Изготовление кирпичей обжиговым способом

Определение состава глины. Проверка глины на пригодность для изготовления кирпича произ­водится следующим образом. Сначала глину про­сушивают и затем растирают в порошок. Порошок насыпают в прозрачный стеклянный сосуд (мен­зурку или просто стеклянную банку), заливают во­дой и хорошо перемешивают. Можно глину про­сто залить водой на несколько дней с тем, чтобы она при перемешивании «разошлась» до взвешен­ного состояния (растворилась в воде полностью), для чего раствор изредка перемешивают. Если глина при перемешивании полностью переходит во взвешенное состояние («висит» в воде), дайте ей отстояться несколько часов, пока вода не станет прозрачной; внизу увидите слой песка, выше— слой глины, а над глиной может быть слой ила или других примесей. По количеству выпавшего в оса­док песка определяется довольно точно пригод­ность глины для производства кирпича или чере­пицы.

Пользуясь формулой A=100 х n/n+r , вычисляют процентное содержание песка в глине, где П — высота слоя песка в мм; Г— высота слоя чистой глины в мм.

Глины бывают тощие, средние и жирные. То­щие глины содержат более 20—30% песка. Они сильно шероховаты на ощупь. Шарик из такой глины 0 5 см при падении с высоты в 1 м на пол разваливается. Средние содержат песок в преде­лах 10—30%. Они на ощупь шероховаты, и шарик 0 5 см при отпускании с высоты в 1 м сплющивает­ся, но не рассыпается. Жирные содержат менее 12% песка. Эти глины на ощупь мягкие, пластич­ные. Тесто из них также мягкое. Стержни, изготов­ленные из него, не ломаются, но при высыхании трескаются.

Общее количество песка в глине для изготов­ления кирпича или черепицы должно быть не ме­нее 12—15% и не более 20—30% в зависимости от качества глины.

В глинах, идущих на производство кирпича, не допускаются включения камней, корней, веток и особенно известковых и меловых вкрапин, так как они усложняют переработку глины и резко повышают количество брака при сушке и обжиге.

Имеется другой («народный») способ опреде­ления качества глины. Для этого небольшое коли­чество глины замешивают уровня крутого теста и тщательно перемешивают вручную (мнут) до тех пор, пока она не перестанет прилипать к рукам. Изготовленный из этого теста шарик 0 5 см сдав­ливается двумя дощечками (лучше кусками сте­кла) до появления трещин. Если трещина появля­ется при сжатии на 1/4 диаметра (расстояние между дощечками — 4 см) — глина тощая и для обжига не годится. Если трещина появляется при сжатии на 1/3 диаметра (расстояние между дощечками — 3,5 см) — глина средняя и ее можно при­менять для обжига.

Жирная глина дает трещину при сжатии на 1/2 диаметра (расстояние между дощечками— 2,5 см); в такую глину можно добавлять песок и полу­чать кирпич отличного качества.

Количество носка, добавляемого в глину, можно рассчитать по вышеуказанной формуле или опытным путемв зависимости от степени жир­ности глины. Песок необходимо брать промытым, очищенным от нежелательных включений — ила, камешков, растительных остатков.

Формовка и сушка. При заготовке глины впрок ее раскладывают на земле слоем толщиной до 40 см. При смешивании нескольких видов глины раз­личной пластичности или при подмешивании до­бавок (песок, шлак, опилки) дозировку лучше производить не на глаз, а с помощью емкостей (тачки, носилок или ведер), добиваясь строгого соблюдения пропорциональности компонентов и полной однородности массы.

Для формовки кирпича используют смесь те­стообразного состояния и формуют кирпич обычно методом пластического прессования или путем укладки теста в формы. Состояние этого те­ста должно быть таким, чтобы сохранялась форма опалубки. Это возможно только при влажности те­ста не более 18—20%. Такое тесто равномерно и без особого труда формуется, но долго сохнет при естественной сушке (другой возможности обычно ' не бывает). Для достижения конечной влажности кирпича-сырца до 6—8% требуется от недели до месяца сушки в зависимости от погодных условий и места (на сквозняке под кровлей сырец сохнет быстрее и качественнее, чем при других услови­ях.)

Готовность кирпича-сырца к обжигу устанавли­вают по следующим признакам: взятый из сред­них рядов кирпич ломают пополам и при отсут­ствии в середине темного пятна (признака влаж­ности), сырец признается годным для обжига.

