Цеглою
Червона цегла історія виникнення. Історія будівництва

Червона цегла історія виникнення. Історія будівництва

З усіх будівельних матеріалів давня цегла тільки камінь і дерево.
Розкопки в Месопотамії, Єгипті та інших осередках цивілізації свідчать, що з «глиняного каменю» грандіозні споруди зводили задовго до нашої ери.

Археологами були знайдені цеглини на Середньому Сході, вік яких може бути понад 10 000 років. Вчені висловили припущення, що ця цегла могла бути зроблена з глиняної маси, яка утворилася після затоплення річкою прилеглих територій. Глина та бруд формувалися в цеглині вручну і потім висихали на сонці. Структура цегли показала, що маса для їх виготовлення робилася з глини та смоли як основа.

Спочатку будівельники використовували необпалену цеглу. Цьому допомагало спекотне сонце, під променями якого глина висихала і ставала твердою, як камінь. Випал у печах освоїли стародавні єгиптяни кілька тисяч років тому. На зображеннях, що збереглися з часів фараонів, можна побачити, як отримували цеглу та як зводили з них будівлі. Причому, треба сказати, що різниця між тим і нинішнім будівництвом не така вже й велика. Хіба що правильність кладки стін стародавні єгиптяни перевіряли трикутником, а цеглу носили на коромислах. Сам принцип зведення будівель зберігся практично без змін.

Найдавнішим типом цегли в західній півкулі вважається такий тип цегли як саман. Саман виготовлявся з пористої вапняної глини з додаванням смоли, кварцу та інших мінералів, а потім залишався сушитися на сонці. Вапняну пористу глину можна виявити в сухих регіонах по всьому світу, але, переважно, вона видобувається в Центральній Америці, Мексиці та південно-західних територіях Сполучених Штатів Америки. Піраміда Сонця була створена із саману древнім племенем ацтеків у п'ятнадцятому столітті і досі залишається не зруйнованою.
На відміну від сучасної цегли та, давня, була квадратною і плоскою (сторони 30-60 см, товщина всього 3-9 см).

Велике значення цегли й у архітектурі Месопотамії та Стародавнього Риму, це особливо помітно біля Стародавньої Італії, де панували етруски. Вони не тільки зводили свої храми із цегли, але й прикрашали їх теракотовими деталями. Цегла в будівлях того часу вже набуває звичнішої для нас довгастої форми.

У Візантії обпалена цегла багато століть була основним будівельним матеріалом. Кладка виконувалася на вапняному розчині, який додавали товчену цегляну крихту. Іноді ряди чергувалися з кам'яними. Середньовічні зодчі просунулися значно далі за своїх "давніх" попередників і використовували не тільки конструкційні можливості цегли, а й декоративні. Поряд з візерунковою кладкою широке застосування отримало її поєднання з теракотовими та майоліковими деталями.

Наприкінці X століття з відродженням міст почали будувати цегляні житлові будинки на два-три поверхи з майстернями та лавками внизу. Була придумана візерункова кладка, часто використовували цеглу з фігурною поверхнею, покриту міцною блискучою глазур'ю. Щоправда, це коштувало чималих грошей, і дозволити собі таку розкіш могли лише багаті замовники - королі, монастирі, великі феодали.

Європа вдячно вбирала в себе досвід народів та тисячоліть. На території Німеччини цегла дала назву цілому стилю в архітектурі – цегляна готика панувала тут упродовж XII – XVI століть.

На Русі цеглу впізнали приблизно в IV столітті. З нього зводили стіни фортець, храми, тереми, клали печі. У XI-XII століттях застосовували тонкі, дуже важкі плити різних розмірів – плінфи. А в XV столітті з'явилася цегла, схожа на сучасну, - у формі бруска. Саме в цей час і розпочався розквіт «цегляної справи». У 1475 році до Москви з Італії було запрошено архітектора Аристотеля Фіораванті для будівництва Кремля. А почав він будувати не сам Кремль, а фабрику з особливою печією. Незабаром вона почала давати чудову цеглу. На честь архітектора його прозвали «Арістотелєва цегла». З такого «глиняного каменю» було зведено також Новгородський і Казанський кремль, собор Василя Блаженного та багато інших видатних споруд.

За Петра 1 якість цегли оцінювалося дуже суворо. Привезену на будівництво партію цегли просто звалювали з воза: якщо при цьому розбивалося понад 3 штуки, то вся партія бракувалася.

ну, сушили тільки влітку, обпалювали в печах-часівках, викладених з висушеної цегли-сирцю. У середині 19 століття було побудовано кільцеву випалювальну піч та стрічковий прес, що зумовили переворот у техніці виробництва цегли. У цей час з'явилися глинообробні машини бігуни, в'яльці, глиномялки. Перші машини для виробництва цегли працювали на паровій тязі, а як паливо для випалу цегли використовувалося дерево або вугілля. У наш час понад 80% усієї цегли виробляють підприємства цілорічної дії, серед яких є великі механізовані заводи, продуктивністю понад 200 млн. шт. на рік.

Сучасні розробки дозволили розширити асортимент цегли та довести цей будівельний матеріал до досконалості за зовнішніми та техніко-технологічними параметрами. Цегла, що використовується сьогодні, має всі властивості натурального каменю, тобто, в першу чергу міцністю, водо- і морозостійкістю.

Морозостійкість - це параметр, що вказує, скільки разів цегла витримала випробування на замерзання та відтавання (цикл) у випробувальній термокамері. Зазвичай застосовують наступне формулювання "морозостійкість щонайменше… (25-50) циклів".

Ще один параметр керамічної цеглини - порожнеча. У маркуванні зазвичай вказують, повнотіла цегла чи ефективний, тобто. чи містить його тіло порожнечі як наскрізних отворів різної форми. Зовнішні стіни, викладені з такої цегли, тепліші, ніж стіни з повнотілої, тому що порожнечі в цегли зменшують теплопровідність матеріалу. Зауважимо, що на міцність цегли порожнеча зовсім не впливає! Але при будівництві печей ефективну цеглу використовувати не можна, годиться тільки повнотіла.

