его прочность. При содержании кремнезема более 85 %, а глинозема менее 6–8 % глинистая порода теряет вяжущие свойства, в результате чего из нее становится невозможным получать керамические изделия.
Окись железа, а также закись железа и пирит, присутствующие в глине, придают обожженному кирпичу красный цвет. Закись железа способствует также образованию особо плотного обожженного кирпича.
Окись кальция, сокращая время спекания глин, ухудшает эксплуатационные характеристики кирпича. Аналогично действие соединений магния в виде карбоната (МgСO3) и доломита (МgСO3∙СаСO3). Находящийся в глине сернистый ангидрит уменьшает прочность обожженного кирпича. Крайне нежелательно присутствие в глинах мела, извести и гипса. Органические примеси влияют на усадку сырца, снижают огнеупорность глин.
Значительно понижают температуру обжига и повышают прочность кирпича окиси калия и натрия.
Свойства глины
Важнейшими свойствами глин являются их пластичность, воздушная усадка при сушке сырца, огневая и полная усадки, связующая способность.
Пластичность глин обуславливает возможность легкого формования из них кирпича-сырца. Пластичность глины увеличивается с повышением содержания в ней частиц размером менее 0,005 мм, а также растворимых солей, воды и органических примесей. Более пластичные глины требуют больше воды затворения (до 20–28 % и более), дают большую усадку (10–15 %), чем малопластичные глины. Заметим, что малопластичные глины плохо формуются, а высокопластичные растрескиваются при сушке.
Пластичность глин повышают введением в них применяемых в промышленности сборного железобетона пластификаторов: СДБ, ЛCTM и др., а также добавкой жирных глин или же отмучиванием глины. В последнем случае глину размешивают в воде и удаляют наиболее крупные частицы песка, которые, естественно, осаждаются на дно в первую очередь. Правда, отмучивание — весьма трудоемкий процесс. Пластичность глины увеличивают также механической обработкой, вылеживанием глин в буртах на воздухе, как правило, в течение осени — зимы — весны.
Для уменьшения пластичности в глины вводят отощающие добавки (песок, молотый шлак, золу).
При сушке глины на воздухе при нормальной температуре воздуха (15–20 °C) она уменьшается в объеме на 5-12 %. Это явление называют воздушной усадкой. При быстрой сушке сырца (на открытом солнцу участке) вода испаряется из наружных слоев быстрее, в результате чего на сырце образуются наружные трещины.
Огневая усадка возникает в результате расплава легкоплавких составляющих глины в начальный момент обжига и составляет 2–8 %.
Таким образом полная усадка изделия из глины при сушке и обжиге колеблется от 5 до 18 %. Вот на величину этой полной усадки и укрупняют формы при выделке сырца.
Связующая, или вяжущая, способность глины заключается в ее способности сохранять полученную во влажном пластичном состоянии форму после высыхания сырца. Глина способна связывать в монолит зерна непластичных отощающих материалов (песка, шлака и др.)
Приемлемые для формования кирпича вяжущие свойства глины рекомендуется подбирать опытным путем. Для этого из смесей глины и песка, взятых в соотношении (по массе) 1:0; 9:1; 8:2; 7:3 и т. д., изготавливают бруски сечением 4x4x50 см (по два каждого состава). После просушки один комплект брусков испытывают нагрузкой на изгиб, выбирая из этих образцов подходящий по прочности, но с наименьшим количеством песка. Второй комплект просушенных брусков обжигают и тоже подвергают внешнему осмотру и испытывают нагрузкой на изгиб. В результате выясняют приемлемый для обжига состав.
Для определения пригодности глины применяют и другой способ. Из смесей глины и песка вышеуказанных составов готовят круглые глиняные цилиндры диаметром 4 см и длиной 50 см. Из цилиндров делают замкнутые кольца и, сдавив глиняные кольца между двумя плоскими досками до расстояния между ними до 2 см, производят их осмотр (рис. 1). Считаются выдержавшими испытания те кольца, у которых на внешней поверхности не образовалось трещин.
Рис. 1. Пресс для испытания глины:
1 — нижняя неподвижная доска; 2 — глиняное кольцо после сдавливания; 3 — верхняя подвижная доска; 4 — штифты; 5 — барашек; 6 — стяжной болт (для наглядности на виде сверху отсутствует верхняя доска; пунктиром обозначено положение пресса до сжатия).
ПОДГОТОВКА ГЛИНЯНОЙ МАССЫ
Подготовка глиняной массы включает вскрышные и карьерные работы, а также механическую обработку глины.
Глиняный карьер с целью уменьшения транспортных расходов, конечно, лучше устроить и вблизи площадки для обжига кирпича, и недалеко от места возведения построек. Если изготовление кирпича планируется в старом селе, где раньше деды нынешних жителей обжигали кирпич, то следует использовать бывшие места раз работки глины в карьере и по возможности сохранившиеся печи для обжига.
Для упрощения разработки желательно осваивать примыкающие к оврагам участки. Это позволит уменьшить объем работ и упростить их.
Если вблизи места будущего строения нет оврагов с крутыми берегами, то удобно устроить карьер вблизи будущего дома, используя карьер в последующем как декоративный водоем, обеспечивающий к тому же хозяйство в летнее время запасом воды для полива.
После снятия и перемещения возможно дальше от карьера растительного фунта приступают к «вскрытию» глинистого грунта либо вручную, либо при помощи экскаватора. Работа лопатой тяжела и трудоемка, поэтому не следует жалеть денег на приглашение для выполнения земляных работ экскаваторщика с экскаватором ЭО-1621А (бывший Э-153).
При ручном способе грунт разрабатывают продольными полосами и укладывают в валы на бровке котлована. Вручную такую работу выполняют двойно-тройной перекидкой грунта либо транспортировкой его при помощи тачки. Грунт копают сразу на полную глубину.
Ширину отвала принимают до 2,5–3 м, высоту — до 0,4 м. Целесообразно отвалы глинистого Грунта устраивать с обеих продольных бровок карьера (рис. 2). Длину котлована и отвала выбирают с таким расчетом, чтобы заготовленной глины хватило на полуторакратный объем сырца. Так, для возведения здания общей площадью 90 мг потребуется около 50 м3 кирпичной кладки, или 20 тыс. штук кирпича.
Рис. 2. Схема разработки карьера:
1 — выемка; 2 — отвалы глины
Следовательно, придется заготовить 65–70 м3 глины.
Для разработки глины в карьере следует воспользоваться наиболее сухим периодом времени (июнь, первая половина июля). В это время глинистый грунт достаточно хорошо подсыхает, чтобы не налипать на лопату, и в то же время не затвердевает до такой степени, чтобы использовать лом.
Наиболее целесообразно весь грунт в карьере разработать за один прием. При растягивании работ возможно выпадание атмосферных осадков, заполнение котлована водой и резкое усложнение работ.
Обычно в нижних слоях карьера в глине встречаются камни известняка. Лучше такие слои глины не разрабатывать вообще, так как камни известняка очень трудно полностью выбрать из глины. При попадании же в сырец известняка в результате обжига эта горная порода превратится в негашеную известь. При обжиге частицы извести претерпят процесс гашения, в результате которого они увеличатся в объеме примерно на 50 %, что вызовет растрескивание
