Slavdom-nn.ru

Славдом НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Клинкерный кирпич состав глины

Клинкерный кирпич: технология производства, виды, технические характеристики, недостатки

Кирпичный кирпич – именно так звучит название клинкерного кирпича, если перевести слово «клинкер» с немецкого.

Это устойчивое выражение относится к виду керамического строительного материала из обожжённой глины.

Клинкер производится из тугоплавкой высококачественной глины. Цвет готового кирпича зависит от химического состава натуральной природной смеси, от места её добычи и сопутствующих микроэлементов.

Посмотрите видео об особенностях клинкерного кирпича

Технология производства

На первом этапе производства, глиняная масса вальцуется и очищается от посторонних примесей. С помощью вакуумного пресса из состава удаляется весь воздух.

Второй этап – формовка. Полученная глиняная смесь нарезается на прямоугольники одинакового размера и прессуется в формы. После чего, заготовки сушатся в камерах при небольшой температуре для удаления оставшейся влаги.

Третий этап – обжиг. В тоннельной печи кирпич постепенно нагревается. Температура постоянно возрастает и может достигать 1600° С. Процесс продолжается до полного спекания глины. При качественном производстве обжиг клинкерных кирпичей занимает продолжительное время.

Виды клинкерного кирпича

По способам применения, клинкерный кирпич разделяется на несколько видов.

Облицовочный клинкер – кирпич прямоугольной формы, применяется при отделке фасадов.

Фасонный – отличается разнообразием форм. Используется в качестве декорирования поверхностей и в ландшафтном дизайне.

Клинкер дорожный – кирпич для мощения уличных покрытий. Тротуарный кирпич – более дорогая разновидность этого материала;

Огнеупорный клинкерный кирпич разработан для строительства и отделки печей, дымоходов, каминов.

Из клинкерных смесей изготавливают кирпичи с повышенной водоустойчивостью для возведения гидротехнических сооружений и фасадную плитку, которая является мелкоштучной разновидностью фасонного кирпича.

По структуре некоторые виды кирпичей делятся на пустотелые и полнотелые.

Технические характеристики клинкерного кирпича

Механическая прочность клинкера сопоставима с природным камнем – 25 МПа.

Водопоглощение минимально – от 3 до 6%.

Такие показатели достигаются за счёт плотности материала – от 1600 до 2100 кг/м? в зависимости от структуры кирпича.

Морозостойкость достигает показателя F 300, что позволяет применять клинкерные изделия в разных климатических зонах.

Теплопроводность в среднем равняется 1,17 Вт/м°C, что является не очень высоким показателем.

Повышенная устойчивость к агрессивным веществам (солям, кислотам, щелочам), делает этот материал незаменимым для наружных работ.

Колористические решения клинкера – от бледно-жёлтого до тёмно-коричневого и чёрного цвета, удовлетворят запросы любых дизайнеров и архитекторов.

Недостатки клинкерных изделий

Вес клинкерных кирпичей и их плотность дают дополнительную нагрузку на фундамент здания. Эти параметры также затрудняют транспортировку груза и работы по погрузке и разгрузке.

Читайте так же:
Изготовление кирпича с опилками

Требовательность к скрепляющим составам. Для надёжности сцепления, рекомендуется применять специальные клеи и растворы.

Кирпичи из разных партий значительно различаются по цвету. Поэтому заранее необходимо сделать точный расчёт и одновременно закупить нужное количество кирпичей из одной партии.

Это самый дорогой кирпич для строительства и отделки зданий.

Особенности химического и минералогического состава клинкера (клинкерного кирпича), а также его структуры

Клинкер представляет собой продукт натурального происхождения. В процессе его создания участвует огонь, вода и глина. Специальные сорта глины смешиваются с водой, а затем помещаются в шнековое устройство. После окончательного смешивания масса режется на необходимые размеры и помещается в специальную печь, где происходит процесс обжига.

Структура КК

Структура клинкера представляет собой соединение множества кристаллов разных размеров, между которыми находится промежуточное вещество. На нее непосредственно влияет количество содержащихся в его составе оксидов. В частности свободный оксид кальция допускается не более 1% от всей массы. Большее его значение свидетельствует о неправильном процессе обжига.