Цегляне виробництво досягло великої видової різноманітності продукту в залежності від кінцевої мети його використання: пустотіла і покрита спеціальними полімерами, колота повнотіла і лицьова з рельєфною поверхнею, цегла, пофарбована в об'ємі і т.д. Різноманітність разом з характеристиками міцності зробило цеглу одним з лідерів у галузі зведення не тільки багатоповерхових будинків у місті, а й приватних будівель за його межами. Сьогодні все більше людей, які прагнуть жити далеко від шуму і суєти, вибирає як матеріал для будівництва власного житла саме цеглу. Це і зрозуміло, адже він найбільш довговічний та ідеально тримає тепло. Крім того, цегла - екологічно чистий матеріал, що відповідає всім сучасним стандартам будівництва.

Еволюціонуючи протягом тисячоліть, цегла зберегла всі свої переваги. І в наш час, як у давнину, коли цеглу виготовляли з мулистого грунту з додаванням подрібненої соломи, і пізніше, коли сировиною для нього стали легкоплавкі глини та суглинки, в які підмішували пісок, тирсу, золу та інші мінеральні компоненти, основою "цегляного" тіста" є глина, вода та пісок.

Технічний прогрес лише удосконалив цінні природні властивості цього матеріалу, зробивши його твердішим і міцнішим.

Лицьова (облицювальна, фасадна, оздоблювальна) цегла має високу якість поверхні і чітку правильну геометрію. Крім того, є численні варіанти поверхонь обробки цегли (гладка, хвиляста, шорстка, "під антик" і т.д.). Шви в такій кладці виконуються як на звичайних, так і на кольорових розчинах кладки. Використання фасадної цегли дозволяє створити самобутню архітектурну подобу, що гармонійно поєднується з забарвленням покрівлі, вікон, з пейзажем - навколишнім середовищем. Заводи випускають кілька типів облицювальної цегли:
глазурований (зі склоподібним кольоровим шаром, що утворюється при випаленні), має характерний блиск;
ангобований (декоративний шар із спеціально підібраного декоративного глиняного складу);
двошаровий (рівномірно обпалений шар кольорової глини, що наноситься на сирець (ложкова та тичкова грані)), має товщину близько 3 -5 мм - офактурений.

Як відомо, зовнішній вигляд облицювальної цегли з плином часу та під дією сонячного ультрафіолетового випромінювання постійно покращує свої властивості. Кольори стають яскравішими, міцність збільшується.

Є певна камінна цегла - це теж цегла високої якості, але поверхня її може бути не гладкою, а мати рельєфну, геометрично правильний малюнок. Наступний вид цеглини - фасонний, тобто. його форма - не паралелепіпед. Він може бути кутовий, напівкруглий або П-подібний. Цей полегшує роботу мулярів зі зведення цегляної кладки з овальними обрисами, заокругленими кутами, особливими рішеннями обрамлень вікон, карнизів тощо. При цьому якість фасонної цегли не гірша, ніж у лицьової.

Мостова та фасадна клінкерна цегла, вперше отримана в Голландії ще на початку XIX століття, сьогодні широко затребувана в багатьох країнах Європи. Зростання котеджного будівництва та елітного житла, яке спостерігається останніми роками в Росії, робить його необхідним будівельним матеріалом і у нас.

Клінкерна цегла народжується із союзу чотирьох стихій: землі, води, вогню та повітря. Це екологічно чистий матеріал, отриманий внаслідок високотемпературного випалу пластичних глин добірної якості. Процес триває до повного спікання. В результаті виходить цегла без включень та порожнеч. Така технологія гарантує йому високу міцність та довговічність. Клінкер широко використовується для мощення доріжок, облицювання цоколів та фасадів. Автомобільні паркування та під'їзди до гаражів, відкриті тераси, сходові каскади, водостоки, внутрішні дворики - скрізь він знаходить собі застосування, чудово поєднуючись із зеленню газону та архітектурними деталями садового ландшафту.

Клінкер з легкістю витримує навіть найнесприятливіші погодні умови, зберігаючи свій природний колір і не вимагаючи додаткових коштів на підтримку його у відмінному стані протягом десятиліть. Різноманітність кольорів, фактур та розмірів клінкеру (асортимент налічує понад 300 різних варіантів) дозволяє втілювати найнеймовірніші архітектурні фантазії. Широка кольорова гама досягається зміною технології випалу: регулювання температури та об'єму подачі повітря. Вогняні нюанси червоного, сяючий жовтий, чистий білий або коричнево-блакитний - все це клінкер, дивовижний і неповторний!

Воістину, клінкер – матеріал нового тисячоліття. Легкість обробки, підвищена зносостійкість, низька пористість, абсолютна морозостійкість - всі ці показники набагато перевищують європейські та російські стандарти, що діють сьогодні.

У світі будівельники мають свій "цегляний" рейтинг. Наприклад, у першу п'ятірку входить цегла німецького та голландського виробництва. І так само високо цінується бельгійська цегла. У Бельгії є свої кар'єри та заводи, які виробляють справжню керамічну цеглу, не пресовану - її обпалюють, як посуд з порцеляни. Він ще називається hand forme - ручного формування. Звичайно, зараз ту роботу, яку люди робили своїми руками, виконують машини. Але його виробництво не порівняти зі звичайним процесом, коли на стрічці повзе "ковбаса" із сировини, і автомат її просто ріже дротом.

Хороша цегла відрізняється тим, що її якість однорідна. Вся партія, яка замовлена для будівництва будинку, чи то котедж чи багатоповерхова будівля, буде виконана як єдине ціле. Бельгійська цегла відрізняється широкою гамою кольору та фактури. Вони мають чотири типи розміру, в тому числі й зовсім вузьку цеглу, з якої в Європі будують не тільки котеджі та багатоквартирні будинки, а й костели. Бельгійські виробники випускають цеглу кількох серій: в одній - цегла однорідного кольору, в іншій - є вкраплення-родзинки (такою цеглою добре прикрашати фасади), у третій - цегла такого складного, "вібруючого" кольору, що його навіть описати важко. Є серія "Ностальжі" - цегла з неї виглядає так, ніби її вийняли зі стіни трисотрічної давності. І колір у бельгійської цегли може бути який завгодно: є не тільки маса відтінків червоного та рожевого, а й чорний, і білий.

