Изготовление кирпича своими руками
Одним из самых распространенных и самых древних строительных материалов является кирпич. По сути, кирпич – это искусственный камень, имеющий прямоугольную форму. Эта форма гораздо более удобна для строительства, чем форма натурального камня, из которого строили раньше. Широкому применению кирпича в строительстве способствовало повсеместное распространение основного сырья — глины и его высокие потребительские свойства, то есть: высокая механическая прочность, долговечность, стойкость к воздействию воды, огня, атмосферы, а также солнечного излучения. Самый простой способ — купить кирпич. Разнообразие выпускаемого кирпича сейчас очень большое. Но цены на кирпич Вас НЕ приятно удивят. По этому, если хотите сэкономить, то , в домашних условиях.
Рассмотрим всю технологии изготовления кирпича в домашних условиях по порядку.
Подготовка сырья для изготовления кирпича
Кирпич изготовляют из чистых глин либо из глин с добавлением не пластичных материалов и выгорающих добавок (песок, шамот, опилки, торф, лузга, мелко рубленная солома и др.). В качестве добавок можно использовать не пластичные глины, например, ил.
Чем больше пластичность, тем легче изготовить кирпич. Наиболее простой способ достижения пластичности глины — это вылеживание ее в увлажненном состоянии. Хорошим способом повышения пластичности глины является ее вымораживание в зимний период.
Для приготовления глины для производства кирпича заготовленное и измельченное сырье кладут в емкость (типа корыта) и замачивают водой, прибавляя ее постепенно в 2—3 приема, при периодичном перемешивании, пока глина полностью не размокнет.
Не допускать в процесс глину с включениями гальки и мелких камешков, очищенную от растительного слоя почвы, а также не допускать в производство глины с белыми включениями (карбонаты) в виде крупных частиц, размером более 1 мм.
После замачивания глину оставляют для вылеживания не менее 3-х суток, можно и более продолжительное время, закрыв корыто влажной тканью или полиэтиленовой пленкой.
После вылеживания глина проверяется на качество и пригодность к формованию, сушке и обжигу. При нормальной рабочей консистенции глиняное тесто проявляет пластические и формовочные свойства, сохраняет без деформации приданную форму и не прилипает к рукам и металлу. В качестве примера приблизительного определения качества глины можно привести следующее: скатывается глина толщиной в палец и накручивается на бутылку. При этом она не должна разрываться и иметь трещин, а также не размазываться по бутылке. По разрушениям или насечкам на образцах определяется потребность в добавках. Эти добавки служат как бы упрочняющей «арматурой». Так, в жирные глины можно добавлять до 30% добавок.
Для производства кирпича лучше брать нежирные глины. В качестве доступных добавок можно использовать; речной песок, опилки, лузгу от зерновых культур, торфяную крошку и т.д. Песок используется в основном для снижения жирности глины. Количество добавленного песка не должно превышать 3 или 5%. Другие наполнители, для связки кирпича, — не более 20%. При этом крупность частиц добавок не более 3—5 мм. Количество добавок определяется в основном путем пробных замесов и сушки образцов сырца.
Желательно протестировать жирность глины. Сделать это можно различными способами, вот самый простой из них.
Для проверки глины на жирность потребуется 0,5 литра добытого сырья. В эту глину нужно лить воду и перемешивать до тех пор, пока глина не вберет в себя всю воду и не будет липнуть к рукам. Из этой массы слепить маленький шарик, примерно 4-5 см в диаметре, и лепешка диаметром где-то 10 см. Все это необходимо высушить в тени в течение 2-3 дней.
После этого проводится проверка лепешки и шарика на прочность. Если на них имеются трещины, то глина чересчур жирная и для работы с ней требуется добавление песка. Если трещин нет, нужно бросить шарик с метровой высоты. Если он остался невредимым, это значит, что глина нормальной жирности.
Чересчур тощие виды глины не трескаются, но по прочности оставляют желать лучшего, и поэтому к ним надо добавлять глину большей жирности. Подмешивать глину или песок нужно небольшими порциями, в несколько этапов, проверяя качество состава после каждого подмешивания, чтобы не ошибиться и найти необходимые пропорции.
Ранее приводилось подробное описание изготовления шлакоблоков в домашних условиях — для тех, кого интересует эта тема.
После того как определены оптимальные пропорции раствора, его можно использовать для изготовления кирпича.
Формовка
Формование кирпича производится вручную укладкой глины в деревянные или металлические формы и последующим трамбованием.
Формы могут быть разборными и не разборными. Внутренняя поверхность формы должна иметь гладкую поверхность. Эскиз примерной формы показан на рис. 1-а, 1-б. Перед формованием форму необходимо смазать маслом, или побелкой (вода с мелом), или просто смочить водой для предотвращения налипания глины на формы.
Форма металлическая на 1 кирпич
Форма деревянная на 3 кирпича
Надо также помнить, что изделия из глин при сушке и обжиге уменьшаются в размерах. Это явление носит название воздушной усадки — при сушке и огневой усадке — при обжиге. Так, для формования обыкновенного кирпича (250х120×65 мм) необходима форма 260x130x75 мм.
Можно делать формы сразу для нескольких кирпичей в виде пластины и затем пластину разрезать на кирпичи нужного размера натянутой струной или металлической лентой, смоченной водой. Форма может быть с дном и без дна. Формы устанавливаются на чистую ровную поверхность. В низ формы насыпаются опилки или небольшое количество песка. Подготовленную глину лопатой укладывают в формы, затем утрамбовывают. По мере усадки в формы добавляется глиняная масса до заполнения краев формы. Излишки глины с формы срезают ровной деревянной или металлической рейкой.
Далее производится заглаживание срезанной поверхности и снятие форм. Если отформована пластина, то она разрезается на кирпичи. После чего дать кирпичу-сырцу «подвялиться» и направить на сушку. Подвяливание длится один час или 2 часа и определяется отсутствием вмятин от пальцев при его поднятии. Брак от формовки пускать повторно в производство.
Использование горячей воды при приготовлении глины ускоряет провяливание сырца.
Процесс формования сырца можно механизировать с помощью простейшего шнекового пресса с ручным приводом или приводом от любой силовой установки (электромотора, двигателя внутреннего сгорания, ветрового или водяного двигателя). Такой пресс можно изготовить в любой механической мастерской.
Сушка кирпича
При сушке необходимо добиваться того, чтобы испарение влаги проходило равномерно как из внутренней части кирпича, так и с его поверхности. Это достигается путем медленной сушки. Неравномерная сушка является причиной коробления и растрескивания изделий. Правильность сушки достигается в основном опытным путем. Продолжительность сушки можно сократить путем уменьшения первоначальной влажности кирпича-сырца, а также более тщательной обработкой массы, увлажнением ее горячей водой.
Сушка кирпича-сырца обычно протекает в сушильных сараях. При небольших объемах, если позволяет погода, сырец сушат на открытых площадках. Срок естественной сушки кирпича-сырца колеблется, в зависимости от климатических условий, от 5 до 20 суток.
Сформованный кирпич-сырец укладывается в пакеты в 6—8 рядов по высоте, с пересыпкой каждого ряда песком или опилками. Этот кирпич выдерживается в сарае до набора кирпичом-сырцом достаточной прочности. По мере подсыхания пакеты наращивают свеже отформованным сырцом с аналогичной пересыпкой. Нижний ряд кирпича-сырца часто ставят на тычок.
Если учесть, что верхние ряды сохнут несколько быстрее, то весь пакет высохнет примерно одновременно. Эта операция позволит значительно увеличить емкость сушильных площадей, при приблизительно том же времени сушки. Если кирпич выдерживается в сарае, то в течение 3-х дней сушка производится в закрытом помещении, а далее в проветриваемом.
При выборе площадки для сушки необходимо исходить из того, чтобы почва не была влажной. Лучше для этих целей на почву уложить деревянный щит или, в крайнем случае, засыпать участок сухим песком и сделать водоотводную траншейку.
Если сушка производится вне помещений, то необходимо над сушильной площадкой сделать навес от дождя. Наружная температура при сушке должна быть не менее 10°С. После сушки кирпич-сырец направляется на обжиг для получения кирпича.
Готовность кирпича-сырца к обжигу определят по следующим признакам: взятый из средних рядов кирпич ломают пополам и при отсутствии в середине темного пятна (признака влажности), сырец признается годным для обжига.
Обжиг кирпича
Обжиг кирпича производится в самодельных печах, устройство которых не представляет собой сложности. Формы печей, их устройство, укладка кирпича-сырца на обжиг описаны ниже.
Качество кирпича при обжиге зависит от: времени подъема температуры, конечной температуры обжига, длительности выдержки достигнутой температуры, характера газовой среды и скорости охлаждения. При температуре до 150°С происходит досушка кирпича-сырца. При этом образуется значительное количество водяного пара, который при быстром подъеме температуры выделяется столь быстро, что может разорвать изделие. Поэтому резко повышать температуру не рекомендуется.
При устройстве печи необходимо предусмотреть противопожарные меры. От деревянных строений они должны находиться не ближе 100 м. Уровень грунтовых вод на участке строительства должен быть ниже 2,5 м (в целях уменьшения потерь тепла).
Печи для обжига кирпича могут быть круглыми и прямоугольными. Варианты форм печей показаны на рисунках ниже.
