Цегла

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Цеглина
Штабель цегли

Це́гла — штучний камінь форми паралелепіпеда, виготовлений з мінеральних матеріалів та підданий термічній обробці, що застосовується як будівельний матеріал. Окрема одиниця цегли називається цегли́ною.

Історія використання[ред.ред. код]

У Біблії є згадка про цеглу як про будівельний матеріал при будівництві Вавилонської вежі близько 2000 р. до РХ. «І сказали один одному: наробимо цегли і обпалимо вогнем. І стала у них цегла замість каменів.» (Старий Заповіт, Буття 11-3).

Хоча аж до нашого часу в багатьох країнах широке розповсюдження мала неопалена цегла-сирець, часто з додаванням в глину різаної соломи, застосування в будівництві обпаленої цегли також сходить до глибокої старовини (споруди в Єгипті, 3-2-е тисячоліття до н. е.). Особливо важливу роль грала цегла в архітектурі Месопотамії і Стародавнього Риму, де з цеглини (45х30х10) викладали складні конструкції, зокрема арки, зведення тощо.

Плінфа — тонка і широка глиняна пластина — завтовшки приблизно 2,5 сантиметра. Виготовлялася в спеціальних дерев'яних формах. Плінфа сушилася 10-14 днів, потім обпалювалася в печі. На багатьох плінфах знаходять клейма, які вважаються клеймами замовника. Стандартна опалена цеглина — приблизно з XVI століття.

До XIX століття техніка виробництва цегли залишалася примітивною і трудомісткою. Формували цеглу вручну, сушили тільки влітку, обпалювали в тимчасових підлогових печах, викладених з висушеної цегли-сирцю. В середині XIX століття були побудовані кільцева обпалювальна піч і стрічковий прес, що зумовили переворот в техніці виробництва. В кінці XIX століття стали будувати сушарки. В цей же час з'явилися глинообробні машини бігуни, вальці, глином'ялки. У наш час понад 80% всієї цегли проводять підприємства цілорічної дії, серед яких є великі механізовані заводи, продуктивністю понад 200 млн шт. на рік.

Технологія виробництва[ред.ред. код]

Організація виробництва[ред.ред. код]

Організація цегляного виробництва має створити умови для двох основних параметрів виробництва: забезпечувати постійний або середній склад глини і забезпечувати рівномірну роботу виробництва. Для виявлення дійсних причин великої кількості браку на виробництві проводиться аналіз відповідності організації виробництва цим вимогам.

Цегляне виробництво належить до тих видів людської діяльності, де результату досягають тільки після тривалих експериментів з режимами сушіння і випалювання. Ця робота має проводитися за сталих основних параметрів виробництва. Неможливо зробити правильні висновки і відкоригувати роботу, не дотримуючись цього простого правила.

Неможливо виготовляти якісну продукцію за непостійних складу глини і продуктивності. Неможливо знайти причини браку, зменшуючи переробку, не маючи можливості контролювати і регулювати режим сушарки, не дотримуючись режиму випалювання в печі. Тоді неможливо визначити джерело браку: глина, видобування, переробка, формування, сушіння або випалювання.

Найкраща глина — це глина постійного складу, який з низькими витратами може забезпечити тільки багатоковшовий або роторний екскаватор. Цегляне виробництво потребує постійного складу глини в тривалому проміжку часу для дослідного підбору режимів сушіння і випалювання. Немає простішого і кращого способу отримати продукцію відмінної якості.

Глина[ред.ред. код]

Якісна керамічна цегла виробляється з глини, видобутою дрібною фракцією з постійним складом мінералів. За постійного складу мінералів колір цегли при виробництві однаковий, що притаманне лицьовій цеглі. Родовища з однорідним складом мінералів і багатометровим шаром глини, придатним для видобування одноковшовим екскаватором, дуже рідкісні і майже всі розроблено.

Більшість родовищ містять багатошарову глину і найкращими механізмами, здатними при видобуванні робити глину середнього складу, вважаються багатоковшовий і роторний екскаватори. При роботі вони зрізають глину по висоті забою, подрібнюють її, і при змішуванні отримують середній склад. Інші типи екскаваторів не змішують глину, а видобувають її глибами. На Михайлівському ГЗК колесо роторного екскаватора має діаметр 9,5 метрів!

Постійний або середній склад глини необхідний для підбору постійних режимів сушіння і випалювання. Не можна отримати якісну цеглу, якщо склад глини постійно змінюється, адже для кожного складу потрібний свій режим сушіння і випалювання. При видобуванні глини середнього складу один раз підібрані режими дозволяють отримувати якісну цеглу з сушарки і печі роками.

Якісний і кількісний склад родовища з'ясовується в результаті розвідки родовища. Тільки розвідка з'ясовує мінеральний склад, тобто які суглинки пиловані, глини легкоплавкі, глини тугоплавкі тощо містяться в родовищі. Найкращими глинами для виробництва цегли вважаються ті глини, які не потребують домішок.

Для виробництва цегли завжди використовується глина, непридатна для інших керамічних виробів. До ухвалення рішення про спорудження заводу на основі родовища проводяться промислові випробування придатності глини для виробництва цегли. Випробування проводяться за спеціальною стандартною методикою, що полягає в підборі технології для переробки.

Випробування дають відповідь на декілька поставлених питань. Є в родовищі шар однорідної глини, придатний для промислової розробки? Якщо немає, то придатний середній склад глини для виробництва цегли? Якщо немає, то які домішки потрібні для отримання якісної цегли? Яка потрібна техніка для видобутку і устаткування для переробки?

На цегельних заводах за допомогою машини відокремлюють від глини каміння і розминають її. В другій машині ця глина перемішується з піском та потрібною кількісстю води. Третя машина вакуумує та стискує одержане тісто; з неї безперервно виходить товста і вузька глиняна стрічка. Стрічку розрізують на цеглини, які відвозять в сушарню.[1]

Сушарки камерні[ред.ред. код]

Камерні сушарки завантажуються цеглою повністю і в них поступово змінюється температура і вологість за всім об'ємом сушарки, відповідно до заданої кривої сушіння виробів. Сушарки знаходять застосування для виробів електрокераміки, фарфору, фаянсу і при незначних обсягах виробництва. Дуже важко регулювати режим сушіння.

Сушарки тунельні[ред.ред. код]

Тунельні сушарки завантажуються поступово і рівномірно. Вагонетки з цеглою просуваються через сушарку і проходять послідовно зони з різною температурою і вологістю. Тунельні сушарки добре працюють тільки з сировини середнього складу. Застосовуються при виробництві однотипних виробів будівельної кераміки. Дуже добре «тримають» режим сушіння при постійному і рівномірному завантаженні цегли-сирцю.

Сушіння[ред.ред. код]

Глина з погляду сушіння — це суміш мінералів, що складається за масою понад 50% з частинок до 0,01 мм. До тонких глин відносяться частинки менше 0,2 мкм, до середніх 0,2-0,5 мкм і грубозернистим 0,5-2 мкм. У об'ємі цегли-сирцю є безліч капілярів складної конфігурації і різних розмірів, утворених глинистими частинками при формуванні.

Глини дають з водою масу, яка після висихання зберігає форму, а після випалення набуває властивостей каменю. Пластичність пояснюється проникненням води між площинами кристалічної решітки мінералів глини. Властивості глини з водою важливі при формуванні і сушінні цеглини, а хімічний склад визначає властивості виробів під час випалення і після випалення.

Чутливість глини до сушіння залежить від процентного співвідношенням «глинистих» і «піщаних» часток. Чим більше в глині «глинистих» частинок, тим важче видалити воду з цеглини-сирцю без утворення тріщин при сушці і тим більше міцність цеглини після випалення. Придатність глини для виробництва цегли визначається лабораторними випробуваннями.

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

Режимні характеристики сушіння виробів на заводах залежать від властивостей сировини і конфігурації виробів. Режими сушіння, що існують на заводах, не можна розглядати як незмінні і оптимальні. Практика багатьох заводів показує, що тривалість сушіння можна значно скорочувати, користуючись методами прискорення зовнішньої і внутрішньої дифузії вологи у виробах.

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

Випалювання[ред.ред. код]

Глина з погляду випалення представляє суміш легкоплавких і тугоплавких мінералів. При випалюванні легкоплавкі мінерали зв'язують і частково розчиняють тугоплавкі мінерали. Структура і міцність цеглини після випалення визначається процентним співвідношенням легкоплавких і тугоплавких мінералів, температурою і тривалістю випалення.

В процесі випалення керамічної цегли легкоплавкі мінерали утворюють склоподібну, а тугоплавкі — кристалічну фази. З підвищенням температури все тугоплавкіші мінерали переходять в розплав і зростає зміст склофази. Із збільшенням змісту склофази підвищується морозостійкість і знижується міцність керамічної цегли.

При збільшенні тривалості випалення зростає процес дифузії між склоподібною і кристалічною фазами. У місцях дифузії виникає велика механічна напруга, оскільки коефіцієнт термічного розширення тугоплавких мінералів перевищує коефіцієнт термічного розширення легкоплавких мінералів, що і призводить до різкого зниження міцності.

Після випалення при температурі 950 — 1050 °C частка склоподібної фази в керамічній цеглі має складати не більше 8-10%. В процесі випалення підбираються такі температурні режими випалювання і тривалість випалювання, щоб всі ці складні фізико-хімічні процеси забезпечували максимальну міцність керамічної цегли.

Назва граней[ред.ред. код]

  • Постіль — робоча грань виробу (з розмірами 250х120 мм);
  • Ложок — середня по площі грань виробу (з розмірами 250х65 мм);
  • Тичок — найменша грань виробу (з розмірами 120х65 мм).

Види цегли[ред.ред. код]

Найбільші виробники цегли в Україні[ред.ред. код]

ЦЗ «Фагот» (Луганська обл. м. Красний Луч), ТзОВ «КерамБуд» (Львівська обл.), ФПГ «Альтком» (Донецька обл.), ТОВ «Кузьминецький цегляний завод» (Київська обл.), ТОВ «Керамікбудсервіс» (Івано-Франківська обл.), ДП «Артемівський ЗСМ» (Донецька обл.), ТОВ «Керамейя» (Суми), ЗАТ з ІІ «СБК» (Сумська, Київська обл.). ТОВ «Білоцерківські Будматеріали» (Київська область, м. Біла Церква — Білоцерківська цегла)

Виробники обладнання для цегельних заводів[ред.ред. код]

АТЗТ "Харківський машинобудівний завод «Червоний жовтень» (Харків), ТОВ «Техно-Маш-Сервіс» (Сумська обл.), ВАТ «Завод «Строммашина» (Хмельницький).

Предмет колекціонування[ред.ред. код]

XX століття стало періодом уніфікації і стандартизації. Зачепив цей процес і виготовлення цегли. Стандарти полегшують розрахунки, скільки потрібно на ті чи інші роботи.

Але так було не завжди і цегла з різних епох і майстерень має відмінності. Тому цегла стародавніх зразків стала предметом колекціонування. Її залюбки збирають приватні колекціонери і музеї архітектури (Київ, Москва та тощо). Справа важлива ще й тому, що цегла містить тавро майстерень. Важливо це і для реставраційних робіт. За зразкам стародавньої цегли (плінфи) в місті Чернігів на прохання реставратора Петра Барановського було виготовлено багато цегли, якої не вистачало для відбудови церкви П'ятниці. Зате тепер шедевр архітектури, згадуваний в «Слові о полку Ігоревім» постав на своєму історичному місці, як і в далекому XII столітті.

Примітки[ред.ред. код]

  1. М. М. Скаткін // Природознавство: підручник для 4 класу. — К.: «Радянська школа», 1967. с.256 (сторінка:56)

Посилання[ред.ред. код]