На главную.Написать письмоКарта сайта

Кирпич

Производство кирпичей

Производство кирпичей это довольно древнее ремесло. Даже в Библии можно найти отрывки, рассказывающие о проблемах, с которыми сталкивались израильтяне в процессе производства глиняных кирпичей для строительства пирамид – усыпальниц фараонов. В те далекие времена глиняные кирпичи высушивались на солнце, и данный способ сушки до сих пор используется в современном Египте. Тем не менее, когда мы представляем себе процесс производства глиняных кирпичей, мы думаем о кирпичах, сделанных из глины и обожженных в специальных печах для достижения необходимой прочности. В настоящее время в Торонто, США, существует закон о том, что все жилые постройки должны быть сделаны из кирпичей. Данный закон обусловлен опытом, который был получен в результате разрушительных пожаров в девятнадцатом веке и в начале двадцатого века. Многие исторические постройки, которые в настоящее время имеют архитектурную и историческую ценность, были изготовлены именно из глиняных кирпичей. Три самых известных примера, которые можно было бы привести, если говорить о США, это - Ferguson House, Snider House и Caverhill.

Во втором веке и позднее, после того, как началось массовое заселение территорий современных США, начали появляться многочисленные гончарные мастерские и заводы по производству кирпичей, которые в основном функционировали в районе современного Торонто. В то время как часть таких предприятий занималась исключительно производством кирпичей, другая производила различные керамические изделия. Самые ранние заводы по производству керамических изделий, которые стоит упомянуть в данной статье, включают следующие: семейный завод Пэарс в Йорквилле и в Элингтон Парке; керамический завод Волмсли, который находился в Дэвисвилле; завод Мэта Пэарс, который находился на ферме рядом с Файэрбанк, и завод по производству кирпичей «Don Valley Brick Works». Несомненно, существует много других примеров, которые мы не упоминаем в данной статье. К 1912 году 40 процентов кирпичных изделий, предлагаемых в Онтарио, были произведены на 34 кирпичных заводах «Don Valley Brick Works» на территории Торонто и близлежащих районах. Эта компания занимала лидирующие позиции в данной области индустрии и производила более 43 миллионов кирпичей. Второй по величине завод производил 15 миллионов кирпичей.

Производство кирпичей, конечно же, изменилось с тех пор. Те, кто раньше занимался производством кирпичей, возможно, использовали простые формы для формирования кирпичей и обжигали их в специальных печах, имеющих структуру улья. Прогрессивные производители, как, например, компания «Taylors», которая владела и руководила кирпичным заводом «Don Valley Brick Works», использует самые последние инновационные методы на всех стадиях производства. Это включает механизм формирования кирпичей и использование печей для обжига с нижним выходом газов. Добыча глины вручную постепенно сменилась на добычу с помощью парового экскаватора, а затем стали использовать дизельные двигатели. Простейшие способы измельчения и перемешивания были заменены современными технологиями, включающими самые последние достижения техники.

Завод «Don Valley» существовал целое столетие, начиная с 1889, когда применялся способ формирования кирпичей из мягких смесей, и до тех пор, пока завод не прекратил свое существование в 1989, руководство предприятия постоянно инициировало программы по улучшению производительности производства кирпичей. Удачные эксперименты по производству прессованных кирпичей с использованием глинистого сланца привели к значительному расширению производства. Также это привело к тому, что была открыта подземная выработка по добыче глинистого сланца практически сразу после того, как был основан завод. Таким образом, завод перестал зависеть от перекрывающих слоев ледниковой глины и песка. Заводы по производству кирпичей «Don Valley» получили международную известность и признание благодаря качеству и количеству выпускаемой продукции в 1890 году и позднее. Примерно к 1970 году, в то время, когда глину еще можно было добыть в верхних частях каменоломни, и пока она еще применялась в производстве кирпичей, глинистый сланец стал основным сырьем для производства кирпичей. Важно отметить, что в то время как желтые кирпичи изготавливались из видов ледниковой глины, которая имела цвет кожи буйвола, голубой глинистый сланец использовался для производства красных кирпичей.

В 1912 году некоторые кирпичи продолжали производиться с помощью песчаных форм, тем не менее, повсеместно стал применяться способ нарезки кирпичей с помощью стальной проволоки. Этот процесс подразумевал нарезку глиняной колонны на кирпичи требующейся длины с помощью стальной проволоки. Пустотельные кирпичные блоки производились таким же способом, с помощью стальной проволоки, но с использованием других форм, что позволяло сделать отверстия в глиняной колоне. Обрезка с помощью стальной проволоки требовала сушки кирпича перед обжигом. Поэтому, кирпичи грузились на стальные тележки и отвозились в печи для сушки, которые имели форму тоннеля, а уже от туда они спускались в специальные печи для обжига. Прессованные кирпичи, которые изначально были сухими, не требовали предварительной сушки и могли сразу же помещаться в печи для обжига. Существовали одиночные, двойные печи, а также печи непрерывного обжига. Одиночные и двойные печи работали на древесине и битуминозном угле, в то время как гигантские печи непрерывного обжига работали на газе. Кирпичи находились в печах от семи до десяти дней, а затем отправлялись на покраску.

Среди видов продукции, выпускаемой заводами по производству кирпичей «Don Valley» можно отметить следующие: кирпичи, производимые из мягкой глины; кирпичи, прессованные всухую; кирпичи пластического формирования или кирпичи, обрезанные с помощью стальной проволоки; силикатные кирпичи; декоративные терракотовые плитки и различные структурные формы полых кирпичей. Заводы «Taylors» производили различные виды глиняных кирпичей, которые поставлялись в десяти оттенках красного, семи оттенках темно-желтого цвета, а кроме этого могли иметь золотистый оливковый цвет, быть цвета коричневого обсидиана или пятнистыми. Это был первый завод по производству кирпичей на территории Канады, и долгое время он оставался единственным. Именно на этом заводы впервые стали производиться глазированные (эмалированные) кирпичи, а также на нем впервые были установлены арочные автоматы для измельчения сырья и производства специальных кирпичей, которые используются в строительстве плоских, эллиптических или круглых арок. Продукция завода, представленная на Всемирной Колумбийской Выставке в Чикаго в 1893 году, завоевала две золотые медали. Эти высокие награды завод получил благодаря своим кирпичам и терракотовой плитке, которые также получили золотую медаль на Промышленной ярмарке в 1894 году, которая проходила в Торонто, США. Этот завод производил большое разнообразие кирпичей и других изделий, которые проходили термическую обработку в печах для обжига, по сравнению с любым другим заводом в Онтарио. Ежедневный выпуск продукции вырос с 44,000 кирпичей в 1891 году до 120,000 кирпичей к 1912 году. Все процессы, использующиеся для производства кирпичей пластического формирования, кирпичей полусухого формирования и силикатного кирпича в 1960-х годах, вкратце описаны далее в нашей статье.

Кирпичи непластического формирования изготавливаются или из глины или из земляного глинистого сланца, доведенных до необходимой прочности. Данные процесс, несомненно, требует использования большего объема воды, чем при производстве кирпичей полусухого формирования, но, тем не менее, меньшего, чем при производстве кирпичей пластического формирования. Замес прессуется с помощью пресс-формы, а затем полученная глиняная колонна нарезается на кирпичи необходимой длины с помощью стальной проволоки. Данные процесс является непрерывным, а крупные прессующие машины способны производить более 20,000 кирпичей в час. Кирпичи вручную загружались на машины для их транспортировки в специальные аппараты, где они нагревались до 100°F (42.5°C). Особая текстура поверхности кирпичей придавалась с помощью фактурных стальных приспособлений (резной кирпич), а также делалась тисненая поверхность с помощью валиков тогда, когда глиняная колонна выходила из экструдера. Затем машины с груженными на них кирпичами проходили через тоннель сушки, прежде чем они направлялись в газовую печь для обжига и нагревались в печах, которые представляли собой длинный тоннель в 376 футов. Если бы зеленые кирпичи не обжигались, тогда содержащаяся в них влага превращалась бы в пар внутри тоннеля печей для обжига, а это бы приводило бы к тому, что кирпичи попросту бы разваливались на части. Машины одновременно помещались предварительную камеру, внутренняя дверь которой была закрыта. Как только все машины были на месте, внешняя дверь закрывалась, а внутренняя, соответственно, открывалась, чтобы машины могли быть помещены в зону предварительного нагрева, а затем в зону обжига. После этого, кирпичи, груженные на машины, помещались в зону подготовки к окрашиванию и затем в зону с нагнетательным вентилятором. Каждая печь могла вместить до 38 машин с кирпичами и была способна обслужить 16 машин в день или, другими словами, требовалось примерно 2 с половиной дня для обжига одной машины. Так как температура в печах была выше в верхней части, по сравнению с нижней частью, цвет кирпичей варьировался от более темных оттенков тех кирпичей, которые располагались на машинах выше, до более светлых оттенков кирпичей в ее нижней части. После того, как кирпичи покидали печь для обжига, машины с обожженными кирпичами помещались в зону отдыха, где они охлаждались до необходимой температуры и затем сортировались по цветам и паковались в некие блоки по 500 кирпичей в каждом и помещались на транспортные стеллажи. Вилочные погрузчики затем транспортировали упакованные блоки в складские ангары, где расфасованные и упакованные кирпичи хранились там до тех пор, пока они не транспортировались на строительные площадки.

Кирпичи полусухого прессования обычно изготавливались из земляного глинистого сланца, смягченного небольшим объемом воды. Кирпичи формировались с помощью пресса в стальных пресс-формах, нагреваемых с помощью пара. Давление подавалось чрезмерно нагретым стальным поршнем, что придавало большую когезионную прочность кирпичам, вместо того, чтобы добавлять большой объем воды в кирпичи для придания им пластичности. Машины полусухого прессования способны производить от четырех до шести кирпичей за один производственный цикл, что составляет примерно 2,000 кирпичей в час. На заводе по производству кирпичей «Don Valley», когда глина подавалась в автомат для смешивания, добавлялось от пяти до восьми процентов жидкости. Затем такая смесь транспортировалась в прессовочную машину. После прессования необожженные кирпичи сортировались и погружались на специальные транспортировочные машины. Те кирпичи, которые должны были затем глазуроваться, транспортируются в специальное отделение, где они покрываются эмалировкой с помощью распылителя. Цветные эмалирующие составы изготовляются из различных окисей и красителей для керамических изделий в специальных отделениях для смешивания различных красящих веществ. Глазурованные кирпичи в настоящее время могут иметь самые различные оттенки, не зависимо от текстуры их поверхности. Кирпичи «Glazetex» получили глазурованную поверхность, которая покрывает от 80 до 85 процентов всей поверхности. Затем кирпичи с помощью конвейера транспортируются через предварительно нагретую трубу, где они обжигаются при температуре 450°F (260°C), что позволяет делать процесс максимально щадящим и аккуратно загружать до 1100 кирпичей в каждую машину для обжига в тоннеле печи для обжига, которые может иметь длину, равную 212 футам. Такие печи работают на горючем типа «Bunker C», что обеспечивает необходимый температурный уровень в 1850°F (1130°C) и позволяет разместить 79 машин при производительности 14 машин в день. Позднее стали устанавливаться и применяться тоннели печей для обжига, которые имели длину в 376 футов, и где кирпичи обжигались при температуре в 1880°F. После охлаждения кирпичи сортировались и паковались по 500 кирпичей в одном блоке, а затем помещались в специальные хранилища до востребования.

Для производства кирпичей пластического формирования требуется тощая глина с большим объемом воды. Таким образом, замес из требующихся компонентов легко выливался в специальные пресс-формы, посыпанные песком. Машины пластического формирования способны производить пять кирпичей за один цикл и, соответственно, это составляет 2,000 кирпичей в час. Данные метод, несомненно, представляет собой улучшенный старый способ изготовления кирпичей из грязевого сырья, при котором весь процесс предполагал использование ручного труда при формировании кирпичей с помощью пресс-форм. На заводе по производству кирпичей «Don Valley» кирпичи пластического формирования, известные как кирпичи «John Price» изготавливались при помощи увлажнения смеси глины и песка водой, а объем жидкости при этом составлял примерно 30 процентов от общей массы. Двадцать стальных ножей вертикального шахтного ствола передавали глину вниз, где обтирочные устройства шахтного ствола помещали глину в пресс-формы, а плунжер прессовал глину, чтобы аккуратно и полностью заполнить блок, состоящий из пяти пресс-форм для формирования кирпичей. Плунжер мог быть вмонтирован в один из четырех нагнетательных аппаратов. Заполненная пресс-форма затем выталкивается, когда появляется новая пресс-форма, посыпанная песком. Небольшое количество тетраборнокислого натрия, феррокрасного диоксида или диоксида марганца добавлялось в песок, как того требовала технология, чтобы выпускаемые кирпичи приобретали необходимый цвет. Машина могла производить до 3000 кирпичей в час, но, тем не менее, обычный объем выпускаемой продукции не превышал 2400 кирпичей в час. Пять необожженных кирпичей одновременно выпускаются и помещаются на полки разгрузочно-погрузочного автомата, которые находится на узкой (24 дюйма) машине, где и происходит непосредственный процесс сушки. Такая машина способна выдержать до 200 кирпичей. Эти кирпичи высушивались в специальном тоннеле для сушки, температура воздуха в котором достигает до 200°F, прежде, чем кирпичи помещаются на машины, которые транспортируют кирпичи в тоннель печи для обжига и обжигаются в небольшом отделение для обжига.

При производстве силикатного кирпича, необходимое количество песка и извести тщательно перемешивалось с водой, объем которой был примерно 3-6% от общей массы сырья. Затем вся смесь помещается в электрический реактор, где известь превращается из CaO в Ca(OH)2. После прохождения через проволочный стан смесь помещалась в пресс, где кирпичи прессовались в специальные формы для последующей сушки. После этого кирпичи погружались на машины (по 1335 кирпичей на каждую машину), которые помещались в огромные (7 футов в диаметре и 75 футов длиной) стальные автоклавы. Внутри каждой автоклавы 12 машин с погруженными на них 16,000 кирпичами подвергались воздействию пара в течение восьми часов при давлении 250 фунт на квадратный дюйм, чтобы сделать кирпичи, в состав которых входит силикат кальция. После охлаждения кирпичи сортировались и упаковывались в блоки, по 500 кирпичей в каждом блоке.