В небольшом количество (до 5%) разрешается содержание оксида магния. Эта нежелательная составляющая влияет на структуру конечного продукта, а также на его свойства.

Структура клинкера может содержать следующие компоненты:

  • Алюминат 5-15%;
  • Алит 40-60%;
  • Белит 15-40%;
  • Алюмоферрит 10-20%.

Про клинкер нормированного состава и иные разновидности поговорим ниже.

Следующее видео рассказывает о растворе для придания различных цветов клинкерном кирпичу:

Составы клинкера

Состав клинкера подразделяется на химический и минералогический. Он влияет на свойства и технические характеристики конечного продукта.

Для начала поговорим про химический состав цементного и портландцементного клинкера.

Химический

Данный состав может колебаться в достаточно больших пределах. Его главными окислами, которые в сумме достигают до 97%, являются:

  1. Окись кальция 64-66%;
  2. Двуокись кремния 22-24%;
  3. Окись железа 2-4%;
  4. Окись алюминия 5-8%.

Химический анализ состава проводится по специальной методике, регламентированной стандарту ГОСТ в отношении клинкера.

  • Чрезмерное содержание окиси кальция приводит к быстрому процессу твердения и повышению прочности, но при этом снижается коэффициент водоустойчивости.
  • Замедление процесса твердения на начальных стадиях происходит в результате большого содержания кремнезема. При этом прочность материала нарастает стремительно именно на длительных сроках, а также увеличивается устойчивость к воздействию влаги.
  • Повышенное количество глинозема в составе клинкера ухудшает его устойчивость к влаге и морозам.

Про минералогический (минеральный) состав портландцементного и иных типов клинкера, а также про влияние такого состава клинкера на свойства портландцемента и материалов поговорим ниже.

Читайте так же:
Бордовый кирпич с белыми швами

Минералогический

Основные оксиды, из которых состоит клинкер, при высоких температурах взаимодействуют между собой и образуют минералы. Их соотношение имеет непосредственное влияние на свойства конечного продукта.

Минералы, которые входят в состав клинкера:

  • Алит включает в себя трехкальциевый силикат (C3S), который при кристаллизации присоединяет к себе MgO, A12O3, Fe2O3, что приводит к образованию твердого раствора. Форма алита, его размеры и степень кристаллизации влияют на свойства клинкера.
  • Белит представляет собой b-форму C2S. Быстро охлажденный клинкер содержит белит округлой формы, когда при медленном его охлаждении минерал получает зазубренные края и неправильную форму. Содержание мелких кристаллов белита приводит к устойчивости b-формы.
  • Трехкальциевый алюминат. Он имеет вид кристаллов, содержатся в промежуточной фазе.
  • Алюмоферрит кальция в сочетании с клинкерным стеклом, а также алюминатами образуют промежуточное вещество между кристаллами. Эти компоненты являются твердым раствором и составляют не более 2,5% от общей массы.

Клинкер включает в себя смесь минералов, которые имеют непосредственное влияние на его свойства: скорость твердения, уровень прочности, долговечность, устойчивость к низким и высоким температурам, влаге и химическим компонентам. Это дает возможность для определенного строения подбирать оптимальный клинкер с нужными свойствами и техническими характеристиками.

Про раствор для создания и кладки клинкера рассказывает данное видео:

Глина – основной материал для производства клинкерных ступеней и плитки

Глина представляет собой экологически чистый природный материал, который в сочетании с водой образует пластичную консистенцию, несколько разбухает и может принимать и сохранять необходимую форму, теряя гигроскопичные свойства и спекаться при высоких температурах и обжиге. Глина применяется в самых разных отраслях промышленности, из нее изготавливают фаянс, фарфор, кирпич и , который в качестве плитки и ступеней используется для внешней отделки лестниц, а также фасадов зданий и частных строений. Глина бывает кислотоупорной и огнеупорной, она входит в состав цемента.

