Технология изготовления клинкерного кирпича

Как осуществляется обжиг клинкерного кирпича?

Кирпич — это обожженный при высокой температуре глиняный брусок. Каким образом производится обжиг клинкерного кирпича? Это особая разновидность керамических строительных изделий. Она отличается от всех остальных кирпичей своей плотностью. Бруски из глины полностью спекаются в процессе обжига.

Температура обжига клинкерного кирпича составляет около 1200 °C, что придает материалу высокую прочность.

Немного исторических фактов

Первичные данные о клинкере относятся к 1743 году. В это время в городе Бокхорно в Дании открылась мастерская, в которой обжигался кирпич. Эти изделия выпускались для мощения дорог.

Глубокий обжиг делал их сравнимыми по прочности с булыжником, которого в стране было очень мало. Искусственный камень в виде прямоугольных брусков в укладке был проще, обходился намного дешевле булыжника, его не нужно было везти издалека.

Через много лет в российской деревне Топчиевка, расположенной в Черниговской губернии, тоже началось производство клинкерного кирпича. Случилось это в далеком 1884 году. На заводе использовалась печь системы Гофмана и немецкие шнековые прессы.

Изображение № 1. Окись железа придает глине красноватый оттенок.

Подготовленная глина спекалась в печи в некую массу в виде пласта. Его раскалывали на части. В таком виде использовали для дорожных работ.

Через 20 лет завод начал выпускать клинкерный кирпич. Печь Гофмана заменили на камерную. Раньше процент брака был равен 50 и более, теперь он остановился на показателе 25.

В СССР на нескольких заводах стали выпускать кирпич не только для дорог, но и для возведения отопительных печей. Мощность заводов была очень небольшой. В настоящее время обжигом занимаются многие предприятия. Выпускают они несколько видов керамических изделий, в том числе и клинкерный кирпич.

Производство кирпича

Для изготовления клинкера используется специальная тугоплавкая глина. Она в своем составе содержит много оксидов алюминия, которые значительно уменьшают деформацию прессованных брикетов при обжиге. Содержание оксидов — 17-23% от общей массы смеси. В любой глине всегда есть окись железа (изображение № 1), придающая готовому изделию цвет, который может меняться от привычного вишнево-красного до необычного темно-фиолетового. Содержание оксида железа не должно превышать 8%, иначе при обжиге изделий в печи на их поверхностях образуется корка. Она не дает выхода углекислому газу, отчего кирпич вздувается.

В составе глины должно сохраняться определенное количество кальция, магния, кремния. При их недостатке изделия требуют строго определенных температур при обжиге, а от этого усложняется технология производства. При превышении содержания меняются характеристики и свойства кирпича. Он становится хрупким.

Изображение № 2. Облицовочный кирпич применяют для отделки внешних фасадов домов.

Более высокого качества изделий можно добиться использованием экструзионного метода изготовления. Применение этого способа заключается в следующем:

Такой способ производства и обжига изделий довольно дорог. Российский клинкерный кирпич подобным образом выпускается лишь на нескольких заводах. Остальные предприятия работают методом полусухого прессования, он требует более низких энергозатрат. Способ производства включает в себя следующие операции:

• глина сушится и измельчается;
• измельченная смесь размещается в формах;
• происходит прессование кирпича;
• заготовки сушатся при температуре 80°С в течение суток;
• высушенные заготовки отравляются на обжиг.

Чаще всего для обжига находят применение туннельные печи. Эти сооружения достигают длины 200 м. Работают они по непрерывному циклу. На конвейерной ленте заготовки проходят весь путь. На пути они пересекают зоны с разными температурными режимами. Максимальная температура достигает +1100°…+1450°С. В таких условиях глина спекается и превращается в керамику. А клинкерный кирпич, как нам известно, является разновидностью керамических изделий. Его свойства и характеристики:

Кирпич по своему назначению может быть разным. Различают следующие виды клинкерного кирпича:

• облицовочный;
• дорожный;
• печной;
• фасонный.

Облицовочный предназначен для отделки стен зданий (изображение № 2). Дорожный — для мощения дорог и тротуаров (изображение № 3). Из печного строят дымоходы, камины и печи. Фасонные изделия имеют самую разную форму. Они используются для строительства беседок, ограждений, для отделки некоторых деталей зданий. Свойства и достоинства изделий:

• высокая прочность;
• морозостойкость;
• презентабельный внешний вид;
• долговечность (порядка 100 лет).

