1. види цегли
2. Червоний (керамічний)
3. склад
4. виробництво
5. клінкерна
6. виробництво
7. шамотна
8. склад
9. виробництво
10. силікатна
11. склад
12. Кварцевий пісок
13. виробництво
14. гіперпрессованний
15. склад
16. виробництво
17. висновок

Який хімічний склад цегли? Що служить сировиною для різних його видів? Як виглядає процес перетворення цієї сировини в готові вироби?

Давайте з'ясуємо.

Давайте проявимо трохи цікавості і постараємося дізнатися, як і з чого виробляється найдавніший будівельний матеріал.

види цегли

Почнемо з невеликого ліричного відступу.

У плані сировини, складу і технологій не можна говорити про цеглу як про якомусь одному будівельному матеріалі. На сучасному будівельному ринку присутні кілька різних його видів, які підпорядковуються різним стандартам і виробляються абсолютно різними способами і.

Перерахуємо їх.

• Червона цегла.
• Клінкерна.
• Шамотна.
• Силікатна.
• Гіперпрессованний.

Корисно: шамот - не єдиний вид вогнетривкої цегли .
Однак інші його типи ви навряд чи зустрінете в будівельному магазині: вони застосовуються виключно у виробничих умовах, перш за все в гірничо-металургійній та сталеливарної промисловості.

У цьому порядку і розберемо цікавлять нас матеріали.

Червоний (керамічний)

сировина

Їм є звичайна глина - продукт розмивання водою гірських порід. Основний компонент - польовий шпат. Якщо глина дуже жирна, для зниження надлишкового пластичності в неї додається крупнозернистий пісок, зола або шлак - відхід металургійної промисловості. У худу глину додається більш жирна.

Різні сорти глини різняться розміром зерна: воно може досягати міліметра. Для виробництва цегли оптимально зерно не більше 0,005 мм.

Крім того, застосовується ще кілька типів добавок:

• Для зниження температури випалу додаються відходи скла, знову-таки шлак і перліт.
• Пористу структуру глині ​​надають вигоряючі при випалюванні добавки - вугілля, торф і звичайні тирса.
• Для забарвлення в різні кольори і відтінки використовуються мінеральні стійкі до температури барвники: карбонатні породи, марганцеві, фосфорні та залізні руди.

Червоний будівельну цеглу.

склад

Який хімічний склад червоної цегли?

Якщо добавки можуть мати вельми довільний хімічний склад, то основа - розмитий водою польовий шпат - досить стабільна:

• Основна частина глини - кремнезем SiO2. Він становить від 60 до 80 відсотків її маси.
• Глинозем Al2O3 - другий в списку (5 - 20%).
• До 8 відсотків глини можуть становити оксиди калію, магнію, натрію і кальцію.
• Характерну червоне забарвлення виробів надає невеликий вміст окису заліза Fe2O3.

Оксид заліза давно використовується в якості мінерального барвника.

виробництво

Воно здійснюється двома основними способами:

1. З глини з вологістю 18 - 24%. Вона формується і проходить тривалу сушку, після якої відправляється в піч для випалу.
2. З напівсухий маси (вологість не перевищує 8%) заготовки для випалу виходять пресуванням. Таке виробництво досить високотехнологічне і енергоємне, проте істотно скорочує тривалість виробничого циклу.

Перший метод частіше використовується на невеликих за обсягами напівкустарних виробництвах. Другий характерний для великих підприємств з річним обсягом понад мільйон цегли.

Ключова фаза виробництва - випал - призводить до спікання частинок глини в єдину масу. Температура в тунельної печі під час випалу червоної цегли досягає 1050 градусів; тривалість операції може досягати доби. Справа в тому, що швидке нагрівання і швидке охолодження в рівній мірі є згубними для продукту: прискорене випаровування води і внутрішня напруга при нерівномірному нагріванні неминуче викличуть пошкодження.

Корисно: випал цегли-сирцю цілком можливо виконати і своїми руками в кустарних умовах.
Сирець поміщається в будь-яку сталеву ємність над розведеним в ямі багаттям.
Принцип випалу той же: температура повільно піднімається до максимальної; потім полум'я поступово зменшується до мінімуму.

