Кирпич из глины: состав, свойства и технология производства

Заготовка сырья

• Виды продукции
• Особенности технологического процесса
• Как глину формуют
• Сушка
• Последняя стадия обработки

Выпуск строительных материалов — занятие вполне привлекательное и перспективное, так как эти товары всегда будут востребованы. Но важно организовать весь процесс по строгим технологическим правилам. Упустив хотя бы один момент, невозможно получить даже обыкновенный кирпич из глины.

Подготовка сырья

Самое простое решение — приобрести глину для кирпича в строительном магазине. В этом случае они все равно обойдутся дешевле, чем купленные в готовом виде, и при этом вы будете точно знать, с материалом какого сорта имеете дело. Возможна, также добыча глины своими руками, так как она залегает под верхним слоем грунта практически повсеместно. Нужен материал, свободный от плодородного слоя, камушков и карбонатных включений (частицы белого цвета) размером более 1 мм.

Можно устроить раскопки на собственном участке, можно набрать глину в ближайшем карьере или овраге, а если поблизости имеется строительная площадка с только что вырытым котлованом — можно попросить набрать сырье там. В любом случае, перед тем как сделать из такой глины кирпич, ее сортность придется проверять самостоятельно.

По сортности глину делят на три вида:

• нормальная;
• жирная;
• тощая.

Определить, какая именно глина вам досталась, можно следующим способом:

• Из небольшого количества сырья (порядка полулитра) готовят раствор, понемногу добавляя в него воду и постоянно перемешивая. Необходимая консистенция считается достигнутой, когда глина впитает всю воду и станет прилипчивой.
• Из раствора делают два изделия: лепешку размером с небольшое блюдце и шарик порядка 4–5 см в диаметре.

2–3 дня тестовые образцы сушат при комнатной температуре в месте, защищенном от прямых солнечных лучей и сквозняков, после чего анализируют их состояние:

• Если поверхность покрылась трещинами, значит данная глина является жирной и в нее нужно добавлять песок.
• Если трещин нет, глиняную заготовку в виде шарика сбрасывают на твердую поверхность с метровой высоты. Если она не разбилась, сырье обладает нормальной жирностью. Сделать кирпич из глины такого сорта проще всего. Если же шарик рассыпался, значит, сырье попалось тощее и перед тем как делать из него кирпич, следует разбавить его жирной глиной.

Обычно замешивают сразу 5 новых порций раствора, в которые добавки в виде песка или жирной глины вносятся в разных пропорциях. После этого каждый раствор снова тестируют, выявляя наиболее удачный.

Важной характеристикой глины является ее пластичность. В работе пластичная глина наиболее удобна. Придать сырью данное свойство можно двумя способами:

• Вымораживанием (доступен в зимний период).
• Вылеживанием в намокшем виде. Глину, перемешивая, заливают водой до полного размокания, после чего емкость накрывают полиэтиленом или влажной тканью и оставляют на 3 или более суток.

Материал с достаточной пластичностью хорошо лепится и сохраняет форму, при этом к металлу или коже рук он не прилипает. Можно провести такую проверку: скатывается колбаска с палец толщиной и наматывается на бутылку или аналогичную по диаметру болванку. Качественный раствор при этом не растрескается и в то же время сохранит целостность (без размазывания по болванке).

Если же трещины все же появились, можно добавить в раствор некоторое количество (до 20%) торфяной крошки, шелухи зерновых или опилок — эти добавки будут играть роль армирования. Предельно допустимый размер частиц — 3–5 мм.

Если глиняный раствор удовлетворяет всем критериям, из него можно делать кирпичи.

Этап формования

Изготовление кирпича из глины начинается с отливки заготовки, для чего нужно подготовить формы из деревянных брусков или стального проката. Чтобы готовое изделие имело наиболее удобные для руки размеры — 250х120х65 мм, размер внутреннего пространства формы должен составлять 260х130х75 мм. Такой припуск обусловлен усадкой глины в процессе сушки и обжига.