К недостаткам можно отнести высокую плотность. Это качество требует более прочного фундамента и усложняет доставку кирпича на место использования. К этому можно добавить потерю тепла из-за теплопроводности материала и высокую стоимость.

Заключение по теме

Клинкерный кирпич часто используется в отделке зданий, в мощении дорожек, в строительстве отопительных печей и каминов. В его состав входит глина, добавки для придания некоторых особых свойств.

Сформованные заготовки проходят обжиг в специальных камерах в течение длительного времени.

Происходит это при температурах до 1450°С. Характеристики материала на выходе из печи очень хорошие. Он обладает низкой степенью водопоглощения, высокой механической прочностью. Производится кирпич методом экструзии и полусухого прессования. Экструзия — это более дорогой и энергозатратный способ.

В целом процесс изготовления похож на то, как делается обычный красный кладочный материал. Разница заключается только в специальных режимах обжига при более высоких температурах, придающих керамическому кирпичу особые свойства.

Технология изготовления клинкера

До сих пор неизвестно, как давно люди стали использовать клинкер. Некоторые ученые утверждают, что люди начали изготавливать из глины прочные камни уже в древности. Однако технология изготовления клинкерных камней, которая наиболее близка к современной, появилась в Голландии лишь 200 лет назад.

Изначально подобные кирпичи, которые получаются за счет обжига кусков глины при большой температуре, применялись лишь для укладки дорожного полотна. На сегодняшний день это один из основных способов его использования. Хотя, следует отметить, что для выкладывания трасс его уже не применяют, однако городские тротуары и садовые дорожки на частных территориях очень часто выкладываются именно из такого кирпича. Помимо большой прочности и надежности, тротуарный кирпич имеет хороший эстетический вид. Именно поэтому клинкерный кирпич не мог использоваться только для укладки дорог, и очень скоро из клинкера начали изготавливать фасадную плитку, которая использовалась для облицовки наружных стен здания.

Благодаря использованию новых технологий, удалось существенно увеличить прочность кирпича и повысить его износостойкость. Многие современные компании, занимающиеся строительством сооружений из клинкерного кирпича, дают 100 летнюю гарантию на свои сооружения. Далеко не каждый строительный материал может похвастаться такой высокой степенью надёжности.

Достоинства клинкера

Учитывая современные тенденции в области выбора строительных материалов, когда производители всё чаще отдают предпочтение натуральным материалам, экологичность клинкера является одним из основных его достоинств. По сути, клинкерный кирпич ничем не отличается от натурального природного камня.

Однозначным плюсом клинкера является необыкновенная устойчивость к механическому воздействию и постоянной нагрузке. Такой камень может выдерживать давление до тонны на каждый квадратный сантиметр поверхности. К примеру, если сравнивать керамические ступени, изготавливаемые из клинкера, и бетонные поверхности, то уже через пару лет на бетонных ступенях будут проявляться следы износа и стирания. Клинкерная же плитка может оставаться в изначальном состоянии несколько десятков лет. Все эти достоинства характерны и для тротуарного кирпича.

Клинкерный кирпич имеет максимально плотную структуру, поэтому абсолютно не впитывает воду. Соответственно, материал отлично выдерживает длительные перепады температур и прекрасно себя проявляет на морозе. Отсюда следует, что все изделия, изготавливаемые из клинкера, будь-то тротуарная плитка или ступеньки, никоим образом не пострадают от негативного воздействия непогоды.

Те, кто использовал для облицовки фасада своего дома клинкерную плитку, не переживают по поводу очередного дождя, поскольку он не только не навредит ему, но и смоет всю грязь, и дом снова засияет яркими красками. Кстати, можно и не ждать благословения природы. Стены легко промыть и обычным садовым шлангом. Если говорить проще, клинкерная плитка не требует особого ухода.

Самым опасным врагом для облицовочной фасадной плитки считается солнце. Причина кроется в том, что со временем под влиянием ультрафиолетовых лучей плитка начинает выгорать и терять цвет. Однако это не относится к клинкерной плитке, поскольку она не боится ультрафиолета и на протяжении десятков лет сможет сохранять свои качества.

