Из чего делают кирпич: состав и технологии производства разных видов

Кирпич изготавливают из разного минерального сырья. Для керамического используют преимущественно глину, для силикатного — кварцевый песок и известь, для шамотного — огнеупорные глины и предварительно обожженный шамот. От состава и способа производства зависят прочность, плотность, водопоглощение и устойчивость готового изделия к нагреву.

Внешне похожие виды кирпича могут существенно различаться по внутренней структуре и условиям применения. Например, обычный керамический материал приобретает прочность при обжиге, а силикатный твердеет во время обработки горячим паром под давлением.

Из чего делают керамический кирпич

Основное сырье для керамического кирпича — глина и суглинок, содержащий значительную долю глинистых частиц. При добавлении воды масса становится пластичной, что позволяет формовать изделия нужного размера. После сушки и высокотемпературного обжига она превращается в твердый керамический материал.

Свойства глины различаются даже в пределах одного месторождения. Ее минеральный состав определяет пластичность, усадку при сушке, температуру спекания и цвет готового кирпича. Поэтому перед производством сырье измельчают, очищают от крупных включений и перемешивают до получения однородной смеси.

В зависимости от рецептуры могут использоваться дополнительные компоненты:

• Кварцевый песок. Регулирует пластичность глиняной массы и помогает уменьшить усадку при сушке.
• Шамот. Предварительно обожженный и измельченный керамический материал, который применяют в некоторых составах для снижения усадочных деформаций.
• Выгорающие добавки. Например, древесные опилки, образующие при обжиге дополнительные поры и уменьшающие среднюю плотность изделия.
• Минеральные пигменты и специальные добавки. Используются для получения определенных оттенков или изменения технологических свойств массы.

Привычный красный цвет кирпича связан преимущественно с соединениями железа в глине. В зависимости от состава сырья и условий обжига изделия приобретают терракотовые, коричневые, желтоватые и темные оттенки. Для декоративной отделки поверхности также применяют ангобы — тонкие покрытия на основе минеральных компонентов.

Как делают керамический кирпич на заводе

Наиболее распространенная технология производства основана на пластическом формовании. Подготовленную глиняную массу пропускают через ленточный пресс, который выдавливает непрерывный брус заданного сечения. Затем его разрезают на отдельные заготовки.

Процесс изготовления включает пять этапов:

1. Подготовка сырья. Глину измельчают, очищают от нежелательных включений, смешивают с добавками и доводят водой до рабочей влажности.
2. Формование. Пресс придает заготовкам нужную геометрию. При производстве пустотелого кирпича отверстия формируются непосредственно при выдавливании глиняного бруса.
3. Сушка. Из сырца постепенно удаляют влагу. Слишком быстрое высыхание может вызвать неравномерную усадку и образование трещин.
4. Обжиг. Высушенные заготовки направляют в печь, где происходят превращения глинистых минералов и спекание. Для обычного керамического кирпича максимальная температура обжига обычно составляет около 900–1100 °C.
5. Контроль качества. После охлаждения изделия проверяют по установленным показателям, сортируют и упаковывают для транспортировки.

Конкретный температурный режим зависит от состава глины, размеров изделий и оборудования предприятия. Кроме пластического формования, применяется полусухое прессование, при котором используют массу с меньшей влажностью и сокращают потребность в сушке.

                    Схема изготовления керамического кирпича от подготовки глины до обжига и упаковки.

На этапе формования производитель задает внутреннюю структуру строительного кирпича. Полнотелое изделие содержит минимальное количество пустот, а в пустотелом специально создают отверстия, уменьшающие объем керамической массы. Поэтому строительный кирпич одинакового размера может различаться по весу, средней плотности и теплотехническим характеристикам.

Из чего делают силикатный кирпич

Силикатный кирпич производят из кварцевого песка, извести и воды. Песок составляет основную минеральную массу, а известь участвует в химических реакциях, благодаря которым изделие приобретает прочность.

Подготовленные компоненты смешивают, увлажняют и прессуют, после чего заготовки помещают в автоклав. В этой герметичной установке материал обрабатывается насыщенным водяным паром при повышенных температуре и давлении.

Во время обработки образуются гидросиликаты кальция, связывающие частицы песка в прочную структуру. Высокотемпературный обжиг, характерный для керамики, в таком производстве отсутствует.

Естественный цвет силикатного кирпича обычно белый или светло-серый. При добавлении пигментов получают изделия других оттенков. Силикатный кирпич используют для кладки стен, перегородок и облицовки с учетом требований к условиям эксплуатации. Он не предназначен для топок печей и конструкций, подвергающихся интенсивному нагреву.

Из чего делают другие виды кирпича

Помимо обычного керамического и силикатного кирпича, выпускают материалы со специальными свойствами. Их получают из других рецептур сырья или с применением особых технологических режимов.

Клинкерный кирпич широко используют для облицовки фасадов и других участков кладки, подверженных атмосферному воздействию. По ГОСТ 530-2012 его водопоглощение должно составлять не более 6%.

Шамотные изделия предназначены для конструкций с высокой тепловой нагрузкой, прежде всего топок. При этом обычный керамический печной кирпич имеет другое назначение и может применяться в менее нагруженных частях печи. Оба типа продукции встречаются в ассортименте печного кирпича.

                             Укладка шамотного огнеупорного кирпича при строительстве топки печи.

Гиперпрессованный кирпич чаще используют для облицовки фасадов, ограждений и декоративной кладки. Его характеристики зависят от состава смеси, условий прессования и последующего твердения.

Как состав кирпича влияет на его свойства

Сырье и технология изготовления определяют внутреннюю структуру материала, однако конкретные характеристики могут заметно различаться даже у кирпича одного вида. На эксплуатационные свойства влияют следующие параметры:

• Прочность. Зависит от структуры изделия, степени спекания керамики или характера связующих соединений в других видах кирпича. Для строительных расчетов используют марку по прочности, указанную производителем.
• Водопоглощение. Связано с количеством и характером открытых пор. Этот показатель особенно важен для наружной кладки, подвергающейся атмосферному увлажнению.
• Морозостойкость. Характеризует способность материала выдерживать циклы замораживания и оттаивания в условиях стандартных испытаний. Она зависит от структуры кирпича и особенностей его взаимодействия с водой.
• Плотность и пустотность. Влияют на массу кладки и теплотехнические свойства. Например, пустотелый кирпич обычно легче полнотелого изделия сопоставимого формата и состава.

Как выбрать кирпич с учетом состава и технологии производства

При выборе кирпича учитывают свойства исходного сырья, способ изготовления и условия будущей эксплуатации. Даже при использовании похожих компонентов разные методы формования и температурные режимы позволяют получать изделия с различными характеристиками.

Для несущих стен прежде всего учитывают расчетную прочность и конструкцию кладки, для наружной облицовки дополнительно оценивают водопоглощение и морозостойкость, а для печных конструкций — устойчивость к длительному воздействию высоких температур. Поэтому ориентироваться следует на характеристики конкретного изделия и требования строительного проекта.

В каталоге «Кирпич.ру» представлены разные виды кирпича для строительных и облицовочных работ. Специалисты компании помогут подобрать подходящий материал, определить необходимое количество и организовать доставку на объект.