С помощью описанного пресса, использующего полусухое прессование (в некоторой лите­ратуре это называют сухим прессованием, но бо­лее правильно название «полусухое прессова­ние»), прессованию подвергается исходная смесь естественной влажности 6—8%, т.е. свежевскопанная глина со снятым сухим слоем. При копке глины ее хорошо размельчают, затем перемеши­вают с добавками и отправляют на формовку в бункер пресса. Воду при такой заготовке добав­лять не нужно, ее в глине достаточно. Готовность такого изделия к обжигу — через сутки сушки при теплой погоде.

При излишней влажности исходного сырья тре­буется досушка кирпича-сырца. Если после пред­варительной сушки влажность все еще достаточно высокая, сырец необходимо досушить в штабелях: кирпич укладывают в два ряда на ребро с зазором от 2—3 до 5—7 см. Ширина штабеля в основании 80 см, наверху —60 см. Чтобы кирпич не деформиро­вался, в нижние ряды ставят более просушенный сырец, выдерживающий нагрузку 10 рядов, в верх­ний — менее просушенный. Для укладки кирпича, в целях уменьшения брака (деформации), подго­тавливают горизонтальную площадку. Эта пло­щадка должна быть выше уровня грунта, чтобы предохранить кирпич от подтекания осадочных вод.

После укладки кирпичей штабели прикрывают сверху кусками толя или пластика для защиты от дождя и солнца. Прямое солнечное воздействие производит неравномерную сушку кирпича— в результате образуются трещины. Чтобы умень­шить возможность образования в кирпиче трещин при сушке, следует выкладывать кирпичи их тор­цовой частью по направлению господствующих ветров.

Печь для обжига кирпича. После выравнивания и очистки площадки (под печь) от растительного слоя производят ее горизонтальную планировку и трамбовку. Площадка должна быть на возвышен­ном месте, защищенном от грунтовых и осадоч­ных вод.

Один из видов обжиговой печи представлен на рис. 6. Ее вместимость 700—1500 шт. Это одна из самых маленьких печей. Внутренние размеры ее: ширина— 160 см, длина (в зависимости от предполагаемой загрузки) — от 132 до 208 см, вы­сота укладки сырца колеблется от 165 до 180 см. Высота печи выполняется соответственно выбран­ной высоте укладки.

Стены печи изготавливают из кирпича-сырца и делают толщиной в один кирпич (250 мм). Пере­крытие желательно сделать на металлическом каркасе, при условии, что каждый ряд кирпичей свода будет ложиться на две стальные полосы 8x40 мм, или стержни 0 20—24 мм, которые собираются в металлическую рамку при помощи свар­ки. Свод в середине должен иметь высоту над укладкой сырца не менее 30—35 см.

Топку формируют при укладке сырца в печи. Ширина топки 48—50 см, высота 38—40 см. В топке по всей длине нужно выполнить на высоте 25—30 см уступы на обеих стенках, куда потом укладывают колосниковые решетки (при исполь­зовании в качестве топлива угля). При обжиге дро­вами колосниковую решетку можно не устанавли­вать. Топка закрывается дверкой размерами 40X40 см.

В своде делают дымовые каналы сечением 25 X 28 см, а если обжиг ведется малокалорийным топливом (торфом или бурым углем), тогда преду­сматриваются еще и отверстия сечением 25x15 см, в которые по необходимости сверху подсы­пается уголь или торф. Эти отверстия должны иметь крышки.

Дымовая труба делается высотой до 5 м (из кирпича) с внутренним сечением 40x40 см или из любой огнестойкой трубы 0 30—40 см. Труба уста­навливается рядом с печью, с задней стороны печи (можно с одной стороны использовать заднюю стенку печи). Труба соединяется с печью дымовым каналом (сечением 40х30см), который делается в верхней части задней стенки печи.

На середине высоты укладки в стенках печи устраивают смотровые отверстия (25x15 см), ко­торые после просмотра закладывают кирпичами и замазывают глиной.

Кладку печи производят, учитывая необходи­мость частичной ее разборки при укладке и раз­борке садки. Боковые стенки, свод, задняя стенка, труба, а также угловые части передней стенки кла­дут на обычном глинопесчаном растворе. Та часть передней стенки, которая будет разбираться для разделки садка, укладывается без раствора. После заделки проема кирпичом стенка обмазывается глиной.

Садка. Укладывать в печь можно только хо­рошо высушенный сырец, иначе при обжиге по­требуется много топлива. Кроме того, недостаточ­но высохший сырец дает до 80% брака (главная причина — вскипающая влага при нагреве кир­пича ищет выход — образует трещины).