Изнутри форма должна быть гладкой. Дно приделывать необязательно — можно просто ставить форму в виде рамки на ровную поверхность. На дне или используемом в этом качестве основании можно закрепить конические шипы, которые оставят в кирпиче выемки. Благодаря им, он будет удерживаться на растворе более прочно.

Чтобы кирпич из глины к форме не прилипал, нужно на дно ее перед формовкой насыпать песка или опилок, а стенки смазать меловым раствором, маслом или присыпать сухим цементом.

Поскольку оборудование для производства кирпича из глины (специальные прессы) для небольшой партии приобретать нецелесообразно, утрамбовку глины в формах приходится делать вручную. Эту операцию нужно выполнять с большим тщанием — глина должна плотно заполнить все углы. После этого излишек сырья снимают рейкой, формируя при этом верхнюю грань, и форму снимают.

Совет. Чтобы сформованные кирпичи из глины проще было извлекать, форму можно сделать разборной. Также можно за один раз отливать большой фрагмент, который впоследствии будет разрезаться на отдельные блоки смоченной в воде металлической пластиной или натянутой проволокой.

Свежеотлитому самодельному кирпичу из глины нужно дать выстояться в течение пары часов — этот процесс носит название подвяливания. Чтобы проверить готовность, блок нужно просто приподнять, удерживая пальцами. Если вмятин не осталось, можно начинать следующий этап — сушку.

Нюансы изготовления глинобита

Глинобитом называют густую массу, изготовленную из жирной глины, не имеющей примесей. Вся технология её приготовления, заключается в разведении глины водой, и тщательной её утрамбовке. По мере того, как испаряется вода, раствор густеет.

• Готовность проверяют дедовским способом: кладут на палку глиняный брусок, и если он лишь слегка изогнётся и больше не деформируется – значит, глинобит получился качественным. Именно из него и изготавливают кирпич глинобитный (глинобетонный камень).
• Он является отличным материалом для возведения печей, а вот для строительства домов люди издавна предпочитали делать камни с наполнителем в виде соломенной сечки, шерсти, опилок. Причина проста: стены из них получаются более тёплыми.
• В сельских местностях, располагающихся в южных широтах, глиносоломенный камень (саман), и сегодня достаточно популярен. Из него строят не только сараи, курятники и свинарники, но и жилые дома.

Двухэтажный саманный дом

Обмазка наружных стен глинобитом

Хозяину вдвойне приятен тот факт, что выглядеть такой дом может очень интересно, и даже с претензией на оригинальность, а цена, которую при этом придётся заплатить, будет минимальной.

Особенности камня из глины

Глинобетонный отформованный камень — как, впрочем, и саман, может быть только высушен, а может быть ещё и обожжён. В первом случае это будет кирпич-сырец, а во втором — полноценный кирпич.

При соблюдении стандартных размеров, вес глиняного кирпича ручной формовки, не особо отличается от веса обычного полнотелого кирпича, и варьируется в пределах 3,25-3,45кг.

Обожжённый кирпич из светлой глины: ручная формовка

Несмотря на то, геометрия бруска не всегда соответствует существующему стандарту, и имеет некоторые отклонения, в целом он имеет неплохой вид, и может использоваться не только для строительства печей, но и для лицевой кладки фасадов, оформляемых под старину.

Кирпич глиняный красный

Что касается самана, то он после обжига получается пористым — а значит, показатели его теплопроводности улучшаются. Поры образуются за счёт выгорания соломы в процессе обжига.

При этом камень перестаёт быть восприимчивым к влаге. В таком случае, его можно использовать для частного строительства даже в местностях с сырым климатом.

Саманная стена с кирпичной облицовкой

Если саманные стены обложить лицевым кирпичом, что мы и видим на представленном выше примере, дом получится не только тёплым, но и будет иметь вполне достойный внешний вид. Саман является прекрасной альтернативой ячеистобетонным блокам, которые стоят во много раз дороже, да и не в каждой местности есть в продаже.

