Состав глины для кирпича

0
443

Глина для производства керамического кирпича

Состав глины для кирпича

Качественные характеристики керамического кирпича ( морозостойкость, прочность, внешний вид) напрямую зависят от глинистого сырья, используемого в производстве. Собственно глина представляет собой горную породу, очень сложную и непостоянную по составу входящих в нее минералов, а также по физическим и технологическим свойствам. Глины обладают способностью размокать, распускаться в воде на отдельные частицы, образуя, в зависимости от количества воды, либо пластичное тесто, либо жидкие смеси, в которых мельчайшие частицы глины находятся во взвешенном состоянии.

Основными требованиями к глине как главному сырью для производства керамического кирпича являются низкое содержание крупно-зернистых включений, хорошие сушильные свойства и способность сырья к формованию. Кирпичные глины не должны содержать щебня, гальки, гравия, крупных кусков известняка, гипса и других примесей. Чаще всего для производства кирпича используются легкоплавкие песчанистые и мергелистые глиняные породы, различные по минеральному составу и цвету.

Состав глины для кирпичаЧтобы выпускать продукцию с высокими техническими характеристиками, необходимо длительное время использовать в производстве постоянный состав глины. Это позволяет подобрать наиболее оптимальный вариант режимов сушки и обжига. В ином случае достичь хорошего качества кирпича не удастся.

Едва ли не самое главное свойство глины, которое необходимо учитывать в производственном процессе, — пластичность. Под « пластичностью» понимается способность глиняного теста принимать и сохранять любую форму в сыром виде. В зависимости от степени пластичности выделяют 5 групп глин — от высокопластичных до непластичных. В этой же связи распространено деление глин на « жирные» и « тощие» ( супеси, суглинки). по степени загрязненности глинистого сырья кварцевым песком. Кварцевый песок — наиболее частая и почти всегда преобладающая примесь в глинах, особенно в месторождениях глин остаточного типа. В « жирных» глинах песка мало, а в « тощих» его много.

Для производства качественного керамического кирпича наиболее подходят глины, не требующие дополнительных добавок, преимущественно средней пластичности ( жирности). Если глина будет слишком жирной, то кирпич долго сохнет, может давать трещины. В свою очередь, использование тощих глин негативно отразится на важнейших характеристиках кирпича — прочности и морозостойкости. Тем более не стоит применять сырье, содержащее включения известняка. При обжиге известняк превращается в известь, которая гасится под действием влаги воздуха, увеличивается в объеме и разрушает изделие.

Состав глины для кирпичаВ процессе производства оптимальная густота глинистого сырья достигается добавлением строго определенного количества воды. Определить уровень густоты достаточно просто: глиняное тесто должно легко формоваться, но не прилипать к рукам. Жирные, очень пластичные глины приобретают нужную консистенцию при добавлении 30—40% воды, глины средней пластичности — при 20—30% и малопластичные глины — при 15—20% воды.

О качестве глины можно судить, сделав простой срез. Блестящий жирный срез — признак высокопластичных глин, которые в состоянии нормальной густоты прилипают к ножу. Чем более матовая и ровная поверхность среза, тем меньшей пластичностью характеризуется сырье. Определяют пластичность и таким образом: придав опытному образцу необходимую густоту, делают шарики диаметром 4-5 см. Затем кладут их на гладкую доску и сверху медленно надавливают дощечкой, пока не сплющатся до половины толщины. Если на смятом шарике не появится трещины, значит глина пластична, если трещины появятся — глина мало пластична. Образцы из очень тощей глины разваливаются на куски.

Степень пластичности глины показывает и усадка образцов при сушке: чем больше усадка, тем больше пластичность глины. Глины, усадка которых более 10%, высокопластичны, от 8 до 10% — выше средней пластичности, от 6 до 8% — средней пластичности и меньше 5% — тощие. Соответственно, для производства кирпича наиболее пригодны глины, имеющие 6—8% усушки. Если же показатели больше, то в глину следует добавлять отощители. В качестве отощителей применяют песок с крупностью зерен 0,5—2 мм, просеянные или дробленые шлаки не более 3 мм, а также опилки.

