Почему на керамическом кирпиче белый налет после обжига – Определение качества обжига керамического кирпича — Кирпичные истории — Кирпичная тема — Каталог статей

Почему на керамическом кирпиче белый налет после обжига — Строительный портал №1

Как обжигать кирпичи? Этот вопрос является очень популярным, ведь кирпич — это стройматериал, который известен уже несколько тысяч лет. Популярность кирпича объясняется его уникальными свойствами и простым производством. В регионах с высокой температурой воздуха изготовить кирпич можно в домашних условиях. Но для этого необходимо знать технологию, как обжечь кирпич, и выбрать качественные материалы.

Обжиг кирпича в печи закрепляет форму и надежность кирпича.

Из чего изготавливают

Для производства кирпича в домашних условиях понадобится глина, которая находится чуть ниже дерна. Признаком наличия глины является клейкая грязь красноватого оттенка, полученная при смешивании воды и земли. Идеальным вариантом для производства является глина средней жирности.

Чтобы определить жирность сырья, проводят следующий опыт. Из нескольких участков грунта добывается 500 г глины, затем в нее добавляется вода. Перемешивают глину с водой до состояния клейковины. Из полученной смеси делают небольшие шарики окружностью около 5 см. Такую операцию проделывают со всеми видами добытой глины. Через 2-3 дня, когда шарики просушатся и затвердеют, смотрят на полученный результат. Если шарики с трещинами, то это указывает на большую жирность глины, и в нее необходимо будет добавлять кварцевый песок. Если же на шариках отсутствуют трещины и при броске с 1 м шарик остается целым, то это значит, что глина оптимальной жирности и полностью подходит для производства кирпича.

Способы изготовления

Саман является необожженой (сырой) формой кирпича.

На сегодняшний день известно о 3 способах производства кирпича:

  • саман — необожженный кирпич, изготовленный с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный красный кирпич.

Технология производства самана заключается в следующем. Сначала необходимо сделать специальные формы для заливки размером 25х12х6,5 см. Материалом для форм служат доски толщиной 20,5 мм и 2 небольших отрезка фанеры, которые между собой соединяются гвоздями длиной 5-6 см. Для формирования в кирпиче выемок делают небольшие выступы в двух крышках формы. Это способствует лучшему сцеплению материалов. Верхнюю крышку делают съемной.

Далее переходят к изготовлению раствора. В большой контейнер с невысокими бортиками закладывается тощая, жирная глины и тщательно перемолотая солома в пропорции 1:1:5. Добавляя немного воды, полученную смесь перемешивают совковой лопатой, а затем разливают в немного смоченные водой сделанные ранее формы. Заполняется форма полностью, включая все углы. Излишки раствора убираются металлическим шпателем. Сверху немного присыпают цементом или пылью и накрывают крышкой. Через некоторое время формы переворачивают, предварительно сняв верхнюю крышку. Для сушки кирпича используют стеллажи под навесом. Как правило, просушка занимает 7-14 дней, в зависимости от условий климата. Во время сушки исключают прямое попадание солнечных лучей и обеспечивают хорошее проветривание.

Кирпич-сырец изготавливается из глины без соломы необоженным способом.

Саман является достаточно прочным видом кирпича, и строения из него сохраняются на протяжении десятков лет.

Кирпич-сырец производится аналогично саману, только вместо соломы добавляется песок. При этом пропорции материалов сохраняются те же.

Изготовление обожженного кирпича

Изготовление обожженного кирпича-сырца включает 3 стадии:

Схема обжига кирпича газом.
  • прогревание;
  • обжиг;
  • охлаждение.

Обжиг кирпича — самый важный и ответственный процесс в производстве, он представляет собой постепенное нагревание изделия до температуры от 920 до 980°С.

При достаточно высоких температурах глина меняет свое состояние, цвет и превращается в сверхпрочный материал. Обожженную глину невозможно размочить водой, и она навсегда становится камнеподобной. И к тому же ей не страшны морозы.

Существует два способа обжига. В первом способе кирпич-сырец кладут в металлическую бочку объемом 200-250 л без дна. Затем бочку ставят на печь без верха. При втором способе бочку устанавливают на ножки высотой около 20 см в предварительно вырытую яму глубиной около 50 см. Чтобы обеспечить равномерную температуру, огонь должен гореть около 20 часов.