Широкое распространение имеют красные глины, в которых высокое содержание песка, именно из них изготавливают кирпич. Состав такой глины может быть довольно разнообразным, сам материал подразделяют на тощие и жирные. Такие природные примеси, как окись железа, щелочи и другие металлы не влияют на качество конечного материала, так как не влияют на пластичность. Но механические примеси, такие, как камни, известь или песок, являются, чаще всего, вредными. Высокое содержание песка уменьшает жирность глины, препятствуют растрескиванию изделий в процессе обжига.
Из тощей глины можно изготовить более жидкую консистенцию, из которой легче создавать разнообразные формы. Если в глине содержится не больше 30% извести, то она будет полезным компонентом, так как придает ей тугоплавкие качества, в результате чего кирпич спекается плотнее.
Существуют глины, которые содержат большое количество окиси железа и обладают наиболее ценным качеством – тугоплавкостью. Для таких глин имеется определенный температурный диапазон между процессом спекания и плавления. В результате получаются максимально прочные и однородные изделия по всей площади. Такой материал отличается долговечностью и прекрасной устойчивостью к внешним факторам. Именно такой тип глины используется для производства клинкера, и, в частности, клинкерных ступеней и плитки.
В процессе обжига любой вид глины будет вести себя примерно одинаково до определенного момента. Сначала изделии сохнет, что происходит при температуре 100-110 градусов, после из нее улетучивается вся вода, в том числе химически связанная (400-800 градусов). После увеличения температуры до 1000 – 1100 градусов, материал спекается в малопористую, крепкую и звонкую массу. Если продолжить увеличение температуры, то начнется процесс остекловывания. Каолин обладает максимальной температурой плавления, которая составляет 2000 градусов.

Читайте так же:
Марки кирпича для улицы

Клинкерный кирпич

Клинкерный кирпич – разновидность керамического кирпича. От обычного керамического кирпича клинкер отличается высокой плотностью и структурой, которая обусловлена специфической технологией производства. Такой кирпич обжигается до полного спекания черепка.

История клинкерного кирпича

Впервые клинкер появился в Дании, городе в Бокхорно в 1743 г. Там была открыта мастерская по обжигу кирпича, который использовался для строительства дорог. Благодаря глубокому обжигу кирпич получался таким же прочным, как и булыжник, но в отличие от булыжника его было легко укладывать. Впрочем, дело не в простоте укладки: в Дании просто не хватало строительного камня, а завозить его издалека было дорого.

Производство клинкера в России началось в 1884 году в деревне Топчиевка Черниговской губернии. Топчиевский завод использовал шнековые прессы и немецкую печь системы Гофмана. При этом завод не выпускал не кирпич, а колотый керамический камень: сначала вся глина спекалась в единую массу, а затем полученный пласт раскалывался на части и использовался для проведения дорожных работ.

В 1904 году завод перешел на производство полноценного клинкерного кирпича, а в 1908 кольцевая гофмановская печь была заменена камерной. Это резко снизило выход недожога: если раньше доля недообоженного кирпича превышала половину общего объема, то после установки камерной печи его доля сократилась примерно до 25%.

В СССР работала несколько заводов по производству клинкерного кирпича, но их общая производственная мощность была незначительной. Заводы выпускали кирпич для дорожного строительства и кладки печей.

Технология производства клинкерного кирпича

Выбор глины

Для производства клинкерного кирпича используют тугоплавкие глины с высоким содержанием оксида алюминия. Оксид алюминия (Al2O3) снижает вязкость расплава и позволяет уменьшить деформации кирпича при обжиге. Оптимальное содержание Al2O3 составляет 17…23%. Глины с низким содержанием оксиды алюминия дополнительно обогащают, добавляя в шихту каолинитовые глины.

Читайте так же:
Кирпич клинкерный облицовочный 250х60х65

Глины всегда содержат некоторое количество оксидов железа — трехвалентного и двухвалентного. Содержание железа определяет цвет кирпича, который варьирует от вишнево-красного до темно-фиолетового.

Содержание трехвалентного железа (оксид железа Fe2O3) в глине не должно превышать 8%. Это связано с тем, что при воздействии температур около 1000 градусов в условиях обжиговой печи Fe2O3 восстанавливается до FeO, который вступает в реакцию с оксидом кремния, образуя Fe2SiO4 (фаялит) Фаялит формирует на поверхности кирпича корку, которая препятствует окислению углерода и отведению углекислого газа. Несгоревший углерод может образовать вздутия на поверхности клинкерного кирпича. Эту проблему можно решить, снизив скорость нагрева сырца в диапазоне от 900 до 1100 градусов.