Состав глины для кирпичаОдно из важнейших свойств глины — способность твердеть после обжига, давая материал, не размокающий в воде и непроницаемый для нее. Исходя из чувствительности к сушке выделяют 3 вида глин — от высокочувствительных до малочувствительных ( в зависимости от того, способна ли глина выдерживать высокие температуры, не давая трещин). При обжиге учитывается еще одно свойство глины — спекаемость, т.е. объем открытых ( сообщающихся с поверхностью) пор в отформованном и обожженном образце. Чтобы не допустить возникновения трещин и в то же время добиться быстрой и равномерной сушки, в глинистую массу вносят отощающие добавки, снижающие пластичность и увеличивающие размер пор и капилляров. При этом наибольший эффект получают при внесении крупнозернистых добавок. Чем больше в глинистой массе крупных частиц, тем крупнее в ней поры и капилляры и тем быстрее и равномернее идет сушка изделий, сформованных из такой массы. В настоящее время широко распространены органические добавки — древесные опилки и ископаемые угли.

Обожженная не при слишком высокой температуре глина не теряет своей пористости и способности впитывать влагу, но окаменевает, совершенно утрачивает способность размываться водою и давать с нею пластическую массу. Обжиг строительного кирпича производится при температуре 900—1000°С.

Глины могут иметь самый различный цвет — от белого до черного. И в известной степени цвет может характеризовать качество глины. Белые и светло-серые глины всегда содержат мало железа и обычно бывают огнеупорными или тугоплавкими. Красно-желтый или красно-бурый цвет глины указывает на то, что она не обладает огнеупорностью и пригодна только для грубой керамики. Черный цвет глины указывает на большую примесь в ней органических веществ. Хотя это никоим образом не определяет технологических свойств сырья. В ряде случаев такие глины могут оказаться вполне удовлетворительным керамическим сырьем, так как после обжига органические примеси выгорают и цвет черепка делается иногда почти белым.

Глины широко распространены в природе и обычно залегают на небольшой глубине от поверхности. Все это делает их дешевым видом минерального сырья. Тем не менее перевозки их на дальние расстояния нецелесообразны. В качестве производственного сырья глины стараются по возможности использовать на месте. Практически все кирпичные заводы обязательно строятся на самом месторождении глин, так как гораздо выгоднее подвозить к заводу более дорогое топливо, чем огромные массы влажной и очень тяжелой глины.

Поскольку кирпичное производство — самый крупный потребитель глин, в производстве особо строгих требований к сырью не предъявляется. Для выработки обычного строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые ( « тощие») глины любого цвета. Месторождения таких глин встречаются почти повсюду и на них базируется большинство кирпичных заводов.

Основные сырьевые материалы для производства кирпича керамического

Свойства, состав сырьевых материалов

В качестве сырья для производства керамического кирпича и керамических камней применяют:

Глинистые породы, встречающиеся в природе в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, называемые в целом легкоплавкими глинами, а также трепельные и диатомитовые породы.

Органические и минеральные добавки, корректирующие свойства природного сырья (кварцевый песок, шлаки, шамот, опилки, уголь, зола и другие.).

Светложгущиеся огнеупорные и тугоплавкие глины, стекло, мел, отходы фарфорового производства, огнеупорного кирпича для получения офактуренного лицевого кирпича, изготавливаемого из легкоплавких глин.

Основным сырьём для производства кирпича являются легкоплавкие глины — горные землистые породы, способные при затворении водой образовывать пластическое тесто, превращающееся после обжига при 800- 1000 0 С в камнеподобный материал.

Легкоплавкие глины относятся к остаточным и осадочным породам. Для производства кирпича наибольшее применение нашли элювиальные, ледниково-моренные, гумидные, аллювиальные, морские и некоторые другие глины и суглинки.

Для определения возможности использования глин и суглинков для производства стеновых материалов необходимо знать их зерновой, химический и минералогический состав, пластичность и технологические свойства.

Наиболее ценной для производства кирпича является глинистая фракция, содержание которой не должно быть менее 20%.

Очень важно для характеристики глины содержание в ней глинозёма Аl2 O3. повышающего технологические свойства сырья: в легкоплавких глинах оно колеблется в пределах от 10 до 15%.

Содержание кремнезёма SiO2 колеблется в пределах от 60 до 75%. В глинах часть кремнезёма находится в связанном виде в глинообразующих минералах и в несвязанном виде как примесь, обладающая свойством отощающих материалов.

