Технология производства кирпича в России

История кирпичного дела насчитывает тысячелетия. Из простого в производстве и дешевого материала построены стены храмов ацтеков и майя. Развивалась кирпичная архитектура и в Древнем Египте, Ассирии, Риме, Китае, Византии. С византийских земель она пришла в Европу. Сначала это были франкские, тевтонские иберийские владения, а затем и все остальные.

На русскую землю кирпич пришел в Х веке, пережив до этого в Европе темные времена. Его привезли византийские строители, приехавшие на новое место вместе с несшими культуру и религию учеными, священниками. Технологию производства практичного материала на Руси быстро освоили. Первое здание, построенное из изготовленного на месте материала, появилось в 996 году. Десятинная церковь пала во времена монгольского нашествия, но навсегда осталась в истории русской кирпичной архитектуры.

Какие технологии производства кирпичей существуют?

Производство кирпича сделало несколько эволюционных скачков за свою историю. В глубокой древности изготавливался только саман (необожженный кирпич). Глину с водой смешивали на глаз, вручную лепили блоки, раскладывали на солнце для сушки. Производство можно было организовать только в теплых, даже жарких регионах. Не удивительно, что самый древний кирпич, которому около 7 000 лет, был найден на территории современной Палестины.

Впервые технология глобально изменилась за 3500 лет до н.э. В технологии появился обжиг. География производства расширилась. А стройматериал стал более надежным и долговечным.

В Россию в Х веке из Византии привезли обожженный кирпич и технологию его производства. Долгое время материал делали вручную в индивидуальных домохозяйствах или на мини-производствах. До нового эволюционного скачка и первого завода оставалось примерно три столетия.

Следующее глобальное изменение в технологии произошло совсем недавно, в XIX веке. Промышленная революция затронула и строительную отрасль. Автоматизация производства многократно увеличила выработку. Раньше на крупном предприятии за неделю рабочие вручную могли сделать до 36000 кирпичей. Когда людей заменили машины, изготовление 25000 штук в день стало обычным делом.

Сегодня производство кирпича автоматизированное и преимущественно серийное. На заводах изготавливаются материалы пластического формования и ручной формовки. Отечественные бренды предлагают керамический кирпич, шамотный и клинкерный.

Российская история кирпичного производства

Технология производства кирпича на Руси начала развиваться во времена Владимира Святого крестителя. Местные строители усовершенствовали привезенную из Константинополя византийскую технологию, экспериментируя с видами глин. Делали кирпич преимущественно при монастырях, без стандартизации. Для элитного строительства материал привозили из Греции, Германии и других стран.

В XIII веке к производству подключилось государство. Первый государственный кирпичный завод в Москве открылся в 1475 году. А первые партии блоков, изготовленных на предприятии, использовались при строительстве Московского Кремля. Позже из отечественного заводского кирпича построили тульский и нижегородский Кремль. В XIV веке из него возвели несколько храмов и монастырей. Кирпич способствовал закреплению русского архитектурного стиля.

В Петровскую эпоху (1700-е) заводов становится больше. Кирпичное дело всячески поощряется. Более того, кирпич объявляется достойной заменой камня. Каменное строительство за пределами больших городов, в частности Питера, запрещается. Оставшиеся без дела мастера идут на кирпичные заводы.

К середине XIX века только в Питере работало 60 заводов, которые выпускали стандартный обожженный кирпич. Темпы производства стремительно наращивали, к началу ХХ века в стране с конвейеров сходило больше 200 миллионов кирпичей в год.

Этапы производства кирпича

Современный процесс производства кирпича включает следующие этапы:

• Добыча, обработка грунта. Глина добывается ударным методом, смешивается с техническим материалом (например, песком) во избежание прилипания к стенкам бункеров и другого оборудования.
• Подготовка сырья (очищение, дробление). Грунт очищается от примесей, размалывается.
• Приготовление сырьевой массы. Подготовленная глина тонкого помола деаэрируется в специальной вакуумной камере, смешивается с водой.
• Формовка. Кирпичное тесто нормативной влажности и пластичности автоматически нарезается на куски нужного размера (пластическое формование) или вручную закладывается в формы (ручная формовка).
• Сушка. Кирпич просушивается около 70 часов при оптимальной температуре и обязательной циркуляции воздуха.
• Обжиг. Материал отправляется в печь на определенное время. Температура обжига отличается у разных видов кирпича. Самым высокотемпературным является клинкер (1100-1280°С) и шамот для печей, каминов (1600-1800°С).