Содержание CaO в глине не должно превышать 7…8%. Высокое содержание кальция может привести к:

  • уменьшению интервала спекания глины (сначала глина медленно спекается, давая малую усадку или расширение, а затем происходит резкое плавление, образование жидкой фазы и деформация кирпича под действием собственного веса и веса кирпичей, лежащих сверху);
  • повышению пористости кирпича. Углекислый газ, образующийся при термическом разложении CaCO3 ( эта соль всегда есть, если есть оксид кальция), расширяется и образует поры.

Содержание оксида магния не должно превышать 3…4%. Глины с высоким содержанием магния дают значительную усадку. При этом небольшая доля оксида магния в сочетании с равной долей оксида кальция увеличивают интервал спекания.

Кремнеземистый модуль

Кремнеземистый модуль – это величина, характеризующая отношение доли оксида кремния к содержанию оксида алюминия и оксида железа в сумме. Рассчитывается по формуле:

Si02 СВОб)/(А1203 -J- Fe203)

Для производства клинкерного кирпича подходят глины с кремнеземистым модулем 3…4,5. Глины с низким показателем имеют узкий интервал температур спекания, что заметно усложняет производство. Из глины с высоким кремнеземистым модулем получается хрупкий кирпич.

Читайте так же:
С чего класть с шлакоблока или кирпича

Экструзионная технология производства клинкерного кирпича

Суть технологии проста: тщательно перемешанная глина выдавливается из экструдера через отверстие с определенным сечением. Остается только разрезать ленту на отдельные кирпичи и отправить их на обжиг. Линия может дополняться прессом.

Экструзионный метод позволяет получить кирпич высочайшего качества, но энергозатраты на выпуск единицы кирпича достаточно велики. Такой метод широко используется многими известными европейскими производителями. В России есть несколько заводов, выпускающих клинкер методом экструзии, в Украине (по крайней мере, до недавнего времени) был только один – «Керамейя» в Сумской области.

Полусухое прессование

Полусухое прессование позволяет выпускать клинкер с минимальными энергозатратами, но его плотность и механическая прочность при этом будет ниже. При пластическом прессовании высушенная и измельченная глина помещается в формы, где и прессуется. После этого будущий кирпич подвергается сушке при температуре примерно 80 градусов. Продолжительность сушки – 24-45 часов.

Обжиг клинкерного кирпича

Независимо от используемой технологии производства клинкера заключительным этапом его производства является обжиг. Чаще всего для этой цели используют туннельные печи непрерывного обжига. Длина таких печей может превышать 200 метров: передвигаясь при помощи конвейерной ленты, кирпич проходит зоны с разной температурой нагрева. Максимальная температура составляет от 1100 до 1450 градусов. При такой температуре глина полностью спекается и превращается в монолитный керамический черепок.

Характеристики клинкера

Плотность:полнотелый – от 1950 до 2100 кг/м3, пустотелый – около 1600…1800 кг/м3
Прочность:25 МПа
Водопоглощение:3…6%
Морозостойкость:от F50
Теплопроводность:0,7…1,17 Вт/мС;
Цвета:от светло-желтого до темно-коричневого (зависит от состава глины и технологии производства)

ГОСТ

В настоящий момент ГОСТ на клинкерный кирпич находится в разработке. Заводы изготавливают его по собственным ТУ, которые, в свою очередь, основаны на DIN V 105 -100, DIN EN 771-1 и DIN EN 1344.

Виды клинкерного кирпича

  • полнотелый – не имеет пустот. Характеризуется высокой плотностью, прочностью и теплопроводностью;
  • пустотелый — имеет пустоты, снижающие теплопотери кирпича;
  • облицовочный клинкерный кирпич используется для отделки зданий;
  • дорожный клинкерный кирпич — применяется в дорожном строительстве;
  • печной клинкерный кирпич – используется для строительства печей, каминов и дымоходов.

Отдельно выделяют фасонный клинкерный кирпич, который может иметь разную форму. Он используется для отделки и строительства декоративных сооружений (беседок, клумб, колонн, ограждение и т.п.).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector