Кирпич его химические свойства

1.1 Физико-химические свойства

Кирпич — искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведенный из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, главное прочностью, водостойкостью, морозостойкостью[1].Равномерно обожженный искусственный камень, установленной формы и размеров, изготавливается из глины, в которую иногда добавляют различные примеси. Стандартные размеры: 250Ч 125Ч60 мм, масса 3,5-4 кг. Подвержен механическим повреждениям, особенно недожженный. Обладает малой пористостью и влагопоглощаемостью. Практически не реагирует на воздействие внешней среды. Наиболее известны три вида кирпича: гиперпрессованный кирпич, красный кирпич — из обожжённой глины и силикатный, состоящий из песка, извести и цемента. Подвержен механическим повреждениям, особенно недожженный. Обладает малой пористостью и влагопоглощаемостью. Практически не реагирует на воздействие внешней среды. Нейтральный груз. Другая важнейшая техническая характеристика кирпича — морозостойкость (способность выдерживать определенное количество циклов «замораживание-оттаивание»). Она определяет долговечность сооружения и обозначается буквой F. Как правило, морозостойкость кирпича составляет минимум 25-50, реже — 75 циклов. Для подмосковного климата нужно использовать кирпич с морозостойкостью не менее F35 (35 циклов)

Цвет кирпича окрашенного в массе в основном зависит от состава глины. Большинство глин после обжига имеют классический (красный) кирпичный цвет. Реже встречаются беложгущиеся глины, из них получают желтый, абрикосовый или белый кирпич. Иногда в сырье вводят различные пигментные добавки. Например, коричневый кирпич можно получить с помощью добавления в шихту марганца. По ГОСТу кирпич по цвету должен соответствовать образцу-эталону, утвержденному заводом, но не все заводы по производству лицевого кирпича могут обеспечить однотонность лицевой поверхности. Поэтому на всех заводах рекомендуют для получения однородной лицевой поверхности, вести кирпичную кладку одновременно используя кирпич как минимум из 3 поддонов.. Для строительного кирпича цвет не имеет никакого значения, специально строительный кирпич никто не окрашивает, но если лицевой кирпич не принимает ОТК как собственно лицевой, из-за несоответствия лицевых поверхностей ГОСТу(белесость, неравномерность окраски, сколы), его переводят в строительный 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.

Преимущества силикатного кирпича: экологичность Силикатный кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — извести и песка, по технологии, знакомой человечеству несколько десятилетий. 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. Высокая морозостойкость и прочность. Силикатный кирпич по прочности и морозостойкости значительно превосходит кирпич керамический. На построенные из него фасады строители дают гарантию 50 лет.

Экономичность. Стоимость силикатного кирпича ниже, чем у его керамических аналогов. Надежность и широкий ассортимент. Надежность и широкий ассортимент силикатного кирпича позволяет использовать его как в новом строительстве, так и при реконструкции. Фактурный, цветной силикатный кирпич украсит фасады как общественных, жилых зданий, так и загородных коттеджей, дач.

Тип окраски. Цветной силикатный кирпич окрашивается в массе, а керамический, как правило, имеет окрашенным лишь тонкий лицевой слой, особенно подверженный разрушению.

Неприхотливость. Строения из силикатного кирпича неприхотливы и устойчивы ко внешним факторам. Капризы природы не оказывают существенного влияния на его внешний вид, Фасад сохраняет цвет и не требует дополнительного ухода.

Недостаток силикатного кирпича

Поскольку силикатный кирпич обладает низкой огнеупорностью, поэтому его нецелесообразно использовать для кладки каминов и печей.

Применение силикатного кирпича

Силикатный 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, наружной части дымовых труб. Стоит разделить преимущества рядового (строительного) и лицевого кирпича. Последний применяется в многих 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.

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, внутренней 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.

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 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/м?, до 2000 кг/м? при ручной формовке).

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.

В соответствии со своим названием главным отличием этого кирпича является наличие внутренних пустот — отверстий или щелей, которые могут иметь разную форму (круглые, квадратные, прямоугольные и овальные), объем (13-50% внутреннего объема) и ориентацию (вертикальные и горизонтальные). Наличие пустот делает этот кирпич менее прочным, более легким и теплым, на его изготовление идет меньше сырья. Пустотелый кирпич применяют для кладки облегченных наружных стен, перегородок, заполнения каркасов высотных и многоэтажных зданий и иных ненагруженных конструкций.