Кальций содержится в глинах в виде карбонатов и сульфатов, а магний — в виде доломита. В некоторых сортах глин наличие кальция и магния в пересчете на их оксиды (CaO и MgO) достигает 25%, но, как правило, общее их содержание не превышает 5-10%. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на спекаемость и прочность керамических изделий. При наличии в глинистых породах свыше 20% карбонатных примесей они не могут использоваться без соответствующей обработки или обогащения. Оксиды железа, титана, марганца и других металлов содержатся в глинах в количестве до 10-12% и оказывают существенное влияние на целый ряд важнейших свойств керамических изделий. Наибольшее влияние оказывают оксиды железа, находящиеся в глине в виде оксида Fe2 O3 и гидроокиси Fe(OH)3 и оксиды марганца MnO2. Они улучшают спекаемость изделий и придают им окраску.

Калий и натрий входят в глины в виде щелочных оксидов, содержание которых находится в пределах 3,5-5%.

Сера присутствует в глинах в различных соединениях, ее содержание не оказывает на качество стеновых керамических изделий.

Органические вещества обычно содержатся в глинах в количестве от 5-10%. При обжиге изделий они выгорают, увеличивая пористость черепка. В зависимости от содержания в глине органических веществ, воды и карбонатов (CaCO3. MgCO3 ) находится показатель потерь при прокаливании (табл. 1).

Примерный химический состав кирпичных глин и суглинков, %.

Особенности изготовления кирпича из глины

  • Анализ качества глины
  • Форма для кирпича
  • Технология изготовления изделий из глины
  • Технология обжига сырца
  • Формы и размеры красного кирпича
  • Состав глины для производства кирпича и ее характеристики

Большинство современных строительных материалов имеет весьма внушительную стоимость, а ввиду того что для проведения работ, как правило, необходимо их немалое количество, расходы в итоге получаются высокими. Однако даже такие изделия, как кирпичи из глины, можно изготовить самостоятельно, для этого важно подготовить все необходимые материалы и составляющие для затворения смеси.

Состав глины для кирпича

Кирпич является несомненным лидером на рынке строительных материалов, так как он имеет все необходимые характеристики, требуемые для возведения зданий и сооружений.

Для проведения работ по изготовлению кирпича на основе глины предстоит подготовить следующие инструменты и материалы:

Перед началом работ нужно удостовериться в том, что вы сможете приобрести необходимое количество глины, которую можно добыть в карьере или даже на своем участке. Но ее качество должно соответствовать нормам: от ее чистоты и состава будет зависеть прочность изделий. По этой причине, прежде чем приступать к работе, предстоит проанализировать качественные характеристики материала.

Анализ качества глины

Состав глины для кирпича

Схема определения качества глины.

Перед тем как завозить глину, нужно проверить, насколько она жирная. Осуществить это можно одним из способов. Наиболее простым вариантом проверки выступает использование 0,5 л глины, в которую нужно добавлять воду, перемешивая. Продолжать необходимо до тех пор, пока глина не впитает в себя всю жидкость и не перестанет липнуть к ладоням. Из полученного раствора следует сформовать маленький шарик, диаметр которого примерно равен 5 см, подготовить нужно и лепешку Ø10 см. Фигурки необходимо уложить в тени, оставив на 3 дня.

Затем можно проверить, насколько они прочны, есть ли на их поверхности трещины. При подтверждении последнего к глине нужно добавлять песок, так как она чрезмерно жирная. При отсутствии трещин фигурку нужно бросить, подняв на 1 м. Шарик не будет поврежден, если глина имеет оптимальную жирность. Если она чрезмерно тощая, то на поверхности фигурки из нее не образуется трещин, однако и прочность не окажется высокой. Для получения подходящих показателей жирности глины нужно подмешивать песок, делая это постепенно. Как только глина обретет нужные характеристики, ее можно использовать для производственного процесса.

Вернуться к оглавлению

Форма для кирпича

Для того чтобы кирпич имел стандартные размеры, предпочтительнее сделать форму, габариты которой равны 250х120х65 мм.

Состав глины для кирпича

Схема самодельной формы для кирпича.

В основе ящиков должны быть бруски, которые необходимо зафиксировать гвоздями.

Сырец представлен необожженным кирпичом, изготовленным самостоятельно из качественной глины. Такие изделия проходят сушку по правилам, это позволяет получить кирпич, который немногим отличается от обожженного. Его можно использовать в процессе строительства негабаритных хозяйственных построек по типу бань.

Использовать при изготовлении кирпича пресс, который задействован в промышленном поточном производстве, нецелесообразно, так как у домашнего мастера нет цели наладить массовое изготовление. Для получения изделий из глины можно использовать простую форму.

Вернуться к оглавлению

Технология изготовления изделий из глины

Состав глины для кирпича

Технологическая схема производства кирпичей .

Для того чтобы изготовить кирпичи из глины, которые будут представлять собой сырец, первоначально нужно смочить форму изнутри, после посыпать цементом, что позволит облегчить извлечение изделий. Состав из глины нужно разложить по формам, которые после необходимо хорошо встряхнуть. Это распределит тесто по углам. Излишки глины нужно устранить стальной пластиной или кельмой. Сверху следует уложить съемную крышку. После созревания раствора форму предстоит перевернуть.

В процессе сушки осуществляется усадка материала до 15%. Лучше сушить изделия на стеллаже, который имеет навес. Это исключит попадание солнца на кирпичи. Этот этап займет от 6 до 15 суток. На период созревания станет влиять температура воздуха: чем она выше, тем более коротким будет срок сушки. После завершения данного этапа кирпич можно считать готовым. При необходимости получения обожженного изделия на следующем этапе нужно осуществить обжиг. Ввиду того что это является сложной задачей, не стоит браться за нее, если есть необходимость в большом количестве обожженного материала. А вот если есть потребность в 50 обожженных кирпичах для окончания строительства, то обжиг имеет рациональный смысл.

Вернуться к оглавлению

Технология обжига сырца

Состав глины для кирпича

Схема обжига кирпича в промышленной печи.

Укладывать кирпич в бочку нужно, обеспечивая незначительные зазоры для качественного прогревания. По той причине, что у вас нет промышленной печи, такие работы можно произвести с использованием обычной бочки, объем которой должен быть равен 250 л.

Первоначально предстоит подготовить котлован для костра, глубина которого равна 50 см. Бочку нужно лишить дна, установив ее на костер на ножки, длина которых ограничена 20 см. Это позволит более комфортно поддерживать и регулировать огонь, тогда как прогрев глиняного кирпича окажется равномерным.

После укладки кирпича на основе глины в бочку ее нужно закрыть стальным листом, в качестве которого допустимо использовать извлеченное дно. Этот этап займет период 18-20 часов, в течение этого времени необходимо поддерживать огонь. После бочку нужно оставить для остывания, крышку открывать не нужно. Уменьшать огонь следует постепенно. Спустя 5 часов после остывания бочки и кирпичей можно извлекать готовые изделия.

Состав глины для кирпича

Инструменты для изготовления кирпича: 1 – толкун, 2 – настил, 3 – песок с совком, 4 – глина с лопатой, 5 – творило, 6 – скоба или скребок.

Изделия из глины могут иметь в составе ингредиенты, добавленные и смешанные в разных пропорциях. Таким образом, для получения самана нужно первоначально подготовить габаритный контейнер, который обладает низкими бортиками. Такая емкость удобна для перемешивания смеси. Для затворения нужно использовать комбинацию двух видов глины, одна из которых – тощая, другая – жирная. В составе должна быть еще и солома, конечная пропорция выглядит следующим образом – 1:1:5. К упомянутым составляющим нужно добавить воды, а после перемешать лопатой. Если для кирпича вы решили использовать указанную рецептуру, то перед стартом работ солому предстоит измельчить. Если пренебречь этим требованием, то комки станут причиной понижения прочностных характеристик кирпича. Предпочтительнее использовать пшеничные стебли, которые прошли качественную сушку.

По желанию при самостоятельном производстве изделиям, в основе которых есть глина, можно придать размеры, отличные от стандартных габаритов.

Водостойкие характеристики кирпича, в составе которого необожженная глина, не слишком высоки, по этой причине, если изделия лягут в основу наружных стен, то их необходимо защищать от воздействия влаги. Для этого длину свесов крыши не стоит делать меньше 60 см, кроме того, швы нужно тщательно перевязывать. Проемы нужно располагать не ближе чем в 1,5 м от углов. Как только стены будут сложены, а дом усядет, поверхность стен предстоит оштукатурить, а в качестве альтернативного решения для защиты можно использовать облицовку сайдингом.

Состав глины для кирпича

Схема проверки качества кирпича путем его раскалывания.

Если вы решили заняться кирпичом, состав которого лишен соломы, то взамен нее в раствор необходимо добавить небольшое количество песка. Пропорция при этом остается той же. Предпочтительнее для этого использовать мелкозернистый чистый кварцевый песок.

После обжига нужно проанализировать размеры и правильность форм кирпича, а также его качество. Для анализа качественных характеристик одно изделие нужно расколоть молотком. При хорошем обжиге цвет изделия окажется одинаковым, что касается и структуры на всем разломе. Тест над кирпичом на этом не окончен. Бой нужно еще залить водой, оставив на некоторое время. Если материал хорошо обожжен, то цвет и структура окажутся одинаковыми по всей поверхности.

Таким образом, керамический кирпич можно изготовить самостоятельно, не имея пресса и иного сложного промышленного оборудования.

Вернуться к оглавлению

Формы и размеры красного кирпича

Состав глины для кирпича

Размеры красного кирпича.

Декоративным кирпичом можно обложить дом, а вот красный кирпич может быть использован при обустройстве оснований домов, стен и перегородок, монтаже печей и заборов. Этот материал сегодня заслужил статус самого универсального. Если изделие, в основе которого глина, качественно обожжено, то при легком ударе оно издает звонкий звук. Если изделие чрезмерно пережжено, то его сердцевина будет черной, а края – оплавленными. Подобные изделия, несмотря на правильные размеры, нельзя использовать при строительстве, за исключением обустройства фундаментов. По стандартам, если красный кирпич имеет классические размеры, то его вес варьируется в пределах 3,5-3,8 кг.

Указанный выше размер обычного красного кирпича считается оптимальным для чередования поперечного и продольного расположения изделий относительно оси кладки.

Сегодня можно приобрести кирпич, который имеет другой размер: длина – 250, ширина – 120, высота – 88 мм, такое изделие называется полуторным и используется при выполнении облегченных по весу кладок.

Существует еще и двойной кирпич, который имеет размер, равный 250х120х103 мм, подобные изделия почти не бывают полнотелыми, а используются в облегченных кладках. Для собственного производства вы можете выбрать свой размер кирпича, что будет зависеть от назначения изделия.

Вернуться к оглавлению

Состав глины для производства кирпича и ее характеристики

Характеристики красного кирпича.

Для проверки глины на пригодность для производственного процесса можно использовать еще один способ. Он предполагает процесс просушки, растирание в порошок, который предстоит поместить в прозрачный сосуд. Глину нужно залить водой и перемешать. Допустимо залить ее и оставить на несколько дней, чтобы она при перемешивании оказалась во взвешенном состоянии. Для того чтобы получить ее полное растворение, смесь нужно время от времени перемешивать. При переходе глины в момент перемешивания во взвешенное состояние нужно позволить ей отстояться до момента, пока вода не станет прозрачной. В нижней части сосуда окажется песок, выше – глина, тогда как над ней может быть слой других примесей.

По объему вышедшего в осадок песка можно определить пригодность глины для дальнейшего производственного процесса. Если в глине объем песка превышает 30%, то она считается тощей и является шероховатой на ощупь. Сформированный из нее шарик разрушится при падении. Средние глины имеют в составе от 10 до 30% песка, они шероховаты, а шарик при падении сплющивается. В жирных глинах песка 12% или меньше, они мягкие и пластичные. Для того чтобы глина оказалась пригодна для изготовления красного кирпича, в ее составе должен содержаться песок в количестве 12-15%, но не более 20-30%.

Глина, которую предполагается использовать для изготовления кирпича, не должна иметь включений в виде камней, веток, а также известковых и меловых вкраплений по той причине, что они усложняют переработку глины и повышают количество брака в момент сушки и обжига.

Перед изготовлением следует определиться с тем, имеете ли вы достаточно навыков для проведения работ. Важно и то, будет ли производство оправдано в вопросах цены и трудовых затрат.

Источники: http://www.keramstrom.com/technology/71/, http://www.studfiles.ru/preview/1971601/page:2/, http://ostroymaterialah.ru/kirpichi/glina.html

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here