Перспективы повышения качества кирпича // Строительные материалы. 2000. № 2.

При современных повышенных требованиях к архитектурному облику и тепловой защите зданий кирпич остается основным конструкционным и облицовочным материалом, однако его использование в комбинированных стеновых системах требует радикального повышения качества [1].

В настоящее время лицевой кирпич производится в основном на импортном оборудовании, закупленном еще в советские времена. Стоимость таких технологических линий составляет приблизительно 1 USD на 1 кирпич годовой производительности.

При этом стоимость российского кирпича в настоящее время в 4-5 раз ниже европейских цен. В таких условиях срок окупаемости достигает 50 лет и, с учетом современных кредитных ставок, закупка импортного оборудования становится экономически нецелесообразной.

Наряду с этим, имеются отдельные предприятия, выпускающие качественный лицевой кирпич на отечественном оборудовании при строгом соблюдении технологического регламента и использовании широко известных технологических рекомендаций. Неоднократно доказано на практике, что при правильном подборе технологии и оборудования почти из любых глин можно получать лицевой кирпич не ниже марки 100.

В настоящее время научно-технический арсенал пополняется рядом новых технологических приемов и оборудованием, направленным на улучшение качества кирпича. Так, например, при исследованиях, проведенных в СибАДИ в 1986-1988 гг., были получены следующие результаты: выявлена группа добавок и влагозадерживающих составов из отходов местных предприятий, позволяющих снизить брак при сушке и повысить прочность на 20-70 %.

Особый интерес вызвала добавка активированной глины в шихту. Для этого глиняный шликер был обработан на дезинтеграторе до удельной поверхности 3600 см2/г (до обработки - 1400 см2/г). Введение такой активированной глины (АГ) в малопластичную местную глину в количестве 10 % позволило увеличить прочность образцов на 90 %.

Имеется также целый ряд российских разработок оборудования, направленных на повышение качества кирпича. Так, например, был разработан и изготовлен двухшнековый конический пресс ШЛ-123 для жесткого формования пластичного бруса [2].

Этот пресс, по замыслу конструкторов, вместе с бегунами ШЛ-122 позволил бы значительно улучшить качество формовки сырца за счет устранения свили и повышенного давления в головке. Однако наши предложения даже о бесплатной передаче этого оборудования кирпичным заводам не встретили заинтересованности, так как у них нет средств даже на монтаж и проведение соответствующих испытаний.

При исследовании местных глин было установлено, что качество сырья при полусухом прессовании оказывает меньшее влияние, чем при пластическом и жестком формовании. За счет добавок удалось добиться повышения прочности всего до 30 % (вместо 70 % при пластическом). Наилучшей среди добавок и здесь оказалась активированная глина (АГ). Так, при введении порошка АГ в количестве 4-6 %, прочность повышается на 30 %, а введение 10 % АГ в виде шликера 50 % концентрации повышает прочность только на 55 % (вместо 90 % при пластическом формовании).

То, что технология полусухого прессования хуже реагирует на введение добавок, скорее всего следует отнести к ее положительным свойствам, так как качество сырья оказывает меньшее влияние на качество получаемого кирпича.

Таким образом, при полусухом прессовании можно работать на чистой глине без добавок, что значительно упрощает оснащение технологии оборудованием.

Однако для обеспечения качества кирпича необходимо соблюдать следующие основные условия. 

1. Определяющим является усилие прессования, оно устанавливается экспериментально и должно быть в пределах 30-50 МПа, а зачастую не менее 40 МПа.

2. Влажность пресс-порошка, его стабильность. Величина влажности связана с усилием прессования и определяется опытным путем для каждого глиняного карьера. 

3. Подготовка сырья должна сводить к минимуму разброс величины влажности во фракциях, обеспечивать оптимальное гранулирование и исключать наличие пересушенного порошка.

4. Обжиг сырца должен обеспечивать "мягкое" вхождение в зону высоких температур и плавную усадку сырца при начальной потере влажности на 2-3 %.

При соблюдении этих условий на местных омских глинах без добавок удалось получить кирпич марки 300 с морозостойкостью свыше 50 циклов, яркого цвета, с четкими гранями. В результате отработки технологии полусухого прессования на трех заводах Омска был отмечен ряд недостатков существующего серийного оборудования, было разработано нестандартное оборудование для подготовки сырья.

В 1993 году в результате накопленного опыта и испытаний шахтной обжиговой печи, показавшей двукратное снижение потребляемого топлива, были спроектированы новые кирпичные заводы с применением полусухого прессования и шахтных обжиговых печей [3].

Один из таких заводов проектной производительностью 24 млн. шт. кирпича D год построен в п. Серебряные Пруды Московской обл. В настоящее время в связи с отсутствием средств на пусконаладочные работы запущено всего 4 шахтных печи из имеющихся 24-х, качество получаемого кирпича соответствует требованиям стандарта.

Все опытные образцы машин для этого завода изготовлялись в Омске. В процессе изготовления и испытаний оборудования появилось много предложений по его доработке и улучшению. Таким образом, был разработан кирпичный завод второго поколения. Этот проект остался нереализованным. Однако за последние годы накопилось много новых эффективных предложений, поэтому в настоящее время разрабатывается завод-автомат третьего поколения. В этом проекте значительные усовершенствования претерпели агрегат приема сырья, агрегат подготовки сырья, пресс, шахтная обжиговая печь, разрабатывается оригинальный автомат-пакетировщик.

От модульного принципа построения шахтных печей мы перешли к модульному принципу построения всего завода. Это соответствует требованиям времени: построив один модуль на 5 млн. шт. кирпича в год, можно в дальнейшем, за счет выпуска продукции, наращивать мощности по 5 млн. шт. в год.

Стоимость таких заводов без систем автоматизации будет составлять 0,05 USD за 1 кирпич годовой производительности. Столько же примерно будет стоить система автоматизации с автоматами садки и пакетировки, но она может быть смонтирована после пуска завода и отдельно на каждом модуле.

Отдельный модуль производительностью 5 млн. шт. кирпичей в год будет стоить примерно 500 тыс. USD или 14 млн. руб. в ценах на 01.01.2000 г., срок окупаемости - 3 года.

Таким образом, у нас имеются перспективные разработки кирпичных заводов нового поколения, стоимость которых в 10 раз меньше импортных. Однако мы отдаем себе отчет в том, что заказчики на такие комплекты оборудования появятся в России не ранее 2002 года.

По моему глубокому убеждению, в предстоящем техническом перевооружении кирпичной промышленности ставка будет сделана на технологии полусухого прессования, а шахтные обжиговые печи, показавшие свою удивительную экономичность, просто не имеют альтернативы.

В заключение хочется приободрить конструкторов, технологов и ученых, работающих в кирпичной промышленности, следующим философским утверждением: время, которое у нас есть, - это деньги, которых пока нет, но так как время - это деньги, то они у нас скоро будут!

Список литературы:

1. И.Ф. Шлегель. Современные кирпичные стены // Строит, материалы. 1999. № 2.
2. И.Ф. Шлегель и др. Оборудование для производства керамических изделий // Строит, материалы. 1994. № 1.С. 11-12.
3. И.Ф. Шлегель. Заводы для производства керамического кирпича // Строит, материалы. 1993. № 5. С. 8-20.Б.