Стоит отметить, что ввиду такой универсальности материала и его высокого срока службы, установка ступеней из клинкерного камня может стоить довольно дорого. С другой стороны, за годы эксплуатации эта плитка не будет разрушаться, а значит, Вам не придётся постоянно тратить деньги на ремонт и восстановление ступеней, что позволит Вам сэкономить много больше, чем при покупке дешёвой плитки.

Помимо всего прочего, клинкерный кирпич считается отличным изолятором. Он практически не пропускает тепло и шум, что сделает жизнь в доме более комфортной.

Любая продукция, изготавливаемая по технологии клинкера, имеет очень широкий цветовой спектр. Достигается это за счёт использования специальных пигментов. Соответственно, у Вас не возникнет проблем при выборе конкретного дизайна клинкерного кирпича, и он отлично впишется в интерьер любого коттеджа.

Из-за высоких температур, применяемых при изготовлении клинкерного кирпича, получаемый конечный продукт также имеет определенный «иммунитет» к воздействию открытого пламени, поэтому обеспечит полную пожарную безопасность Вашему жилью.

Не боится такой кирпич и биологической атаки. Из-за очень плотной структуры материала, на таком кирпиче не уживаются плесень, мхи или грибок.

Технология производства кирпича

Кирпич — искусственный камень правильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающий камнеподобные свойства (прочность, водостойкость, морозостойкость) после обжига или обработки паром.

В течение долгого времени способы производства кирпича изменялись . До ХIX века эта процедура была крайне трудной, потому что кирпич формовали вручную. Соответственно сушить его могли только в летнее время, а производить формовку в больших напольных печах, выложенных из высушенного кирпича-сырца. Только около двухсот лет назад были изобретены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, что само собой значимо упростило производство. Еще в XIX веке стали выпускаться и глинообрабатывающие машины.

В нынешнее время большая часть всего кирпича производится на крупных заводах, где ежегодно выпускают более 200 миллионов кирпичей. В производстве кирпича обычно применяются легкосплавные песчанистые и мергелистые глины.

На сегодняшний день существуют две основные технологии производства кирпичей:

1. Технология обжигового кирпича.

Подготовка материала для будущего кирпича: глина, извлеченная из карьера, помещается в бетонированные творильные ямы, в которых ее разравнивают и заливают водой. В таком состоянии материал остаётся на 3-4 дня. И только после этого глина доставляется на завод для произведения машинной переработки.

Для того, чтобы удалить камни из глинистой массы, применяют специальные камневыделительные вальцы. После этого глина поступает в ящичный питатель. У выходного отверстия этой машины размещаются подвижные грабли, которые частично разбивают куски и выталкивают глину на бегуны. Здесь глина сильно размалывается. Затем материал проходит через одну или две пары гибких вальцов и поступает в ленточный пресс, соединенный с резательным аппаратом. Кирпич отрезается от глиняной ленты и попадает на подкладочные деревянные рамы. После этого материал помещается в сушильную камеру. Когда камера полностью заполняется, ее запирают и разогревают.

Сушку кирпича в основном производят искусственным способом, так как она не требует большого складского пространства и не зависит от погодных условий. Для такой сушки используют тепло отработанного пара. В результате постепенного подъема температуры в сушильной камере образуются водяные испарения без движения воздушных потоков. Кирпич во влажном воздухе нагревается, и именно это обеспечивает равномерное высыхание всей массы. Высушенный кирпич поступает в кольцевую или туннельную печь для обжига. Это происходит при температуре около 1000 градусов. Обжиг длится до начала спекания.

Качественный кирпич обладает матовой поверхностью, и при ударе издаёт звонкий звук. Правильно, когда на изломе он однородный, пористый и легкий. Кирпич сявляется бракованным, если в нем можно найти внутренние пустоты и трещины на внешней стороне.

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.

2. Технология безобжигового кирпича.