Так, в одній з тюркських мов, казахській, слово қирозначає "грань", а слово піш- "пекти". Це тим, що у тюрків рано зародилася металургія й у виплавки заліза використовувалися печі, складені з вогнетривкої цегли. До цегли на Русі використовувалася плінфа(наприклад, при відвідуванні Іваном Грозним недобудованого Софійського собору у Вологді на нього впала плінфа: «як із склепіння туповатова впадала плінфачервона»). «Плінфа» - тонка та широка глиняна пластина, товщиною приблизно 2,5 см. Виготовлялася у спеціальних дерев'яних формах. Плінфа сушилася 10-14 днів, потім її обпікали у печі. На багатьох плінфах знаходять тавра, які вважаються таврами виробника. Хоча аж до нашого часу широке поширення мала в багатьох країнах необпалена цегла-сирець, часто з додаванням в глину різаної соломи, застосування в будівництві обпаленої цегли також походить від глибокої давнини (побудови в Єгипті, 3-2 тисячоліття до н.е.). Особливо важливу роль відігравала цегла в архітектурі Месопотамії та Стародавнього Риму, де з цегли (45×30×10 см) викладали складні конструкції, у тому числі арки, склепіння тощо. Форма цегли в Стародавньому Римі варіювалася, використовувалися в тому числі прямокутні, трикутні і круглі в плані цеглини, прямокутні плити цегли радіально розрізали на 6-8 частин, що дозволяло з трикутних шматків, що вийшло, класти більш міцну і фігурну клад.

Стандартна обпалена цегла використовувалася на Русі з кінця XV століття. Яскравим прикладом стало будівництво стін і храмів Московського Кремля за часів Іоанна III, яким завідували італійські майстри. « … і цегляну піч влаштували за Андроніковим монастирем, у Калітникові, в чому опалювати цеглу і як робити, нашої Руської цегли вже та довгастіший і твердіший, коли його потрібно ламати, то водою розмочують. Вапно ж густо мотиками наказали заважати, як на ранок засохне, то й ножем неможливо розколупити».

Звична ж нам цегла прямокутної форми (його зручніше було тримати в руці) з'явилася в Англії в XVI-віці.

Розміри

0,7 НФ («Євро») – 250×85×65 мм;
1,3 НФ (модульний одинарний) – 288×138×65 мм.

Неповномірний (частина):

3/4 – 180 мм;
1/2 – 120 мм;
1/4 – 60-65 мм.

Назви сторін

Відповідно до ГОСТ 530-2012, грані цегли мають такі назви:

Види цегли та їх переваги

Цегла ділиться на дві великі групи: червоний та білий. Червона цегла складається в основному з глини, біла - з піску і вапна. Суміш останнього була названа силікатною, а звідси і силікатна цегла.

Силікатна цегла

«Готувати» силікатну цеглу стало можливим лише після розвитку нових принципів виробництва штучних будівельних матеріалів. В основі такого виготовлення закладено так званий автоклавний синтез: 9 часток кварцового піску, 1 частка повітряного вапна та добавки після напівсухого пресування (в такий спосіб, створюється форма цегли) піддаються автоклавній обробці (вплив водяної пари при температурі 170-200 °С і тиску 8- 12 атм.). Якщо до цієї суміші додаються атмосферостійкі, лугостійкі пігменти, то виходить кольорова силікатна цегла.

Переваги силікатної цегли

Недоліки силікатної цегли

Серйозним недоліком силікатної цегли є знижена водостійкість і жаростійкість, тому його не можна використовувати в конструкціях, що піддаються впливу води (фундаменти, каналізаційні колодязі та ін) та високих температур (печі, димові труби та ін).

Застосування силікатної цегли

Силікатна цегла зазвичай застосовується для зведення несучих та самонесучих стін та перегородок, одноповерхових та багатоповерхових будівель та споруд, внутрішніх перегородок, заповнення порожнин у монолітно-бетонних конструкціях, зовнішньої частини димових труб.

Керамічна цегла

Керамічна цегла зазвичай застосовується для зведення несучих та самонесучих стін та перегородок, одноповерхових та багатоповерхових будівель та споруд, внутрішніх перегородок, заповнення порожнеч у монолітно-бетонних конструкціях, кладки фундаментів, внутрішньої частини димових труб, промислових та побутових печей.

Керамічна цегла підрозділяється на рядову (будівельну) та лицьову. Останній застосовується практично у всіх галузях будівництва.

Лицьова цегла виготовляється за спеціальною технологією, яка надає йому безліч переваг. Лицьова цегла повинна бути не тільки красивою, а й надійною. Лицьова цегла зазвичай застосовується при зведенні нових будівель, але також з успіхом може бути використана і в різних реставраційних роботах. Його використовують при облицювання цоколів будівель, стін, парканів, для внутрішнього дизайну.

Переваги керамічної рядової цегли

Міцний та зносостійкий.Керамічна цегла має високу морозостійкість, що підтверджується багаторічним досвідом її застосування в будівництві.
Хороша звукоізоляція- стіни з керамічної цегли, як правило, відповідають вимогам [СП] 51.13330.2011 «Захист від шуму».
Низьке вологопоглинання(менше 14 %, а для клінкерної цегли цей показник може досягати 3 %) - Більш того, керамічна цегла швидко висихає.
ЕкологічністьКерамічна цегла виготовлена з екологічно чистої натуральної сировини - глини, за технологією, знайомою людству десятки століть. Під час експлуатації споруджених з нього будівель червона цегла не виділяє шкідливих для людини речовин, таких як газ радон.
Стійкість майже до всіх кліматичних умов, що дозволяє зберігати надійність та зовнішній вигляд.
Висока міцність(15 МПа та вище - 150 атм.).
Висока щільність(1950 кг/м³, до 2000 кг/м³ при ручному формуванні).

Переваги керамічної облицювальної цегли

Морозостійкість.Облицювальна цегла має високу морозостійкість, а для північного клімату це особливо важливо. Морозостійкість цегли є поряд із міцністю найважливішим показником її довговічності. Керамічна облицювальна цегла ідеально підходить для російського клімату.
Міцність та стійкість. Завдяки високій міцності та малому об'єму пористості кладка, що зводиться з облицювальних виробів, відрізняється високою міцністю та вражаючою стійкістю до впливу навколишнього середовища.
Різна фактура та кольорова гама.Діапазон різних форм та кольорів облицювальної цегли дає можливість створення імітації старовинних споруд при зведенні сучасного будинку, а також дозволить відшкодувати втрачені фрагменти фасадів старовинних котеджів.

Недоліки керамічної цегли

Висока ціна. У зв'язку з тим, що керамічна цегла вимагає кілька етапів обробки, її ціна досить висока, порівняно з ціною силікатної цегли.
Можливість появи висолів. На відміну від силікатної цегли, керамічна цегла «вимагає» якісний розчин, інакше можуть з'являтися висоли.
Необхідність купувати всю необхідну облицювальну цеглу з однієї партії. Якщо облицювальна керамічна цегла купується з різних партій, можуть виникнути проблеми з тоном.

Технологія виробництва

До XIX століття техніка виробництва цегли залишалася примітивною та трудомісткою. Формували цеглу вручну, сушили виключно влітку, а обпікали в печах-часах для підлоги, викладених з висушеної цегли-сирцю. У середині ХІХ століття було побудовано кільцева обпалювальна піч, і навіть стрічковий прес, що зумовили переворот у техніці виробництва. Наприкінці ХІХ століття почали будувати сушарки. У цей час з'явилися глинообробні машини: бігуни, вальці, глиномялки.

У наш час понад 80 % усієї цегли виробляють підприємства цілорічної дії, серед яких є великі механізовані заводи, продуктивністю понад 200 млн штук на рік.

Організація цегельного виробництва

Керамічна цегла

Необхідне створення умов забезпечення основних параметрів виробництва:

постійного чи середнього складу глини;
рівномірної роботи виробництва.

У цегляному виробництві результату досягають лише після тривалих експериментів з режимами сушіння та випалу. Ця робота повинна проводитись за постійних основних параметрів виробництва.

Глина

Хороша (лицьова) керамічна цегла виробляється з глини, добутої дрібною фракцією з постійним складом мінералів. Родовища з однорідним складом мінералів і багатометровим шаром глини, придатним для видобутку одноковшовим екскаватором, дуже рідкісні і майже всі розроблені.

Більшість родовищ містить багатошарову глину, тому найкращими механізмами, здатними при видобутку робити глину середнього складу, вважаються багатоковшовий та роторний екскаватори. Працюючи вони зрізають глину за висотою вибою, подрібнюють її, і за змішуванні виходить середній склад. Інші типи екскаваторів не змішують глину, а видобувають її брилами.

Постійний чи середній склад глини необхідний підбору постійних режимів сушіння і випалення. Для кожного складу потрібен свій режим сушіння та випалу. Один раз підібрані режими дозволяють отримувати високоякісну цеглу із сушарки та печі роками.

Якісний та кількісний склад родовища з'ясовується внаслідок розвідки родовища. Тільки розвідка з'ясовує мінеральний склад: які пилуваті суглинки, легкоплавкі глини, глини тугоплавкі і т. д. містяться в родовищі.

Найкращими глинами для виробництва цегли є ті глини, які не вимагають добавок. Для виробництва цегли зазвичай використовується глина, яка непридатна для інших керамічних виробів.

Сушарки камерні

Сушарки завантажуються цеглою повністю, і в них поступово змінюється температура та вологість по всьому об'єму сушарки, відповідно до заданої кривої сушіння виробів.

Сушарки тунельні

Сушарки завантажуються поступово та рівномірно. Вагонетки з цеглою просуваються через сушарку і послідовно проходять зони з різною температурою і вологістю. Тунельні сушарки найкраще застосовувати для сушіння цеглини із сировини середнього складу. Застосовуються під час виробництва однотипних виробів будівельної кераміки. Дуже добре «тримають» режим сушіння при постійному та рівномірному завантаженні цегли-сирцю.

Процес сушіння

Глина - це суміш мінералів, що складається за масою більш ніж на 50% частинок до 0,01 мм. До тонких глини відносяться частинки менше 0,2 мкм, до середніх 0,2-0,5 мкм і крупнозернистих 0,5-2 мкм. В обсязі цегли-сирцю є безліч капілярів складної конфігурації та різних розмірів, утворених глинистими частинками при формуванні.

Глини дають з водою масу, яка після висихання зберігає форму, а після випалу набуває властивостей каменю. Пластичність пояснюється проникненням води, гарного природного розчинника між окремими частинками мінералів глини. Властивості глини з водою важливі при формуванні та сушінні цегли, а хімічний склад визначає властивості виробів під час випалу та після випалу.

Чутливість глини до сушіння залежить від відсоткового співвідношення «глинистих» та «піщаних» частинок. Чим більше в глині «глинистих» частинок, тим важче видалити воду з цегли-сирцю без утворення тріщин при сушінні і тим більша міцність цегли після випалу. Придатність глини для цегли визначається лабораторними випробуваннями.

Якщо на початку сушарки у сирці утворюється багато парів води, то їх тиск може перевищити межу міцності сирцю та з'явиться тріщина. Тому температура в першій зоні сушарки має бути такою, щоб тиск парів води не руйнував сирець. У третій зоні сушарки міцність сирцю достатня підвищення температури і збільшення швидкості сушіння.

Режимні властивості сушіння виробів на заводах залежать від властивостей сировини та конфігурації виробів. Існуючі на заводах режими сушіння не можна розглядати як незмінні та оптимальні. Практика багатьох заводів показує, що тривалість сушіння можна значно скорочувати, використовуючи методи прискорення зовнішньої та внутрішньої дифузії вологи у виробах.

Крім того, не можна не враховувати властивості глиняної сировини конкретного родовища. Саме в цьому полягає завдання заводських технологів. Потрібно підібрати таку продуктивність лінії формування цегли та режими роботи сушарки цегли, при яких забезпечується висока якість сирцю при максимально досяжній продуктивності цегельного заводу.

Процес випалення

Глина представляє суміш легкоплавких та тугоплавких мінералів. При випалюванні легкоплавкі мінерали зв'язують і частково розчиняють тугоплавкі мінерали. Структура та міцність цегли після випалу визначається відсотковим співвідношенням легкоплавких та тугоплавких мінералів, температурою та тривалістю випалу.

