Производство каменных кирпичей¶

Каменный кирпич — штучный строительный материал правильной прямоугольной формы, изготавливаемый из природного камня (известняка, песчаника, ракушечника) или искусственного камня на основе минерального вяжущего. Термин объединяет две большие группы материалов: природный каменный кирпич, обрабатываемый из массива породы, и искусственный (керамический, силикатный), который формуется и обжигается или автоклавируется. Каменный кирпич применяется в кладке стен, облицовке, устройстве цоколей и малых архитектурных форм.

¶Классификация

По происхождению каменные кирпичи делятся на две основные группы:

По назначению различают:

• Рядовой (строительный) — для кладки с последующей отделкой;
• Лицевой (облицовочный) — с декоративной поверхностью;
• Фасадный — для наружных работ;
• Рустованный — с фактурной, искусственно состаренной поверхностью;
• Пазогребневый — с системой соединений «паз-гребень».

По размерам стандартный одинарный кирпич имеет габариты 250 × 120 × 65 мм. Существуют также полуторный (250 × 120 × 88 мм) и двойной (250 × 120 × 138 мм) варианты.

¶Производство природного каменного кирпича

¶Добыча сырья

Природный каменный кирпич изготавливают из мягких горных пород, которые поддаются резке: известняка, ракушечника, песчаника, туфа. Добыча ведётся открытым способом — карьерным. Породу извлекают блоками массой от нескольких до десятков тонн с помощью буровзрывных работ, экскаваторов, гидроклиньев.

¶Раскройка

Полученные блоки направляют на камнерезный завод, где они раскраиваются на плиты требуемой толщины дисковыми или ленточными пилами с алмазными или абразивными дисками. Плиты затем раскраиваются в кирпич заданных размеров. При распиловке образуется значительное количество отходов, которые перерабатываются в щебень, минеральную крошку или известковое вяжущее.

¶Обработка

Готовые кирпичи проходят:

1. Сушку — удаление влаги естественным или принудительным способом.
2. Термообработку — при необходимости камень подвергается закалке горячим воздухом или обжигу для повышения прочности и морозостойкости.
3. Калибровку — контроль геометрических размеров.
4. Сортировку — отбраковка по марке прочности и внешнему виду.

¶Производство искусственного каменного кирпича

¶Керамический кирпич

Основной способ производства керамического кирпича включает следующие операции:

1. Добыча и подготовка глины. Глинистое сырьё добывают карьерным способом, измельчают в дробилках, просеивают для удаления каменистых включений.
2. Подготовка шихты. Глину смешивают с добавками — песком, шамотом (обожжённой молотой глиной), органическими веществами. Сырьё увлажняют до пластического состояния (влажность 18–22 %).
3. Формовка. Готовую массу формуют на ленточных прессах, где под давлением 15–30 МПа получают сырец заданной формы. Существует также метод полусухого прессования с влажностью 8–12 %.
4. Сушка. Сырец сушат в туннельных или камерных сушилках при температуре 100–150 °C до остаточной влажности не более 6–8 %.
5. Обжиг. Сушёный кирпич обжигают в туннельных или кольцевых печах при температуре 900–1100 °C. В процессе обжига глина спекается, приобретая прочность и морозостойкость. Полный цикл обжига занимает от 12 до 50 часов в зависимости от типа печи.

¶Силикатный кирпич

Силикатный кирпич изготавливают из смеси кварцевого песка (85–90 %) и извести (10–15 %) методом автоклавного твердения:

1. Песок и известь дозируют, перемешивают, увлажняют до влажности 6–8 %.
2. Смесь формуют на прессах высокого давления (до 20 МПа).
3. Изделия помещают в автоклавы, где при температуре 170–200 °C и давлении 0,8–1,2 МПа происходит химическое взаимодействие компонентов с образованием гидросиликата кальция — прочного вяжущего вещества.
4. Цикл автоклавирования занимает 8–12 часов.

¶Контроль качества

Готовая продукция проходит испытания по ГОСТ 530-2012 (керамический кирпич) и ГОСТ 379-2012 (силикатный кирпич):

• Марка прочности — от М75 до М300, определяется сжатием образцов;
• Морозостойкость — от F15 до F100, число циклов замораживания-оттаивания;
• Водопоглощение — не более 6–16 % в зависимости от типа;
• Теплопроводность — 0,4–1,1 Вт/(м·°C);
• Пустотность — полнотелые и пустотелые изделия.

¶Экология и переработка

Отходы камнерезного производства — крошка, пыль, некондиционные блоки — используются в дорожном строительстве, производстве бетона, декоративных изделий. При производстве керамического кирпича шламовые осадки возвращаются в производственный цикл. Силикатное производство перерабатывает отходы металлургии (шлаки) и энергетики (золы).

¶История

Каменная кладка известна с древнейших времён — пирамиды Египта, храмы Месопотамии сложены из природного камня. Керамический кирпич появился в Междуречье около 4-го тысячелетия до н. э., где глиняные блоки сушили на солнце, а затем начали обжигать. В России кирпичное производство развивалось с XI века, первые кирпичные заводы появились в Новгороде и Киеве. Массовое промышленное производство силикатного кирпича началось в Германии в 1880 году после разработки технологии автоклавного твердения Вильгельмом Михаэлисом.

¶Источники

• ГОСТ 530-2012. Кирпич керамический. Технические условия.
• ГОСТ 379-2012. Кирпич и камни силикатные. Технические условия.
• СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.
• Технология силикатных строительных материалов. Под ред. В. Д. Глуховского. М.: Стройиздат.
• Справочник каменщика. М.: АСВ, 2010.