Здесь применяется гипер- или трибо-прессование. Это технология сварки минеральных сыпучих материалов под воздействием высокого давления в присутствии вяжущих компонентов и воды, завершающаяся выдержкой на складе в течение 3-5 суток до созревания. На первой стадии исходное сырье дробится до фракции 3-5 мм, после чего поступает в приемный бункер. Затем, пройдя по ленточному транспортеру через расходный бункер и питательный дозатор, материал попадает в бетоносмеситель. Там происходит его смешивание с цементом до получения однородной массы. На второй стадии осуществляется поставка готового материала по ленточному конвейеру через двухрукавную течку на установку формования. После прессования кирпич можно сразу помещать на технологические поддоны. На них он и размещается на складе, где происходит естественная выдержка в течение 3-7 суток. После этого производится отгрузка готового кирпича потребителю.

Производство клинкерного кирпича

Среди множества стройматериалов для отделки фасадов здания специалисты выделяют клинкерный кирпич. Он имеет ряд преимуществ, которые не присущи ни керамическим изделиям, ни фасадной штукатурке. Прежде всего, это надежность. По параметрам прочности, влагостойкости и морозоустойчивости он превосходит многие альтернативные материалы. Кроме этого, клинкерный кирпич не требует обслуживания в течение срока эксплуатации. Он прекрасно сохраняет свои физические и декоративные свойства. Именно поэтому производство и продажа клинкерного кирпича всегда считалось делом беспроигрышным.
Предприниматели, которые обратили внимание на этот бизнес, должны учитывать, что технологический процесс имеет как положительные, так и отрицательные стороны.
К преимуществам производства можно отнести:

1. короткий срок от начала производства до выхода готовой продукции;
2. минимум необходимого оборудования;
3. полную утилизацию карбонатных составляющих, которые снижают качество продукции;
4. точность геометрии изделия;
5. достаточно высокая цена клинкерного кирпича российского производства.

В то же время технология производства клинкерного кирпича достаточно затратная с точки зрения расхода электроэнергии и топлива. Некоторые специалисты в качестве недостатка готового изделия выделяют ограничение пустотности.

Основные технологии и их отличия

Перед тем как открыть свое производство клинкерного кирпича с нуля, нужно определиться со способом его изготовления. Наиболее распространенным является метод пластичной экструзии с применением вакуумных прессов. Этот пресс можно заменить ленточной установкой или дополнить технологическую линию рычажным прессом. Сформированные заготовки после этого проходят стадию сушки в специальных камерах.
Еще один метод формовки заготовок – это полусухое прессование. Он позволяет значительно экономить потребление энергии и сократить время изготовления, но и качество при этом ухудшается. Метод не требует дополнительного досушивания заготовок.
После формовки изделий обязательно проводят их обжиг. Для этого используют туннельные печи с температурой 1100 – 1450 С. Такой режим используется только при производстве клинкерных кирпичей, и именно он обеспечивает низкопористую структуру стройматериала, которая делает его необычайно прочным.

Сырье и материалы

Основой для клинкера является тугоплавкая глина. Она характеризуется пластичностью и большим зазором температур между точкой спекания и точкой начала деформации. Нужно заметить, что месторождений тугоплавкой глины на планете немного, например, в России ее добывают во Владимировской области. Есть разработки и в Европе.
Для повышения качества кирпича используют добавки к глине. В основном это оксиды металлов, и минералы каолиновой группы.

Выбираем оборудование для цеха

Определившись с технологией, можно купить оборудование для производства клинкерного кирпича в домашних условиях или для организации небольшого завода. Важно определить сразу планируемый выпуск готовой продукции и, соответственно, мощность механизмов, аппаратов и печи.
Самый простой набор оборудования состоит из:

• смесителя;
• станка для формовки;
• печи;
• сушильного шкафа.

В качестве дополнительных подсобных инструментов и инвентаря понадобятся емкости, тележки, вагонетки.
Цена оборудования для производства клинкерного кирпича для небольшого производства – 850 тыс. рублей, а более мощное заводское оборудование обойдется предпринимателю в 150 тыс. рублей.

В целом, мини завод по производству клинкерного кирпича считается довольно рентабельным производством. При правильной маркетинговой политике и с условием внедрения энергосберегающих технологий, первоначальные вложения могут окупиться за год.

Другие материалы:

• Производство искусственных цветов

Искусственные цветы пользуются спросом круглый год, а объясняется это несколькими сферами их использ.

Производство влажных салфеток

Средства гигиены всегда пользовались спросом среди населения. Технология производства этих товаров п.

Производство черенков

Без удобного инвентаря труд на приусадебном участке не принесет удовольствия. Более того, он может п.