Обжиг кирпича состоит из нескольких этапов:

  1. 1 этап — малый огонь или выпаривание, при котором испаряется вода при температуре около 120°С.
  2. 2 этап — средний огонь или дым, проходит при температуре 120-600°С. Происходит выгорание органических примесей, и полностью выделяется химически связанная вода.
  3. 3 этап — большой огонь или взвар, в котором при температуре от 920 до 980°С начинается сам процесс обжига, происходит усадка. На этом этапе глина обретает прочность.
  4. 4 этап — закал или томление. Кирпич находится в печи на определенной температуре, без ее резких перепадов.
  5. 5 этап — завершающий, охлаждение. При обжиге в бочке ее нельзя открывать до полного естественного остывания кирпича или же при постепенном ручном снижении температуры. Обычно крышку снимают через 6 часов. В случае несоблюдения данного условия высока вероятность образования трещин на глине.

Для определения качества обожженного кирпича его разламывают на 2 части. Правильно изготовленное изделие имеет прямоугольную форму, внутри — однородную структуру и оранжево-красный цвет. Если же залить кирпич водой на несколько часов, он не должен размокнуть.

Красный обожженный кирпич нуждается в замачивании перед кладкой.



Source: kirpichmaster.ru

Определение качества обжига керамического кирпича - Кирпичные истории - Кирпичная тема - Каталог статей

При определении качества обжига керамического кирпича его цвет сравнивают с эталоном нормально обожженного кирпича завода-изготовителя (1). Такое определение качества обжига кирпича основано на предположении, что его цвет при использовании глины одного и того же месторождения зависит от температуры обжига: у недожженного кирпича цвет более светлый, у пережженного — он более темный, чем у эталонного образца. Если кирпич одинакового цвета с эталоном, то считается, что он обожжен нормально. Между тем, как показывает практика, цвет кирпичей одной и той же партии одинакового качества обжига или даже отдельного кирпича бывает различным — белым, желтым, красным, черным и др.

Закисные соединения железа, присутствующие в глинах, при пережоге в восстановительной среде придают изделиям сине-зеленоватый цвет.

Выгорающие добавки (2) (антрацит, коксовую мелочь и др.) вводят в глиняное тесто — до 60–80% общей потребности топлива на обжиг изделий. При их использовании расход топлива на обжиг снижается, пористость изделий увеличивается, благодаря этому улучшаются теплоизолирующие свойства керамики.

Органические примеси в глинах, в том числе выгорающие добавки, могут стать причиной появления «черной сердцевины». «Черная сердцевина» образуется следующим образом. При обжиге керамического изделия возникает градиент температур: внешние слои изделия имеют большую температуру, чем внутренние.

В области высоких температур обжига керамического материала происходит эндотермическая реакция

СО2+С=2СО (1)

Во внутренних слоях, где температура ниже, наблюдается обратная реакция

2СО=СО2+С (2)

Результатом этих реакций является возникновение разности парциальных давлений СО. Вследствие этого СО диффундирует с поверхностных слоев внутрь изделия. Образовавшаяся углекислота диффундирует в обратном направлении их внутренних слоев в наружные, где вновь происходит реакция

СО2+С=2СО (1)

Совокупным результатом реакций является перенос углерода из поверхностных слоев во внутренние, в которых концентрация его увеличивается. С накоплением атомарного углерода внутренние слои окрашиваются в черный цвет.

Поскольку в электропечи топливо не сжигается, атмосфера в ней была окислительная. Обжиг и остывание образцов в такой атмосфере привели к почти полному выгоранию углерода, поэтому «черная сердцевина» в изломах образцов была едва заметна.

Иногда на ложковых гранях обожженного кирпича появляются темные пятна в виде прямоугольников. Их появление можно объяснить следующим образом. При садке кирпича в печь для обжига один ряд изделий ставят ложковыми гранями и в том же направлении садят другой ряд также ложковыми гранями.

Можно полагать, что в местах соприкосновения ложковых граней двух рядов кирпичей образуется восстановительная среда из-за ограниченного доступа кислорода, что способствует образованию черных пятен в материале.

