Производство керамического кирпича

Вид и способ его производства определяют цвет, форму, текстуру, прочность, огнеупорность, сопротивляемость погодным воздействиям и долговечность керамического кирпича. Если кирпич низкого качества, здание может обрушиться. Поэтому архитекторы и строительные подрядчики для оценки качества продукта должны знать методику производства керамического кирпича. Историк архитектуры также должен знать, каким образом качество строительного материала влияет на строительное сооружение. Невозможно обойтись и без понимания техник кладки – знания о том, как должен класться один кирпич по отношению к другому, какой вид придают комбинации разных цветов, какая текстура при этом возникает, и какие декоративные свойства кирпича определяют стиль, структуру и вид строительного сооружения.

Имеется два вида кирпичей: необожжённые, высушенные под солнцем, и обожжённые в обжиговой печи. Высушенные под солнцем глиняные кирпичи-сырцы (адоба) являются древнейшим и самым дешевым строительным материалом в истории человечества. Отложения глины находятся почти всегда именно там, где требуется соорудить необходимое строение, а для изготовления высушенных глиняных кирпичей не требуется никаких специальных знаний. Поэтому в более бедных странах мира адоба применяется до сих пор. Основная проблема кирпича-сырца заключается, однако, в том, что они подвержены влиянию дождя. От сильных дождей их не может защитить даже штукатурка.

В результате обжига кирпичи становятся водостойкими, но сам процесс обжига не так прост, как это кажется. Для производства прочного керамического кирпича недостаточно поместить его в обычный огонь. Для того чтобы кирпич достиг определенной степени спекания, он должен обжигаться от 8 до 15 часов при постоянной температуре от 900 до 1150 градусов Цельсия. Точная температура зависит от используемого сорта глины. В заключение керамические кирпичи должны медленно охлаждаться, чтобы не появилось трещин. Слишком слабо обожжённый кирпич будет очень мягким и хрупким: слишком сильно и кирпич, наоборот, теряет при обжиге свою форму и сплавляется в стеклообразное вещество. Искусство занимающегося обжигом кирпичей специалиста заключается в его способности достичь и постоянно поддерживать требуемую температуру.

Кирпичи состоят из глины, имеющей в зависимости от месторождения разное качество. Однако не требуется никаких специальных геологических знаний для того, чтобы определить, что какие-то отложения лучше подходят для производства керамических кирпичей, чем другие, и что одной глины недостаточно: необходимо добавлять песок и другие материалы. Доля глины в составе в значительной степени определяет качество керамического кирпича. Необожжённые, высушенные на воздухе кирпичи состоят из глины, часто смешанной с соломой, чаще всего такие кирпичи имеют незначительное содержание глины (менее 30 процентов), некоторые терракотовые продукты содержат до 75 процентов глины. Для современных кирпичных заводов глина добывается из глубоких залеганий и тщательно смешивается с песком, однако в прошлом люди предпочитали разработку залежей на поверхности, в которых глина и песок уже присутствовали в определенной пропорции. В ранние времена изготовитель кирпичей проверял глину, пробуя ее на вкус. Наличие кирпичной глины или «кирпичной земли» имело огромное значение для принятия решения о проведении строительства в определенном регионе. Когда обнаруживался подходящий сорт глины, глину добывали и подготавливали, то есть смешивали определенный состав и освобождали от камешков и других загрязнений. Ведь камешки затрудняли нарезку кирпичей, а при обжиге такие кирпичи могли даже лопнуть. После подготовки глина смешивалась с водой и формовалась.

По форматам керамические кирпичи различаются на квадратные и прямоугольные кладочные кирпичи. Форматы состоят из длины, ширины и толщины в миллиметрах. При этом речь идет исключительно о приблизительных размерах. Даже кирпичи, которые обжигаются одновременно, имеют из-за неточностей при формовании, сушке и обжиге отклонения по габаритам до 10 процентов. Поэтому приводимые данные дают только приблизительное представление о форме керамических кирпичей и не являются абсолютными.

Равномерность отдельных штук кирпича – одно из важнейших свойств облицовочных кирпичей, она достигается за счет того, что глина запрессовывается в форму. Самый распространенный тип – это рама из дерева, в нее запрессовывается глина, затем рама удаляется – и заготовки готовы. Другой тип – опока с опорной доской и рамой, этот тип больше используется для производства кровельной черепицы, чем кладочных кирпичей, так как прессованная заготовка слегка приклеивается к форме и ее трудно извлекать оттуда. Сегодня большинство кирпичей формуются машинным способом.

В большинстве методов глина для придания формы должна быть относительно влажной, поэтому заготовки должны достаточное время просушиваться после прессования, чтобы в них не появлялись трещины при обжиге. В прошлом заготовки несколько недель содержались на сушилке под открытым небом и защищались от дождя. Сегодня их хранят в закрытом помещении. Во время этого процесса кирпичи дают усадку.

Большинство кирпичей обжигается в стационарных печах, сложенных из огнеупорного материала (чаще всего из обожженных кирпичей), которые легко заполняются и опустошаются. В более старых методах из необожженных кирпичей складывалось временное сооружение, так называемая полевая обжиговая печь или кирпичный котел. При этом кирпичи так укладывались друг на друга, чтобы горячий воздух проходил между кирпичами-сырцами снизу вверх, обжигая их таким образом. Такая полевая обжиговая печь дешевая и быстро укладывается, для нее не требуется никаких керамических кирпичей. В прошлом такие полевые обжиговые печи складывались бродячими изготовителями кирпичей либо на арендованном участке, либо прямо на строительном участке, причем использовалась глина имеющихся местных залежей. Подобные полевые обжиговые печи еще сегодня складываются во многих странах мира. Их недостаток – в низкой эффективности: находящиеся снаружи кирпичи не получают при обжиге достаточно тепла и не приобретают достаточной прочности, в то время как находящиеся внутри кирпичи обжигаются слишком сильно и поэтому не годятся для употребления. Чтобы устранить эти недостатки, печи обмазывались со всех сторон глиной.

Способ укладки кирпичей в печи друг на друга имеет решающее значение для их равномерности. Цвет конечного продукта зависит в первую очередь от содержащихся в глине минералов. Сорта глины с высоким содержанием железа становятся при обжиге красными или розовыми в результате окисления железа. Глины с высоким содержанием извести и небольшим количеством железа становятся, наоборот, желтыми или кремовыми. Нюансы цвета определяются положением кирпича в печи и подачей кислорода во время процесса обжига. Поэтому имеются большие различия в цвете даже между отдельными кирпичами одного процесса обжига.

Когда обожженные кирпичи охладились и вынуты из печи, каменщик может начинать работать с ними.