Укладку сырца в печь (рис. 7) производят так, чтобы в первых 3—4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, распо­ложенных непосредственно вблизи топки) 10—15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увели­чивались до 25 мм. Ряды можно укладывать лю­бым способом, например, «решеткой» или «елоч­кой». Способы можно чередовать. Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам. Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20—25 мм.

Обжиг. Печь начинают топить соломой, хворо­стом и затем дровами. Первая стадия —сушка. Это самая ответственная стадия. Топить следует неин­тенсивно, используя низкокалорийное топливо (отходы древесины), до тех пор, пока кирпич не из­бавится от внутренней влаги. Наличие влаги в кир­пиче определяется наличием конденсата в верх­них рядах. Просушку можно считать законченной, если на опущенном на 2—3 минуты в печь желез­ном штыре не будет влаги. Наличие влаги можно также определить рукой, поместив ладонь над вы­ходящими газами. Процесс сушки обычно зани­мает до 12 часов.

После того как будет установлено, что остаточ­ная влага удалена, огонь постепенно усиливают, доведя кирпич до темно-красного цвета (наблю­дая по своду). Подогрев длится до 9 часов, затем переходят на большой огонь до выхода огня нару­жу. Увеличение тепла производится только увели­чением подачи топлива. Если по какой-либо при­чине пламя начинает выбиваться из какого-либо места, это место сразу засыпают землей.

Когда в верхней части печи появится огонь (900—950°)— верхние ряды светло-красного цвета, а нижние— желтого, печь «ставят на остыва­ние». Для этого топочное отверстие закладывают кирпичом и обмазывают глиной, а на верх печи на­сыпают сухую землю или кирпичную пыль (можно сухой песок) слоем 10—15 см.

Температурный режим обжига характеризуется четырьмя этапами:

а) Сушка: температура 20—90°С, время 10—13 часов.

б) Подогрев: температура 90—600°С; время 8—10 часов.

в) Обжиг: температура 600—1000°С; время 10—12 часов.

г) Остывание: температура 1000—50°С; время 7—10 часов.

Контроль температуры обжига в печи произво­дится визуально по цвету свода:

а) Темно-красный, видимый в темноте,— 450— 500°С.

б) Темно-красный — 600—650°С.

в) Вишнево-красный — 700°С.

г) Светло-красный—850°С.

д) Желтый—950—1000°С.

е) Белый — 1200°С — ПЕРЕЖОГ!

Для качественного получения кирпича печь раньше выдерживали в закрытом состоянии до не­дели и лишь потом приступали к охлаждению. Это давало отличное качество, так как снятие терми­ческих напряжений происходило постепенно. Практически достаточно 7—10 часов. Охлаждение печи начинают пробивкой в топке малого отверстия — величиной с куриное яйцо, через час отвер­стие увеличивают вдвое, еще через час — уже вче­тверо. Таким образом, через 6 часов можно отк­рыть топочную дверку и ждать полного остуживания печи.

После остуживания разбирается передняя стенка печи и производится разделка садки, начи­ная с верхних рядов. После разборки, сортировки и выбраковки качественный кирпич складывают шта­белем плотно друг к другу. Недообожженный можно использовать в неответственных конструк­циях для перегородок или в верхних рядах кладки.

Определение качества кирпича. Причина бра­ка. Правильно обожженный кирпич— однород­ного оранжево-красного цвета. Он имеет правиль­ную форму с прямыми ребрами и ровными по­верхностями. При ударе металлическим молот­ком издает чистый звук. Недообожженный — имеет более светлый цвет, неоднороден на изло­ме. При ударе издает глухой звук (причина — не­достаточная температура или время обжига). Пережженный— имеет темно-серый или сине-черный цвет, часто со следами оплавления по по­верхности. При ударе издает высокий звук. Обра­зуется при чрезмерно высокой температуре обжи­га.

Повреждение углов и ребер изделия — резуль­тат небрежной переноски, транспортировки или не­осторожной укладки изделий в печи. Деформация изделия — недосушенность перед укладкой в печь. Мелкие трещины образуются при слишком быстром нагревании или охлаждении печи.

Крупные трещины и сквозное растрескивание изделия — результат неправильного соотношения глины и песка, плохого качества глины, наруше­ния режима сушки и обжига. Черный кирпич полу­чается из-за недостатка воздуха или из-за плохой его циркуляции в печи. Белые пятна на готовом из­делии — следствие неправильной просушки (пересушка).