Как видно из вышеизложенного, цвет кирпичей, изготовленных из глины одного и того же месторождения, зависит не только от температуры обжига, но и от наличия в них выгорающих добавок, характеристики среды обжига, от зазора между соприкасающимися гранями, образующегося при садке кирпичей в печь.

М. М. ЭРКЕНОВ, канд. тех. наук, С. Н. АНАНЬЕВА инженер
(Пензенский инженерно-строительный институт)
журнал «Строительные материалы» №3 за 1993 год

КЕРАМИЧЕСКИЙ КИРПИЧ: ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ СУШИЛЬНЫХ И ОБЖИГОВЫХ ТРЕЩИН

КЕРАМИЧЕСКИЙ  КИРПИЧ:  ПРИЧИНЫ  ПОЯВЛЕНИЯ  И  СПОСОБЫ  УСТРАНЕНИЯ  СУШИЛЬНЫХ  И  ОБЖИГОВЫХ  ТРЕЩИН

Новикова  Светлана  Николаевна

студент  3  курса  кафедра  «Автомобильные  дороги»,  ТОГУ 
РФ,  г.  Хабаровск

E-mail[email protected].

Куликова  Елена  Сергеевна

научный  руководитель  старший  преподаватель,  кафедра  «Автомобильные  дороги»,  ТОГУ 
РФ,  г.  Хабаровск

E-mail[email protected]

 


Керамический  кирпич  является  универсальным  отделочно-конструкционным  материалом  с  высокими  архитектурно-декоративными  свойствами.  Прочность,  долговечность,  цветоустойчивость,  высокие  гигиенические  и  эстетические  качества  кирпича,  доступность  глинистого  сырья  позволили  ему  стать  одним  из  самых  распространенных  и  востребованных  изделий.  Однако,  дефицит  качественного  кирпича  наблюдается  не  только  во  многих  регионах  России,  но  и  в  Хабаровском  крае.  Вопрос  повышения  качества  продукции  остается  одним  из  самых  важных  для  всех  кирпичных  заводов,  как  действующих,  так  и  для  строящихся.  В  статье  приводятся  наиболее  часто  встречающиеся  причины  образования  дефектов  при  производстве  керамического  кирпича,  а  также  рассмотрены  мероприятия,  которые  позволят  повысить  качество  выпускаемых  изделий.


В  производстве  керамического  кирпича  при  пластическом  способе  формования  существует  ряд  последовательных  технологических  операций.  И  одними  из  важнейших,  обеспечивающих  качество  изделий  и  технико-экономические  показатели  производства  является  его  сушка  и  обжиг. 


Сушка  изделий


Сушкой  называется  процесс  понижения  влажности  в  отформованном  изделии  до  6–8  %.  При  такой  влажности  сырец  приобретает  необходимую  механическую  прочность  для  погрузки  на  обжиговые  вагонетки  [2].  В  себестоимости  кирпича  затраты  на  сушку  составляют  до  12  %.


Одной  из  важнейших  задач  технологии  сушки  является  определение  того  минимального  времени,  в  течение  которого  керамическое  изделие  может  быть  высушено  до  заданной  конечной  влажности  без  трещин,  кондиционного  качества,  в  минимальные  сроки  и  при  возможно  малых  затратах  тепловой  энергии.  Процесс  сушки  керамического  кирпича  характеризуется  основными  технологическими  факторами:


·     изменением  температуры  сформованного  изделия;


·     изменением  его  влагосодержания;


·     изменением  скорости  сушки;


·     возникновением  усадки  и  усадочных  напряжений;


·     продолжительностью  сушки.


Технологически  правильное  регулирование  интенсивности  испарения  влаги  как  с  поверхности  изделий,  так  и  из  его  внутренних  слоев  в  различные  периоды  сушки,  регулирование  усадочных  напряжений  и  усадки  полуфабриката,  продолжительности  сушки,  свойств  и  скорости  теплоносителя  достигается  правильным  выбором  режимов  сушки.


Главной  причиной  появления  сушильных  трещин  в  керамических  изделиях  пластического  формования  является  возникновение  предельных  перепадов  влагосодержаний  между  центром  и  поверхностью  изделий,  при  которых  напряжения  вызванные  усадкой  превосходят  предел  прочности  материала.  Следовательно,  задача  технологов  сводится  к  определению  той  минимальной  длительности  сушки,  при  которой  перепады  влагосодержаний  не  будут  критическими.


