение, силикатный кирпич показывает очень нестабильные результаты теплоизоляции.
3.2. Керамический кирпич
Керамический кирпич обычно применяется для возведения несущих и самонесущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладки фундаментов, наружной части дымовых труб, промышленных и бытовых печей. Стоит разделить преимущества рядового (строительного) и лицевого кирпича. Последний применяется практически во всех областях строительства. Лицевой кирпич изготавливается по специальной технологии, которая придаёт ему массу преимуществ. Лицевой кирпич должен быть не только красивым, но и надёжным. Облицовочный кирпич обычно применяется при возведении новых зданий, но также с успехом может быть использован и в различных реставрационных работах. Его используют при облицовке цоколей зданий, стен, заборов, для внутреннего дизайна.
Стандарты: ГОСТ 530—2007, ГОСТ 6316-74, ГОСТ 7484-78, ГОСТ 566-73. Стандарт ГОСТ 7484-78 утратил силу с 1 января 2008 г. с введением ГОСТ 530—2007.
3.2.1. Преимущества керамического рядового кирпича
- Прочен и износостоек. Керамический кирпич обладает высокой морозостойкостью, что подтверждается многолетним опытом его применения в строительстве.
- Хорошая звукоизоляция — стены из керамического кирпича, как правило, соответствуют требованиям СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».
- Низкое влагопоглощение (менее 14 %, а для клинкерного кирпича этот показатель может достигать 3 %) — Более того, керамический кирпич быстро высыхает.
- Экологичность Красный кирпич — это «дышащий материал», обеспечивающий благоприятный климат в помещении. Керамический кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — глины, по технологии, знакомой человечеству десятки веков. Во время эксплуатации построенных из него зданий, красный кирпич не выделяет вредных для человека веществ, таких как газ радон.
- Устойчивость почти ко всем климатическим условиям , что позволяет сохранять надёжность и внешний вид.
- Высокая прочность (15 МПа и выше).
- Высокая плотность (1950 кг/м³, до 2000 кг/м³ при ручной формовке).
3.2.2. Преимущества керамического облицовочного кирпича
- Морозостойкость. Облицовочный кирпич обладает хорошей устойчивостью к морозу, а для северного климата это особенно важно. Морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. Керамический облицовочный кирпич идеально подходит для нашего климата.
- Прочность и устойчивость . Благодаря высокой прочности и малому объёму пористости кладка, возводимая из облицовочных изделий, отличается высокой прочностью и поразительной устойчивостью к воздействию окружающей среды.
- Различная фактура и цветовая гамма. Диапазон различных форм и цветов облицовочного кирпича даёт Вам возможность создания имитации старинных построек при возведении современного дома, а также позволит возместить утраченные фрагменты фасадов старинных особняков.
4. Технология производства
4.1. Организация кирпичного производства
Организация кирпичного производства должна создать условия для двух основных параметров производства: обеспечивать постоянный или средний состав глины и обеспечивать равномерную работу производства. Для выявления истинных причин большого количества брака на производстве проводится анализ соответствия организации производства этим требованиям.
Кирпичное производство принадлежит к тем видам человеческой деятельности, где результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводиться при постоянных основных параметрах производства. Невозможно сделать правильные выводы и подкорректировать работу при несоблюдении этого простого правила.
Невозможно выпускать качественную продукцию при непостоянном составе глины и производительности. Невозможно найти причины брака уменьшая переработку, не имея возможности контролировать и регулировать режим сушилки, не соблюдая режим обжига в печи. Как понять, где находится источник брака: глина, добыча, переработка, формовка, сушка или обжиг?
Самая лучшая глина — это глина постоянного состава, которую с низкими затратами могут обеспечить только многоковшовый и роторный экскаваторы. Кирпичному производству требуется постоянный состав глины в длительном промежутке времени для опытного подбора режимов сушки и обжига. Нет более простого и лучшего способа получить продукцию отличного качества.
4.2. Глина
Хороший керамический кирпич производится из глины добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. При постоянном составе минералов цвет кирпича при производстве одинаковый, что характеризует лицевой кирпич. Месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины, пригодным для добычи одноковшовым экскаватором, очень редки и почти все разработаны.
Большинство месторождений содержит многослойную глину, поэтому лучшими механизмами, способными при добыче делать глину среднего состава, считаются многоковшовый и роторный экскаваторы. При работе они срезают глину по высоте забоя, измельчают её, и при смешивании получается средний состав. Другие типы экскаваторов не смешивают глину, а добывают её глыбами.
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. При добыче глины среднего состава, один раз подобранные режимы позволяют получать высококачественный кирпич из сушилки и печи годами.
Качественный и количественный состав месторождения выясняется в результате разведки месторождения. Только разведка выясняет минеральный состав, то есть какие суглинки пылеватые, глины легкоплавкие, глины тугоплавкие и т. д. содержатся в месторождении. Лучшими глинами для производства кирпича считаются те глины, которые не требуют добавок.
Для производства кирпича всегда используется глина непригодная для других керамических изделий. До принятия решения о постройке завода на основе месторождения проводятся промышленные испытания пригодности глины для производства кирпича. Испытания проводятся по специальной стандартной методике, заключающейся в подборе технологии для переработки.
Испытания дают ответ на несколько вопросов: есть ли в месторождении слой однородной глины, пригодный для промышленной разработки; если нет, то пригоден ли средний состав глины для производства кирпича; если нет, то какие добавки требуются для получения качественного кирпича, какая нужна техника для добычи и оборудование для переработки и пр.
4.3. Сушилки камерные
Сушилки загружаются кирпичом полностью и в них постепенно изменяется температура и влажность по всему объёму сушилки, в соответствии с заданной кривой сушки изделий. Сушилки находят применение для изделий электрокерамики, фарфора, фаянса и при малых объёмах производства. Очень трудно регулировать режим сушки.
4.4. Сушилки туннельные
сушилки загружаются постепенно и равномерно. Вагонетки с кирпичом продвигаются через сушилку и проходят последовательно зоны с разной температурой и влажностью. Туннельные сушилки лучше всего применять для сушки кирпича из сырья среднего состава. Применяются при производстве однотипных изделий строительной керамики. Очень хорошо «держат» режим сушки при постоянной и равномерной загрузке кирпича-сырца.
4.5. Процесс сушки
Глина, с точки зрения сушки, это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2—0,5 мкм и крупнозернистым 0,5—2 мкм. В объёме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.
Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды, хорошего природного растворителя, между отдельными частицами минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.
Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношением «глинистых» и «песчаных» частиц. Чем больше в глине «глинистых» частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.
Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина. Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.
Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.
Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов. Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.
4.6. Процесс обжига
Глина с точки зрения обжига представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.
В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всё более тугоплавкие минералы переходят в расплав и возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.
При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.
После обжига при температуре 950—1050 °C доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8—10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.
5. Размеры
Как это ни удивительно, но в России кирпичи единого стандарта (т. н. нормального формата (НФ) [3] ), появились недавно по сравнению с тем, сколько времени бытует у нас этот стройматериал, — в 1927 году. Нормальный формат имеет габаритные размеры 250х120х65 мм. Наименования остальных размеров являются производными от НФ:
- 1 НФ (одинарный) — 250х120х65 мм;
- 1,4 НФ (полуторный) — 250х120х88 мм;
- 2,1 НФ (двойной) — 250х120х140 мм.
Также описаны в ГОСТе и применяются (но значительно реже) другие размеры [3] :
- 0,7 НФ («Евро») — 250х85х65 мм;
- 1,3 НФ (модульный одинарный) — 288х138х65 мм.
Неполномерный (часть):
- 3/4 — 180 мм;
- 1/2 — 120 мм;
- 1/4 — 60—65 мм.
6. Названия граней
Согласно ГОСТ 530—2007, грани кирпича имеют следующие названия [3] :
- Постель — рабочая грань изделия, расположенная параллельно основанию кладки (на примере 1 НФ это часть с размерами 250х120 мм);
- Ложок — средняя по площади грань изделия, расположенная перпендикулярно к постели.[3] (у 1НФ — 250х65 мм);
- Тычок — наименьшая грань изделия, расположенная перпендикулярно к постели.[3] (у 1 НФ — 120х65 мм).
7. Крупнейшие производители
В России крупнейшими производителями кирпича являются: ] Башкирский кирпич, Дзержинский кирпичный завод, Ревдинский кирпичный завод, Голицынский кирпичный завод, Воротынский кирпичный завод, Рязанский кирпичный завод, Московский кирпичный завод. Всего более трехсот кирпичных заводов.
Wienerberger
8. Дополнительно
В России известна игра «Догони меня Кирпич», суть которой давно уже утеряна ] .
Примечания
Данный реферат составлен на основе .
