Производство и применение стеновых изделий

К применяемым для кладки стен керамическим изделиям предъявляются определенные требования по прочности, теплопроводности, объемному весу, водопоглощению и морозостойкости.

К наиболее распространенным видам керамических стеновых изделий относят кирпич глиняный обыкновенный, эффективные керамические материалы и виброкирпичные панели.

Кирпич глиняный обыкновенный

Обыкновенный глиняный кирпич представляет собой искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями размером 250x120x65 мм, изготовляемый путем формования, сушки и обжига из легкоплавкой глины с добавлением к ней отощающих добавок или без них.

Кирпич получают двумя способами — пластическим и полусухим, наиболее распространен первый. Глину измельчают сначала в вальцах, а затем в глиномялке, где масса увлажняется до 18—25% и перемешивается до получения вполне однородной пластичной массы, хорошо поддающейся формованию. Подготовленная масса подается на формование в приемную коробку ленточного пресса и проталкивается вдоль его оси цилиндрическим шнеком с лопастями по направлению к входному отверстию мундштука. Площадь сечения его выходного отверстия в несколько раз меньше площади поперечного сечения цилиндра. Продвигающаяся через пресс под давлением шнека масса уплотняется и выходит из мундштука в виде четырехугольного бруса. Размеры сечения мундштука, а следовательно и бруса, соответствуют стандартной длине и ширине кирпича, увеличенных на величину воздушной и огневой усадки. Для получения кирпича-сырца заданной толщины движущийся брус разрезается поперек тонкими стальными проволоками резательного устройства. Производительность прессов достигает 10 тыс. шт. кирпичей в 1 ч.

В настоящее время в нашу промышленность внедрены более совершенные отечественные вакуум-прессы, в которых глиняная масса не только уплотняется, но и теряет часть воздуха, что повышает ее пластичность, плотность и способствует увеличению прочности изделий.

Кирпич-сырец сушат в искусственных сушилках при температуре до 90° С, реже — в естественных условиях. Круглогодичную работу кирпичных заводов обеспечивают искусственные сушилки.

Завершающей операцией процесса производства является обжиг. Печи для обжига кирпича бывают двух видов: периодического действия, в которых операции по загрузке, обжигу, охлаждению и разгрузке чередуются в зонах печи непрерывного действия, где эти процессы происходят в разных зонах печи одновременно. Печи периодического действия сооружают теперь редко, только на предприятиях небольшой производительности.

К непрерывно действующим печам относятся кольцевые и туннельные. В кольцевой печи при неподвижном обжигаемом материале перемещается зона горения топлива, а вслед за ней и другие зоны, тогда как в тунннельной печи обжигаемые изделия передвигаются на специальных вагонетках через неподвижные зоны тепловой обработки. Кольцевые печи в последнее время не строят в связи с трудностью механизации очень трудоемких загрузочно-разгрузочных работ, но на действующих кирпичных заводах они еще широко эксплуатируются.

Туннельная печь представляет собой обжигательный канал, в котором по рельсам движутся вагонетки с кирпичом-сырцом. Длина туннеля в зависимости от рода обжигаемых изделий составляет 60—150 м, поперечное сечение в свету от 3,5 до 5,5 м2. Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. Процесс обжига в ней протекает быстрее, чем в кольцевой. Туннельная печь является наиболее экономичной печью кирпичного производства. Благодаря улучшению условий труда, механизации процессов обжига она имеет большие преимущества по сравнению с кольцевой печью, вследствие чего получает все большее распространение.

При полусухом способе производства кирпича подсушенная и мелкоизмельченная глина тщательно перемешивается и увлажняется до 8—12%. К качеству кирпича полусухого прессования предъявляют те же требования, что и к кирпичу, изготовленному способом пластического формования. Полусухой способ производства кирпича имеет то преимущество перед пластическим, что дает возможность использовать для производства малопластичные глины, в результате чего расширяется сырьевая база производства. Кроме того, влажность порошка значительно меньше, вследствие чего сушка становится ненужной или значительно упрощается, а это уменьшает расход топлива и сокращается срок производства. Недостатками полусухого прессования являются более сложное прессовое оборудование, несколько больший объемный вес получаемого кирпича и меньший предел прочности его при изгибе.

ГОСТ 530—54 предусматривает выпуск модульного кирпича размером 250X120x88 мм с обязательными технологическими пустотами, весом не более 4 кг.

Вследствие неизбежной воздушной и огневой усадки трудно получить кирпич точно стандартного размера, поэтому допускают отклонения от размеров: они не должны превышать по длине ±6, по ширине ±4 и по толщине ±3 мм. Искривление поверхности и ребер допускается не более 4 мм по постели и 5 мм по ложку. В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич подразделяют на пять марок: 200, 150, 125, 100 и 75. Характеристика прочности кирпича на сжатие и изгиб приведена в табл. 6.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8%, при меньшем водопоглощении за счет большей плотности ухудшаются теплозащитные свойства. Объемный вес кирпича колеблется в пределах 1700— 1900 кг/м3. Кирпич, насыщенный водой, должен выдерживать не менее 15 циклов замораживания при температуре не выше —15° С и последующего оттаивания в воде при температуре 15±5°С. Отсутствие следов разрушения характеризует его морозостойкость.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен жилых, общественных и промышленных зданий, внутренних столбов, печей и сводов, а также для несущих конструкций, в которых прочность кирпича используется полностью. В конструкциях, где прочность кирпича полностью не используется, применяют кирпич глиняный пустотелый пластичного формования и другие виды эффективного кирпича. Кирпич глиняный обыкновенный применяют для заводского изготовления крупных кирпичных блоков и панелей. Кирпич обыкновенный полусухого прессования не допускается для цоколей и фундаментов ниже гидроизоляционного слоя, а также для наружных стен помещений с повышенной влажностью.

Пока кирпич является у нас одним из основных стеновых материалов, что объясняется его хорошими строительными качествами. Но поскольку производство кирпича трудоемко, а стоимость его относительно высокая (в среднем 27 руб. за 1 тыс. шт.), обращаться с ним следует бережно: при хранении и перевозке укладывать в правильные ряды на поддоны или в контейнеры; погрузка кирпича навалом и выгрузка его сбрасыванием запрещаются.

Обыкновенный глиняный кирпич наряду со своими преимуществами обладает и отрицательными свойствами — высоким коэффициентом теплопроводности — 0,7 ккал/м ч град и большим объемным весом. Поэтому технологи создали новые виды кирпича с меньшим коэффициентом теплопроводности и объемным весом, нашедшие широкое применение в строительстве в качестве стенового материала. Кирпич таких видов получил общее название эффективных керамических материалов. Основные виды этих изделий рассмотрены ниже.

Кирпич глиняный пустотелый и пористо-пустотелый изготовляется по способу пластического формования из глин с выгорающими добавками или без них. Массу, применяемую для выработки этого кирпича, обрабатывают более тщательно, чем для обыкновенного. Вакуумные прессы оборудованы специальными приспособлениями для получения в кирпиче отверстий, так называемыми кернами. Их устанавливают на металлической гребенке внутри мундштука у выхода глиняного бруса из пресса. Сквозные отверстия, количество которых может быть различным, располагают в кирпиче перпендикулярно постели. Поверхность граней кирпича может быть гладкой или рифленой.

Размеры вырабатываемого нашими заводами пустотелого кирпича пластического формования должны быть следующими (в мм): длина 250±6, ширина 120±4 и толщина (88 или 65) ±3.

Пустотелый кирпич в соответствии с техническими условиями (ГОСТ 6316—55) подразделяют на четыре марки в зависимости от предела прочности при сжатии по сечению брутто, т. е. без вычета площади отверстий. В табл. 7 приведены показатели пределов прочности при сжатии и изгибе.

Кирпич пустотелый пластического формования, высушенный до постоянного веса, разделяют по объемному весу брутто на два класса: класс А — с объемным весом до 1300 кг/м3 включительно и класс Б —с объемным весом более 1300 (но не выше 1450) кг/м3. Водопоглощение кирпича должно быть не менее 6% от его веса в абсолютно сухом состоянии. По морозостойкости этот вид кирпича должен отвечать всем требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу.

Применяют такой кирпич для кладки наружных и внутренних стен, а также для заполнения стен каркасных зданий. Для помещений с режимом повышенной влажности (бань, прачечных и др.) использование его не допускается.

Кирпич глиняный пустотелый полусухого прессования

Этот стеновой материал выпускается с несквозными пустотами, расположенными перпендикулярно постелям. Число пустот может быть четыре и больше, часто вырабатывается кирпич с 8 и 18 пустотами; в первом случае диаметр пустот равен 35— 45 мм, а во втором 17—18 мм . Размеры этого кирпича: длина 250±4, ширина 120 + 3 и толщина (88 или 65) ±3 мм. Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются ГОСТ 6248—59.

Прочностные показатели этого кирпича такие же, как и пустотелого кирпича пластического формования. Объемный вес кирпича брутто в высушенном до постоянного веса состоянии не должен превышать

1450 кг/м3, т. е. соответствовать классу В. Марки этого кирпича, устанавливаемые по пределу прочности при сжатии, аналогичны маркам пустотелого кирпича пластического формования. Водопоглощение должно быть не менее 8% от веса кирпича, высушенного до постоянного веса. Показатели морозостойкости аналогичны показателям обыкновенного кирпича. Применяется кирпич в строительстве наравне с пустотелым кирпичом пластического формования.

Камни керамические пустотелые пластического формования

Такие камни по основному назначению разделяются на два вида: для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий и для кладки внутренних ненесущих стен и перегородок. На 25 показаны камни с различными по количеству, объему и конфигурации пустотами.

Изготовляются камни из легкоплавких глин с добавками или без них, со сквозными пустотами путем формования и последующего обжига. Глина предварительно сушится и тонко размалывается, масса тщательно перерабатывается и увлажняется. Формуют камни на вакуумных прессах при вакууме 700 мм рт. ст. и выше. Технология производства в общем аналогична технологии изготовления пустотелого кирпича. Камни изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными или рифлеными поверхностями (для усиления сцепления с вяжущими растворами и в декоративных целях); сквозные пустоты расположены перпендикулярно постелям.

Нашей промышленностью выпускаются камни следующих размеров: длина (250, 190 и 290) ±6 мм, ширина (120, 70, 90 и 190) ±4 мм, толщина (138, 188 и 288) ±4 мм. Объемный вес камней (брутто) находится в пределах 1300—1450 кг/мг, т. е соответствует классу В. По морозостойкости камни удовлетворяют требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу, водопоглощение их не менее 6% от веса камней, высушенных до постоянного веса.

Пустотелые камни поставляются на строительные объекты в комплекте с дополнительными отделочными камнями (для выкладки карнизов, поясов и т. п.). Не допускается применение пустотелых камней для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также для наружных стен помещений с большой влажностью.

Кирпич строительный легкий

Легкий (пористый) кирпич изготовляется из обычных глин с введением в них выгорающих добавок, а также из диатомитов (трепелов) или из смесей диатомитов и глин. Кирпич легкий имеет следующие размеры: длина 250±8, ширина 120±6 и толщина 88±4 мм. Выпускается также пористый кирпич большего размера — 250X120X140 мм. Чем меньше объемный вес легкого кирпича, тем меньше его теплопроводность. В зависимости от объемного веса легкий строительный кирпич подразделяется на три класса — А, Б и В в соответствии с принятой классификацией стеновых материалов. В зависимости от предела прочности при сжатии — на марки 50, 75 и 100. Морозостойкость легкого кирпича (Мрз 10) значительно ниже, чем у кирпича других видов, рассмотренных выше. В табл. 8 приведены показатели пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе.

Применение большемерного кирпича значительно выгоднее, чем обычного, так как уменьшается количество швов в кладке стен и, следовательно, сокращается расход вяжущего и повышается производительность труда. Использование пористого кирпича уменьшает толщину наружных стен и снижает их стоимость примерно на 10%. Однако вследствие пониженной прочности его не применяют для возведения стен, несущих большие нагрузки. Не применяют его и для фундаментов и цоколей зданий и для стен влажных помещений вследствие малой морозостойкости, а также потому, что в этих случаях не используются его теплоизоляционные свойства.

Виброкирпичные панели

Виброкирпичные панели представляют собой крупномерные строительные детали, изготовляемые из кирпича на цементном растворе с утеплителями. Для обеспечения необходимой прочности и монолитности между кирпичами закладывается арматурная сетка. В качестве утеплителя при сборке панелей применяют минераловатные плиты, пеностекло, фибролит и др. Для подъема панели на всю ее высоту закладывают петли.

Изготовляют панели двумя способами — горизонтальной и вертикальной кладкой, наиболее эффективна горизонтальная кладка. Технологический процесс состоит из следующих основных операций: приготовления материала — кирпича, раствора и металлического каркаса, формования (сборки) панелей, уплотнения вибрированием, отделки панелей и обработки их в пропарочных камерах в течение 8—12 ч при температуре 80° С (для ускорения процесса твердения). Прочность конструкции панели при монтаже и транспортировании обеспечивается прокладкой в горизонтальных швах армирующих сеток из проволоки, а по обе стороны проема устанавливаются вертикальные арматурные каркасы.

Панели выпускают двухслойными и однослой. Двухслойные панели из кирпича и утеплите- брокирпичная панель ля могут быть облицованы керамическими плитками, что придает панели красивый вид. Стена, собранная из таких панелей, не нуждается в дополнительной отделке — облицовке, штукатурке и окраске. Общая толщина двухслойной панели 260 мм, в том числе кирпича 120, утеплителя 100, облицовочных керамических плиток 4 и 36 мм трех слоев раствора. Размеры вырабатываемых панелей 2670X3180x260 мм.

Однослойные панели изготовляют из крупнопустотных керамических камней, размер их 2750x3190x300 мм, толщина их складывается из толщины керамического камня 250 мм, керамзитобетонного заполнителя 25 мм и раствора 25 мм. Однослойные панели делают и из специального многощелевого эффективного керамического камня, длина которого соответствует толщине панели.

Панели для внутренних стен и перегородок изготовляют также из кирпича (в половину кирпича) и армируют стальными проволочными каркасами. Толщина таких панелей 140 мм—120 мм слой кирпича и 5—12 20 мм два слоя раствора — по 10 мм с каждой стороны панели. Размер панели 2620X2270X140 мм, вес около 2 г.

Производство виброкирпичных стеновых панелей можно считать целесообразным в тех районах строительства, где не налажен массовый выпуск железобетонных панелей, но действуют кирпичные заводы. Преимущества применения виброкирпичных панелей по сравнению с кладкой стен из штучного кирпича заключаются в более высоком уровне механизации при монтаже стен и значительной экономии стеновых материалов. Недостаток виброкирпичных панелей — сложность конструкции и, следовательно, изготовления, а также расходование металла на армирование.

Наряду с виброкирпичными панелями изготовляются также кирпичные блоки. Делают их на установках-полуавтоматах, дающих возможность получать блоки различных размеров: толщиной 1,5, 2 и 2,5 кирпича, длиной до 2,8 и высотой до 2,65 м.