Второй, новейший, способ обеспечения легкости и теплоты кирпича — поризация. Наличия большего числа мелких пор в кирпиче достигают, добавляя в глиняную массу при его формовке сгораемые включения — торф, мелко нарезанную солому, опилки или уголь, от которых после обжига остаются лишь маленькие пустоты в массиве. Зачастую полученный таким образом кирпич называют легким или сверхэффективным. Поризованный кирпич обеспечивает лучшую тепло- и звукоизоляцию, по сравнению с щелевым.

Технические характеристики обычного пустотелого кирпича: плотность 1000-1450 кг/м?, пористость 6-8%, морозостойкость 6-8%, морозостойкость 15-50 циклов.

Технические характеристики пустотелого сверхэффективного кирпича (НПО «Керамика»): плотность 1100-1150 кг/м?, пористость 6-10%, морозостойкость 15-50 циклов, цветной и фигурный кирпич.

Это особый вид лицевого кирпича, которому для повышения декоративного эффекта придана особая форма, рельеф поверхности или особый цвет. Рельеф может быть просто повторяющимся, а может быть и обработка под «мрамор», «дерево», «антик» (фактурный с потертыми или нарочито неровными гранями). Фасонный кирпич по-другому называют фигурным, что говорит само за себя. Отличительные признаки фигурного кирпича — скругленные углы и ребра, скошенные или криволинейные грани. Именно из таких элементов без особых сложностей возводят арки, круглые колонны, выполняют декор фасадов.

Клинкерный кирпич применяют для облицовки цоколей, мощения дорог, улиц, дворов, облицовки фасадов. Последнее можно отметить особо — такая отделка долгое время не нуждается в ремонте, грязь и пыль практически не проникают в структуру поверхности, да и вариаций цветов и форм более чем достаточно. Среди недостатков клинкера — повышенная теплопроводность и высокая стоимость. Плотность клинкера 1900-2100 кг/м?, пористость до 5%, марка морозостойкости 50-100, коэффициент теплопроводности 1,16, марка прочности 400-1000, цвет — от желтого до тёмно-красного.

Клинкерный кирпич прессуется из сухой красной глины и обжигается до спекания при значительно более высоких температурах, чем принято для изготовления обычного строительного кирпича. Это обеспечивает высокую плотность и износостойкость клинкера.

Чтобы избежать быстрого разрушения кладки, контактирующей с открытым огнем, необходим кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Его называют печным, огнеупорным и шамотным. Шамотный кирпич выдерживает температуры свыше 1600°C. Его плотность 1700-1900 кг/м?, пористость 8%, марка морозостойкости 15-50, коэффициент теплопроводности 0,6 Вт/м°С, марка прочности 75-250, цвет от светло-жёлтого до тёмно-красного. Изготавливают шамотный кирпич классической, а также трапециидальной, клиновидной и арочной формы. Делают такой кирпич из шамота — огнеупорной глины.

Основные свойства кирпича

Кирпичный стройматериал представляет собой искусственный камень, выполненный в правильной форме и является строительным элементом. Прочность, морозоустойчивость и водостойкость — вот основные свойства кирпичного камня. Благодаря традиционной прямоугольной форме этот материал хорошо подходит для кладки строительных объектов. В России единый стандарт этого строительного материала появился в 1927 году. Нормальный габаритный размер камня соответствует 250х120х65 мм. Существует несколько типов строительного кирпича, все они имеют определенные особенности в структурных свойствах строительного материала.

Виды и назначение кирпичей.

Типы и стандартные формы кирпича

Современный материал для строительства представляет собой прямоугольный камень, по нормативам не превышающий 4,3 кг.

Габаритные размеры (по ГОСТу) должны составлять: длина — 250 мм, ширина — 120 мм, толщина — 65 мм.

Существует несколько разновидностей этого строительного материала. Каждый из них имеет свой состав и определенные характеристики. К основным видам стройматериала, которые применяются в промышленном и гражданском строительстве, относится огнеупорный, силикатный, кислотоупорный и др.