У процесі випалу керамічної цегли легкоплавкі мінерали утворюють склоподібну, а тугоплавку кристалічну фази. З підвищенням температури все більш тугоплавкі мінерали переходять у розплав, зростає вміст склофази. Зі збільшенням вмісту склофази підвищується морозостійкість та знижується міцність керамічної цегли.

При збільшенні тривалості випалу зростає процес дифузії між склоподібною та кристалічною фазами. У місцях дифузії виникають великі механічні напруги, так як коефіцієнт термічного розширення тугоплавких мінералів більше коефіцієнта термічного розширення легкоплавких мінералів, що призводить до різкого зниження міцності.

Після випалу при температурі 950-1050 ° C частка склоподібної фази в керамічному цеглі повинна становити не більше 8-10%. У процесі випалу підбираються такі температурні режими випалу та тривалість випалу, щоб усі ці складні фізико-хімічні процеси забезпечували максимальну міцність керамічної цегли.

Силікатна цегла

Пісок

Основним компонентом силікатної цеглини (85-90 % за масою) є пісок, тому заводи силікатної цеглини розміщують, як правило, поблизу родовищ піску, і піщані кар'єри є частиною підприємств. Склад та властивості піску визначають багато в чому характер та особливості технології силікатної цегли.

Пісок - це пухке скупчення насіння різного мінерального складу розміром 0,1 - 5 мм. За походженням піски поділяють на природні та штучні. Останні, у свою чергу, поділяють на відходи при дробленні гірських порід (хвости від збагачення руд, висівки щебеневих кар'єрів тощо), подрібнені відходи від спалювання палива (пісок з паливних шлаків), подрібнені відходи металургії (піски з доменних та ватержакетних) шлаків).

Форма і характер поверхні зерен піску мають велике значення для формування силікатної суміші і міцності сирцю, а також впливають на швидкість реакції з вапном, що починається під час автоклавної обробки на поверхні піщин.

При грубій шихтуванні пісків у кар'єрі перевіряють, в якій пропорції завантажують вагонетки або автосамоскиди пісками різної крупності в кожному вибої. За наявності кількох приймальних бункерів для різних фракцій піску необхідно перевіряти задану пропорцію пісків у шихті за кількістю живильників однакової продуктивності, що одночасно вивантажують піски різної крупності.

Пісок, що надходить із вибою до його вживання у виробництво, повинен бути відсіяний від сторонніх домішок - каменів, грудочок глини, гілок, металевих предметів тощо. барабанні гуркіти.

Вапно

Вапно є другою складовою сировинної суміші, необхідної для виготовлення силікатної цегли.

Сировиною для вапна є карбонатні породи, що містять не менше 95 % вуглекислого кальцію CaCO3. До них відносяться вапняк щільний, вапняковий туф, вапняк-черепашник, крейда, мармур. Всі ці матеріали являють собою осадову гірську породу, що утворилася головним чином відкладення на дні морських басейнів продуктів життєдіяльності тварин організмів.

Вапняк складається з вапняного шпату-кальциту та деякої кількості різних домішок: вуглекислого магнію, солей заліза, глини та ін. Від цих домішок залежить фарбування вапняку. Зазвичай він буває білим чи різних відтінків сірого та жовтого кольору. Якщо вміст глини у вапняках понад 20 %, всі вони звуться мергелів. Вапняки з великим вмістом вуглекислого магнію називаються доломітами.

Мергель є вапняно-глинистою породою, що містить від 30 до 65% глинистої речовини. Отже, наявність у ньому вуглекислого кальцію становить лише 35 – 70 %. Зрозуміло, що мергелі зовсім не придатні для виготовлення вапна і тому не застосовуються для цієї мети.

Доломіти, так само як вапняки, відносяться до карбонатних гірських пород, що складаються з мінералу доломіту (СаСО3*МgСО3). Оскільки вміст у яких вуглекислого кальцію менше 55 %, то випалу на вапно вони також непридатні. При випаленні вапняку на вапно використовують лише чисті вапняки, які містять великої кількості шкідливих домішок як глини, окису магнію та інших.

За розмірами шматків вапняки для випалення на вапно поділяються на великі, середні та дрібні. Зміст дрібниці у вапняку визначають, просіюючи породу через гуркіт.

Основним в'язким матеріалом для виробництва силікатних виробів є будівельне повітряне вапно. За хімічним складом вапно складається з окису кальцію (СаО) з домішкою деякої кількості окису магнію (МgО).

Розрізняють два види вапна: негашений і гашений; на заводах силікатної цегли застосовується негашене вапно. При випаленні вапняк під впливом високої температури розкладається на вуглекислий газ і окис кальцію і втрачає 44% своєї початкової ваги. Після випалу вапняку виходить вапно комова (кипілка), що має сірувато-білий, іноді жовтуватий колір.

При взаємодії комової вапна з водою відбуваються реакції гідратації СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2 або, інакше - гасіння вапна. Реакції гідратації окису кальцію та магнію йдуть із виділенням тепла. Комова вапно (кипілка) в процесі гідратації збільшується в об'ємі і утворює пухку, білого кольору, легку порошкоподібну масу гідрату окису кальцію Са(ОН)2. Для повного гасіння вапна необхідно додавати до неї води не менше 69%, тобто на кожен кілограм негашеного вапна близько 700 г води. В результаті виходить досконале сухе гашене вапно (пушонка). Її також називають повітряним вапном. Якщо гасити вапно із надлишком води, виходить вапняне тісто.

Вапно потрібно зберігати лише у критих складських приміщеннях, що оберігають її від впливу вологи. Не рекомендується тривалий час зберігати вапно на повітрі, тому що в ньому завжди міститься невелика кількість вологи, яка гасить вапно. Зміст повітря вуглекислого газу призводить до карбонізації вапна, тобто з'єднанню з вуглекислим газом і тим самим частковому зниженню її активності.

Силікатна маса

Вапняно-піщану суміш готують двома способами: барабанним та силосним.

Силосний спосіб приготування маси має значні економічні переваги перед барабанним, так як при силосуванні маси на гасіння вапна не витрачається пара. Крім того, технологія силосного способу виробництва значно простіша за технологію барабанного способу. Підготовлені вапно та пісок безперервно подаються живильниками в заданому співвідношенні в одновальну мішалку безперервної дії та зволожуються водою. Перемішана та зволожена маса надходить у силоси, де витримується від 4 до 10 годин, протягом яких вапно гаситься.