Обмазка печи глиной

Кладка кирпича на глину предпочтительна и при строительстве печей, что делается уже не ради экономии. В условиях высоких температур, раствор из глины образует с кирпичом монолит, который идеально удерживает тепло. Именно поэтому, печи зачастую сверху полностью обмазывают глиной.

Чтобы глинобит получился качественным

Для получения правильной глинобитной массы, глина, используемая для замеса, должна быть однородной. В ней не должно быть даже незначительного содержания гравия. При нагревании он расширяется сильнее, и будет попросту разрушать камень изнутри.

Итак:

• Чтобы получить глиняный красный кирпич хорошего качества, либо раствор для кладки печи, в ней не должно быть ещё и известковых включений.
• При высоких температурах известь превращается в кипелку, и при попадании воды провоцирует образованию в кирпичах вздутий и трещин.
• Поэтому при заливке глины водой, её сначала прощупывают руками, удаляя все крупные включения. Если это комки извести размером более 3 мм, необходимо определить их процентное содержание.
• Для этого взвешивают всю порцию замоченной глины, и отдельно – известковые комки. Оказалось, что на 5кг глины приходится более 0,5кг извести? Для печного кирпича она точно непригодна!

Вымешивают глину ногами

• А вообще, лучший помощник в изготовлении глинобита – это время. Если вы всерьёз задались целью изготовить самостоятельно кирпич, имейте в виду, что подготовка глины должна начинаться за год, а ещё лучше за два.
• Её расстилают в огороде слоем в 10-12 см, и оставляют прямо под открытым небом. Многократные циклы замораживания и оттаивания разрушат все примеси, и останется одна только качественная глина.
• Её равномерное насыщение водой — крайне важный нюанс. Поэтому перед тем, как приступать к вымешиванию раствора, её просто заливают, и дают несколько часов для набухания.

Потом массу перемешивают лопатой, обрабатывают трамбовкой, и только потом начинают мять ногами. По окончании этого процесса утрамбованную глину накрывают мокрой тканью и оставляют полежать ещё 10-12 часов — только после этого можно начинать формовать глинобитный кирпич.

Сфера применения кирпичной глины

Глиняный полнотелый кирпич известен уже много веков, но до сих пор остается очень популярным материалом в строительстве. Из кирпичной глины создают не только керамические кирпичи, но и клинкерные. Такой природный материал задействуют и в других целях. К примеру, это производство панелей для вентфасадов, щелевых блоков, облицовочной плитки, черепицы и прочего.

Кирпичная глина используется в качестве добавки во время производства цементов пуццоланового и глинисто-известкового типа. Если в массе содержится большое количество железистых окислов, и она имеет яркий оттенок, то ее используют в составе минеральный красок. Кирпичную глину можно использовать в качестве вяжущего соединения в растворах для штукатурки и кладки, причем ее можно задействовать как самостоятельно, так и смешивая с цементом.

Если кладка возведена из кирпича необожженного типа, да еще и выполнена на растворе из глины, то лучше всего дополнительно облицовывать такую стенку плиткой либо кирпичом. Можно покрыть штукатурной полимерцементного типа, а можно просто воспользоваться сайдингом или вагонкой (перед этим стену нужно закрыть гидроизолятом рулонного типа).

Выделяют несколько видов глиняного кирпича:

• Сырец. Этот материал является необожженным.
• Красный глиняный кирпич, необожженный и с применением соломы. Он известен как саман.
• Красный кирпич обожженного типа. Это делают для получения керамического материала.

Для производства керамических камней подходит не любая глина. Та, что применяется в этом случае, так и называется — кирпичная. Выделяют несколько подходящих разновидностей материала, которые отличаются по составу и параметрам.

Глина, годная для производства кирпича обыкновенного, должна обладать следующими свойствами:

• показатель связности — не меньше 3 кгс/см2. Это указывает на прочность материала при сжатии;
• прочность при растяжении — не менее 0,8 кг/см2;
• гибкость;
• легкоплавность;
• способность к разбуханию, то есть первоначальный объем должен увеличиваться не меньше, чем на 4%.
• способность формировать вязкий состав;
• клейкость;
• способность сохранять приданную форму после процесса обжигания;
• показатель огнеупорности — не менее 1,1 тыс. °C;
• показатель спеканий — от 1 тыс. °C.

При выборе материала для производства обыкновенного глиняного кирпича необходимо обращать внимание еще и на его состав. Основным компонентом является каолинит. Кроме того, должны быть и другие ингредиенты:

Кроме того, должны быть и другие ингредиенты:

• монтмориллонит (минеральное вещество, которое может сильно разбухать);
• гидрослюда (минералы силикатного типа);
• железные окислы, которые влияют на оттенок глины;
• кварц.

Соотношение таких частиц может быть любым, но если нужен материал для изготовления кирпичей, то подходит только тот продукт, у которого модуль глинистых частиц составляет не менее 0,11. Это сумма является соотношением в процентах глинистых соединений к общему количеству пыли и песка. Если самой глины будет меньше, чем пыли, то такой материал называется суглинком. Если в составе будет больше песка, то такой продукт называется супесью.

Состав жирного материала влияет на свойства глины и ее использование. Хорошая водонепроницаемость обеспечивает применение сырья для гидроизоляции фундаментов с наружной стороны. Если грунты меловые, тальковые, то глину используют для создания насыпей по индивидуальным проектам. Откосы выемок при глубине до 12 метров засевают травой в верхней части высотой до 6 метров. Внизу откосов укладывают дерн.

Жирное сырье, в составе которого нет извести и щелочей, при обжиге приобретает огнеупорные свойства. Выделяют также сукновальную глину — жирную, с низкой пластичностью. Она относится к адсорбционным.

Анализ глины на качественный состав

Перед привозом на производство сырья рекомендуется проверить его жирность. Первый способ проверки таков:

Качество сырья часто проверяется с помощью глиняной лепешки.

• В пол-литра глины добавить воду и перемешать.
• Вымешивать до полного впитывания жидкости и отставания от рук.
• Из полученной массы сформировать шар, диаметром равным 5 см и лепешку — 10 см.
• Оставить два изделия в тени на три дня.
• По истечении указанного срока проверить их прочность и присутствие углублений.

Если есть щели, это подтверждает чрезмерную жирность сырья. Отсутствием трещин может характеризоваться оптимальная жирность. Проверь ее можно, бросив шар с высоты одного метра, если повреждений нет — жирность в норме. Подходящий показатель получится, если постепенно подмешивать в смесь песок. Получив требуемые характеристики, раствор пригоден для промышленного производства.

Второй способ проверки: сырье заливается водой, для полного растворения периодически перемешивается раствор. Перед переходом глины во взвешенное состояние дать отстояться смеси до прозрачности. Отстоянное вещество будет насчитывать такие слои: снизу песок, потом глина, а выше вещество с примесями. Сырье, в состав которого входит 30% песка, не годится для изготовления кирпича (норма может колебаться от 10 до 30%).

Сушка

Так или иначе, когда кирпичи сформированы, обычно настает время их сушить. На этой фазе обработки добиваются понижения влажности до 5—6%. Если проигнорировать это требование и отправить в печь более влажные изделия, они могут растрескаться и даже деформироваться. Современное динамичное производство уже не может себе позволить продолжительную естественную сушку. Для ускорения процесса используют камерные либо туннельные сушилки.

А чтобы повысить техническую и экономическую эффективность производства, все чаще выбирают установки непрерывного действия.

Что понадобится для самостоятельного изготовления

Изготовление кирпича из глины в бытовых условиях предусматривает ряд особенностей, включая:

• выбор сырья. Необходимо найти карьер с глиной нужного состава или же приобрести материал на строительном рынке;
• подготовка продукции к этапу формовки изделия;
• подготовка форм с использованием пиломатериалов;
• формовка и сушка.

Чтобы сделать нужное количество самодельного глиняного камня, требуются следующий арсенал:

• жирная и нежирная глина, песок речной, вода;
• цемент для присыпки формы, наполнитель (если делают саманный кирпич);
• доски и фанера для формы, гвозди, ножовка, молоток;
• емкость для замеса, сито, лопата, кельма.

Для изготовления этого строительного материала выбирают специальные виды глин, при этом сырье можно обнаружить даже на собственном участке.

Инструкция по заготовке сырья

Ключевым критерием качества глины считается жирность состава, это учитывают при выборе сырья и тестируют материал следующим образом:

• смешают состав небольшим количеством воды до получения плотной массы, как при замешивании крутого теста;
• из готового продукта формирую шар и лепешку, оставляют их на 2-3 дня на улице в тени;
• после проверяют прочность изделий и наличие трещин. Если жирность сырья оптимальная, глиняный шар, которого бросают с высоты в 1 м, не деформируется. Если на лепешке образовались трещины, это свидетельствует о чрезмерной жирности состава, глину нужно разбавлять песком.

Как отмечают умельцы с опытом работы по изготовлению глиняного кирпича, для достижения результата стоит набраться терпения, так как лучший помощник в этом случае – время. Подготовку сырья начинают за год до формовки: расстилают состав слоем 10-12 см на открытой площадке. Под воздействием многократных циклов заморозки-разморозки разрушаются все примеси, что превращает массу в качественную глину. При этом происходит равномерное насыщение состава влагой.

Массу из жирной глины без примесей – глинобит – получают путем разведения сырья водой и тщательного замешивания. Готовность материала проверяют просто: если глиняный брусок, которого положили на палку, слегка изогнется без деформаций, это свидетельствует о хорошем качестве глинобита. Из этой массы изготавливают глинобитный камень, который востребован при возведении печей. При производстве саманного кирпича для строительства домов и пристроек в сырье добавляют соломенную сечку.

Подготовка формы

Рекомендуют делать формы под стандартные размеры 25х12х6,5. Впрочем, при желании можно смастерить контейнеры произвольных форм и размеров. Из доски делают стенки будущей формы, дно и крышку вырезают из фанеры. Стенки и основа крепятся при помощи гвоздей или саморезов, ко дну прибивают бруски для образования пустот. Обычно делают несколько форм или вариант с несколькими ячейками.

Формовка заготовок

Этапы и особенности формовки:

• Внутренние поверхности формы смачивают водой и слегка присыпают цементом.
• Наполняют конструкцию подготовленной глиняной массой, хорошо встряхивают форму, чтобы сырьем заполнились все пустоты и углы каркаса.
• Излишки состава снимают кельмой, придавливают крышкой из фанеры.

Через некоторое время, когда масса в форме немного схватилась, снимают крышку. Далее нужно аккуратно перевернуть деревянную конструкцию с отформованным кирпичом, снять ее и оставить заготовку для сушки.

Виды продукции

Производство разных видов кирпича предполагает существенные различия в технологии изготовления продукта, даже если речь идет об изделиях одинаковой величины.

Двойной силикатный кирпич лучше керамического по звукоизоляции, зато уступает ему по таким показателям:

• стойкость к холоду;
• тепловая стабильность постройки;
• поглощение влаги.

При этом красный кирпич традиционного образца оказывается дороже. Его изготовление требует более дорогого оборудования, длится существенно дольше. Трудоемкость тоже увеличена, как и расход энергии. Но в обоих случаях сырье проходит последовательно несколько этапов. Сначала готовят глиняную массу, придавая ей необходимые характеристики.