Основные свойства строительного материала

Кирпич огнеупорный. По техническим характеристикам этот строительный материал должен выдерживать высокие температурные режимы. Кладка и футеровка разнообразных камер для сжигания твердого топлива производятся из этого материала. Огнеупорный состав материала позволяет без потери прочностных характеристик выдерживать нагрев до 1600ºС. Существует несколько разновидностей огнеупорного материала, которые различаются по своим химическим характеристикам:

1. Кварцевый огнеупорный стройматериал. Из-за низкой устойчивости к щелочной среде этот камень используется для кладки сводов печей, то есть там, где стенки соприкасаются с пламенем. Кварц позволяет сохранять накопленное тело.
2. Шамотный или глиноземный. Основным компонентом такого стройматериала является огнеупорная глина. В отличие от кварцевого, этот вид кирпича противодействует агрессивной щелочной среде. Являясь отличным теплопроводником и имея устойчивость к высокой температуре и ее перепадам, такой материал имеет широкое применение. Практически все кладки домашних печей и каминов делаются из этого материала.
3. Углеродистый кирпич. Один из видов стройматериалов огнеупорной группы. Применяется он в металлургической промышленности для кладки доменных печей.

Определить качественный огнеупорный кирпич можно следующим образом. Во-первых, при постукивании кирпичей друг о друга слышен почти металлический звук. Во-вторых, при механическом воздействии на стройматериал он не крошится, а раскалывается. В-третьих, внутренняя основа кирпича при расколе имеет зернистую структуру, способную удерживать влагу. Все это говорит о хороших качествах огнеупорного материала.

Свойства разных типов кирпичей.

Силикатный кирпич. Этот искусственный камень производится из известковой смеси и кварцевого песка. Отвердевание происходит под воздействием водяного пара в автоклаве. Качественные характеристики силикатного кирпича должны соответствовать ГОСТ 379-69. В зависимости от пределов прочности на сжатие и изгиб, этот строительный материал подразделяется на 6 марок: 250, 200, 150, 125, 100 и 75.

Основные свойства силикатного кирпича:

1. Морозоустойчивость. По этому показателю насыщение водяным паром должно быть не ниже: Мрз 50, Мрз 35, Мрз 25 — для лицевого камня и Мрз 15 — для рядового.
2. Водопоглощение не более 14% и 16% соответственно.
3. Высокая теплопроводность и теплоемкость. Благодаря этим свойствам силикатов, кирпич может выдерживать высокую температуру до 600ºС и медленно прогреваться.
4. Жаропрочность. Критическим показателем для силикатного кирпича будет температура свыше 700ºС, после таких максимальных температурных значений он теряет свои первоначальные свойства и начинает трескаться.
5. При изготовлении этого строительного материала применяются различные пигментные добавки: сухая охра, редоксайд, железный сурик и другие.

Кислотоупорный кирпич. Такой вид строительного материала (ГОСТ 474-90) применяется при возведении технологических сооружений и промышленных объектов, которые в дальнейшей эксплуатации будут подвергаться агрессивной среде. При изготовлении используется специальная глина — дунит.

Схема блока керамического кирпича.

Благодаря применению кислотоупорных примесей в химическом составе кирпича, он приобретает такие необходимые свойства, как:

1. Стойкость к высокой температуре при отводе газов и других агрессивных реактивов.
2. Устойчивость к химическим реагентам.
3. Высокая прочность такого материала, сравнимая с рядовым кирпичом, учитывая, что он не используется в нагруженных конструкциях.
4. Морозостойкость. Кислотоупорный кирпич способен выдерживать температурные перепады.

Благодаря таким свойствам, этот строительный материал применяется в химической и металлургической промышленности, а также широко используется в наружной облицовке бензозаправок.

Основные технические характеристики кирпичного стройматериала

Способность структурных составляющих элемента к сопротивлению внутренних напряжений называется прочностью. Маркировка обозначается буквой «М» и цифровым значением. Прочностный показатель указывает величину нагрузки на 1 квадратный сантиметр площади кирпича. Например, М200: марка 200 обозначает, что кирпич гарантированно выдержит нагрузку в 200 кг на 1 см². Марочный диапазон составляет от 75 до 300 кг. При строительстве жилых многоквартирных зданий применяется кирпич марки М150.

Сравнение свойств поризованного кирпича и других строительных материалов.

Морозостойкость — способность строительного материала в водонасыщенном состоянии противодействовать попеременному замораживанию и оттаиванию. Этот тип технической характеристики обозначается «Мрз» и определяется опытным (цикличным) путем. Во время лабораторных испытаний строительный кирпич опускается в воду на 12 часов, после этого еще на 12 часов в морозильную камеру. Это один цикл лабораторных исследований. Так продолжается до тех пор, пока кирпич не поменяет своих характеристик. Количество циклов, проведенных до первых структурных изменений, и определяет морозостойкость материала. Для строительства жилых помещений применяется камень Мрз 35 или Мрз 50. Показатель зависит от климатических условий места строительства жилого объекта.

Теплопроводность — это свойство строительного материала проводить тепло. Основным показателем является коэффициент теплопроводности. Он рассчитывается опытным путем в лабораторных условиях для различных типов стройматериалов.

Теплоемкость. Удельный показатель этой важной характеристики определяется в зависимости от географического расположения объекта. Погодные и климатические условия влияют на удельный показатель теплоемкости в различных регионах.

Плотность. Этот показатель влияет на тепловые и звукоизоляционные свойства камня при гражданском строительстве жилых объектов. Средняя плотность полнотелого красного кирпича составляет от 1500 до 1800 кг/м³, а пустотелого — от 1200 до 1500 кг/м³.

Огнестойкость. Любой строительный материал, применяемый при закладке объекта с большой температурной нагрузкой, должен обладать этим свойством. Показатель огнеупорности позволяет определять степень разрушения материала при экстремальных температурах. Очень важное качество для строительства печей и каминов.

Кирпич – виды, свойства, применение

На протяжении многих веков кирпич является одним из основных строительных материалов во всем мире. Со времен первых прототипов обожженной глины и до современных высокотехнологичных строительных материалов кирпич претерпел немало изменений, благодаря которым современное строительство загородных домов и городских многоэтажек, промышленных, коммерческих и многих других зданий демонстрирует высокое качество и надежность готовых построек из кирпича. Производство кирпича в наши дни ведется огромными темпами и объемами – спрос на этот материал всегда высок, и строительство домов из кирпича востребовано повсеместно и в любое время года.

Виды кирпича

Российский и международный рынок кирпича предлагает огромный ассортимент материалов. При этом основных видов кирпича всего 4: керамический, силикатный, огнеупорный и облицовочный. Остановимся подробнее на рассмотрении каждого из них.

Керамический кирпич

Классический красный кирпич, изготовленный из обожженной глины высокой прочности. Это самый универсальный и ходовой вид кирпича на российском рынке – он отлично подходит для закладки фундамента и строительства подвала, возведения несущих стен и создания малых архитектурных форм, а также для решения целого ряда других строительных задач. Все постройки из качественного керамического кирпича отличаются надежностью и долговечностью, поэтому загородное строительство России активно использует этот материал для возведения добротных коттеджей на века.

Красный кирпич изготавливается по технологии обжига пластичной увлажненной глиняной массы или по методу прессования более сухой глиняной массы. Современные предприятия выпускаю керамический кирпич не только традиционных красного и оранжевого цветов, но и практически любых других оттенков. По конструкции классический кирпич может быть полнотелым (строительный), пустотелым (экономичный) и облицовочным. По фактуре он бывает гладким и рельефным. Также кирпич классифицируется по многим другим техническим характеристикам, о которых поговорим позже.

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич отличается о керамического не только белым цветом брусков, но и составом, технологией производства и назначением. Белый кирпич изготавливается из извести и песка по технологии автоклавного синтеза. Для придания материалу дополнительных эксплуатационных свойств и цветного оттенка в состав силикатного кирпича иногда включают функциональные добавки и красящие пигменты. В отличие от красного кирпича, белый имеет низкие показатели водостойкости, но зато обеспечивает более эффективную звукоизоляцию. Поэтому такой материал не может применяться в строительстве фундаментов, труб, печей и других объектов с высокими требованиями прочности и долговечности. Зато он отлично подходит для возведения ненесущих стен и межкомнатных перегородок.

Как и керамический, силикатный кирпич выпускается в полнотелой и пустотелой модификации. Он также может быть гладким или пористым, иметь натуральный или искусственно тонированный цвет, классический или нестандартный размер и т.д.

Огнеупорный кирпич

Несмотря на все свои технические преимущества, обычный керамический кирпич не приспособлен для длительного контакта с высокими температурами. Поэтому в строительстве каминов и кладке печей используется специальный огнеупорный кирпич, способный выдерживать температуры до 1800°С без деформаций и потери прочности. Строительство промышленных помещений в металлургии, стеклоделии и ряде других производств, работающих с высокими температурами, активно использует огнеупорный кирпич для возведения оснований и стен для печей, сводов помещений и других строительный конструкций, подверженных частому и сильному нагреву.

Благодаря высокой теплопроводности и благородному внешнему виду огнеупорный кирпич также пользуется спросом в гражданском строительстве и отделке – его используют для кладки печей и облицовки каминов в коттеджах. Огнеупорный кирпич изготавливается из обожженной огнеупорной глины (шамот – поэтому кирпич часто называется шамотным) с добавками кокса или графита для повышенной прочности. От состава и технологии производства шамотного кирпича зависят его технические характеристики и эксплуатационные возможности в гражданском и промышленном строительстве.

Огнеупорный кирпич делится на 4 вида:

1. Кварцевый – однородный сплошной кирпич из песчаника или кварца с добавлением глины. По свойствам близок натуральным песчаникам: огнеупорен, но не устойчив к щелочам и окислам железа. Используется для изготовления сводов и стен печей, соприкасающихся только с металлом и пламенем.
2. Глиноземный – самый распространенный шамот, устойчивый к перепадам температуры и контакту с щелочами, но не приспособленный для нагрева выше 1300° С.
3. Известково-магнезиальный кирпич используется в металлургии.
4. Углеродистый кирпич довольно редок – изготовленный из прессованного коксового или графитового порошка прочный материал используется в узкоспециализированной промышленности.

Облицовочный кирпич

Облицовочный кирпич – это прочный и надежный отделочный материал с презентабельным внешним видом и длительным сроком эксплуатации в контакте с любыми атмосферными явлениями. Влаго- и морозоустойчивый, облицовочный кирпич защищает стены здания от холода, ветра, осадков и грязи. Поверхность фасадного кирпича инертна к влаге, поэтому во время дождя такая облицовка не только не портится, но и очищается, обретая первоначальную ухоженность без вмешательства человека. Облицовочный кирпич изготавливается из известняка, цемента и пигментного компонента, придающего материалу широкий спектр цветов и оттенков. Изготовленный по технологии прессования цветной кирпич не выцветает даже через много лет службы.

Применяется облицовочный кирпич для отделки новых построек и реставрации фасадов, также из этого материала возводятся стены, заборы, архитектурные и даже интерьерные элементы. Прочный отделочный кирпич даже используется в качестве тротуарной плитки для прокладки цветных аккуратных пешеходных дорожек. Цвет, фактура, размер и другие индивидуальные параметры материала подбираются для любого архитектурного стиля и дизайнерского решения в оформлении фасада и других элементов здания и участка.

Технические характеристики кирпича

При выборе кирпича необходимо уделить пристальное внимание не только его типу, но и совокупности технических характеристик. Основные свойства кирпича, по которым классифицируется этот строительный материал: прочность, морозоустойчивость, плотность, теплопроводность и пористость.

Плотность

Плотность кирпича показывает отношение массы материала к его объему с учетом пор и пустот. То есть этот показатель косвенно отражает пористость и теплопроводность материала и поэтому используется в качестве одной из основных характеристик кирпича.

Пористость

Структура кирпича зависит от степени заполнения порами его объема. От коэффициента пористости строительного материала зависят многие его эксплуатационные характеристики: прочность, морозостойкость, теплопроводность и т.д.

Прочность

Ключевая характеристика кирпича, по которой ему присваивается цифровое обозначение марки, – это прочность. Этот показатель отражает способность материала противостоять определенным нагрузкам в определенных условиях без деформации и разрушения. Прочность кирпича, указанная маркировкой после буквы «М», показывает максимально допустимую нагрузку на 1 кв.см. поверхности материала. Например, кирпичи бывают марок М100, М200, М250, М300 и т.д. Чем больше числовой показатель – тем прочнее кирпич.

Теплопроводность

Теплопроводность кирпича отражается в указанном производителем коэффициенте теплопроводности, который показывает способность материала передавать тепло от одной поверхности к другой при условии изначальной разницы их температур.

Морозостойкость

Показатель морозостойкости стройматериалов очень важен для стран с переменным климатом – он показывает минимально допустимое для материала количество циклов замораживания и оттаивания без повреждения и потери прочности. Этот показатель маркируется буквой F и соответствующим числу циклов цифровым обозначением: F25, F35, F50, F100 и т.д. В России строительство промышленных помещений и жилых домов ведется с использованием кирпича с маркировкой не ниже F35.

Также кирпич на современном строительном рынке может иметь разную форму, размеры, цвет и другие вариативные внешние различия. Многообразие материалов позволяет в точности реализовать пожелания клиентов и воплотить дизайнерские решения проектировщиков на высоком уровне качества и эстетичности.

Экологически чистый, прочный и надежный, долговечный и презентабельный – кирпич широко применяется в строительстве по всему миру. Около 70% всех зданий в Европе строятся из кирпича, и даже несмотря на появление множества дешевых материалов и технологий в малоэтажном строительстве, именно кирпич остается лидером строительного рынка уже на протяжении многих столетий. Возведение коттеджа или строительство бани, устройство опоры для забора или облицовка фасада, благоустройство садовых дорожек или постройка промышленного завода – этот универсальный материал поможет эффективно решить любые строительные задачи.

Из чего и как делают кирпич

Знание того, из чего делают кирпич, каким он бывает, чем отличается и для чего предназначен тот или иной его вид, позволит уже на стадии предпроектных решений осознанно и правильно подобрать основной материал для любого строительства.

На бытовом уровне выделяют две разновидности — красный (керамический кирпич) и белый (силикатный кирпич), которые, несмотря на схожесть формы и назначения, существенно различаются по исходным материалам, технологии изготовления и использованию. Более обоснованным представляется деление на следующие разновидности, отличающиеся способом изготовления:

1. Обжиговый кирпич, или керамический, производимый путем спекания порошкообразных компонентов кирпичной заготовки в материал каменной прочности.
2. Безобжиговый (прессованный) кирпич, получаемый путем превращения в камнеподобный материал специальных смесей за счет гидратации связующего (обычно на базе портландцемента), без применения обжига. Сюда же относится силикатный кирпич, получаемый автоклавированием смеси извести и песка.

Из чего сделан керамический кирпич

Основное вещество, входящее в состав керамического кирпича, — это обыкновенная глина — минеральная масса, приобретающая пластичность при добавлении воды, сохраняющая форму после высыхания и твердеющая до каменного состояния при обжиге. Глина распространена повсеместно, но даже в одном месторождении ее характеристики могут различаться в зависимости от глубины залегания пластов. Основу глиняного сырья, как правило, составляют 4 минерала: каолинит, иллит, монтмориллонит и кварц. Свойства глины, учитываемые при выработке кирпича:

1. Пластичность — способность не разрушаясь изменять форму под действием силы и сохранять ее после прекращения действия. Выделяют высоко-, средне-, умеренно- и малопластичные, а также непластичные глины.
2. Связующая способность — сохранение пластичности при добавлении непластичных включений. Измеряется способностью к связыванию выраженного в процентах (от 20 до 80) к собственной массе количества песка.

Регулирующие добавки

Для придания готовой продукции требуемых свойств в глину вводят добавки следующих типов:

• отощающие — неорганические вещества, облегчающие формование массы и уменьшающие усадку: песок, зола, шлак;
• выгорающие — органические включения, уменьшающие плотность и повышающие пористость: древесные опилки, измельченные в порошок уголь и торф;
• специальные — регулирующие температуру обжига железосодержащие руды и песчаник, облегчающие формование ульфитно-спиртовую барду, окрашивающие готовый кирпич в нужный цвет металлические окислы.

Этапы обработки сырья

Перед тем как стать готовой продукцией, входящая в состав красного кирпича глина в обязательном порядке проходит следующие этапы:

• добыча и подготовка;
• формование и сушка;
• обжиг.

Обычно добытую в карьере глину перевозят к месту обработки, где происходит первичное измельчение и грубая очистка от инородных включений. Затем производится высушивание, окончательное измельчение, просеивание и необходимое для последующего прессования увлажнение до 9-12%. Формовочный пресс придает порошку необходимую форму, после чего сырец подают в сушильную камеру, где за счет плавного роста температуры происходит равномерное, не нарушающее фактуры поверхности кирпича испарение воды.

Обжиг, состоящий из нагрева, собственно обжига и охлаждения, происходит в специальной печи, куда подготовленное сырье подается конвейером.

Таким образом глина превращается в обладающий необходимыми свойствами строительный материал — кирпичи.

Помимо глины, основным сырьем для изготовления керамического кирпича и стеновых блоков могут служить производственные отходы, образующиеся в процессе обогащения углей, а также при сжигании топлива ТЭС золы, состоящие в основном из алюмосиликатного стекла, глинистого вещества и кварца. Сложность использования такого сырья заключается в нестабильности его свойств.

Из чего делают безобжиговые кирпичи

Сегодня в хозяйственной деятельности широко используются разнообразные материалы — кирпичи и блоки, полученные по следующим безобжиговым технологиям:

• автоклавное твердение известково-песчаной смеси;
• гиперпрессование смеси измельченных известняковых пород с водой и цементом.

Независимо от вида исходного сырья, их объединяет отсутствие высокотемпературной обработки кирпичных заготовок.

Силикатный кирпич

Распространенным примером материала, полученного методом автоклавного твердения известково-песчаной смеси, служит белый силикатный кирпич.

Компоненты смеси

Песок — природная или искусственная (отходы промышленности) рыхлая масса однородных мелких, от 0,1 до 5 мм, зерен из различных минералов. Качество входящего в состав кирпича песка определяет качество готового изделия и особенности технологии производства. Геометрическая форма и фактура поверхности песчинок важны для легкости придания сырой смеси нужной формы и интенсивности взаимодействия с известью при нагревании в автоклаве. Остроугольные горные пески, в отличие от гладких речных, лучше сцепляются с известью. Карьерный песок должен быть предварительно очищен от инородных включений.

Следующий компонент — известь, получаемая путем дробления до размера 40-100 мм и последующего обжига при температуре 1100-1200°С пород, содержащих не менее 90% углекислого кальция, — мела, известняка, известнякового туфа и мрамора. Под действием температуры известняк распадается на углекислый газ и известь. На всех этапах изготовления силикатного кирпича используется вода из артезианских скважин.

Также в кирпичном производстве используются известково-шлаковые и известково-зольные смеси с полным или частичным замещением песка содержащими кремнезем промышленными отходами — золами теплоэлектростанций и шлаками. Сделанный из отходов и обычный силикатный кирпич по своим качествам идентичны.

Кирпич, получаемый гиперпрессованием

Исходным материалом безобжиговых кирпичей являются смеси, состоящие из портландцемента либо извести в качестве связующего, различных минеральных наполнителей (песка, измельченного ракушечника), воды и неорганических красителей. В безобжиговых технологиях вода, гидратируя составляющие гидравлических вяжущих, необходима для искусственного создания камнеподобной структуры, из-за чего недостатком таких кирпичей является их низкая жаропрочность. При достижении критических значений, как правило, выше 300°С, запускается реакция освобождения химически связанной воды, из-за чего кирпич быстро утрачивает прочность.

Особенности технологии

На этапах подготовки сырья и формования заготовок безобжиговая технология напоминает изготовление блоков из бетона, однако исходный материал такого кирпича включает уплотняемый прессованием наполнитель — дробленый ракушечник, отходы камнепереработки и т. п. Поскольку вода расходуется лишь на гидратацию цемента, ее требуется значительно меньшее количество. Окончательная форма придается гиперпрессованием — сильным, до нескольких тонн на 1 кв. см, сжатием смеси в специальной форме, после чего изделия складируются или направляются для пропаривания с целью ускорения процесса приобретения требуемой прочности.

Простота технологии, обусловленная отсутствием дорогостоящих высокотемпературных этапов, позволила сделать ее повсеместно распространенной, зачастую в ущерб качеству готовой продукции.

Таковы основные материалы и технологии, применяющиеся для изготовления разнообразного кирпича, блоков и облицовочных материалов, использующихся в жилом и промышленном строительстве.