клінкерна

Сировина і склад

Клінкер, по суті, являє собою ту ж кераміку, минулий випал при більш високій температурі.

Характерні особливості клінкеру - найвища міцність і низьке водопоглинання.

Склад керамічної цегли нами вже вивчений; і тут в якості сировини виступає глина з невеликими добавками для корекції властивостей кінцевого продукту.

Однак є кілька нюансів.

• Оптимальним вмістом глинозему Al2O3 для клінкеру вважається 17 - 25%. Глинозем робить розплав менш пластичним, що зменшує деформацію цегли при випалюванні. В бідне глиноземом сировину в якості його джерела додаються каолінітові глини.
• Максимальний вміст окису заліза Fe2O3 в разі клінкеру обмежена 6-8 відсотками. Причина - специфіка умов випалу при температурі понад 1000 градусів в відновної середовищі оксид заліза втрачає атом кисню і перетворюється в закис заліза FeO; та ж в поєднанні з кремнеземом утворює легкоплавкий фаеліт (SiO2 + 2FeO).

В результаті поверхня спікається цегли покривається суцільною кіркою, яка заважає вуглекислого газу залишати його. Звідки береться вуглекислота? Вона утворюється при вигорянні міститься в самій глині ​​і порізующіе добавках вуглецю.

Цікаво: для максимально повного і рівномірного вигорання вуглецю в діапазоні 900-1000 градусів швидкість нагріву клінкеру при випалюванні знижується.
Без уповільнення зростання температури в печі завжди є ризик отримати здуття поверхні: що утворюється при більш швидкому нагріванні вуглекислота не встигає залишати сировину.

Які ще обмеження складу сировини актуальні для клінкерної виробництва?

• Вміст оксиду кальцію CaO повинно бути обмежено 7-8 відсотками. Якщо його більше - замість спікання є ризик отримати швидке плавлення і деформацію.
• Оксид магнію MgO при утриманні в глині ​​понад 4% різко збільшує її усадку при випалюванні.

виробництво

Спосіб виробництва, при якому вироби виходять найбільш якісними - екструзія із застосуванням вакуумних пресів. Застосування пластичної сировини має на увазі тривалу сушку перед випалюванням, що, зрозуміло, додатково збільшує витрати на виробництво.

Альтернатива - вже знайоме нам напівсухе пресування цегли з подальшим випалюванням. Ціна отриманих таким чином виробів помітно нижче; проте міцність і зовнішній вигляд при цьому страждають.

Виробництво клінкерної цегли.

Ключова фаза - випал. Якщо звичайна кераміка обпалюється при температурі до 1000 градусів, то тут вона вище і може досягати 1450С; при цьому відбувається куди більш глибоке спікання частинок глини. Зростання температури призводить до різкого подорожчання виробництва: витрата енергоносіїв збільшується нелінійно. При 1300С енерговитрати вчетверо більше, ніж при 800С.

шамотна

сировина

І тут їм служить глина. Однак глина з особливими властивостями: для виробництва шамотного цегли використовується каолін, маса білого кольору, що складається з каолініту. Мінерал названий на честь міста Гаолін в південно-східній області Китаю, де він був вперше виявлений.

Виробництво шамотної цегли - не єдина область застосування каоліну:

• Він лежить в основі складу білого цементу.
• Фарфор і фаянс виготовляються з нього ж.
• Крейдований папір, біла гума і багато пластмаси використовують його в якості наповнювача.
• У фармацевтиці каолін застосовується як абсорбер. Зокрема, він допомагає при резях в шлунку і отруєннях.
• У косметології він відомий під нехитрою назвою «біла глина».

Нам, однак, більш цікаві фізико-хімічні властивості каолинита.

• Його щільність досягає 2600 кг / м3. Саме цим зумовлена ​​і порівняно висока щільність повнотілої шамотного цегли без порізующіе добавок.
• При поступовому нагріванні до 500-600С каолін повністю зневоднюється; при 1200С він розкладається з виділенням тепла.

Подрібнений каолинит - сировина для виробництва шамотного цегли.

склад

Основа каоліну - водний силікат алюмінію Al4 [Si4O10] (OH) 8.

Його утворюють:

• Уже знайомий нам глинозем Al2O3 - 39.5%.
• Кремнезем Si2O3 - 46.5%.
• Вода - 14%.

Зрозуміло, в глині ​​неминуче присутні і домішки інших мінералів.

виробництво

Технологія виробництва шамотного цегли досить незвичайна.

1. Каолін проходить випалення при температурі 1300-1500 градусів.
2. Обпалена глина подрібнюється. Розмір зерна не перевищує 2 міліметрів.
3. Подрібнений шамот використовується як наповнювач для ... знову-таки вогнетривкої глини. Яка, природно, проходить повторне спікання після формування.

Саме настільки складною технологією виробництва пояснюється характерна зерниста структура вогнетривкої цегли; саме завдяки їй, він не розтріскується при сильному і нерівномірному нагріванні.

силікатна

сировина

Сировиною для його виробництва служать кварцовий пісок і вапно. Як опціональних добавок для збільшення механічної міцності можуть бути присутніми глиняний сольовий або алюмощелочной шлам і зола.

На фото - подвійний силікатна цегла М 150.

склад

Який хімічний склад силікатної цегли? Розберемо його компоненти.

Кварцевий пісок

• Більшу його частину (90-95%) становить SiO2 - все той же кремнезем.
• Глинозем (Al2O3) становить 3-4% маси.
• Решта - присутні в частках не більше півтора відсотків Na2O, K2O, MgO, Fe2O3 і CaO. Іноді до складу піску входить двоокис титану TiO2.

вапно

Вона виступає в ролі єднальної.

Який склад?

• Вуглекислий кальцій CaCO3 утворює більшу частину маси вапняку - 96 - 100%.
• Вуглекислий магній MgCO3 може становити до 2% маси.
• У тому ж кількості - не більше 2% - можуть бути присутніми глинисті домішки - добре знайомі нам глинозем і кремнезем.

виробництво

Вапно подрібнюється; потім вона перемішується з піском і невеликою кількістю води, після чого витримується до повного гасіння.

Наступний етап - формування. Прес під великим (до 200 кг / см2) тиском створює з розсипчастої маси майбутній цегла, який відразу ж вирушає на пропарювання. В автоклаві при тиску в 8-10 атмосфер і температурі 180-20 градусів перегрітий пар надає виробу стабільність: вапно пов'язує частки піску в єдине ціле.

У наступні 10-15 днів готову цеглу зберігається в складських умовах. Інструкція по настільки тривалому зберіганню пов'язана з тривалістю процесів карбонізації: вироби набирають міцність і водостійкість.

гіперпрессованний

сировина

Їм служать:

• Заповнювач - як правило, подрібнені вапняк, черепашник або відходи гірничої, металургійної, цементної промисловості, шлак і інші некондиційні матеріали.

Тут в якості наповнювача використаний бій черепашнику.

• У ролі єднальної виступає портландцемент марок М400 - М500. Його обсяг дорівнює 7-12 відсотків від обсягу готового виробу.
• Невелика кількість води дозволяє на етапі формування утримати спресовані сировину разом.

склад

Як заповнювач можуть використовуватися настільки різні і непередбачувані матеріали, що описати всі можливі поєднання елементів нереально. Склад води теж ніби як загальновідомий: два атоми водню і один - кисню.

З чого складається цемент?

• CaO - 62-76%.
• Sio2 - 20-23%.
• Al2O3 - 4-7%.
• Fe2O3 - 2-5%.
• MgO - 1-5%.

виробництво

1. Наповнювач подрібнюється дробаркою до розміру частки в 2-5 міліметра.
2. Потім в міксері він змішується з цементом; при особливо низької вологості може бути додана невелика (до 8%) кількість води. Для забарвлення в довільний колір застосовуються мінеральні пігменти.
3. Готова суміш пресується і надалі зберігає форму.
4. Після цього цегла набирає міцність під час пропарювання: протягом 8-10 годин він витримується у вологому середовищі з температурою 40-70С.
   
5. Остаточний набір міцності відбувається протягом 30 днів з моменту виробництва на складі або безпосередньо в кладці.

Устаткування для виробництва цегли гіперпресованої порівняно компактно.

висновок

Ми познайомилися з основами виробництва різних типів цегли, з видами сировини і його складом. У представленому відео в цій статті ви знайдете додаткову інформацію з даної теми. Успіхів в будівництві!