Вариант круглой печи. Размеры произвольные
Вариант устройства прямоугольной печи с несколькими топками. Размеры печи произвольные
Устройство печи производится следующим образом: вначале укладывают фундамент шириной 60 см и глубиной 50 см, затем выкладываются стены толщиной 50 см, уменьшающиеся после 2/3 высоты печи до 25 см. Внутренняя часть стены до 2/3 высоты печи должна быть вертикальной, далее стена может сужаться, образуя дымоход. Стены могут выкладываться как из обожженного кирпича, так и из сырца на тощем глиняном растворе, чтобы можно было легче разбирать стены после того, как печи больше не понадобятся.
При кладке стен необходимо предусмотреть проем для загрузки кирпича-сырца, в котором после загрузки делается топка. Топка может делаться как перед печью, так и внутри ее. Если ширина или диаметр печи более двух метров, то можно делать несколько топок, в зависимости от размеров печи.
Пол печи, так называемый ПОД, засыпают сухой глиняной крошкой или мелким щебнем, толщиной слоя 10 см. Загрузку печи, то есть садку кирпича, производят, как показано на рис. 4. Загрузку печи кирпичом-сырцом начинают столбиками с зазором между кирпичами, образуя при кладке топочные каналы. Каждый канал перекрывается кирпичом-сырцом, оставляя зазор.
Плотность садки на 1 куб.м печи (внутренней ее части) 220 или 240 шт. обыкновенного кирпича размером 250x120x65 мм. Кверху плотность садки увеличивается до 300 шт. на 1 куб.м.
Плотность садки 220 – 240 штук кирпича на 1 куб.м. печи (внутренней ее части). Кверху плотность увеличивается до 300 шт.
Вариант укладки «ножек» при высоких печах
Первые 4 ряда – «ножки садки». Укладка сырца на «ножки» ведется елочкой в разбежку. Верхние ряды уплотняются
Вариант укладки сырца на обжиг
Садку вести, строго придерживаясь схемы. После 1,5 м, или 2/3 высоты печи, садку сырца ведут одновременно с кладкой стен печи. При этом кладку ведут на сужение с наклоном около 30°С. Чем выше печь, тем эффективнее ее работа, так как тепло уходящих газов в верхней части используется для сушки кирпича-сырца. Для лучшей тяги на печь можно поставить трубу. Печь тщательно замазывается толстым слоем глины. Проем заделывается под топку. Топка должна иметь хорошо подогнанную дверку или крышку. Для обжига используются дрова, но более эффективно применение угля. Возможно установление горелок-форсунок, работающих на солярке или мазуте. В целях лучшего сгорания твердого топлива желательно устанавливать колосники на высоте 20 см, которые необходимо укрепить.
Расход топлива на 1 тыс. шт. обожженного кирпича составляет 1,8—2,6 куб.м или 100—140 кг угля. Обжиг проходит несколько стадий. Вначале осуществляется розжиг печи и поддержание температуры до 150—200°С для сушки кирпича-сырца в течение 2-х суток. Топливо при этом — низкосортные дрова. Затем увеличивают подачу топлива, постепенно поднимая температуру до 850—1000°С, время обжига 3—4 суток. Температуру можно наблюдать визуально. 850—1000°С — светло-желто-оранжевый цвет.
После полного обжига наступает стадия охлаждения. Вновь промазывают появившиеся трещины глиной. Топку закладывают кирпичом, замазывают глиной, исключая подсос воздуха. Время такого охлаждения не менее двух суток. После полного охлаждения печь вскрывают, выбирают, сортируют кирпич. Хорошо обожженный кирпич при ударе молоточком должен звенеть. Необожженный кирпич или недожженный вновь закладывают на обжиг или используют на фундамент или внутренние стены в сухих помещениях.
При обжиге кирпича и остывания печи необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
— обжиг и остывание кирпича должны быть под постоянным наблюдением и контролем;
— не допускать преждевременное вскрытие печи;
— не допускать осмотр готовности обжига и остывания кирпича, влезая на печь;
— не допускать попадания большой массы воды в горячую печь во избежание ожога паром;
— укладку сырца на сушку и обожженного кирпича, при высадке из печи, вести только с наклоном внутрь штабеля во избежание падения штабеля.
Для не большого количества самодельного кирпича можно применить более простую «печь» для обжига кирпича.
Сделать это можно в обычной бочке, объемом 200-250 литров. Укладывать кирпичи в бочку необходимо, оставляя небольшие зазоры для равномерного прогревания. Обязательно нужна яма под кострище, глубиной 40-50 см. Вырезается днище бочки и бочку ставят на костер на ножки высотой 20 см. Так будет удобнее поддерживать и регулировать огонь, а прогрев массы кирпичей будет равномерным.
Теперь бочку необходимо наполнить кирпичами. Укладывать их обязательно нужно с небольшими зазорами, один на другой. Затем, чтобы в бочку во время обжига не попадал холодный воздух, требуется закрыть ее металлическим листом. Здесь может пригодиться вырезанное днище, особенно будет удобно, если к нему будут приделаны ручки.
А теперь нужно запастись топливом и терпением. Процесс занимает от 18 до 20 часов, все это время, пока обжигаются кирпичи, необходимо обязательно поддерживать огонь под бочкой. После этого бочка должна остыть. Происходить это должно постепенно, крышку при этом открывать нельзя. Регулировать температуру нужно поэтапно, уменьшая огонь костра. Искусственный способ охлаждения здесь не подойдет, остывание обязательно должно быть только естественным.
Спустя 4-5 часов после того, как бочка и ее содержимое в ней полностью остыли, можно открывать крышку и вынимать готовые обожженные изделия.
Причины возникновения дефектов кирпича при его изготовлении и меры их устранения
| № | Вид дефекта | Причины образования | Способы устранения |
| I. Формовка | |||
| 1 | Сырец обладает малой прочностью и ломается без усилий | Повышенная запесоченность глины либо наличие включений | Отрегулировать состав массы, не допускать в производство глину с включениями |
| 2 | Сырец легко деформируется и легко липнет к рукам, брус легко деформируется | Повышенная влажность массы | Уменьшить влажность массы путем ввода сухих добавок |
| 3 | Сырец расслаивается | Недостаточное уплотнение глиняной массы в форме | Увеличить усилие при трамбовке |
| 4 | «Изюм» — включения не промешанных комочков | Плохо перемешана шина, мало воды для замочки глины, недостаточно времени для выдержки тины | Лучше перемешивать глину и шихту. Добавить воду для замочки глины, увеличить время выдержки замочки тины и вылежку шихты |
| 5 | Заметны включения травы, корней, крупных стружек и т.д. | Глина не очищена от примесей. Применены непросеянные опилки | Очистить тину. Просеять опилки |
| 6 | Размеры сырца больше или меньше необходимых | Изменилась шихта, сработались формы, неровный срез «горбушки» на формах. Повышенная влажность массы | Отрегулировать состав шихты, заменить формы, ровно срезать излишки тины с форм, уменьшить влажность массы |
| II. Сушка | |||
| 1 | Большое, количество сырца имеет трещины | Неправильно подобрана шихта. Большая влажность массы | Подобрать и отрегулировать шихту. Уменьшить влажность глины |
| 2 | Наличие деформированных кирпичей | Высокая влажность формируемой массы. Сырец ставится с силой на сушку | Отрегулировать влажность. Сырец ставить на сушку аккуратнее |
| 3 | Сырец высыхает неравномерно по высоте | Большое количество кирпича по высоте. Плотная укладка кирпича при сушке | Уменьшить количество кирпича по высоте. «Разрядить» укладку кирпича присушке |
| III. Обжиг | |||
| 1 | Огонь идет по верху печи, недожог нижних рядов садки | Слишком разряжена садка, что вызывает оттяжку потока дымовых газов в ее верхнюю часть, неправильно распределено топливо по объему | Уплотнить верхние ряда садки. Равномерно распределить топливо по объему |
| 2 | Кирпич имеет много трещин | Резкий подъем температуры и большие ее перепада | Удлинить режим обжига, разредить верхние ряда садки |
| 3 | Кирпич имеет много посечек | Быстрое охлаждение изделий, недостаточное закрытие топок, возникновение через топки подсосов холодного воздуха | Увеличить время охлаждения изделий. Лучше, герметизировать топки |
| 4 | Кирпич имеет пониженную прочность | Конденсация на сырце паров вода (запарка) | Уменьшить влажность поступающего в печь сырца, увеличить срок сушки сырца перед обжигом увеличить продолжительность сушки кирпича в печи |
| 5 | Обожженный кирпич при насыщении водой увеличивается в объеме и разрушается | Наличие включений в виде «дутика» — белые включения | Перейти на другую глину или более тщательно измельчать ее, не допускать в производство глину с белыми включениями известняка |
| 6 | Пережог или недожог кирпича в отдельных местах по объему печи | Неравномерность в тяговой системе, подсосы холодного воздуха | Слишком плотная или разреженная садка в объеме печи, слишком большое отверстие топок Следить за равномерностью подачи топлива |
| 7 | Кирпич имеет отбитые углы | Неаккуратное отношение к сырцу на всех операциях | Осторожно обращаться с изделиями |
Качество проделанной работы нужно проверить и сделать для этого небольшой тест самостоятельно изготовленного кирпича.
Пожертвовать один кирпич и расколоть его строительным молотком. Если он хорошо обожжен, он будет иметь одинаковый цвет и одинаковую структуру на всем разломе. Теперь эти обломки следует залить водой на несколько часов. После пребывания в воде хорошо обожженный кирпич также должен иметь одинаковые цвет и структуру по всей поверхности.