Одним из условий производства кирпича является сквозной контроль качества. Техника и люди следят за тем, чтобы на каждом этапе соблюдался технологический процесс, и результат соответствовал стандарту. Также контроль качества проходят готовые стройматериалы. Из партии отбираются образцы для проверки соответствия реальных характеристик заявленным. Качественные изделия поступают в продажу и отправляются на стройплощадки по всей стране.

Сырье для производства кирпича

Состав сырья определяет ключевые характеристики строительного и облицовочного материала: вязкость, усадку, пластичность в готовом виде, огнестойкость. Также от вида глины и добавок зависит пористость кирпича, плотность, способность к спеканию.

Добавки используются для изменения структуры материала. Торф, опилки, уголь, выгорая при обжиге, оставляют пустоты, которые облегчают кирпич и увеличивают теплоизоляционные свойства. Песок, зола и шлак упрощают формовку и снижают процент усадки. А оксид марганца меняет цвет готового изделия, то же самое касается минеральных пигментов.

Формование кирпича

Кирпич формуется пластическим или полусухим способом. Первая технология предполагает использование глиняного теста влажностью до 21%. Формовка осуществляется в винтовых прессах с вакуумом.

Для полусухого формования берется глиняная масса низкой влажности и малой пластичности. Способ позволяет уменьшить издержки и сократить время сушки, но усложняет создание формы.

Замыкает ТОП-3 методов производства кирпича ручная формовка. Она включает подготовку сырья, замешивание массы, нарезку кирпичного теста, подготовку формы, непосредственно формование, сушку, обжиг. Вручную выполняются ключевые работы: подготовка форм, укладка массы в них, снятие форм.

Сушка кирпича

Кирпичные заготовки сушатся в специальных камерах с оптимальной циркуляцией воздуха или на открытом воздухе. На этом этапе техпроцесса влажность кирпича снижается минимум до 12%. Скорость сушки зависит от ряда параметров: исходная влажность заготовки, погода, температура и т.п.

Камерные сушилки работают в нескольких режимах: ручном, автоматическом, зимнем, летнем. По завершению сушки кирпич сразу отправляется на обжиг. Допустимое время простаивания – до 24 часов.

Технология обжига кирпича

В печь отправляются заготовки с уровнем влажности 8-10%. Для сохранения структуры материала температура увеличивается постепенно. Для первичной дегидратации достаточно 150-200°С. Стабильную температуру поддерживают до выгорания углерода, а после повышают до 800 и более градусов.

Общий принцип: кирпич должен прогреваться равномерно. Скачки температуры приводят к изменению структуры вплоть до появления внутренних трещин.

Нормативное время обжига: 16-48 часов.

К концу цикла температура плавно снижается.

Например, керамический кирпич после первичной дегидратации в печи выдерживается при температуре 850-1000°С в течение 2-3 часов, затем температура постепенно снижается до 150°С. В это время происходит закаливание материала. Нарушение технологии (стремительное снижение температуры) приводит к тому, что материал становится колким.

Современное производство кирпича в России

Сегодня в мире в целом изготавливается больше 10000 видов кирпича. В нашей стране наиболее востребован рядовой и облицовочный, теплосберегающий и водостойкий, огнеупорный, керамический кирпич и клинкер. Набирает популярность кирпич длинного формата — ригельный. Ведущие производители представляют линейки материалов разного формата, цвета и фактуры.

Современное производство кирпича в нашей стране – это миллионы готовой продукции в год, огромная номенклатура. Ключевые игроки объединяют традиции и инновации. Такой подход делает наш кирпич востребованным не только на внутреннем рынке.

Эволюция кирпичного дела продолжается. Сейчас наблюдается тренд на ручную формовку. Как запросы потребителей и технологии производства изменятся через 10-20 лет, предсказать не беремся. Отметим лишь, что потенциал имеется. А значит, будут новые тенденции и тренды.