Кирпич строительный

Кирпич строительный

История строительного кирпича

С тех пор, как человек из первобытного превратился в цивилизованного, возникла необходимость в теплом и надежном жилище. В разные исторические эпохи, в разных климатических зонах при строительстве использовали разные природные материалы: глину, древесину, камень, минералы. Одни из них шли на постройку недолговечных домов, другие – для возведения монументальных сооружений, которые спустя столетия стали памятниками архитектуры и зодчества (египетские пирамиды, античные храмы, архитектурные памятники средневековья и эпохи Возрождения).
В наши дни требования к строительству зданий, с одной стороны, упростились: сегодня ни одно сооружение не возводится на протяжении нескольких десятилетий, и баснословно дорогие строительные материалы при этом не используются (как, например, при создании усыпальниц древних царей). А с другой стороны, эти требования усложнились: никто из нас уже не возьмется строить деревянное жилище «до первого пожара»; при постройке дома современный человек будет использовать прочные, долговечные материалы, чтобы, как говорится, «на наш век хватило».
Соответствует таким незамысловатым требованиям, а также обладает оптимальным соотношением «цена-качество» кирпич строительный. Современный кирпич – это искусственный камень, имеющий форму прямого параллелепипеда и произведенный из природных материалов. В качестве сырья могут быть использованы или обожженная глина, или песок с известью, или известняковые породы. Кирпич обладает всеми достоинствами природного камня: он прочен, водо- и морозостоек, при этом его использование обходится в разы дешевле.
В русский язык слово «кирпич» пришло из тюркских языков, а туда – из языка шумеров. Таким образом, в Азии и на Ближнем Востоке постройки из кирпича возводились еще несколько тысячелетий назад.
В нашей стране кирпич стал использоваться в 10 веке н.э., после Крещения Руси, когда русские архитекторы стали заимствовать опыт византийских строителей. Однако долгое время жилые дома, храмы и даже крепости, имевшие большое стратегическое значение, строили из дерева. И лишь к XV веку кирпич строительный стал широко применяться и доказал свое колоссальное преимущество перед другими видами строительных материалов.
Обожженный продолговатый кирпич впервые стали использовать при возведении стен Московского Кремля. Каждый кирпич формировался вручную и обжигался в небольшой печи – прототипе современной печи-каменке, используемой в банях. Процесс этот был трудоемкий и недешевый. Поэтому в первое время кирпичные дома могли себе позволить только очень богатые люди.

 

ГОСТы кирпича строительного

Общепринятыми и утвержденными ГОСТом считаются следующие виды кирпича:

  • одинарный, или 1 НФ, – 250 х 120 х 65 мм;
  • полуторный, или 1,5 НФ, – 250х120х88 мм;
  • двойной, или 2 НФ, – 250х120х140 мм.

Используются реже, но, тем не менее, утверждены ГОСТом стандарты кирпича:

  • «евро», или 0,7 НФ, – 250х85х65 мм;
  • модульный одинарный, или 1,3 НФ, – 288х138х65 мм.

Виды cтроительного кирпича

Строительный кирпич правильной прямоугольной формы, которая стала нам так привычна, появился в Англии около XVI века. Однако кирпичи так называемого нормального формата, или единого стандарта, в России стали использоваться только к 1930-му году. Это кирпичи с габаритами: 250 х 120 х 65 мм.

В зависимости от состава и способа обработки кирпич строительный подразделяется на 3 вида: керамический, силикатный и гиперпрессованный.
Самым популярным, надежным, известным человеку еще с древних времен (а значит прошедшим испытание временем) является кирпич керамический. Он обладает рядом преимуществ, благодаря которым занимает одно из первых мест даже среди современных видов строительных материалов.
К таким преимуществам относятся:

  • износостойкость – очень важная характеристика для зданий, возводимых в нашей стране, так как значительные температурные перепады в разные времена года способны привести к быстрому разрушению здания. Дома, построенные из кирпича строительного, долгое время сохраняют первоначальный внешний вид;
  • морозостойкость. Строительные материалы, используемые при возведении сооружений, должны выдерживать даже сильные морозы. А это важно для северных районов России;
  • низкое влагопоглощение особенно актуально для России, так как в нашей стране выпадает большое количество осадков. Здания, построенные из керамического кирпича, быстро высыхают и не впитывают лишнюю влагу;
  • прочность. Дома из строительного кирпича считаются наиболее надежными и долговечными;
  • экологичность. Глина, из которой формируется керамический кирпич, – натуральный и экологически чистый материал, не выделяющий вредных веществ в окружающую среду.

ЗАО «Карасевский керамический завод» является одним из крупнейших предприятий, выпускающий строительный кирпич марок М-100, М-125, М-150 и другие керамические изделия.
Кирпич строительный полнотелый М-100, М-125, М-150, производимый на нашем заводе, широко используется при строительстве фундамента, цокольных этажей и подвалов, при возведении стен здания, различных архитектурных решений (колонн, столбов). Внутренние части дымовых труб, бытовые и промышленные печи строятся из керамического кирпича. Пустоты в монолитно-бетонных конструкциях также заполняются кирпичом полнотелым. Также при реконструкции Маринкиной башни, использовался кирпич, произведенный на нашем заводе.

Как мы производим кирпич строительный

Глинистое сырьё и его характеристики

Исходным сырьем для производства кирпича и камня керамического служат глины Карасевского месторождения кирпичных суглинков, расположенном в Коломенском районе Московской области в 2,5-3 километрах от завода. В геологическом строении месторождения принимают участие покровные суглинки, залегающие под почвенно-растительным слоем и подстилаемые покровными супесями или озёрно-ледниковыми глинами.

Геолого-литологический разрез участка представляется в следующем виде:

  1. Почвенно-растительный слой мощностью от 0,3 до 0,5 метров.
  2. Суглинки коричневые, светло-коричневые и желтовато-коричневые, тонкие, умеренно пластичные, нередко ожелезненные, с вкраплениями органических остатков, с единичными зернами кварца и рудными включениями.
    Характерной особенностью описываемых суглинков, представляющих полезную толщину, является почти полное отсутствие в их составе песчаных частиц, повышенное количество пылеватых частиц и отсутствие в них известковых примесей, как виде грубозернистых включений, так и в тонкодисперсном состоянии.
  3. 3. Супеси светло-коричневые, коричневато-желтые и желтые, очень тонкие, пылеватые, малопластичные, нередко непластичные, с прожилками и гнездами ожелезнения и вкраплениями гумуса.
    Супеси, как и суглинки, почти не содержат песчаных частиц и не засорены известковыми примесями. Переход от суглинков к супесям чаще всего постепенный. Макроскопически он улавливается по приобретению породой более желтой окраски и заметному понижению пластичности. Чаще всего супеси слагают и нижнюю часть покровных образований и перекрываются суглинками.
    Супеси имеют площадное распространение и отсутствуют лишь на небольших площадях в южной и восточной частях участка.
  4. Глины серые, зеленовато-серые, голубовато-серые, пластичные, с гнездами и прожилками ожелезнения и вкрапления органических веществ. Глины залегают под покровными супесями, а там, где последние отсутствуют, — перекрываются суглинками.

Качественная характеристика полезного ископаемого

Сырьё Карасевского месторождения изучалось в отношении пригодности его для производства кирпича строительного. По гранулометрическому составу суглинки однородны и относятся к группе глинистого дисперсного сырья с содержанием глинистых частиц (0,01 мм) по подавляющему большинству проб от 34,5% до 52,5%, а пылеватых частиц — от 50,4% до 61,9%.
По степени пластичности суглинки однородны и относятся к умеренно-пластичному сырью с числом пластичности 6,8- 5,7.
По химическому составу суглинки однородны и относятся к кислому глинистому сырью с высоким содержанием красящих окислов.
По минеральному составу глинистая масса сложена гидрослюдами и монториломитами.
По данным лабораторно-технологических испытаний установлено, что суглинки средне чувствительны к сушке (К=0,7-1,04) и обладают несколько повышенной воздушной усадкой.
По химическому составу глинистое сырьё Карасевского месторождения содержит относительно высокое количество свободного кварца. Основное количество несвязанного кремнезёма имеет размер частиц 0,063-0,01 мм. Такой размер не обеспечивает удовлетворительных сушильных свойств.

Технология и организация горных работ

При разработке карьера применяется цикличная технология с использованием в качестве выемочно-погрузочного оборудования одноковшовых экскаваторов и бульдозеров, а в качестве транспортных средств — автосамосвалов.

Добычные работы

Добычные работы на карьере производятся экскаватором с ковшом емкостью 1 метр. Транспортировка полезного ископаемого в глинозапасник производится автосамосвалами. Средняя высота уступа на участке работ составляет 2,5 метра, а годовой объем 180000 кубических метров.

Описание технологического процесса производства

Транспортировка глиныТранспортировка глины

Кирпич производится с помощью метода пластического формования. Данный метод сложился так, что на основе пластических свойств глин он широко используется в керамических технологиях. Во многих случаях предел прочности при изгибе и морозостойкость таких изделий выше, чем у изделий, полученных способом полусухого прессования из того же сырья. Проектная мощность предприятия составляет 64 млн. штук условного кирпича в год. Для того чтобы получить изделия необходимого качества, необходимо из глины удалить каменистые включения, разрушить ее природную структуру, получить пластичную массу, однородную по вещественному составу, влажности и структуре, а также придать массе надлежащие формовочные свойства. Для производства кирпича строительного должна быть обеспечена непрерывная подача однородного, избавленного от камней глинистого материала с добавлением золы, опилок и шмота.

Древесные опилки

Древесные опилки

Древесные опилки вводят для улучшения сушильных свойств полуфабриката — сырья. Являясь длинноволокнистым материалом, в сравнении с величиной зерен глинистых частиц, он армирует керамическую массу. Тем самым повышается ее сопротивление к разрыву, а значит, повышается трещиностойкость в сушке. В обжиге опилки выгорают, оставляя в черепке относительно крупные поры, которые увеличивают водопоглощение кирпича строительного и его морозостойкость.
Опилки поступают на завод автотранспортом. Со склада скребковым транспортером опилки подаются в барабанный грохот, размер отверстия которого 8 мм. Далее просеянные опилки скребковым транспортером подаются в бункер, а затем через ленточный дозатор на общий ленточный транспортер.
Опилки, поставляемые на предприятие, должны быть поперечного реза, размером от 1 до 8 мм, без примеси стружки и щепы, с влажностью не более 30%. Дозировка опилок осуществляется путем поднятия шибера на дозаторе.

Шамот

Шамот

Шамот — это керамический материал, полученный обжигом глины, при температуре обжига изделия из этой же глины. Его также изготавливают из отходов кирпичного производства (бой готовой продукции). Производство шамота ведется в дробильно-шихтовальном отделении. Отходы подвозятся автотранспортом. С цехового склада по наклонному транспортеру обжиговый брак поступает в молотковую дробилку, затем ковшевым элеватором на сито. После просева шамот соответствующим процентом вводится в шихту, путем поднятия шибата на дозаторе. Влажность шамота не должна превышать 10%.

Зола ТЭЦ

Зола

Зола используется как отощающая, а вследствие наличия в ней механического недожога (невыгоревшего коксового остатка) и как выгорающая технологическая добавка. Удельная поверхность золы колеблется в пределах 2000- 3000 кубических сантиметров на грамм. При производстве кирпича строительного в шихту добавляется зола с содержанием CaO+MgO не менее 5%, потери при прокаливании не менее 20%.

Подготовка массы

Подготовка массы

В цехе по производству кирпича имеется две технологические линии для подготовки глиняной массы. Технологические линии взаимозаменяемы. Отдозированная в заданном процентном отношении шихта поступает на наклонный ленточный транспортер, а затем в двухвальный смеситель СМ-246, оборудованный паропрогревом. Здесь масса прогревается паром до температуры 20-25 °C.
Заполнение глиномешалки глиняной массой должно быть не менее 2/3 объема, зазор между стенками корыта и ножами не более 7-10 мм, угол наклона ножей 15-20 °C.
Из двухвального смесителя масса подается в бегуны мокрого помола СМ-365. Размер отверстий в плитах 16-50 мм, зазоры между плитами и линией контакта катков до 3 мм. Бегуны мокрого помола являются в технологическом отношении наиболее эффективной машиной для тонкого измельчения глиняной массы. В процессе обработки в бегунах одни и те же кусочки глины подвергаются многократному раздавливающему и истирающему воздействию тяжелых катков, что и обеспечивает тонкое измельчение глины. Обработка массы на бегунах повышает вязкость и однородность массы. Прочность высушенных и обожженных изделий, изготовленных из обработанной на бегунах массы, повышается, количество отходов при этом уменьшается.

Прессование

Глиномешалка

После обработки в бегунах масса направляется транспортером в комбинированный вакуум-пресс СМК 217 или СМК 506. Глиномешалки прессов оборудованы паропрогревом. Заполнение глиномешалки сырьем должно быть не более 2/3 объема, масса прогревается паром до температуры выше температуры сушил (30-40 градусов) и увлажняется. Зазор между лопастями шнека и рубашкой цилиндра не более 3 мм. Загрузка пресса производится равномерно.
Футеровка мундштука, по которому скользит масса, должна быть ошлифована. Глубина вакуума — не ниже 0,93 атм. Формовочная влажность — 18-19%. Температура бруса 30-40 градусов.

Многострунный резательный автомат
Подготовка сырца

Медный брус подается на многострунный резательный автомат, где производится резка с заданными размерами:

  • Длинна: 258 — 263 мм;
  • Ширина: 123 — 125 мм;
  • Толщина: 67 — 70 мм;

Сырец имеет форму параллелепипеда, не допускается косая резка, недорез, «драконов зуб», сырец с отклонениями от заданных размеров.
Сформированный кирпич укладывают на рамку, сырец при укладке на рамку автоматически раздвигается.

Сушка

Сушка кирпича сырца

Далее кирпич строительный сушится в сушилке туннельной системы «Росстромпроект».
Размеры туннеля:

  • Длинна: 38 м;
  • Ширина: 1,1 м;
  • Высота: 1,7 м;

Количество вагонеток в туннеле — 27 штук, а емкость одной сушильной вагонетки 244.
Время сушки:

Наименование изделий Срок сушки
Кирпич керамический одинарный 56 — 72 часа
Кирпич керамический утолщенный 72 часа

Подвод теплоносителя — нижний, отвод — верхний. Температура в сушилке должна составлять 95-120°C. Температура отходящих газов 25-30°C. Относительная влажность отработанных газов 85-96%. Камера смешения холодного воздуха открывается в зависимости от температуры и объема теплоносителя, поступающего в ЦПК. Отсос теплоносителя должен составлять не более 20-30%, при этом остаточная влажность сырца, должна составлять не более 3%.

Садка кирпича строительного — сырца

Садка в кольцевой печи
Садка в тонельной печи

Высушенный до остаточной влажности 3-6% сырец на электропередаточной тележке при помощи транспортера поступает на пост садки. Садка сырца идет вручную. Тип садки — «косая ёлка». Кирпич сажается на ровную поверхность печной вагонетки с исправной футеровкой. Расстояние от края обжиговой вагонетки до крайнего кирпича садки должно быть не более 10 см. Садке подлежит только бездефектный сырец. Емкость одной печной вагонетки — 2500 штук кирпича.
При обжиге в кольцевой печи плотность садки составляет 180-200 штук условного кирпича. Перед садкой поддон печи должен быть очищен от очажных остатков.

Обжиг кирпича

На нашем предприятии обжиг кирпича строительного производится на двух разных типах печей — кольцевой и туннельной.
В кольцевой печи бумажная ширма устанавливается в каждой камере, впереди огня необходимо иметь не менее 2 ширм. Заделка швов (ходков) производится одной стенкой с тщательной заделкой швов тонким глиняным раствором, а также закрывается термостойкой дверью. Первая стенка устанавливается заподлицо с внутренней стенкой печи.
Обжиг камней производится по методу Дуванова П.А.
Первый рабочий конус должен быть открыт не менее чем на 2 камеры от зоны взрыва. Самый дальний конус открывается полностью, открытие остальных соответственно уменьшается по мере к зоне взрыва.
Температурный режим печи:

  • На подготовке: 100 — 750;
  • На взваре: 750 — 980;
  • На закале: 980 — 900;
  • На остывании: 900 — 60;
  • Свободные: 60 — 20;

Работа печи ведется на один огонь.

Обжиг в Кольцевой печиОбжиг в Кольцевой печи

Печь имеет 16 камер, 128 подсадок.
После обжига кирпич вывозят погрузчиками.

Обжиг в Кольцевой печи

В туннельной печи:
Обжиг в туннельной печи
После того, как садка кирпича окончена, вход в канал закрывается, и начинается обжиг.
Длина канала печи составляет 90 метров, ширина — 3,2 метра, а высота — 1,7 метров. В качестве топлива используется природный газ. Температура в зоне подготовки должна быть от 100 до 820 °C; температура в зоне обжига от 960 до 980 °C; температура в зоне закала от 960 до 800 °C; температура в зоне остывания от 800 до 60 °C.
Затем полученный кирпич укладывается на поддоны. Количество кирпича в каждом поддоне составляет 240 штук. После этого его можно грузить для отправки потребителю.

Укладка кирпича на поддоны