Гончар - Простейшие способы производства кирпича (1958)

ПРОСТЕЙШИЕ СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА

Производство кирпича для сельского строительства  может быть организовано повсеместно при минимальных  затратах. При наличии двигательной энергии (электроэнергия, трактор) процессы обработки глины и формовки сырца  могут быть механизированы.

Изготовление кирпича силами сельского населения  получило большое распространение в Народной республике  Болгарии, где большинство строений в селах и деревнях  возведено из кирпича.

Ниже излагаются простейшие приемы по выбору и  обработке сырья, формовке, сушке и обжигу сырца. Кроме  способов, применяемых в Болгарии, описываются также  простейшие методы изготовления кирпича, используемые в СССР.

СЫРЬЕ

Как известно, глины, 'Применяемые- для производства  кирпича, должны быть, по возможности, чистыми, то есть без крупных каменистых включений, а также корней и других растительных остатков. Особенно вредными являются  включения известняка. Кроме того, глины должны быть пластичными, хорошо формоваться, изделия из глин не должны давать при сушке трещин.

Наиболее подходящими для производства кирпича  являются глины средней пластичности (жирности). Кирпич из очень жирных глин трудно сохнет, дает трещины и  коробится. При использовании очень тощих глин кирпич получается непрочный, неморозоустойчивый. Для получения  пластичного глиняного теста к ней добавляют воду. Если воды  слишком много, получается жидкое глиняное тесто, из которого нельзя сформовать изделий, при малом количестве воды масса не приобретает нужной связности, будет рассыпаться, Чтобы глина приобрела нормальную густоту, надо добавить строго определенное количество воды.

Под нормальной густотой понимается такое состояние глиняного теста, при котором оно легко формуется, но не прилипает к рукам.

Жирные, очень пластичные глины приобретают  нормальную густоту при добавлении 30—40% воды, глины средней пластичности — при 20—30% и малопластичные глины — при 15—20% воды. Качество глины можно определить на глаз по срезу. 

Высокопластичные глины имеют блестящий жирный срез, в  состоянии нормальной густоты прилипают к ножу. Если поверхность среза матовая, ровная, без шероховатости, то это  говорит о меньшей пластичности. Такие глины при производстве кирпича требуют добавки отощителя.

При небольшой пластичности срез бывает матовый,  слегка шероховатый. Подобные глины и суглинки пригодны для производства кирпича без добавки отощителя.

Для определения пластичности образцу глины придают нормальную густоту и из полученного теста делают шарики диаметром 4—5 см, жгутики длиною 15—20 см и толщиною 2 см. Шарики кладут на гладкую доску и сверху медленно надавливают дощечкой, пока они не сплющатся до половины толщины. Если на смятом шарике не появится трещин, значит глина пластична, если трещины появятся — глина  малопластична. Шарики из очень тощей глины разваливаются на куски.

Жгутики обвивают вокруг деревянной палки диаметром около 3 см. Пластичные глины при этом не дают трещин и надрывов, тощие глины трескаются и распадаются.

О пластичности глины свидетельствует также усадка  образцов при сушке. Чем глина нласчичнее, тем больше воды требует она для получения теста нормальной густоты и тем больше усадка ее .при сушке (усушка).

Для определения усушки из глиняного теста нормальной густоты делают образцы, например, кирпичики размером 120X60X30 мм. На свежесформованном изделии наносят  черту длиною 100 мм. Затем кирпичики высушивают, измеряют нанесенную ранее черту и определяют так называемую  линейную усадку. Если длина черты будет 90 мм, то значит линейная усадка равна 10%, если 95 мм — 5% и т. д.

Глины, усадка которых более 10%, высокоиластичны, от 8 до 10% — выше средней пластичности, от 6 до 8% — средней пластичности и меньше 5% — тощие.

Для производства кирпича наиболее пригодны глины, имеющие 6—8% усушки. При большей усушке в глину  следует добавлять отощители. В качестве отощителей можно применять песок с крупностью зерен 0,5—2 мм, просеянные или дробленые шлаки с крупностью зерен не более 3 мм, опилки.

Наличие в глине каменистых включений определяют  путем просеивания подсушенной глины или отмучиванием в воде пробы глины. Включения размером более 3—4 мм  нежелательны. Как уже упоминалось, особенно вредны  включения известняка. Для того, чтобы узнать, имеется ли в  каменистых включениях известняк, на остаток, полученный  после просеивания или отмучивания, льют по каплям слабую соляную кислоту A0% раствор). Известняк от действия  кислоты вскипает, а в большом количестве кислоты  растворяется.

Глины, содержащие включения известняка, не следует использовать для производства кирпича, так как при обжиге известняк превращается в известь, которая гасится под  действием влаги воздуха, увеличивается в объеме и разрушает изделие.

Глину, намеченную для производства, необходимо  испытать, сделав из нее пробные кирпичи. Для этого, выкопав на месте предполагаемой добычи глины шурф (яму) глубиною на всю толщу залегания глины, делают по высоте стенки шурфа борозду, собирая всю глину из борозды, и тщательно перемешивают ее. Затем, определив пластичность глины,  устанавливают необходимость добавки отощителя. Добавив, если нужно, отощитель, глину замачивают, тщательно  перемешивают и формуют из нее вручную несколько кирпичей, которые высушивают в помещении (сарае) и обжигают на ближайшем кирпичном заводе.

Обожженный кирпич должен быть правильной формы, не иметь трещин, при постукивании металлическим предметом издавать чистый звук (звон), не размокать в воде. Более полные испытания глины и кирпича можно произвести в  заводской лаборатории.

ДОБЫЧА И ПОДГОТОВКА ГЛИНЫ

Когда глина испытана и намечено место для организации производства, приступают к добыче и заготовке ее. Кирпич можно вырабатывать из глины вылежавшейся и из свежей, только что взятой из карьера — «свежевки». Лучший кирпич получается из вылежавшейся,  промороженной глины. Особенно необходимо вылеживание, если глина плотная, жирная, трудно размокающая. Добытая осенью глина обычно вылеживается и промораживается. С глиняной залежи снимают растительный слой и весь не пригодный для выработки кирпича грунт. Затем начинают добычу глины уступами, как показано на рис. 1. Глину  нагружают в тачку и отвозят к месту переработки, где  укладывают в конус. Высота конуса не должна быть более 1 м,. так как иначе глина плохо промерзнет; длима и ширина конуса принимаются в зависимости от количества заготовляемой глины. При добыче глины в карьере ее обычно берут сразу на всю глубину, чтобы перемешать слои, имеющие различные свойства. При заготовке же глины в конусах в карьере ее можно брать не на всю глубину сразу, а на два-три штыка на всю длину брачи: первые два-три штыка надо развалить по земле там, где предполагается устройство конуса, затем на них сверху еще два-три штыка, а самые нижние — на верх конуса. Весною, при выборке глины из конуса на  производство, ее следует брать на всю высоту конуса, чтобы она еще раз перемешалась. Тогда получается однородная глина, а из нее хороший кирпич. При послойной загрузке  глины в конус каждый слой обильно поливают водой. Кроме того, в конусе делают отверстия ломом или деревянным колом, чтобы вода проникала на всю толщину конуса.

Желательно на конусах глины, заложенной для  промораживания, не допускать большого снежного покрова, чтобы глина могла хорошо промерзнуть. Площадка для размещения конуса должна быть очищена от дерна, утрамбована и выровнена, чтобы с нее не стекала вода. Если осенью глину не заготовили, можно подвергнуть ее летованию (выветриванию). Для этого глину также  укладывают в гряды высотою около 0,5 м и замачивают, а затем, когда она подсохнет, неоднократно поливают водой. Чем жирнее глина, тем продолжительней должно быть ее  вылеживание.

Летование рекомендуется производить в течение 15—30 дней.

Если глина не промораживалась и не подвергалась летованию, ее следует подвергнуть замачиванию. Замачивают глину в невысоких грядах (40—50 см), в кучах или в специальных траншеях, облицованных горбылями. Замочив  послойно глину, ее покрывают рогожами, соломенными матами и т. п., чтобы влага из глины не испарялась. Малопластичные глины выдерживают в замоченном состоянии от 0,5 до 2 суток, более жирные — до 3 и 7 суток. В Болгарии глину рекомендуют добывать за день до  формовки из нее кирпича. При добыче глина хорошо  раздробляется, затем ее расстилают вблизи от места формовки слоем толщиною около 40 см. Здесь же добавляют отощитель  (песок, шлак, опилки, дробленый бой и брак кирпича) по  объему, тщательно перемешивают (перелопачивают) до получения однородной смеси. Края расстила глины делают выше  середины, чтобы не вытекала вода, которой заливают глину  равномерно по всей площади. Количество воды определяют в  ависимости от влажности глины, состояния погоды и пр. 

Заливают воду с вечера, за 10—12 часов до подачи глины в производство. Замоченную глину на следующий день обрабатывают обычно: месят до получения однородной по влажности и по составу массы. В начале глину разбивают и перемешивают граблями, затем месят ногами. При этом рабочие имеют  возможность удалять твердые включения, которые хорошо нащупываются ногой мяльщика.

Для перемешивания глины можно использовать Лошадь, приготовляя формовочную массу в конных мяльных кругах (рис. 2).

Конный мяльный круг устраивается следующим образом: внутренняя часть его имеет радиус около 2 м и представляет собою оставленный в земле целик. Вокруг этого целика делают круговую дорожку шириною 2 м. Дорожку заглубляют в землю на 40—50 см. Стенки и дно дорожки обшивают  досками или облицовывают кирпичом. В центре мяльного круга в землю вкапывают стойку, имеющую на верхнем конце  металлический штырь, на который надевают водило для лошади. Водило делается из бревна длиною б—6,5 м. Толстым концом водило надевают на штырь центральной стойки, а к тонкому концу прикрепляют валек для упряжки лошади. Отверстие для штыря делают на расстоянии около 1 м от  конца водила, а валек прикрепляется с таким расчетом, чтобы лошадь ходила вне круга. Для того, чтобы водило не  перекашивалось, к толстому его концу прикрепляют груз, уравновешивающий длинную часть водила. Наискось к водилу  прибивают жердь, к которой привязывают повод лошади.

Для мятья глины к водилу прицепляют двухколесный передок, взятый от телеги, или специально изготовленный. Передок нагружают камнями или другим грузом, чтобы  колеса глубже входили в глину и лучше ее проминали. При мятье глины передок время от времени перемещают по водилу, на котором делают ряд штырьков в виде гребенки. Эта гребенка удерживает водило на нужном месте.

Дорожку мяльного круга загружают слоем глины  толщиною 25—30 см. При такой загрузке круг вмещает около 8 м3 глины, что достаточно для изготовления 2500—3000 кирпичей.

В мяльном круге можно не только мять предварительно замоченную глину, но и замачивать ее. В таком случае  число мяльных кругов должно быть на один больше, чем дни вылеживания замоченной глины, а емкость каждого круга равна дневной потребности в глине.

Замоченную в круге глину освобождают от покрывающих ее рогож и прицепляют к водилу колесный ход так, чтобы колеса проминали глину у наружного края дорожки. Через несколько оборотов передок перецепляют примерно на 10 см ближе к центру круга, затем через такое же число оборотов еще ближе до тех пор, пока передок не дойдет до внутреннего края дорожки. Тогда мятье продолжают с  передвижением передка от внутреннего края к наружному до тех пор, пока глина не будет хорошо обработана.

Продолжительность мятья глины в круге от 1,5 до 3  часов в зависимости от жирности глины. В среднем колеса  передка должны пройти по каждому месту дорожки около 20 раз.

Готовность глины определяют, разрезая промятую глину лопатой: в ней не должно быть заметно непромешанных комьев, слоистости, отощитель должен быть равномерно  распределен по всей массе, вся глина должна быть однородно влажная. Хорошо промятая глина не прилипает к колесам передка.

При загрузке круга слоем глины толщиною около 25 см мятье глины производят одной лошадью, при толщине слоя глины 35—40 см необходимо две лошади.

Для работы с двумя лошадьми водило можно делать двойной длины и припрягать лошадей с противоположных концов.

По окончании мятья глины передок вытаскивают,  очищают, а глину покрывают мокрыми рогожами и оставляют  вылеживаться около 12 часов. Затем глину выгружают, подавая ее постепенно к месту формовки.

Для мятья глины вместо круга можно применить  вертикальную конную мялку. Такую глиномялку следует  использовать при мятье жирных плотных глин, трудно  поддающихся обработке на мяльном круге. Глиномялка состоит из деревянной кадки и  вертикального металлического вала с лопастями. Вал имеет внизу штырь для .подпятника и вверху штырь для водила, которое устраивается так же, как у мяльного круга. Размеры  глиномялки и ее устройство показаны на рис. 3.

Кадку частично заглубляют в землю и укрепляют на  врытых в землю стойках. Лопастной вал глиномялки  изготовляется из круглого или квадратного железа толщиною 6—8 см. При отсутствии железного вала можно сделать деревянный толщиною 14—15 см. Для прочности деревянный вал  обтягивают по концам железными кольцами, а в торцы  вставляют два штыря — для подпятника и для закрепления водила.

По высоте на валу укрепляются лопасти из листового  железа толщиной 8—12 мм. Лопасти имеют наклон в 20—30°. В результате этого они не только проминают глину, но и  продвигают ее вниз. В нижней части вала укреплены выпорные лопасти.