Достойное место среди множества стройматериалов занимает кирпич полусухого прессования. Понимая все достоинства и недостатки того или иного материала, можно оптимизировать процесс строительства, снизив общую стоимость без потери качества. За счет доступности сырья и простоты технологии производства сделать керамический кирпич можно своими руками.

Положительные стороны и недостатки кирпича полусухого прессования

Преимуществом изготовления изделий методом полусухого прессования является:

Более низкая себестоимость. На этот показатель влияет экономия средств:
- На электроэнергию и газ при сушке. Как правило, кирпич-сырец имеет небольшую влажность из-за использования малопластичных глиняных пресс-порошков, поэтому время предварительной сушки значительно сокращается. Чаще этот технологический этап пропускают, тогда это «кирпич сухого прессования».
- На трудозатраты. Ввиду исключения этапа перекладывания с сушильных на обжиговые вагонетки. Сырец укладывается сразу в печи.
- На закупку сырья. Для производства рекомендовано использование более тощих, а соответственно и более дешевых глин.
Изделия качественные, прямые углы и идеально ровные ребра и грани.
Высокая скорость производства.
Хорошая теплопроводность, прочность.
Разнообразие цветовой палитры.

К недостаткам метода полусухого прессования относятся:

Полнотелый материал получается достаточно тяжелым.

Повышенная газо- и водопроницаемость из-за низкой плотности изделия по сравнению с изделиями пластического формования.
Более низкая морозостойкость.
Относительно большой вес полнотелого изделия. Создание пустотелого кирпича возможно, но затруднено сыпучестью исходного материала.

Из чего делать?

Кирпич полусухого прессования изготавливают из специальных высококонцентрированных дисперсных глинистых систем, обладающих следующими свойствами:

Отсутствие связности, сыпучесть.
Однородно мелкий состав гранул.
Влажность 9-12%.
Податливость порошка к прессованию.

Способы изготовления глиняных субстанций

Сушильно-помольное производство керамического кирпича состоит из таких этапов:

Сырье измельчается с помощью специального дезинтегратора.

Дробление на вальцах. Применяется корзинчатый дезинтегратор типа СМК 211.
Сушка в барабанах при температуре от 600 до 800 °C. В аэромобильных мельницах можно совместить процессы дробления и сушки.
Просев через струнные, качающиеся или вибрационные сита, грохоты барабанные.
Увлажнение лучше проводить паром, но можно и мелкодисперсно распыленной водой при постоянном перемешивании. Далее глина отправляется в бункер, где отлеживается 24-30 часов.

При шликерном методе производства сырье получается более равномерным и одинаково увлажненным, практически не содержит пыли, все гранулы однородные и мелкие, в процессе прессования воздух удаляется легко, изделие пропрессовуется более плотно и качественно без увеличения силы давления. Шликерный способ предполагает прохождение таких этапов:

Роспуск глины горячей водой в глиноболтушке. Следует довести влажность до 40-45%.
Перекачка и очистка под давлением через дуговые сита.
Сливание смеси в открытые шлам-бассейны для перемешивания.
Перекачка в распылительную сушилку, где окончательно и доводят глину до влажности 10%.

Производство и необходимое оборудование

Порошок, путем компрессии в 15-40 мегапаскалей, формуется в сухопрессованный кирпич. Прессы типа СМК 491, 503 часто используют в производстве. Технология сжатия делится на 3 стадии:

С помощью пресса СМК-503 глина формуется в готовое изделие.

Частичное извлечение воздуха из глиняной смеси.
Уплотнение, во время которого вся влага из глубоких слоев крупинок глины выжимается на их внешнюю поверхность, что обеспечивает лучшую сцепку.
Финишная, при которой прессуемое изделие получает максимальное сжатие и внутреннее сцепление благодаря сильному развитию контактных поверхностей.

Для любого порошка существует граничное давление, превышение которое больше не дает никакого дополнительного уплотнения. Режимы прессования могут быть:

ударные и плавные;
односторонние и двусторонние направления усилий.

Сушку, если она необходима, производят в туннельных сушилках, разместив кирпичи на печных вагонетках. Время сушения - 20-25 часов при температуре 120-150° до влажности 4-6%. Обжиг похож на точечную сварку. Это объясняет снижение прочности таких изделий на сжатие-изгиб. Хорошей альтернативой туннельной станет кольцевая печь со съемными сводами для удешевления производства.кирпича. Перед обжигом необходимо загрузить изделия сразу по 400 штук через своды без использования вагонеток. Такие печи меньше потребляют электроэнергии и газа. Строительство кольцевой печи в 2-3 раза дешевле, чем возведение туннельной.

Избежать излишней ломкости поможет повышение температуры до 1200 °C и времени обжига.

Гиперпрессованная облицовка – одна из разновидностей литых бетонных изделий, которая нашла применение в облицовочных работах, но не в строительстве несущих конструкций. Причина – высокая стоимость искусственного камня, хотя по некоторым характеристикам он превзошел традиционную керамику. Пока он успешно конкурирует с красным кирпичом только при отделке фасадов.

Это название больше подходит к новомодному материалу, поскольку его свойства и технология изготовления имеют мало общего с привычным кирпичом. Производится из цементных растворов на основе ПЦ-500 Д0 по тому же принципу, что и бетонные литые изделия. На выходе получаются очень плотные и тяжелые камни заданной формы с минимальной пористостью.

Также производители могут вносить в базовую технологию свои новшества для получения определенных качеств:

Вводить в раствор присадки, гидрофобизирующие составы, улучшающие декоративные свойства и атмосферостойкость.
Подбирать твердость заполнителей для получения максимально однородной структуры с заявленной прочностью в любой точке камня.

Гиперпрессованный облицовочный кирпич на 85-90% состоит из твердого мелкофракционного заполнителя (известняк, доломит, щебень, доменные шлаки и пр.), цементного вяжущего и пигментов. Стандартные размеры блоков привязаны к ГОСТ 530-2012, поскольку собственных нормативов кроме ТУ нет. Наиболее востребованные форматы – 1НФ и 0,6НФ (250х60х65 мм). Выпускается декоративная облицовка и с другими размерами ложка:

230х107;
230х100;
230х56;
230х50 мм.

В силу специфики производства гиперпрессованного кирпича и формовки под сверхвысоким давлением он приобретает определенные свойства и характеристики, которые еще больше приближают его к натуральному камню:

Прочность на уровне М100-М400. Однако применение для возведения несущих конструкций экономически нецелесообразно, разве что строительство планируется в сейсмоопасном районе.
Плотность – 1,9-2,2 т/м3.
Низкое водопоглощение (3-7 %) – отличное свойство для облицовочного материала, которое также обеспечивает ему невероятно высокую морозостойкость вплоть до F300. Впрочем, на рынке можно приобрести изделия и с показателями от F30.
Высокая теплопроводность – 0,43 Вт/м·°С для щелевых камней и до 1,09 для полнотелых.
Стойкость к агрессивным веществам.

Особенностью таких формованных изделий является точность геометрии – отклонение линейных размеров не превышает 0,2-0,5 мм. В этом плане бетонные отливки превзошли даже автоклавный силикат. Возвращаясь же к «неоправданно» высокой прочности такой облицовки, стоит отметить, что купить ее можно для отделки зданий любой этажности.

Недостатки тоже имеются:

Очень высокая цена, хотя столь качественная долговечная облицовка и не могла стоить дешево.
Большой вес, серьезно увеличивающий давление на фундамент. Использование такого отделочного материала следует закладывать в расчеты нагрузок еще на стадии проектирования объекта.
Низкая паропроницаемость, заставляющая предусматривать в наружной кладке небольшие продухи для нормальной циркуляции воздуха. Особенно если под ней устраивается теплоизоляционный слой из минваты.
Слишком гладкие рабочие поверхности, что ухудшает сцепление с кладочным раствором. Для решения этой проблемы каждый камень приходится предварительно обрабатывать, затрачивая на это силы и время.

Также отзывы строителей часто пестрят недовольством по поводу жадности заводов-изготовителей, которые отправляют на площадки недозревший кирпич, освобождая собственные склады под следующую партию. Покупателям же приходится ждать, пока материал наберет прочность. А те, кто не знает нюансов его производства, пускают камни в работу и в итоге получают деформированную кладку.

Виды и особенности

Гиперпрессованные изделия имеют достаточно разветвленную классификацию, которая может основываться на их форме, размерах, количестве фактурных плоскостей или назначении. Эти параметры больше влияют на декоративные свойства камней, а эксплуатационные характеристики и стоимость определяются конструкцией. Здесь облицовка традиционно делится на два типа:

полнотелый;
пустотелый (дырчатый или щелевой).

Не так давно появился еще один вид – гиперпрессованный лего-кирпич. Благодаря его необычной форме удалось решить проблему плохой сцепляемости штучного материала с кладочными растворами. В результате уменьшились трудозатраты строителей на возведение фальшстен и увеличилась скорость работ. А вот по стоимости большого выигрыша не получилось, поскольку здесь обычный пескоцемент не используется – придется купить специальный клей, хотя расход его и невелик.

Другие достоинства «лего»:

Меньший вес за счет крупных сквозных отверстий.
Простота укладки – по уровню выставляется только первый ряд.
Возможность скрытого проведения коммуникаций.

Технология производства и оборудование

Тем, кто хочет начать свое дело и изготавливать кирпич на продажу, придется поискать для этого подходящую линию. И хотя сама цепочка не особо сложна, выбор на рынке весьма ограничен. Существующие предложения можно разделить на два сегмента: отечественное оборудование российского и украинского происхождения или традиционно дешевый Китай. И ни в одном из них пока нет агрегатов с возможностью расширения функций – только узкоспециализированные.

Технология производства кирпича из бетонной смеси предполагает полусухое прессование в формах под очень высоким давлением (20 МПа). При таком сжатии компоненты раствора не просто склеиваются, а сцепляются друг с другом на молекулярном уровне, образуя фактически новое вещество, все это осуществляется в специальных гиперпрессах. Они разделены на две группы:

С односторонним прессованием – в них форма сдавливается только одним пуансоном (сверху или снизу). Такие станки отличаются невысокой стоимостью, достаточно просты в обслуживании и эксплуатации, но заметно проигрывают в производительности.
Двусторонние – здесь уже оказывается встречное давление на смесь. Хотя, по отзывам и строителей, и изготовителей, технические характеристики готовых блоков от этого не меняются. Зато обе поверхности получаются идеально гладкими, что позволяет заниматься на одной машине изготовлением не только облицовки для фасадов, но и тротуарной плитки.

Впрочем, пресс в этом деле – далеко не единственный важный агрегат. Оборудование для производства бетонного кирпича представляет собой целый комплекс, включающий:

сырьевые бункеры;
дробилки для измельчения заполнителя;
грохот;
бетоносмеситель;
пропарочную камеру;
транспорт.

Для мини-производства приобретаются линии с небольшим объемом выпуска (от 350 шт/ч). Более мощные установки способны сделать за то же время до 4000 единиц.

После формовки готовые гиперпрессованные кирпичи проходят пропарку в камерах или просто сушатся при повышенной температуре +40..+70 °С. Затем композит вызревает в течение 3-5 дней – до набора половинной прочности. «Рваную» фактуру лицевой стороны кирпичиков получают на полуготовых изделиях методом рустикации, после чего они уже могут отправляться на стройплощадку. Однако еще в течение 4 недель декоративные блоки вызревают при температуре не ниже 0°С.

Стоимость

Прессование кирпича - одна из важнейших операций в технологической схеме производства силикатного кирпича.

В результате прессования происходит уплотнение сырьевой смеси. Хорошо уплотнить сырец - значит довести до минимума свободное пространство между частицами песка, сблизив их настолько, чтобы они были отделены друг от друга только тончайшими прослойками вяжущего вещества. Такое сближение зерен песка создает благоприятные условия для получения плотного и прочного силикатного кирпича. От степени уплотнения сырьевой смеси в процессе прессования сырца в значительной мере зависят плотность, прочность и другие физико-механические свойства силикатного кирпича.

В момент прессования сырьевой смеси зерна песка сопротивляются сжатию. Сила трения смеси о стенки формы и зерен друг о друга преодолевается давлением, которое должно распределяться равномерно по всей площади прессуемого изделия.

При формовании силикатного кирпича удельное давление прессования составляет 150-200 кгс/см2.

Большое значение имеет скорость, с которой возрастает давление при прессовании. Так, быстрое приложение усилий при ударном прессовании может вызвать не уплотнение, а разрушение структуры изделия. Поэтому для преодоления внутренних сил трения давление при прессовании должно возрастать плавно, с определенной оптимальной скоростью.

На работу пресса и качество силикатного кирпича большое влияние оказывает содержание влаги в сырьевой смеси в момент прессования сырца.

Оптимальная влажность сырьевой смеси при прессовании кирпича-сырца зависит от свойств песка и других показателей. На каждом заводе силикатного кирпича эту величину устанавливают опытным путем. Ориентировочно можно считать, что оптимальная влажность сырьевой смеси составляет около 6-7% к ее общему весу.

Увеличение влажности смеси выше оптимальной не дает возможности спрессовать сырец, снять его со стола пресса и уложить на вагонетку. Уменьшение влажности приводит к тому, что спрессованный сырец трудно снять со стола пресса; он разламывается под действием собственного,веса.

Процесс прессования кирпича-сырца складывается из следующих основных операций: наполнение прессовых коробок, прессование сырца, выталкивание сырца на поверхность стола, снятие сырца со стола, укладка сырца на запарочные вагонетки. Сырьевую смесь, приготовленную в силосах или гасильных барабанах, подают с помощью ленточного транспортера в смеситель для перемешивания и дополнительного увлажнения, а затем в бункеры над мешалками прессов. Подачу смеси в прессмешалку регулируют так, чтобы смесь всегда заполняла ее примерно на 3/4 объема. Если поступающая смесь имеет более низкую влажность, чем требуется, ее еще раз дополнительно увлажняют в пресс-мешалке, для чего вокруг стенок пресс-мешалки уложена водопроводная труба с мелкими направленными вниз отверстиями по длине. Количество поступающей по трубе воды регулируют с помощью вентиля.

Увлажненная смесь перемешивается ножами прессмешалки при вращении их и поступает в две смежные прессовые коробки через отверстия в дне. При повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на определенный угол (1/8 часть окружности) и занимают такое положение, при котором смесь находится между прессующим поршнем и плитой контрштампа. Поршень постепенно поднимается и, сжимая смесь, формирует кирпич-сырец.

Во время прессования стол пресса остается неподвижным, а ножи пресс-мешалки, вращаясь, заполняют смесью следующую пару прессовых коробок. По окончании прессования стол поворачивается так, что обе коробки со спрессованным сырцом останавливаются над выталкивающим поршнем. Последний выталкивает кирпич в вертикальном направлении; верхние пластины штампов при выталкивании выходят из прессовых коробок на 3- 5 мм выше уровня стола. Находящийся на них кирпич-сырец снимается автоматом. Затем выталкивающий поршень опускается вниз в первоначальное положение. После снятия двух кирпичей со стола пресса стол поворачивается и штампы подходят под механическую щетку для очистки верхних пластин от налипшей смеси. Штампы опускаются в прессовых коробках на заранее установленную глубину наполнения, и цикл начинается снова.

Силикатный кирпич по размерам должен отвечать требованиям ГОСТ 379-69. В случае отклонения от установленных размеров сырец считают браком. Необходимо особенно внимательно следить за толщиной кирпича-сырца, периодически проверяя размеры его штангенциркулем или металлической линейкой.

Величину давления при прессовании, а следовательно, плотность сырца регулируют, изменяя величину наполнения прессовых коробок сырьевой смесью: чем больше высота, тем выше плотность сырца, и наоборот, чем меньше высота наполнения коробок, тем ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы сырец получался одинаковой плотности; для этого следует поддерживать высоту наполнения прессовых коробок одинаковой. Ножи пресс-мешалки должны быть закреплены на одинаковом расстоянии от дна и стенок (не более 2 мм).

Несмотря на растущую популярность строительства по каркасным технологиям, из различных блоков или заливку монолита, кирпич во всех его проявлениях не сдает позиций. И если керамика и клинкер рассмотрен и опробован, в том числе и на нашем портале, во всех возможных вариациях, то гиперпрессованная разновидность пока еще вызывает массу вопросов. Этот материал не такой уж и новичок на рынке, но многие до сих пор путают его с другими искусственными камнями, поэтому имеет смысл познакомиться с ним поближе.

Что собой представляет гиперпрессованный кирпич – сырьевая база, производственный цикл.
Основные характеристики и сфера применения.

Что собой представляет гиперпрессованный кирпич – история, сырьевая база, производственный цикл

Гиперпрессованный кирпич появился еще в СССР, теперь уже в далеком 1989 году. Началась его история в нашем Отечестве с одного небольшого завода. Тогда это был совершенно новый для страны материал, производимый из тырсы – отсева известняка-ракушечника, коего в карьерах всегда было вдоволь. Заводские испытания несколько удивили маститых приверженцев керамической классики высокой механической прочностью камня (240-250 кг/см³). Подтвердить либо опровергнуть заявленную прочность поручили ВНИИСТРОМ им. Будникова.

Исследования подтвердили не только прочность, соответствующую марке 250, но и отличную морозостойкость (F150), минимальное водопоглощение (4,7-4,8 %), а также устойчивость к внешней агрессивной среде, что вкупе дает долговечность.

Исследовали полнотелые образцы, так как пустотных тогда не производили. На базе полученных результатов на новый в Стране Советов материал ввели ТУ (технические условия) на «КИРПИЧ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПЕРПРЕССОВАННЫЙ». ТУ 21-0284757-3-90 за номером 005/023505 зарегистрировали 7 декабря 1990 года, а действовать они начали с 1 января 1991 года. После ТУ на гиперпресс вводились еще в 1993 году (5741-014-00284753-93), ныне действующие – в 1999 году (021-00284753-99). Через несколько лет этому кирпичу на наших просторах исполнится тридцать, что, конечно, не сопоставимо с веками керамики, но уже что-то.

Хотя все исследования проводились с камнем на базе известняка, в современных реалиях гиперпрессованный кирпич производят не только из тырсы. Это могут быть и отходы горнодобывающей промышленности, а также иные отсевы или доменный шлак. Гиперпресс из ракушечника характерного желто-горчичного цвета, если он из отсева гранита, других пород или из шлака – серый. Для получения иных оттенков используют красители. В качестве вяжущего применяют цемент, его доля доходит до 15%, песок в состав не входит, а вот модификаторы производители добавляют каждый по своему усмотрению.

Гиперпрессованный кирпич иначе называют сухопрессованным, так как в процессе производства воды в замес добавляют минимально (влажность всего 8-10 %). Измельченное до фракции 3-5 мм сырье смешивают с цементом до однородной массы, увлажняют, после чего отправляют в матрицы, где формование кирпича происходит под очень высоким давлением (20-25 мПа). Окончательная гидратация цемента происходит в паровых камерах.

Характеристики и особенности гиперпрессованного кирпича

Этот материал может похвастаться действительно впечатляющими характеристиками.

Прочность – М150-400.
Морозостойкость – F150-250.
Водопоглощение – 6-8 %.

Прочностью и морозостойкостью гиперпресс обязан производственному циклу.

Avangard_msk

Прочность набирается за счет цемента и за счет большого давления – происходит процесс, который принято называть процессом холодной сварки мельчайших частиц.

Низкое же водопоглощение объясняется высокой плотностью, а проверить соответствие заявляемых показателей реально самостоятельно.

Avangard_msk

Есть «колхозный» способ проверить водопоглощение в домашних условиях. Берете кирпич, в данном случае гиперпрессованный, взвешиваете, опускаете его в ведро с водой на сутки, вынимаете, опять взвешиваете, просушиваете и опять взвешиваете, разницу между сухим и полежавшем в воде переводите в проценты.

Что касается эстетики, то материал подкупает идеальной геометрией, опять же, спасибо прессу/пару и отсутствию обжига, большой цветовой гаммой и разнообразием форм и фактур. Для любителей «рваных» поверхностей альтернативы нет, керамическому кирпичу очень сложно придать такую фактуру, а если и получается, это баснословная цена. Гиперпресс весь производится гладкий, а после его механически раскалывают на кирпич, имитирующий камень, и плитку.

Логично, что с такой прочностью, морозостойкостью и слабой проницаемостью у гиперпрессованного кирпича практически нет ограничений.

Из него можно строить многоэтажки, сухие и влажные помещения, использовать в качестве строительного или облицовочного, а также для заборов, беседок, хозяйственных блоков и всего, что вздумается.

Но не обошлось и без недостатков, к ним относят:

массу – стандартный кирпич 1НФ весит около 4 кг;
высокую теплопроводность – 0,43 до 1,09 Вт/(м·°C);
выгорание – с течением времени яркие цвета могут потускнеть;
низкую паропроницаемость – из-за высокой плотности;
слабую адгезию с раствором – в процессе кладки;
высокую стоимость – особенно импортные образцы.

Повышенная масса кирпича не столько напрягает в плане работы, сколько выливается в повышение затрат ввиду необходимости устройства усиленного фундамента. А это не только материальные, но и физические, и временные затраты.

Из-за высокой теплопроводности этот материал слабо распространен в качестве кладочного. В основном его используют в качестве облицовки для более «теплых», но менее декоративных категорий.

Сохранность цвета зависит от качества пигмента, но все упирается в стоимость.

Производитель

Как вы знаете, все органическое имеет свойство разлагаться, и органические пигменты - не исключение. Неорганические пигменты не выцветают, но стоят дороже и красят немного хуже. Теперь смотрим, если у вас в кирпиче известняк (чистый, без шлаков) и неорганический пигмент, то кирпич не выцветет. Но стоить это будет несколько дороже.

Однако есть способ предотвратить выгорание.

Инжиниринг

Кирпич, произведенный с добавлением пигмента, так или иначе будет терять цвет, с какой скоростью – зависит от качества пигмента. Для сохранности цвета гиперпрессованный кирпич покрывают пропиткой по бетону. Она предотвращает выцветание, защищает от воздействия внешней среды. Если брать пропитку по бетону с мокрым эффектом, то цвет будет более насыщен. Пропитывают кирпич один раз в десять лет.

То, что кирпич плохо схватывается с обычным цементно-песчаным раствором, вполне логично – влагу кирпич впитывает минимально, рабочая поверхность идеально гладкая, да еще и вес повышенный. Чтобы не пришлось «ломать голову», как удержать кирпич в кладке, советуют уменьшить количество воды.

Инжиниринг

Раствор 1/3, 1/4, неважно, какой производитель, любой гиперпрессованный кирпич тяжелый, поэтому раствор должен быть тугой, чтобы кирпич на нем не «плыл».

Есть на форуме и точный рецепт раствора.

Всеволод1

Заказанного песка для кладки не хватило, пришлось добирать, раствор делали такой:

евроцемент – М400;
песок мелкой зернистости;
клей плиточный (немного, на мешалку два мастерка);
пластификатор;
жидкое мыло;
технический углерод.

Прессование, как один из способов формовки строительных штучных элементов, за счет уплотнения сырья, позволяет получать изделия с безупречной геометрией и ровной поверхностью. Сдавливание прессуемой массы с низким коэффициентом содержания влаги практикуется при производстве кирпича из глины и из цементно-минеральной смеси. - более дешевая модификация керамического искусственного камня, поскольку в отличие от пластического формования, данная технология дает возможность отказаться от сушки сырца, что обусловлено изначальным наличием влаги в формовочной смеси не более 8%.

Несмотря на очевидное преимущество в четкости формы и непогрешимости размеров, обладает весьма существенным "минусом", ограничивающим применение рассматриваемого материала в строительной практике. Максимальный показатель морозостойкости изделия соответствует марке F-50, что информирует о способности выдерживать всего 50 циклов попеременного промерзания и оттаивания без разрушительных изменений структуры. Таким образом, глиняный кирпич, отформованный под прессом, недопустим при строительстве конструкций, рассчитанных на влажные условия эксплуатации.

Аналогичная технология формовки изделий практикуется при выпуске гиперпрессованного кирпича. Однако, в отличие от глиняного образца, формируемого под давлением до 0,0015 МПа, гиперпрессованный камень в процессе изготовления сжимают с усилием от 20 до 35 МПа. В качестве исходного сырья при этом берется не глина, а дробленый известняк с добавлением 12-15% цемента, 2-3% железоокисных красителей и небольшого количества воды для химической реакции. В результате мощного сдавливания, происходит молекулярное сращивание компонентов, и плотность структуры монолита исключает присутствие воздушных пустот в виде пор.

Все камни