Силос є циліндричною посудиною з листової сталі або залізобетону; висота силосу 8 – 10 м, діаметр 3,5 – 4 м. У нижній частині силос має конусоподібну форму. Силос розвантажується за допомогою тарілчастого живильника на стрічковий транспортер. При цьому відбувається велике виділення пилу.

При вилежуванні силосах маса часто утворює склепіння; причина цього - відносно високий рівень вологості маси, а також ущільнення і часткове твердіння її при виляганні. Найчастіше склепіння утворюються в нижніх шарах маси, біля основи силосу. Для кращого розвантаження силосу необхідно зберігати меншу вологість маси. Силоси розвантажуються задовільно лише за вологості маси 2 - 3 %. Силосна маса при розвантаженні більше порошить, ніж маса, отримана барабанним способом; звідси важчі умови до роботи обслуговуючого персоналу.

Робота силосу протікає так: усередині силос розділений перегородками втричі секції. Маса засипається в одну з секцій протягом 2,5 години, стільки ж потрібно і для розвантаження секції. На момент заповнення силосу нижній шар встигає вилежати протягом того часу, тобто близько 2,5 годин. Потім секція вистоюється 2,5 години і після цього її розвантажують. Таким чином нижній шар гаситься близько 5 годин.

Так як розвантаження силосів відбувається тільки знизу, а проміжок між розвантаженнями становить 2,5 години, то всі наступні шари також витримуються протягом 5 годин в безперервно діючих силосах.

Пресування цегли-сирцю

На якість цегли та її міцність найбільше впливає тиск, якому піддається силікатна маса під час пресування. Внаслідок пресування відбувається ущільнення силікатної маси.

Історія цеглини почалася дуже давно, з того самого часу, коли люди стали обпалювати посуд. Саме тоді було започатковано і сучасне керамічне виробництво.

Стародавня Єгипетська цегляна будова

Особливу гордість викликає цегляне будівництво Стародавнього Єгипту та Месопотамії, які створювали складні елементи конструкцій. Візьмемо, наприклад, Вавилонську вежу, яка є однією із семи чудес світу. Її залишки були виявлені на стику епох (19-го та 20-го століть). Це була цегляна споруда в сім ярусів, облицювання його стін було зроблено блакитною глазурованою цеглою. Можна припустити, що тисячі років тому на Сході вже існували технології, які дозволяли виготовляти та обпалювати цеглу різних видів, аналогічних сучасним рядовим та лицьовим. Але в античності бідні люди будували свої житла з цегли, висушеної на сонці, а не з обпаленої. Напевно, згодом техніку якось втратили.

Цеглини зустрічалися різні:

необпалені, тобто висушені сонцем;
обпалені в печі для випалу.

Перший вид цегли – це глиняні сирці. Спеціальних знань для виготовлення такого будівельного матеріалу не було потрібно. Він досі застосовується у деяких країнах світу.

Існують різні версії його появи.

Глиняний сирець. Виготовлення.

Нестача такої цегли-сирцю – вплив дощу на нього. За припущеннями вчених, така цегла виходила з глиняної маси, яка збивалася в грудки після того, як річка затоплювала береги. У міру висихання води глина, бруд і солома, що збилися в грудки, залишалися біля краю берега, а сонце їх висушувало. Бувало, що в масу додавали ще й смолу. У такій цеглині могло бути від 20 відсотків глини до сімдесяти п'яти.

Сучасні цегельні заводи видобувають глину із глибини, ретельно змішуючи з піском. Але раніше люди віддавали перевагу покладам на поверхні, в них уже знаходилася і глина, і пісок у певному співвідношенні. Виробники цегли тоді перевіряли глину, скуштувавши її на смак. Від наявності цегляної глини залежало рішення щодо проведення будівництва в конкретному районі.

При виявленні відповідного сорту глини її звільняли від камінців, щоб вони не ускладнювали нарізку цегляної продукції, а при випаленні не луснули. Коли глина була готова, її змішували з водою та формували.

Завдяки випалу цегла ставала міцною, набувала якості каменю. Але відрізнялися тим, що їм легше було надати потрібної форми.

Випалення цегли – складний процес виробництва

Після випалу цегла набуває водостійкості. Випалення – не такий вже простий процес. Помістивши цеглу у вогонь, міцною вона не стане. До досягнення конкретного ступеня спікання має бути постійна температура (900–1 150 градусів за Цельсієм) протягом кількох годин (8–15). Температура залежить від сорту глини, що використовується. Щоб не виникло тріщин, після випалу потрібне повільне охолодження.

Випалення цегли

Якщо цегла обпалена мало, то вона стає м'якою і кришиться. Якщо занадто сильно - втрачають при випалюванні свою форму і можуть сплавитися в склоподібну речовину. Для правильного випалу має бути піч, у якій постійно підтримуватиметься необхідна температура.

Найпоширенішою цегляною формою був квадрат, у якого сторони по 30 та 60 сантиметрів, а товщина – від 3 до 9 сантиметрів. Їх називали плінфами (слово прийшло з грецької). У Стародавній Греції та Візантії вони мали великий попит. Плінфа була схожа на плаский брусок. У нашому сприйнятті більше нагадує плитку, ніж цегла.

Коли цегла з'явилася на Русі

Давня Русь дізналася про цеглу завдяки візантійській культурі. Будівельники з Візантії привезли та розкрили секрет виробництва цегли. Приїхали вони разом з іншими майстрами, вченими та священиками у 988 році після хрещення Русі. Першою цегляною спорудою стала тут десятинна церква у Києві. Перші цегляні будови в Москві з'явилися в 1450, і лише через 25 років звели перший завод в Росії (1475), що виробляла цеглу. До цього цеглу робили переважно при монастирях. У 1485 р. почалася перебудова Московського Кремля, де й застосували цеглу. Будівництвом кремлівських стін та храмів керували італійські майстри. Наступним етапом стало зведення цегляного Кремля в Нижньому Новгороді (1500). Схожий був побудований у Тулі у 1520 році.

Петро I, Петербург та цегельні заводи

У Петербурзі серед перших цегляних будинків опинилися палати адміралтейського радника Кікіна, побудовані в 1707 році. Через три роки на Троїцькій площі – будинок канцлера Г. П. Головіна (1710). Наступного року спорудили палац Наталії Олексіївни, царівни, сестри Петра I. Далі – будівництво Зимового та Літнього палаців самого Петра I (1712). Досить довго, протягом семи років робили будівництво Палацу Меньшикова. Декілька разів він перебудовувався. Але, незважаючи ні на що, первісний вигляд його було збережено. Нині – це музей, філія Державного Ермітажу.

Перша Російська цегла. Петро 1

Петро I своїм указом дозволив будівництво нових цегельних заводів, у яких виробники повинні були ставити тавра на свою цеглу для того, щоб легше було знайти бракоробів. Адже міцність цього будівельного матеріалу визначалася дуже просто. Усю партію продукції скидали з воза. Якщо хоча б три цеглини розбивалися, то вся продукція вважалася неякісною. Цегляне виробництво розвивалося, по всій Росії збирали майстрів. У той же час була заборона на будівництво кам'яних будівель в інших містах. Тим, хто порушив цей указ, існувала загроза відправлення на заслання та конфіскація майна. Багато мулярів у пошуку роботи приходили до Петербурга. Всякий, хто входив або в'їжджав, повинен був залишити цеглу, так звану перепустку в місто. Саме на це і розраховував Петро I. Є припущення, що Кам'яний провулок був збудований із привезеної та принесеної цегли.

Як розвивалася цегляна промисловість

Технологічне виробництво цегли залишалося примітивним і трудомістким до 19 століття. Формуванням цегли займалися вручну, сушили її тільки влітку, випал проводили в підлогових печах-часівках, викладені які були з висушеної цегли-сирцю.

Ще одна таврована цегла

У середині 19 століття активно почала розвиватися цегляна промисловість. З'являються сучасні заводи, які виробляють цеглу нашого часу. Сьогодні з упевненістю можна сказати, що випуск цегли широкий і різноманітний: випускаються понад п'ятнадцять тисяч різних поєднань, форм, розмірів, фактур поверхні та кольорів. А також цегла може бути і пустотілою, керамічною, з теплозахисними властивостями, рядовою, фасонною, лицьовою, камінною, одинарною, подвійною, потовщеною та іншими. І збудувати відповідно з нього можна все, що завгодно: від простого стовпа до висотної будівлі незвичайної форми… З ним зручно працювати, він вважається міцним матеріалом, довговічним, красивим та екологічним.

Історія стародавньогостаровинної цегли

Небагато будівельних матеріалів могли б змагатися з давнини з глиною. Її освоєння людиною тривало не одне тисячоліття. Вік найдавніших предметів із обпаленої глини, знайдених у Словаччині, на стоянці часів палеоліту становить близько 24 тисяч років. Вироби з обпаленої глини позначаються терміном «кераміка», а найважливішим продуктом у гончарній справі є цегла. У будівництві обпалена цегла застосовується з давніх часів. Тому прикладом єгипетські споруди, зведені у третьому та другому тисячоліттях до н.е. Цегла, як будівельний матеріал, згадується у Біблії: «І сказали один одному: наробимо цегли та обпалимо вогнем. І стали в них цегли замість каменів» (Старий заповіт. Буття. Гол. 11:3). Велике значення цегла мала для зодчества Межиріччя та Стародавнього Риму, де з нього викладали арки, склепіння та інші складні конструкції. У Єгипті та Месопотамії цеглу вміли обпалювати ще за три тисячоліття до нашої ери. Поступово цегла була витіснена керамічною. Тому причиною – низька водостійкість. Керамічна цегла була більш надійною і довговічною. Виходить він шляхом випалу сирцевого. За даними, залишеними Геродотом, за часів, коли Вавилоном правив цар Навуходоносор (VI століття до н.е.), це місто було одним з найбільших і найкрасивіших у світі, що багато в чому зобов'язує керамічну цеглу. В описі прообразу Вавилонської вежі, семіярусного храму, Геродот зазначив, що облицьований храм був блакитною глазурованою цеглою. Місто-держава Ур, розташоване в Межиріччі, було обнесене стіною з необпаленої цегли, ширина якої була 27 метрів. Ур був столицею Південної Месопотамії початку II тисячоліття до зв. е. Своєрідну форму мала цегла в Стародавньому Сході. Він носив форму глиняних пляшок і був схожим на сучасні буханці білого хліба. Найпоширенішою формою найдавнішої цегли був квадрат зі сторонами 30-60 см і товщиною 3-9 см. Такі цеглини використовувалися в Стародавній Греції та Візантії, і називалися вони плінфа, що в перекладі з грецької означає «цегла».

Історія створення старовинної цегли в Росії

Поява в Х столітті на давній Русі цегли відбулася завдяки візантійській культурі. Масово його застосовувати стали з кінця сторіччя. Секрет виробництва цегли привезли із собою візантійські будівельники, які приїхали разом із священиками, вченими та іншими майстрами після хрещення 988 року. Десятинна церква у Києві стала першою цегляною будовою у давній Русі. Спорудження перших цегляних будинків у Москві було зроблено в 1450, а перший цегельний завод в Росії був побудований в 1475 році. Насамперед цегла вироблялася в основному при монастирях. Він застосовувався при розбудові Московського Кремля у 1485-1495 рр. Прикладом цього стало будівництво кремлівських стін та храмів, яке велося під керівництвом італійських майстрів. У 1500 році цегляний Кремль був зведений у Нижньому Новгороді, через 20 років ідентичний збудували в Тулі, а в 1424 році, в Московській області, було збудовано Новодівичий монастир.

Зодчі древньої Русі широко використовували плінфу розміром 40х40 см і 2,5-4 см завтовшки. Приміром, будівництво Софійського собору у Києві відбувалося під час використання такої плінфи. Пояснює її форму та розміри простота формування, сушіння та випал «тонких» цеглин. Характерною ознакою кладки із плінфи є досить товсті шви розчину з прошарками із природного каменю після декількох рядів кладки. Використовувалася плінфа у Росії до XV в. Змінив її «арістотелів цегла», схожий за розмірами із сучасним аналогом. Протягом століть форма і розміри цегли завжди змінювалися, але головним критерієм завжди було зручність роботи з ним муляра, щоб розмір і сила руки були порівняні з цеглою. Наприклад, за російським ГОСТом вага цегли має бути не більше 4,3 кг. Стандарти сучасної цегли були встановлені в 1927 році і залишаються такими й досі: 250х120х65 мм. Кожна з граней цеглини має свою назву: найбільша називається «ліжко», бічна довга – «ложок», а найменша – «тичок». Оцінка якості будівельного матеріалу за Петра I була дуже суворою. Одним із найпростіших способів перевірки якості цегли було звалити з воза всю привезену на стійку партію, і якщо розбивалося понад три штуки, то всю партію бракували.

Першим цегляним петербурзьким будинком вважаються палати адміралтейського радника Кікіна. Збудовані вони у 1707 році. Пізніше, 1710 року, збудували будинок канцлера Г. П. Головіна, на Троїцькій площі. Потім палац Царівни Наталії Олексіївни, яка була сестрою Петра I, споруджено в 1711 році. будувався Меншиковський палац - перший великий цегляний будинок у Петербурзі. Палац багаторазово перебудовувався, проте початковий вигляд зберіг. Тепер він використовується як музей, є філією Державного Ермітажу.

Вже у XVIII столітті для виявлення бракоделів виробникам наказали таврувати свою цеглу. В 1713 за указом Петра I біля Санкт-Петербурга були побудовані нові цегельні заводи. Кожному з їхніх власників імператор дав завдання зробити якнайбільше цегли. Майстрів для роботи збирали з усієї Росії. Також за указом заборонялося будувати кам'яні будинки в інших містах країни під загрозою вилучення майна та відправки на заслання. Цей пункт був написаний спеціально для того, щоб залишити без роботи мулярів та інших майстрів, для того, що самі прийдуть забудовувати Петербург. Кожен, хто в'їжджав у місто, мав «заплатити» за проїзд цеглою, яку він привіз із собою. Є версія, що Цегляний провулок так названий тому, що в місці його розташування був склад цегли, взятої за в'їзд до міста.

Техніка виробництва цегли продовжувала залишатися примітивною та трудомісткою до XIX століття. Формування цегли вироблялося вручну, сушився він лише влітку, випал відбувався у підлогових печах-часах, які викладалися з висушеної цегли-сирцю. Середина ХІХ століття ознаменувалася початком активного розвитку цегляної промисловості, у результаті з'явилися сучасні заводи, що виробляють цеглу нашого часу. Цегла була і залишається найпопулярнішим будівельним матеріалом для різних конструкцій, будь то прості паркани, розкішні вілли або багатоповерхові будівлі. Завдяки різноманітності кольорів та форм, будови з цегли завжди мають неповторний вигляд. Зручність у роботі, міцність та довговічність цього будівельного матеріалу ще довго триматимуть його у лідерах серед будівельних матеріалів. Сьогодні у світі випускається понад 15 000 поєднань розмірів, форм, фактур поверхні та кольорів цегли. Випускаються повнотіла і пустотіла цегла, поризовані керамічні камені з підвищеними теплозахисними властивостями.

Російська царська цегла другої половини ХIХ століття зазвичай важила близько 10 фунтів, або близько 4,1 кг, і мала розміри 26-27х12-13х6-7 см. Такі габарити має будівельну старовинну цеглу цивільних і культових споруд Коломни, збудованих наприкінці ХIХ - початку Х ст. Сучасна стандартна цегла отримала свої розміри в 1927 р. і залишається такою і понині: 250х120х65 мм. Російський ГОСТ вимагає, щоб вага цегли не перевищувала 4,3 кг. Кожна грань цегли має свою назву: найбільша, на яку зазвичай кладуть цеглу, називається «ліжко», довга бічна – «ложка», а мала – «тичок». Цегла, що укладається довгою стороною вздовж стіни, утворює кладку в півцегли, ряд таких цеглин у складі складної кладки називається ложковим. Якщо цегла укладається довгою стороною поперек стіни, ряд називатиметься тичковим. Верстами називають крайні ряди цегли, які утворюють поверхню кладки. Розташовані з боку фасаду версти називаються зовнішніми, а звернені до приміщень - внутрішніми. Всі старовинні цеглини, що укладаються між внутрішньою і зовнішньою верстами, називаються забутувальною цеглою, або забутовкою.

Історично так склалося, що керамічна цегла у загальній історії будівельної індустрії світової практики знайшла надійну нішу свого застосування, в якій до сьогодні відіграє важливу та лідируючу роль. Сьогодні вже ні хто не сушить керамічну цеглу на багатті і не відповідає за якість цегли, що виробляється, своєю головою. З середини ХІХ ст. розпочався активний розвиток цегляної промисловості, результатом чого стала поява сучасних заводів із виробництва цегли. Нині понад 80% цього будівельного матеріалу виробляють підприємства цілорічної дії, серед яких є великі механізовані заводи продуктивністю понад 200 млн. шт. на рік. Кількість видів сучасної цегли важко собі уявити, настільки вона широка. Зараз у світі випускається цегла понад 15000 поєднань форм, розмірів, кольорів та фактур поверхні. Різноманітність кольорів і форм надає будовам неповторного вигляду. Цегла залишається найбільш популярним матеріалом для спорудження різних конструкцій: від простих парканів до розкішних вілл та багатоповерхових будівель. Цегла зручна в роботі, міцна і довговічна. В даний час випускається повнотіла, пустотіла цегла, поризовані керамічні камені, що володіють підвищеними теплозахисними властивостями. Повнотілі цеглини використовують, наприклад, для зведення фундаменту, а легкі пустотілі - для кладки стін. Цей давній і водночас сучасний матеріал не втратив своєї актуальності й у наші дні.

У Єгипті люди навчилися обпалювати цеглу вже за 3 тисячоліття до нашої ери, що підтверджується письменами манускриптів. Через низьку водостійкість сирцева цегла витіснялася більш довговічною керамічною, яка виходить шляхом випалу сирцевого. На зображеннях, що збереглися з часів фараонів, можна бачити, як отримували цеглу та як зводили з них будівлі. Заради справедливості треба сказати, що різниця між будовами того часу і нинішнього не дуже велика. Тільки правильність кладки стін стародавні єгиптяни перевіряли трикутником і цеглу носили на коромислах, а принцип будівництва будівель зберігся з тих пір практично без змін.