При  медленной  и  всесторонней  сушке  влага  равномерно  распределяется  в  толще  массы,  что  приводит  к  равномерному  набуха­нию  глины  по  всему  изделию  и  натяжение  наружного  и  внутреннего  слоев  керамической  массы  выравнивается  без  рас­трескивания  и  разрывов.


Для  того  чтобы  процесс  сушки  шел  более  успешно,  необходимо  достичь  синхронного  удаления  влаги  с  по­верхности  и  поступления  ее  из  центра  к  поверхности,  скорости  внешней  и  внутренней  диффузии  должны  быть  одинаковыми  или  подобраны  в  таком  соотношении,  при  котором  возникающие  усадочные  напряжения  не  приво­дят  к  растрескиванию  сырца.


Опасность  возникновения  усадочных  трещин  исчезает,  если  усадка  практически  заканчивается,  это  наступает,  когда  количество  испарившейся  влаги  достигает  известного  предела  -  критической  влажности.


Описанный  механизм  образования  трещин  и  деформаций  в  процессе  сушки  характерен  для  изделий  пластического  формования.  При  этом  принято  считать,  что  по  достижению  изделием  влажности  конца  усадки  его  можно  сушить  практически  с  любой  скоростью.  В  условиях  промышленной  сушки  это  положение  в  подавляющем  большинстве  случаем  подтверждается  [1].


Применяя  перечисленные  ниже  методы  при  сушке  изделий  для  повышения  их  трещиностойкости,  позволит  повысить  качество  и  конкурентноспособность  выпускаемой  продукции:


·     паровое  увлажнение  глины,  повышающее  начальную  температуру  изделий  и  обусловливающее  однозначность  температурных  и  влажностных  показателей.  Паровое  увлажнение  глины  сокращает  длительность  сушки  отформованного  изделия.  Эффект  парового  увлажнения  также  предотвращает  конденсацию  влаги  в  начальный  период  сушки;


·     прогрев  глины  в  сушильном  барабане  перед  формованием  применяют  для  глин  с  высокой  карьерной  влажностью  и  влажностью  выше  формовочной;


·     отощение  глин  крупнозернистыми  добавками  уменьшает  величину  коэффициента  усадки  и  увеличивает  коэффициент  влагопроводности;


·     добавка  опилок  –  одно  из  наиболее  эффективных  средств  повышения  трещиностойкости  кирпича-сырца  в  сушке.  Благоприятное  влияние  опилок  объясняется  их  армирующим  действием,  поскольку  длина  зерен  опилок  на  несколько  порядков  больше  глинистых  частиц;


·     добавка  гипса  в  глину  также  повышает  прочность  сформованных  изделий;


·     вакуумирование  глины  обуславливает  возрастание  ее  прочности  и  растяжимости,  что  дает  возможность  применять  режимы,  ускоряющие  процесс  сушки,  хотя  коэффициент  влагопроводности  уменьшается;


·     орошение  мундштука  влагозадерживающими  составами  понижает  коэффициент  влагоотдачи,  снижая  тем  самым  величину  перепадов  влагосодержаний  в  толще  изделия;


·     накатка  сырца  уплотняет  поверхностные  слои  изделия,  тем  самым  уплотняет  их,  а  также  понижает  коэффициент  влагоотдачи,  способствуя  уменьшению  перепадов  влагосодержаний  по  толщине  изделия;


·     добавка  в  глину  керосина  в  количестве  0,5  %  от  веса  сухой  глины  применяют  за  рубежом  для  улучшения  сушильных  свойств  глины. 


·     добавка  высокопластичной  глины  улучшает  сушильные  свойства  тощих  пылевидных  глин,  повышая  их  прочность  и  растяжимость;


·     рециркуляция  отработанного  теплоносителя  и  увлажнение  теплоносителя  водяным  паром,  повышают  начальное  парциальное  давление  водяных  паров,  и  тем  самым  притормаживает  интенсивность  внешнего  влагообмена,  уменьшая  перепад  влагосодержаний  в  толще  высушенного  изделия.  После  процесса  сушки  изделие  отправляется  на  2  из  важнейших  этапов  производства  кирпича  –  обжиг. 


Обжиг  изделий


Обжиг  изделий  является  конечной  и  очень  важной  стадией  изготовления  кирпича.  Его  основные  отличия  от  сушки  –  это  наличие  более  высокой  температуры  и  более  жестких,  условий  выдержки  кирпича.  К  основным  деструктивным  явлениям  в  период  обжига  можно  отнести:


·     удаление  остаточной  (после  сушки)  влаги;


·     дегидратацию  глинистых  минералов;


·     выделение  летучих  газообразных  веществ;


·     модифицированные  превращения  кварца;


·     термические  напряжения  на  границах  раздела  отдельных  фаз;


·   термические  напряжения  вследствие  неоднородного  температурного  поля  в  нагреваемом  (охлаждаемом)  изделии. 


Именно  в  процессе  обжига  вероятность  появления  деформаций  и  нарушений  в  структуре  особенно  высока  (рис.  1).  Рассмотрим  механизм  действия  основных  причин  на  появление  трещин  и  нарушение  структуры  изделий.  Во  многих  глинах  в  качестве  примесей  встречаются  карбонаты  кальция  и  магния.  В  некоторые  керамические  смеси  их  вводят  в  качестве  добавки.

 


 


Рисунок  1.  Продольные  и  радиальные  трещины  при  нарушении  технологии  обжига


 


Карбонат  кальция  интенсивно  диссоциирует  в  керамических  массах  при  температуре  900-950оС,  выделяя  углекислый  газ,  если  в  этот  период  керамическое  тело  является  пористым  и  газопроницаемым,  то  диссоциация  карбонатов  увеличивает  лишь  пористость  обожженных  изделий,  не  вызывая  каких-либо  нарушений  их  целостности.  Если  керамическое  тело  сильно  уплотнено  до  начала  интенсивного  разложения  карбоната,  то  выделяющийся  углекислый  газ  может  явиться  причиной  образования  пузырей,  вспучивания  и  других  пороков  в  обжигаемых  изделиях.  Карбонатные  включения  в  процессе  обжига  превращаются  в  кусочки  извести,  которые  поглощая  из  воздуха  водяные  пары,  гасятся  и  превращаются  в  кусочки  гидрооксида  кальция  с  увеличением  в  объеме,  что  является  причиной  появления  на  поверхности  изделия  вздутий  («дутиков»),  а  иногда  приводит  к  полному  разрушению  изделий  [2].


Органические  вещества  в  глинах  встречаются  в  виде  примесей,  в  производстве  керамического  кирпича  их  вводят  в  качестве  топливных  добавок  (уголь,  кокс,  мазут,  древесные  опилки).  При  выгорании  органических  веществ  в  керамических  смесях  можно  различить  несколько  этапов.  При  температуре  350–400оС  происходит  выделение  летучих  веществ  и  их  сгорание.  Коксовый  остаток  выгорает  сравнительно  медленно  при  более  высоких  температурах  –  700–800оС.  Выгорание  коксового  остатка  должно  быть  завершено  в  период,  когда  керамическое  тело  является  пористым  и  газопроницаемым  по  всей  толщине,  чтобы  газы,  образующиеся  при  выгорании  коксового  остатка,  могли  свободно  удаляться  из  толщи  керамического  изделия.  Если  же  процесс  уплотнения  периферийной  оболочки  изделия  опережает  процесс  выгорания  коксового  остатка,  то  образующиеся  газы,  создавая  повышенное  давление  внутри  керамического  тела,  могут  вызвать  деформацию  размягченного  изделия,  а  прорывы  газов  в  отдельных  местах  приведут  к  образованию  трещин.


До  начала  образования  и  прогрессирующего  накопления  жидкой  фазы  тело  обжигаемого  изделия  находится  в  упругом  состоянии.  Его  нагрев  сопровождается  возникновением  термических  напряжений,  сжимающих  изделия  на  поверхности  становятся  растягивающими,  а  во  внутреннем  ядре  –  сжимающими.


Напряженное  состояние  и  сопутствующие  ему  деструктивные  явления  возникают  также  в  процессе  охлаждения  уже  обожженных  изделий.  На  этой  стадии  особо  опасны  два  температурных  интервала.  Первый  при  температуре  900–700оС,  при  котором  происходит  отвердевание  стекловидной  фазы  с  переходом  тела  обожженного  изделия  из  пиропластического  состояния  в  хрупкое.  Второй  интервал  –  600–550оС,  которому  соответствуют  модификационные  превращения  кристаллического  кварца.  Быстрое  охлаждение  в  этом  интервале  температур  приводит  к  разрыхлению  керамического  тела,  нарушению  его  монолитности  вследствие  образования  многочисленных  коротких  волосных  трещин  –  посечек,  невидимых  невооруженным  глазом;  изделие  при  ударе  издает  глухой  звук  [3]


Весь  период  нагрева  и  охлаждения  изделий  необходимо  подразделять  на  отдельные  этапы  соответственно  рассмотренным  деструктивным  процессам  и  для  каждого  назначать  локальные  температурные  режимы  скорости  нагрева  и  охлаждения  изделий,  которые  помогут  исключить  возникновение  в  изделиях  предельных  напряжений,  обусловленных  деструктивными  процессами.


Выгорание  органических  компонентов  сырьевой  смеси,  а  также  диссоциация  карбонатов  и  других  соединений,  выделяющих  летучие  газы,  должны  заканчиваться  до  начала  интенсивного  спекания  керамического  тела  во  избежание  его  вспучивания  и  разрывов.


Скорость  подъема  температуры  в  период  интенсивной  усадки  для  шихты  должно  подбираться  с  таким  расчетом,  чтобы  возникающие  в  этот  период  разрушающие  напряжения  не  приводили  к  появлению  трещин  в  обжигаемом  изделии.  При  значительном  превышении  интенсивности  внешнего  теплообмена  над  внутренним,  возможно  оплавление  поверхности  изделий.  Конечная  температура  обжига  назначается  по  результатам  испытаний  физико-технических  свойств  образцов  в  лаборатории.


Соблюдение  всех  технологических  требований  при  изготовлении  керамического  кирпича  поможет  избежать  возникновению  трещин  как  внутренних,  так  и  внешних,  что  неизменно  позволит  технологам  выпускать  керамический  кирпич  высокого  качества. 


 


Список  литературы:

  1. Августиник  А.И.  Керамика.  изд.  2-е,  перераб.  и  доп.  –  Л.:  Стройиздат,  1975.  –  592  с.  ил.
  2. Бурлаков  Г.С.  Основы  технологии  керамики  и  искусственных  пористых  заполнителей.  Учебник  для  втузов  –  М.,  «Высшая  школа»,  1972.  –  424  с.
  3. Мороз  И.И.  Технология  строительной  керамики.  3-е  изд.  перераб.  и  доп.  –  М.:  ЭКОЛИТ,  2011.  –  с.  95–110.

Как определить качество обжига керамического кирпича

При определении качества обжига керамического кирпича его цвет сравнивают с эталоном нормально обожженного кирпича завода-изготовителя (1). Такое определение качества обжига кирпича основано на предположении, что его цвет при использовании глины одного и того же месторождения зависит от температуры обжига: у недожженного кирпича цвет более светлый, у пережженного — он более темный, чем у эталонного образца. Если кирпич одинакового цвета с эталоном, то считается, что он обожжен нормально. Между тем, как показывает практика, цвет кирпичей одной и той же партии одинакового качества обжига или даже отдельного кирпича бывает различным — белым, желтым, красным, черным и др.

Закисные соединения железа, присутствующие в глинах, при пережоге в восстановительной среде придают изделиям сине-зеленоватый цвет.
Выгорающие добавки (2) (антрацит, коксовую мелочь и др.) вводят в глиняное тесто — до 60–80% общей потребности топлива на обжиг изделий. При их использовании расход топлива на обжиг снижается, пористость изделий увеличивается, благодаря этому улучшаются теплоизолирующие свойства керамики.

Органические примеси в глинах, в том числе выгорающие добавки, могут стать причиной появления «черной сердцевины». «Черная сердцевина» образуется следующим образом. При обжиге керамического изделия возникает градиент температур: внешние слои изделия имеют большую температуру, чем внутренние.

В области высоких температур обжига керамического материала происходит эндотермическая реакция

СО2+С=2СО (1)

Во внутренних слоях, где температура ниже, наблюдается обратная реакция

2СО=СО2+С (2)

Результатом этих реакций является возникновение разности парциальных давлений СО. Вследствие этого СО диффундирует с поверхностных слоев внутрь изделия. Образовавшаяся углекислота диффундирует в обратном направлении их внутренних слоев в наружные, где вновь происходит реакция

СО2+С=2СО (1)

Совокупным результатом реакций является перенос углерода из поверхностных слоев во внутренние, в которых концентрация его увеличивается. С накоплением атомарного углерода внутренние слои окрашиваются в черный цвет.

Поскольку в электропечи топливо не сжигается, атмосфера в ней была окислительная. Обжиг и остывание образцов в такой атмосфере привели к почти полному выгоранию углерода, поэтому «черная сердцевина» в изломах образцов была едва заметна.

Иногда на ложковых гранях обожженного кирпича появляются темные пятна в виде прямоугольников. Их появление можно объяснить следующим образом. При садке кирпича в печь для обжига один ряд изделий ставят ложковыми гранями и в том же направлении садят другой ряд также ложковыми гранями.

Можно полагать, что в местах соприкосновения ложковых граней двух рядов кирпичей образуется восстановительная среда из-за ограниченного доступа кислорода, что способствует образованию черных пятен в материале.

Как видно из вышеизложенного, цвет кирпичей, изготовленных из глины одного и того же месторождения, зависит не только от температуры обжига, но и от наличия в них выгорающих добавок, характеристики среды обжига, от зазора между соприкасающимися гранями, образующегося при садке кирпичей в печь.

М. М. ЭРКЕНОВ, канд. тех. наук, С. Н. АНАНЬЕВА инженер
(Пензенский инженерно-строительный институт)
журнал «Строительные материалы» №3 за 1993 год

Обжиг кирпича: технология, сложности, виды печей

Для изготовления кирпича нужна глина. Однако недостаточно придать ей форму кирпичного блока и высушить, потребуется обжиг кирпича. Такая процедура нужна для получения качественного и прочного строительного материала. Наличие необходимого сырья и знание технологии обжига дают возможность производить стройматериал и в домашних условиях.

Что это за процесс и особенности технологии

Тепловую обработку стройматериала из глины под действием высоких температур называют обжигом. Это завершающий этап производства кирпичных блоков. Технология обжига включает 3 этапа:

  1. Прогревание.
  2. Обжиг.
  3. Охлаждение.

На первом этапе кирпич нагревают до температуры 120 градусов, с целью выпаривания из него воды. Затем, для выгорания примесей органического происхождения и окончательного вывода жидкости, его прогревают до 600 гр. На следующем этапе температура обжига кирпича составляет 920—980 градусов. При этом начинается усадка глины, приобретается прочность. В условиях постоянной максимальной температуры кирпичный блок некоторое время закаливается и томится. На завершающем этапе полученный строительный материал из глины охлаждают. Если во время термической обработки не было нарушения технологии, цвет блока будет оранжево-красный, а структура однородной. Для получения глазурованного кирпича потребуется повторный обжиг.

Чтобы в итоге получить прочный и качественный обожженный кирпич без трещин, в процессе термообработки требуется строгий контроль температурного режима

Вернуться к оглавлению

Сложности обжига кирпича

Для организации такого производства нужен хороший бизнес-план.

Прежде чем открывать производство и приобретать печь для обжига, необходимо составить бизнес-план. Нужно учесть объемы производства, характер и стоимость энергоносителя, способы доставки сырья и отгрузки готовой продукции. Затраты следует свести к минимуму, иначе изготовление термически обработанных кирпичных блоков будет нерентабельным. Альтернативным может стать производство кирпича без обжига. Его изготавливают способом полусухого и сухого прессования и получают стройматериал со свойствами идентичными обожженному.

Вернуться к оглавлению

Виды печей

Для обжига керамики и производства обожженного, в том числе керамического кирпича используют специальные печи. Они бывают 2 типов:

  • туннельные;
  • кольцевые.
Вернуться к оглавлению

Туннельная печь

В туннельной печи предусмотрены три отделения.

Устройство туннельного типа — это длинная, в виде туннеля газовая печь для обжига кирпича. Внутри находятся 3 камеры и проложены рельсы. По ним, с помощью автоматических толкателей, движутся металлические вагонетки. Перед входом в печь них загружают необожженный кирпич. Вход и выход закрывается герметично. После просушки в 1 камере, кирпичные блоки перемещаются во 2 для обжига. Его обеспечивают газовые горелки, постоянно поддерживающие температуру на уровне 920—980 градусов. Затем кирпич попадает в третью зону с более низкой температурой, где происходит его охлаждение. После завершения режима толкатели выкатывают вагонетки из печи и кирпичные блоки полностью остывают уже за ее пределами.

Вернуться к оглавлению

Кольцевая печь

Устройства этого типа состоят из множества расположенных друг возле друга секций в виде кольца. В каждой из них есть окно для загрузки и извлечения материала, а также свой источник подогрева Кольцевая печь обеспечивает непрерывность процесса обжига. Таким образом, партия кирпичных блоков проходит все стадии термической обработки, находясь в одном и том же отсеке. Соседняя камера способствует нагреву, прокаливание блоков происходит за счет своего топлива, а остывание обеспечивает температура следующей секции.

Вернуться к оглавлению

Можно ли сделать дома?

Дома можно самостоятельно изготовить саман, не прибегая к его обжигу.

В домашних условиях возможно не только обжечь кирпич, но и изготовить самодельный стройматериал. Однако при таком процессе количество кирпичных блоков с дефектами будет больше. Излишне закаленные материалы будут непригодны для повторного использования. Существует 3 вида материалов:

  • саман — без обжига с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный.

Для получения самодельного кирпича нужно наличие брусчатой формы. Ее тоже можно сделать своими руками. Для этого понадобятся фанера и доски толщиной 25 мм. Из этих материалов вырезают элементы формы и соединяют их гвоздями длиной 5—6 мм так, чтобы размер будущего кирпичного блока соответствовал стандартному, а именно 250×120×65. Самодельные необожженные кирпичи изготавливают из смеси тощей и жирной глины с добавлением соломы в пропорции 1:1:5, разведенной водой до однородной консистенции. Готовый раствор плотно укладывают в предварительно смоченные и присыпанные цементом формы и закрывают съемной крышкой. После высыхания в течение 7—14 суток готовое изделие вынимают. Чтобы получить кирпич-сырец, проделывают такую же процедуру, добавляя вместо соломы песок.

В промышленном производстве используют специальные печи для обжига глины. В домашних условиях подойдет самодельная печь в виде бочки из металла объемом около 200 л с вырезанным днищем. В нее укладывают блоки для обжига, накрывают металлической крышкой и устанавливают на печь с открытым верхом. При отсутствии таковой, она крепится на ножках высотой 20 см над ямой, в которой на глубине 0,5 м разводят костер. Для обеспечения необходимой температуры для обжига, огонь должен постоянно поддерживаться в течение 20 часов. На завершающем этапе процесса, его делают более слабым. По истечении 6 часов крышку снимают и дают кирпичу остыть.

Обжиг клинкерного кирпича - технология производства из глины

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.

Обожженный клинкерный кирпичТемпература 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.

Глина для кирпичаИзображение № 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.

Облицовочный кирпичИзображение № 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:


  • глина с другими компонентами тщательно перемешивается;
  • смесь помещается в экструдер;
  • экструдер выдавливает рабочую формовочную смесь через отверстия определенного сечения;
  • лента из глины разрезается на кирпичи;
  • кирпичи попадают в камеру для обжига.

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:


Мощение тротуаровИзображение № 3. Клинкерный кирпич часто используется для мощения тротуаров и дорог.
  • плотность полнотелого — 1950-2100 кг/м³;
  • плотность пустотелого — 1600-1800 кг/м³;
  • прочность изделия — 25 МПа;
  • морозостойкость — не менее F50;
  • водопоглощение — от 3 до 6%;
  • теплопроводность — 0,7-1,17 Вт/м°С.

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

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).

//www.youtube.com/watch?v=HV9kirhFjlw

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.

//www.youtube.com/watch?v=q_gk_eqdGRU

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.


About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *