Статья на тему "Новые производственные технологии"

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Новочебоксарский политехнический техникум» Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

Методическая разработка

по стажировке в ООО «СТРОЙСЕРВИС»

Новая технология кирпичной кладки с применением нового поколения кирпича - РАУФ

Составитель:

Иванова И.П., мастер производственного обучения

2016

Современные технологии и строительные материалы, используемые при реконструкции и реставрации.

Применение нового поколения кирпича при реконструкции.

Применение кирпича в строительстве. Глина – один из древнейших строительных материалов в мире. История ее освоения человеком насчитывает несколько тысячелетий. Самые древние предметы из обожженной глины найдены на стоянке времен палеолита в Словакии. Их возраст составляет 25 тысяч лет. Термин «керамика» обозначает изделия из обожженной глины, а важнейшим продуктом гончарного ремесла был и остается кирпич.

Применение в строительстве обожженного кирпича так же восходит к глубокой древности. Об этом свидетельствуют египетские постройки, относящиеся к III-II тыс. до н. э. Важную роль играл кирпич в зодчестве Междуречья и Древнего Рима, где из кирпича выкладывали сложные конструкции: арки, своды и т. п. В центральной китайской провинции Хунань при раскопках могил династии Восточная Хань (25-220 гг. н. э.) археологи обнаружили древний кирпич, на поверхности которого была видна надпись: «Покупайте мои кирпичи. Они принесут счастье и стоят совсем не дорого».

Первой кирпичной постройкой в древней Руси была Десятинная церковь в Киеве. В Москве первые кирпичные дома сооружались в 1450 г. А в 1475 г. был построен первый в России кирпичный завод. До этого производство кирпича было в основном развито при монастырях.

Первым кирпичным домом в Санкт-Петербурге стали палаты адмиралтейского советника Кикина, построенные в 1707 г. А первым крупным кирпичным строением города стал Меньшиковский дворец, строительство которого растянулось с 1710 по 1727 г. И уже тогда, в XVIII в., в России все производители были обязаны клеймить свои кирпичи, так как только этот способ позволял выявлять бракоделов.

В 1713 г. Петр I издал специальный указ о строительстве новых заводов близ Санкт-Петербурга, приказав их владельцам: «…дабы всякий на своем заводе сделал кирпичу в год по последней мере миллион, а что больше, то лучше». Для работы на кирпичных заводах города стали собирать мастеров со всей России. В том же указе под угрозой разорения и ссылки царь запретил строительство каменных зданий во всех других городах страны.

До XIX в. техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоемкой. Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушеннoгo кирпича – сырца. Но с середины XIX в. началось активное развитие кирпичной промышленности, результатом чего стало появление современных заводов по производству кирпича уже нашего времени.

Кирпич – древнейший строительный материал, известный человечеству, остается наиболее популярным материалом для сооружения различных конструкций: от простых заборов до роскошных вилл и многоэтажных зданий. Разнообразие цветов и форм придает строениям неповторимый облик. Кирпич удобен в работе, прочен и долговечен. Сейчас в мире выпускается кирпич более 15 000 сочетаний форм, размеров, цветов и фактур поверхности.

Самое высокое в мире кирпичное здание насчитывает 86 этажей и называется «Эмпайер Стейт Билдинг». Небоскреб был построен в Нью-Йорке за 1 год и 45 дней в 1930 г. Но это еще не предел: историк архитектуры Д. Гордон рассчитал максимально возможную высоту дома из полнотелого керамического кирпича – 2 000 м.

Керамические материалы для кладки каменных и армокаменных конструкций носят названия «кирпич» и «камни» (ГОСТ 530-95). При этом камни отличаются от кирпича большими размерами. В зависимости от способа формования различают кирпич пластического формования и полусухого прессования.

Методом пластического формования кирпич получают из массы с высоким (до 20%) содержанием влаги выдавливанием на ленточных прессах (экструдерах) в виде непрерывного бруса, нарезаемого на кирпичи. Разрезка идет по плоскости постели. Перед обжигом кирпич-сырец сушат; при этом размеры кирпича уменьшаются на 5-10% вследствие усадки, вызываемой испарением воды.

Полнотелый кирпич пластического формования применяют при устройстве конструкций, в которых возможно попадание воды, таких как фундаменты, цоколи и т. д. Таким же способом получают и пустотелый кирпич. Пустоты в нем образуются с помощью кернов, расположенных в выходной части головки пресса. Формование пустот в кирпиче и керамических камнях преследует несколько целей как в направлении повышения эксплуатационных свойств изделий (снижение массы кирпича, снижение теплопроводности, улучшение внешнего вида), так и в направлении повышения технологичности. Пустоты ускоряют сушку изделий и снижают напряжения от усадки во время сушки; они ускоряют прогрев изделий, снижают расход топлива и обеспечивают равномерность распределения температур по объему изделия, что в конечном счете обеспечивает большую точность геометрии кирпича, практически полное отсутствие трещин и высокое качество черепка. Однако формование кирпича-сырца с пустотами значительно трудней, чем полнотелого; в частности, требуется тщательная подготовка сырьевой массы, в особенности для получения изделий с большим количеством мелкоразмерных пустот.

При производстве кирпича методом полусухого прессования кирпичи поштучно прессуются из сыпучей глиняной массы (влажностью менее 10%).

Для снижения массы кирпич полусухого прессования всегда делают с пустотами. Отличительной чертой кирпича полусухого прессования является коническая форма пустот, обычно несквозных.

За счет малой начальной влажности и поштучного формования кирпич полусухого прессования имеет более правильную форму и размеры, но строение его черепка таково, что морозостойкость у него ниже, чем у кирпича пластического формования. Полнотелыми считаются кирпичи без пустот или с пустотами, объем которых составляет не более 13% от объема кирпича. Полнотелыми изготовляют только одинарные кирпичи и реже утолщенные. Одна из причин этого – ограничение веса кирпича: не более 4,3 кг.

Пустотелыми считаются кирпичи и камни, имеющие более 13% пустот (обычно их пустотность составляет 25-45%). Форма и размер пустот могут быть различными. Для изделий с вертикальными пустотами нормируется толщина наружных стенок – не менее 12 мм; ширина щелевых пустот может быть различной, но не более 16 мм, а диаметр (сторона) круглых (квадратных) пустот не более 20 мм.

Для повышения теплоизоляционных свойств, кроме образования пустот, возможна поризация глиняной массы (поризация черепка). Лицевой (облицовочный) кирпич при кладке стен одновременно выступает как конструкционный и как отделочный материал. Лицевой кирпич отличается более точными размерами и имеет улучшенные в эстетическом отношении как минимум две, а чаще три грани. Эти грани либо заглаживаются после формования, либо им придается декоративная фактура, либо на поверхность наносится декоративный слой. По основным свойствам – прочности, морозостойкости – он аналогичен обыкновенному кирпичу. Лицевой кирпич, как правило, пустотелый – это обеспечивает качество черепка. 
  В последние годы многие керамические заводы наладили выпуск цветного кирпича. Ряд заводов выпускает фигурный кирпич.

Рис. 1  – Кирпич керамический лицевой пустотелый

 (производство Россия RAUF).

Рис. 2 –Фигурный кирпич

Конечно, кирпич далеко не единственный материал, использующийся сегодня для строительства малоэтажных зданий. Конкурентами кирпича на этом рынке являются другие блочные материалы, в первую очередь ячеистые бетоны, дерево и различные каркасные технологии с применением минеральных утеплителей.

Однако строительный кирпич и керамические поризованные блоки имеют перед этими материалами ряд преимуществ.

Кирпич – хорошо знакомый, природный, экологически чистый, «живой» материал с многовековой традицией применения. В отличие от дерева он не требует специальных мер повышения огнестойкости, защиты от насекомых и гниения. Малые размеры кирпича позволяют возводить стены сложных конфигураций. Благодаря огнестойкости кирпичные стены могут примыкать к печам и каминам, внутри стен можно прокладывать дымовые и вентиляционные каналы, облегчен скрытый монтаж электропроводки.

Кирпичные стены обладают большой теплоемкостью, а следовательно, высокой тепловой инерцией. Даже в сильную жару в кирпичном доме прохладно. Кирпич имеет низкое водопоглощение, что выгодно отличает его от блоков из ячеистых бетонов. Кстати, нельзя забывать, что опыт применения в России газо- и пенобетона исчисляется считанными годами. И данные о поведении этих материалов в реальных условиях еще не накоплены. То же самое относится и к минеральным утеплителям, входящим в состав каркасных конструкций.

По свидетельству специалистов, до сих пор поиск альтернативы кирпичу объяснялся экономией времени строительства, трудозатрат и сопутствующих работ. Теперь в этом нет нужды.

RAUF – это современный высококачественный кирпич нового поколения, сочетающий современные технологические решения и многовековые традиции использования кирпича как строительного материала.

Исходные составляющие кирпича (глина, песок, опилки) отлеживаются определенное время в специальном хранилище, что позволяет им сохранять неизменные свойства на этапе первичной подготовки. Благодаря новейшему оборудованию помол шихты (смеси глины, песка и опилок) более мелкий, что позволяет улучшить качество лицевой поверхности кирпича и сократить появление посечек и микротрещин. На каждом кирпиче имеются фаски – специальные срезы по краям кирпича, способствующие улучшению ведения кладки.

Лицевой керамический кирпич, как пустотелый, так и полнотелый, предназначен для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений любой этажности. Помимо этого полнотелый кирпич может быть использован для выполнения цокольных этажей зданий, а также заборов, печей, каминов и других архитектурно-декоративных элементов.

Декоративный лицевой кирпич также используется для наружных и интерьерных работ, имеет различного вида рельефную или шероховатую поверхность, позволяющую обогатить керамическую кладку декоративными штрихами, придать ей живописную выразительность.

Использование лицевого керамического кирпича RAUF и керамического поризованного блока RAUF позволяет строить в условиях петербургского климата дома с наружной стеной толщиной 51см, не прибегая к утеплителям, но отвечающие всем существующим нормам по теплозащите жилых зданий.

Основная составляющая ассортимента продукции торговой марки RAUF – это керамические поризованные камни и лицевой кирпич. Теплая керамика – керамические поризованные камни – используется при возведении наружных стен зданий и сооружений в рамках традиционного ведения кладки.

  Поризованный кирпич (или камень) легче обычного, обладает низкой плотностью, низкой теплопроводностью, великолепными теплоизоляционными свойствами, смягчая перепады температур, создает в доме комфортный микроклимат. Легкий вес «поризовки» позволяет снизать нагрузки на фундамент. Существенно снижаются транспортные, производственные и технологические издержки, в 2-2,5 раза сокращаются временные затраты кладки.

  По сей день керамический кирпич – один из самых популярных строительных материалов. Керамика продолжает ассоциативный ряд: земля, вода, воздух, огонь...

Те, кто хочет сделать среду своего обитания экологичной, максимально приблизить ее к природе, для строительства своего загородного дома выбирают керамический кирпич.

Рис. 3– Кирпич керамический лицевой полнотелый(производства России, RAUF)

Силикатный кирпич производится из смеси извести (10%) и кварцевого песка (90%) в автоклавах при температуре 170-180^О С и повышенном давлении. Прочностные показатели силикатного кирпича такие же, как у керамического, но он менее морозостоек, водостоек и более теплопроводен, а также абсолютно не жаростоек. Силикатный кирпич по внешнему виду и свойствам он существенно отличается от керамического. Его естественный цвет – чаще всего белый или светло-серый, хотя при добавлении в смесь пигментов можно получить практически любой оттенок. Силикатный кирпич, как правило, плотнее и прочнее керамического, но обладает очень высоким водопоглощением, что ограничивает область его применения. Он может использоваться для возведения стен помещений с низкой влажностью воздуха, а также в качестве декоративных вставок в наружные стены из керамики. 
  Силикатный кирпич готовится методом полусухого прессования из рационально подобранной смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке – воздействию насыщенного водяного пара при t = 170-200 С и давления пара 8-12 атм. В результате синтеза гидросиликатов образуется прочный искусственный камень. Цветной силикатный кирпич получается путем добавления в массу атмосферостойких щелочестойких пигментов.

Рис. 4 – Кирпич керамический лицевой пустотелый

(производства Эстонии, ТМ TERCA)

Рис. 5  – Кирпич силикатный лицевой полнотелый

(производства Финляндии, ТМ OPTIROC)

Технические свойства силикатного кирпича приведены  в Таблице 15.1.

Технические свойства силикатного кирпича

Между тем бытует мнение, что силикатный кирпич – вчерашний день и строить из него можно только нежилые здания. Обратимся к авторитетному опыту наших соседей-строителей из Германии и Финляндии. В этих странах потребление силикатного кирпича не уменьшается на протяжении нескольких лет, а с 1999 г. увеличивается. Теплопроводность керамзитового кирпича 0,5 Вт/мС, эта величина также сопоставима с теплопроводностью керамического кирпича. Стоимость же силикатного керамзитового кирпича значительно ниже, чем стоимость керамического кирпича. Эта разница достигает 50% что, естественно, дает существенную экономию при возведении стеновых конструкций. Сохраняется установленная толщина стены, не снижается показатель по энергосбережению жилых зданий. В ассортименте – облицовочный кирпич широкой цветовой гаммы и фактурный кирпич. Эта продукция также конкурентоспособна. При использовании в облицовке силикатного кирпича, а особенно цветного и фактурного, облицовка воспринимается как часть стеновой конструкции, что гарантирует зданию не только долгую жизнь, но и оригинальность.

  Силикатный кирпич не рекомендуется для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также печей и других агрегатов, работающих при высоких температурах. При обеспечении сухого режима эксплуатации силикатный кирпич не уступает по долговечности керамическому.

Отдельного упоминания заслуживает клинкерный кирпич. Его получают в результате высокотемпературного обжига пластичных глин отборного качества до полного спекания, без включений и пустот. Благодаря особенностям сырья и специальным технологиям получается исключительно прочное, низкопористое, цвето-, износо-, морозостойкое и, как следствие, долговечное изделие (при том, что химических добавок и красителей в сырьевой смеси нет). Обширный диапазон размеров, фактур и цветов («огненные» оттенки красного, сияющий желтый, белый, коричнево-голубоватый, оттенок «под старину», множество других вариантов) делают его оптимальным для облицовки фасадов и ландшафтных работ: мощения дорожек, автомобильных парковок и подъездов к гаражам, лестниц, открытых террас, водостоков или внутренних двориков.

Рис. 6  – Клинкерный кирпич и клинкерная фасадная плитка

(производства Германии, завод «Roben-Bannbershied»)

Керамическая плитка под кирпич. Помимо собственно кирпичей сегодня на рынке представлены облицовочные плитки (из разных материалов), имитирующие их внешний вид. Довольно широко распространена керамическая плитка под кирпич. Она сравнительно дешевая, поэтому подходит тем, кто хочет сэкономить, но получить дом с богатой «внешностью», да еще из экологически чистого материала. Плитка также применяется для стилизации под кирпичные здания, выполненные из других материалов (например из пенобетона), или для облицовки строений, фундамент которых не позволяет использовать кирпич. Между тем, некоторые специалисты предупреждают, что нередко плитка и тот материал, к которому она крепится, имеют разный коэффициент температурного расширения, из-за чего облицовка может отваливаться. В то же время для оформления интерьеров плитка – удачный вариант, тем более, что лицевой кирпич внутри помещения занял бы много полезной площади.

Рис. 7.  – Клинкерный кирпич и клинкерная фасадная плитка

 (производства Польши, завод «Roben-Neumarkt») 

Технологические линии последнего поколения, на которых производится кирпич с шероховатой или рельефной поверхностью, с поверхностью под старину, полнотелый и колотый, позволяют добиться идеальной геометрии лицевых видов кирпича. Такой кирпич удовлетворяет самым взыскательным требованиям, предъявляемым к качеству облицовочных материалов.

Рис. 8 – Рифленый кирпич 
(производства Польши, завод «EKO- Klinkier»)

 Остановимся на некоторых показателях кирпича. Для определения марки кирпича по прочности в соответствии с ГОСТом кирпич (5 штук от партии) испытывают на сжатие и изгиб (камни только на сжатие) и по полученным данным устанавливают марку кирпича. Стандартом предусмотрено 8 марок кирпича по прочности от М75 до М300 (кгс/см²). Следует отметить, что предел прочности при изгибе составляет не более 20% от предела прочности при сжатии.

Прочность кирпича на сжатие довольно высока. Однако в кладке кирпич работает не только на сжатие, но и на изгиб из-за наличия прослоек раствора и кладки кирпича с перевязкой. Поэтому несущая способность кладки принимается ниже прочности самого кирпича.

Под морозостойкостью в строительстве подразумевают способность материала противостоять периодически повторяющемуся замораживанию и оттаиванию в случае, когда в его порах находится вода.

Совокупное действие увлажнения и периодического замораживания – главнейший природный деструктивный фактор, определяющий долговечность многих строительных материалов в средней полосе России. Поэтому морозостойкость кирпича – очень важный показатель.

Количественной оценкой морозостойкости материала служит число циклов замораживания при -18 +2 С и оттаивания при +20 +2 С в насыщенном водой состоянии до начала структурных нарушений в материале, выражающихся в шелушении поверхности, появлении трещин и, естественно, в снижении его прочности. Нормы на эти показатели устанавливаются ГОСТом на материал.

ГОСТ 530-95 устанавливает следующие марки кирпича: F15, F25, F35 и F50; у лицевого кирпича марки F15 нет. Цифра после буквы F обозначает максимальное число циклов замораживания/оттаивания, которое выдерживает кирпич данной марки без признаков разрушения. Эта цифра показывает потенциальную способность кирпича, оцениваемую в лаборатории в экстремальных условиях. В природе и перепады температур не такие резкие, и насыщение влагой кирпича далеко от предельного. Кроме того, правильные конструктивные решения, касающиеся в основном гидроизоляции, пароизоляции и водоотвода с крыши, могут обеспечить долговечность кирпича в конструкции.

И еще очень важное обстоятельство, касающееся морозостойкости. Ни в коем случае нельзя использовать пустотелый кирпич для наружных конструкций, где в его пустоты может проникнуть вода (фундаменты, цоколь и т. п.). В этом случае разрушение кирпича может произойти очень быстро и полностью.

В технических документах на керамический кирпич и камни принята специальная маркировка, в которой указываются основные показатели материала.

Условное обозначение включает: название вида изделия: кирпич или камень, название материала: К – керамический (у силикатного кирпича стоит символ С), особенности геометрии изделия (П – пустотелый, У – утолщенный, Г – с горизонтальным расположением пустот), марку по прочности: 75-300, марку по морозостойкости: F15-F50 и номер ГОСТа.

В заключение, еще раз вспомним о продукции фирмы RAUF. В ассортименте RAUF представлены поризованные и сверхпоризованные крупноформатные керамические камни. С их помощью можно построить качественный кирпичный дом в короткие сроки. Марка RAUF – это не только те или иные наименования керамической продукции. Это и система сервисного обслуживания покупателей, работающая на самом высоком уровне. В отличие от европейских производителей, предлагающих на российский рынок только лицевые виды кирпича, ассортимент продукции RAUF дает возможность полностью комплектовать строительство жилых домов

Рис.9 – Фасад дома выполненный с использованием  материалов марки RAUF