Сьогодні важко сказати, коли людство винайшло цегла. Але те, що цього найдавнішого будівельного матеріалу вже кілька тисяч років, доводять і археологічні знахідки, і згадки про нього в Біблії. Сировиною для нього завжди служила глина, з часом змінювалася лише технологія - виробництво цегли постійно удосконалювалося.
Одне з найдавніших споруд з обпаленої цегли - Велика Китайська стіна
Якщо вам цікаво, як це відбувалося, і як виробляють цей популярний будівельний матеріал в наші дні, пропонуємо вам прочитати цю статтю.
тисячолітня історія
Як все починалося
Якщо вважати першою цеглиною бруски з висушеного глинистого мулу, які робили в Стародавньому Єгипті, то його вік - понад десять тисяч років. Єгиптяни утрамбовували його в дерев'яні рамки і сушили, захистивши від прямих сонячних променів, під відкритим небом.
Уже тоді саморобному будівельному каменю намагалися надати стандартну форму, що полегшує кладку, і міцність. Для цього в масу додавали солому або гальку.
Приблизно таким же способом з цеглини-сирцю проводився в багатьох інших країнах, мало того - проводиться і зараз. Багато сільські жителі знають, що таке саман, з якого раніше будували будинки в селах.
Трохи пізніше до вжитку цегла навчилися обпалювати в складених з того ж сирцю печах. Матеріал відрізнявся набагато більшою міцністю, стійкістю до вологи і довговічністю, і його стали використовувати для будівництва палаців, храмів, веж, фортечних стін.
Це цікаво. Із застосуванням обпаленої цегли побудовані такі древні споруди, як храм Мінерви і Пантеон.
Виробництво цегли в Росії
Історія розвитку технології цегли в нашій країні пов'язана з хрещенням Русі і приходом в неї візантійської культури. Якщо до цього основним будівельним матеріалом у наших предків було дерево, то в десятому столітті стали з'являтися перші будови з цегли, технологію виготовлення якого вони перейняли у що з'явилися в державі візантійців.
Новий матеріал швидко отримав визнання і став вдосконалюватися вже російськими майстрами. З нього при Івана III був побудований Московський Кремль і кілька розташованих на його території храмів. Однак за кілька століть в його виробництві мало що змінилося: зліплений вручну цегла сушили на повітрі, потім обпалювали в викладених з сирцю печах-тимчасових будівлях. Зі зрозумілих причин займатися цією справою можна було тільки влітку.
Перший московський Кремль
І тільки в дев'ятнадцятому столітті, за Петра Першого, став налагоджуватися масовий випуск цегли із застосуванням механізації праці. До цього часу з'явилися стрічковий прес і кільцева обпалювальна піч, глиномялки і інші глінообрабативающіе машини.
Для довідки. Виготовляється в ті часи цегла мав розміри 267х134х67 мм (6х3х1,5 вершка) і важив близько 4 кг.
сучасне виробництво
Затребуваність цегли збільшується з кожним роком, зростають і вимоги до його якості та асортименту. Тому технології його виробництва постійно удосконалюються, а обсяг продукції, що випускається зростає.
Сьогодні будівельну цеглу роблять не тільки з глини, люди навчилися використовувати і інші природні матеріали для виготовлення міцного штучного каменю.
керамічна цегла
Існує два основних види глиняної цегли: обпалений і необпалений. Для виготовлення останнього не потрібно складного обладнання і спеціальних технічних знань, тому АДОБ, як називають цегла-сирець, до сих пір використовується в малорозвинених країнах.
Зверніть увагу. Така цегла можна зробити і своїми руками для потреб особистого господарства, але слід мати на увазі, що сирець відрізняється дуже низькою вологостійкістю і боїться дощів.
- Видобуток сировини;
- Його підготовка, яка полягає в очищенні від сторонніх включень, подрібненні, змішуванні з необхідними добавками;
Від застосовуваної схеми формування штучного каменю залежить і весь інший процес.
Найчастіше застосовують спосіб пластичного пресування. При цьому до подрібненого сировини (глині) спочатку домішують різні добавки:
- Щоб збільшити її пластичність, використовують пластифицирующие добавки - поверхнево-активні речовини (ПАР), бетоніти, високопластичну глину.
- Щоб знизити зайву пластичність вихідної сировини і знизити його вогневу і повітряну усадку, застосовують отощающие добавки - кварцовий пісок, зневоднені глину, шамот, пилоподібний кварц, золи теплоелектростанцій.
- Для забезпечення пористості цегли додають деревну тирсу, подрібнену буре вугілля, торф, відходи вугільного виробництва. Такі добавки називають пороутворюючими або вигоряючими, так як в процесі випалу вони повністю згорають.
- Щоб знизити температуру спікання керамічного черепка, використовують флюси і плавні - польовий шпат, тальк, крейда, пегматит, доломіт, залізну руду.
На фото процес змішування і зволоження глиняної маси
Необхідність тієї чи іншої добавки і її кількості визначається в лабораторіях заводу дослідним шляхом.
Потім перемішану до однорідного стану масу зволожують до 18-23% і за допомогою вакуумного або безвакуумного стрічкового преса формують з неї цеглу-сирець.
Стрічковий прес з різальним апаратом
Наступний етап - примусова сушка в спеціальних сушильних тунелях. Інструкція вимагає, щоб на виході цегла-сирець мав рівень залишкової вологості 6-8%.
Для довідки. Сушка в природних умовах займає 2-3 тижні, тоді як поява сушильних агрегатів дозволило скоротити його максимум до трьох діб (16-36 годин).
Спосіб напівсухого пресування використовується рідше, хоча він відрізняється більш простою схемою. Його відмінність від методу пластичного пресування полягає в тому, що глиняну масу перед формуванням зволожують тільки до 8-12%, а потім за допомогою спеціальних пресів двостороннього пресування формують з неї цеглу.
Це виключає з виробничого процесу стадію сушки. Відповідно, скорочуються і час виготовлення цегли, і енергетичні витрати на сушку.
Цегла, виготовлений методом напівсухого пресування
В іншому процес мало відрізняється від попереднього: глиняну масу готують також, а відформовані вироби обпікаються в печах.
Для довідки. Ще одна відмінність полягає в тому, що цей спосіб дозволяє використовувати в якості сировини малопластичні глини.
Незважаючи на те, що цегла, виготовлений методом напівсухого пресування, відрізняється недостатньою міцністю, морозостійкістю і підвищеної водопроникністю, цей метод все ж має і серйозні переваги.
До них відносяться:
- Чіткість граней і правильна форма готових виробів;
- Більш низька ціна готової продукції, що досягається за рахунок зниження витрат на сушку;
- Більш повне використання сировинної бази, можливість застосування малопластичних глин, які важко піддаються размоканию і змішування з добавками.
Тунельна піч для випалювання
Заключним етапом виробництва керамічної цегли є його випал, яких відбувається в три етапи: спочатку вироби прогріваються, потім безпосередньо обпікаються при температурі близько 1000 градусів, після чого поступово охолоджуються. Різка зміна температур може привести до появи тріщин, тому її знижують поступово, відбираючи з камер гаряче повітря і розбавляючи його атмосферним.
силікатна цегла
Вік цього цегли набагато скромніший, ніж керамічного, він становить трохи більше ста років. Технологія виробництва силікатної цегли з кварцового піску і вапна повітряного була винайдена в кінці дев'ятнадцятого століття німецьким вченим Міхаелісом. Її основна відмінність від виробництва цегли керамічної полягає у відсутності процесу випалу. Замість цього цегла-сирець обробляється під високим тиском гарячим водяною парою в спеціальних автоклавних установках.
Виробництво починається з обробки, дозування і змішування сировини.
Видобуток кварцового піску
В середньому береться 9 частин піску і 1 частина вапна. а частка води становить близько 7% від загального обсягу суміші.
Найпопулярніший продукт - подвійний силікатна цегла М 150
За способом приготування вапняно-піщаної суміші розрізняють силосний і барабанний метод виробництва силікатної цегли.
- Силосний метод менш витратний і економічно вигідний. Перемішані і зволожені компоненти містяться в безперервно обертається герметичний резервуар, який і називається силосом. У ньому протягом 7-12 годин відбувається ретельне перемішування і гасіння вапна.
- Барабанний метод технологічно більш складний, але дозволяє значно скоротити тимчасові витрати на виробництво. Пісок і тонкомолоті негашене вапно зі спеціальних бункерів подаються в герметично закриті обертаються гасильну барабани, де процес перемішування та гасіння відбувається під тиском і при подачі водяної пари. Займає він всього 40 хвилин, що дозволяє значно збільшити кількість продукції, що випускається в порівнянні з силосним методом.
Готова силікатна суміш піддається пресуванню під великим тиском. Чим воно вище, тим вищою буде щільність і міцність цегли і, відповідно, його марка.
Завантаження в автоклави
Вироблений будь-яким з описаних способів сирець поміщається в автоклав для тепло-вологості обробки і остаточного твердіння.
У порівнянні з керамічною цеглою силікатна вигідно відрізняється більш коротким циклом виробництва, використанням менш складного технологічного обладнання, меншими енергетичними затратами. Звідси і більш прийнятна вартість білої силікатної цегли.
Як зробити цегла своїми руками
Виробництво цегли - технологічно складний і тривалий процес. Але якщо їм займалися наші предки, маючи для цього мінімум знань і пристосувань, то це цілком під силу зробити будь-якій людині.
Щоб виготовити цегла своїми руками по слов'янської технології, необхідно добути глину і визначити її пластичність. Глину можна знайти в найближчому кар'єрі або навіть на власній ділянці - нестачі в цій сировині у нас немає. А про те, як визначити її придатність і приготувати глиняне тісто, ви можете дізнатися, ознайомившись зі статтею про сировину для цегельного виробництва.
Подальші дії такі:
- Виготовте форми потрібного розміру з листів фанери і дощок товщиною 20-25 мм. Нижній лист фанери з'єднайте з дошками цвяхами, а верхній повинен бути знімним.
- Заповніть форми глиняного масою, попередньо змочивши їх стінки і припудривши їх цементом.
Увага. Слідкуйте за тим, щоб глина заповнила всі порожнечі, для чого кілька разів струсніть форми, а надлишки маси видаліть шпателем.
- Закрийте форми кришкою і переверніть.
- Через деякий час зніміть форму, а цегла-сирець залиште сушитися під навісом, щоб на нього не потрапляли опади і сонячні промені. Процес в залежності від погоди і температури повітря може зайняти від одного до трьох тижнів.
Природна сушка сирцю
- Випалювання цегли можна робити у великій металевій бочці без дна, встановленої на ніжках над ямою, в якій горить багаття. Цеглини укладаються в неї один на одного з зазором, бочка закривається кришкою, після чого розпалюється вогонь і підтримується протягом доби.
- Після закінчення доби вогонь поступово зменшується, а потім і гаситься. Виймати цегла можна тільки після повного охолодження бочки.