Наполнитель для лего кирпича
Обновлено: 26.04.2024
Что собой представляет кирпич-лего: конструктивные особенности, технология производства, нюансы кладки, сфера применения.
С появлением различных блоков кирпич хоть и потеснился с позиции лидера, но так и остался одним из самых востребованных материалов для кладки несущих конструкций или в качестве облицовочного экрана. При массе достоинств этот материал требователен к мастерству исполнителя, особенно, когда речь о фасаде. Сравнительно недавно рынок стройматериалов пополнился кирпичом-лего, который укладывать гораздо проще классического в силу характерной формы, и давшей ему название. Как оказалось, среди участников FORUMHOUSE есть и производители этого материала, и реальные пользователи. Они готовы поделиться опытом как с теми, кто задумывается об изготовлении самоделок, поддавшись на яркие рекламные лозунги, так и с теми, кого привлекает простота кладки.
История кирпичного конструктора
В дословном переводе с английского кирпич-лего (interlocking brick) обозначает блокируемый кирпич, или кирпич с замком, имеющий с одной стороны выступы (шипы), а с другой - пазы, которые в процессе кладки надежно соединяются между собой, без толстого растворного шва.
«Отцом» лего можно считать датчанина, Оле Кирка Кристиансена, в начале прошлого столетия придумавшего кирпич с шипами для фиксации, чтобы максимально упростить и ускорить кладку.
Местные архитекторы и инженеры по достоинству оценили новшество, и в конце сороковых лего был официально использован при возведении общественного здания, где по документам провели новый способ «автоматической кладки». Однако запатентовать изобретение сразу датчане то ли не догадались, то ли не посчитали нужным, а когда замковый кирпич стал популярен и в других странах, кинулись, но было поздно. После нескольких десятилетий разбирательств в 2010 году «родителям» кирпича из Дании было официально отказано в праве считаться таковыми. Поэтому в СМИ периодически мелькают сведения то о студентах из Америки, то о группе энтузиастов из Бразилии, но их заслуга, скорее, в усовершенствовании придуманной Кристиансеном системы фиксации.
Конструктивные особенности, способ производства, характеристики
Форма лего стандартная, прямоугольная, выступы и пазы сформированы двумя круглыми пустотами, высота выступа составляет 5 мм, как и глубина паза, а диаметр равен 65 мм. По размерам лего приближен к обычному одинарному кирпичу, у него стандартная длина – 250 мм, чуть большая ширина – 125 мм, а высота варьируется в пределах 65-70 мм, в зависимости от производителя. Масса одного кирпича колеблется в пределах 3 кг, что объясняется различной сырьевой базой.
Пазовая система соединения обеспечивает основную фиксацию элементов в кладке, поэтому нет необходимости в толстом шве, кирпич кладут либо на тонкий слой клеевой смеси, выдавливаемой из приспособления типа кондитерского шприца, либо на специальную монтажную пену. И в том, и в другом случае отсутствует характерная для кирпичной кладки расшивка. Работать с лего проще, благодаря пазам кладка получается ровная, не нужны большие объемы раствора. Чтобы подстраховаться, некоторые выпиливают в угловых кирпичах пазы под арматуру.
Отечественный замковый кирпич – это, в основном, разновидность гладкого полнотелого гиперпрессованного кирпича, производимого посредством прессования под высоким давлением без последующего обжига. В отличие от керамики, у которой в основе особые сорта глины, и силиката, состоящего преимущественно из песка и извести, гиперпресс производится преимущественно из отходов горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. Это может быть измельченный известняк-ракушечник, доломит, мраморный или щебневый отсев, доменные шлаки. Кроме того, используется кирпичный бой, отходы от распила натурального облицовочного камня, каменного угля. Минеральное сырье очищается и измельчается до фракции 3-5 мм, его доля в кирпиче составляет 85-92 %. В качестве связующего используется цемент М 500 (от 8 до 15 %), а также красители и модифицирующие добавки, улучшающие характеристики готового продукта.
Если прочность и долговечность керамики обеспечивается обжигом, а силиката – давлением и обработкой горячим паром, то гиперпресс «сваривается» в прочнейшую однородную массу благодаря сверхвысокому давлению – 300 кг/см².
Такое воздействие приводит к сцеплению веществ на молекулярном уровне, в результате чего получается очень плотный, прочный и морозостойкий кирпич с правильной геометрией граней.
Применение, особенности кладки
Характеристики гиперпресованного кирпича делают его универсальным, он может использоваться для кладки несущих и ограждающих конструкций, заборов, объектов ландшафтного дизайна. Тем не менее, высокая плотность, обеспечивающая повышенную морозостойкость и стойкость к внешним воздействиям, что хорошо, дает и высокую теплопроводность – до 1,1 Вт/(м*С⁰). Однородная стена из такого кирпича холодная и нуждается в дополнительном утеплении, поэтому гиперпресс, в основном, используют в качестве облицовки.
Лего, теоритически, тоже подходит для несущих стен, так как в пустоты вставляют арматуру для связки и заполняют их ЦПС или ее производными, получается что-то вроде монолита с двухсторонней кирпичной облицовкой. Но так как материал относительно «молодой», и как он поведет себя под большой нагрузкой через несколько десятилетий, точно не знает никто, им предпочитают облицовывать фасады или использовать для кладки заборов, входных групп, беседочных комплексов, летних кухонь или гаражей.
В этой статье мы разберем из чего делается лего кирпич, а также изучим оборудование на котором делают исследования сырья для гиперпрессованных изделий.
Кирпич с соединением шип-паз (напоминающий лего кирпич) представляет собой отличный строительный материал используемый в основном для облицовки строений и с целью строительства домов по технологии “дом-термос”. Основным материалом в составе смеси для изготовления лего кирпича являются отсевы дробления каменных пород, которые образовываются в больших количествах при разработке карьеров.
Технология полусухого прессования, являющаяся основой производства лего кирпича, экологически абсолютно безопасная, а современное оборудование входящее в состав производственных линий экономично и эффективно. Сырье для лего кирпича очень многообразно, широко доступно и можно сказать что это почти неисчерпаемый ресурс.
Где взять сырье для лего кирпича
Основной частью (85–92%) состава смеси для гиперпрессованного лего кирпича выступают отсевы (отходы) камнедробления, имеющиеся в основном на близлежащих карьерах. Дополнительно в качестве сырья можно использовать отходы промышленного производства. Ниже приведен неполный перечень материалов используемых для изготовлениая для лего кирпича:
- карбонатные породы;
- вулканические породы;
- котельные, мартеновские шлаки;
- зола уноса электростанций;
- отходы переработки с горно-обогатительных, металлургических предприятий;
- бой керамического кирпича.
Состав смеси для производства лего кирпича
Для изготовления лего кирпича состав смеси в первую очередь зависит от доступности наполнителя на местном уровне и может корректироваться в довольно широких границах. Такими наполнителями могут служить песок, глина, известь, отсев щебня и отходы от камнедробления которые составляют около 85% от общего объема готового изделия. Подбирая рецептуру для изготовления лего кирпича следует принимать во внимание климатический пояс и сферу применения. Например присутствие глины в тех или иных пропорциях в составе лего кирпича, достаточно сильно снижает морозоустойчивость строительного материала.
Помимо основного заполнителя, для производства облицовочного лего кирпича М150 и выше используется портландцемент М400 и М500 D0, реже применяется белый цемент М600. Связующее должно быть высокого качества, не рекомендуется брать старый цемент.
Пигмент для лего кирпича
Цветной кирпич получают путём введения в смесь 3–10% пигментов: охры, сурика, окиси хрома или ультрамарина. Замечено, что использование красящих пигментов несколько снижает марку лего кирпича, требуя некоторого увеличения доли цемента. Исключение составляет инертный к гидроокиси кальция оксид хрома
В нашей стране наиболее популярен натуральный цвет лего кирпича. Но тенденция в строительстве частных домов направлена на использование комбинированных цветов. Из-за этого спрос на цветной лего кирпич растет ежегодно. Смесь для изготовления лего кирпича окрашивается уже на этапе смешивания всех компонентов. Качественные пигменты проверенных производителей придают изделию стойкие, яркие цвета. При их неравномерном распределении по массе кирпича создается естественный окрас схожий с расцветкой натурального камня.
При отказе от красителей, состав смеси для производства лего кирпича можно окрашивать природными материалами, которые входят в состав изделия. К примеру, песок придает бежевые оттенки, доломит и известняк - светлые тона, глина - красный оттенок. Цвета, при использовании натуральных красителей получаются более бледные в сравнении с пигментами. Разнообразие цветовой палитры лего кирпича можно оценить на фото.
Исследования состава смеси лего кирпича
Непосредственному запуск производства предшествует этап разработки состава рабочей смеси с целью определить точные пропорции лего кирпича. Так как вариантов комбинаций используемых материалов для лего кирпича может быть 5, 10, 20 и более необходимо ответственно подходить к их утверждению.
Для лучшего понимания того, как происходят исследования каменных пород и других компонентов и как создаются “правильные” рецепты смеси лего кирпича, мы приведем обзор процесса и оборудования которое применяется в лабораториях.
Лабораторное оборудование для изучения состава смеси
Перемешивание сырьевых смесей, применяемых при изготовлении гиперпрессованного лего кирпича производится на лабораторном вибрационном смесителе. Материалы подаются в смесительную камеру через загрузочный люк. Исследуемый состав приготавливается в смесителе по принципу виброперемешивания, при котором вращению лопастей, закрепленных на горизонтально расположенном валу сопутствует параллельная вибрация приготавливаемой смеси за счет вибрации резинового днища смесительной камеры.
Измельчение цементного клинкера входящего в состав смеси для изготовления лего кирпича производится в лабораторной двухкамерной шаровой мельнице, с объемом загрузки каждой камеры в 5 кг сырьевого материала. Для соблюдения чистоты исследования пробы цементного клинкера массой 5 кг перемалываются всегда в одной и той же камере мельницы, с использованием одного и того же набора стальных мелющих шаров, подобранных в соответствии с рекомендациями, содержащимися в специализированной технической литературе и представленного в таблице 1.
Табл. 1. Набор стальных мелющих шаров, применяемый для помола цементного клинкера
Перед применением в составах лего кирпича, полученный в результате помола цемент, просеивается через сито № 0,2. Для сушки исходных материалов и получаемых образцов материала используется лабораторный сушильный шкаф, оборудованный терморегулятором и вентиляционной установкой.
Гранулометрический состав природного кварцевого песка и отсевов дробления карбонатных пород, применяемых при изготовлении смесей для кирпича, определяется при помощи стандартного набора сит с размером отверстий от 70 до 5 мм и от 5 до 0,05 мм.
Удельная поверхность цемента определяется с помощью прибора Т-3, который также может применяться для измерения удельной поверхности ряда других порошкообразных материалов (гипса, угольной пыли).
Для изготовления и испытания образцов кирпича на основе отсевов дробления карбонатных пород используется оборудование, предназначенное для испытания бетонов в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Рентгенографический количественный фазовый анализ сырья для лего кирпича производится на дифрактометре D8 Advance фирмы Bruker. С целью определения количественного химического состава отсевов дробления карбонатных пород применяется многоканальный спектрометр СРМ 25М.
Тепловлажностная обработка образцов гиперпрессованного кирпича осуществляется в лабораторной пропарочной камере, оснащенной терморегулятором.
Испытания лего кирпича из различных составов смеси, изготовленного по технологии гиперпрессования, на прочность при сжатии проводятся на гидравлическом прессе П-125. Аналогичные испытания искусственного каменного материала, изготавливаемого методом прессования, осуществляются на гидравлическом прессе ИПэ-100.
Испытания, направленные на определение предела прочности при изгибе искусственного каменного материала, изготовленного методом прессования, осуществляются на образцах-балках сечением 20×20 мм длиной 60 мм по схеме представленной на рисунке 1.
Определение коэффициента теплопроводности лего кирпича, осуществляется при помощи прибора ИТС-1.
Модификаторы и пластификаторы для лего кирпича, в чем разница и на что направлен каждый? Для улучшения технологических свойств и получения более качественных бетонных смесей на цементном вяжущем, удобных для дальнейшей работы, применяют специальные добавки искусственно созданные или природные. Направлены на изменение физико-химических свойств смеси в лучшую стороны. В один и тот же состав смеси для лего кирпича можно вводить несколько пластификаторов и модификаторов. При правильном сочетании, каждая обладает основным действием, а также имеет несколько дополнительных. Дополнительные свойства добавок могут иметь положительное и отрицательное воздействие на свойства итоговой смеси.
Доступные добавки, которые без труда можно найти на рынке и использовать для гиперпрессования, разделяют на две группы:
- Пластификаторы - пластифицирующие добавки увеличивающие подвижность, эластичность, вязкость бетона. Призваны сохранять длительную подвижность бетонной смеси. Они за счет снижения водоцементного отношения (в/ц) уменьшают расход цемента, увеличивают прочность и плотность бетона. Согласно ГОСТ выделяют 4 группы пластификаторов — от слабопластифицирующих добавок до суперпластификаторов.;
- Модификаторы - модифицирующие добавки, позволяют создавать высокомарочные смеси класса В80 (что соответствует марке М1000). Такой искусственный камень без проблем будет работать при низких температурах и в агрессивных средах, у него увеличена морозостойкость и долговечность.
Применение пластификаторов для лего кирпича направлено на снижение водопроницаемости стен, предотвращение появления высолов, повышение адгезии в кирпичной кладке.
Пластификаторы для гиперпрессованного кирпича регулирует такие свойства как начальная прочность кирпича-сырца, скорость твердения и пр. Важным свойством некоторых добавок является внутренний разогрев изделий, что дает возможность полностью отказаться от использования камеры тепловлажностной обработки (пропарки).
В результате применения пластификаторов и модификаторов изделия быстрее набирают прочность и сокращается общее время производственного цикла, что положительно влияет на экономические показатели. Кроме использования пластификаторов в производстве лего-кирпича, свойства добавок востребованы при изготовлении тротуарной плитки, бетонных блоков и т.д. Компоненты и технологии с использованием добавок с успехом используются в производстве облицовочного гиперпрессованного кирпича Литос, Фагот.
Влияние модификатора стирол-акриловой дисперсии на свойства лего кирпича
Одним из ведущих направлений в области получения цементных композиционных материалов является применение полимерных редиспергируемых модификаторов. Результатом их действия во многих случаях является снижение величины капиллярного водопоглощения гиперпрессованного лего кирпича из-за снижения общей капиллярной пористости, а кольматация крупных пор полимерной смолы приводит к снижению водопроницаемости. При введении редиспергируемых сополимерных порошков в составы растворных смесей наблюдается также уменьшение паропроницаемости затвердевших растворных смесей, особенно заметное для систем с относительно высоким значением П/Ц. Редиспергируемые порошки производятся методом распылительной сушки водных синтетических дисперсий на базе сополимеров винилацетата, этилена, акрилатов и версататов. Они содержат антикоагулянты и средства против слеживания.
Самым распространенным продуктом на отечественном рынке выступают стирол-акриловые дисперсии, получаемые в процессе сополимеризации эфиров акриловой кислоты со стиролом. Данный материал образует покрытия с частицами малых размеров (0,05-0,15 мкм), характеризующиеся высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, эластичностью, паропроницаемостью, и высокой адгезией. Благодаря своим положительным свойствам стирол-акриловые дисперсии широко применяются в составах сухих штукатурок.
Рис. 1. Модификатор стирол-акриловый сополимер смеси
Рис. 2. Уровни варьирования переменных факторов
Модификатором стирол-акриловая дисперсия сначала обрабатывались отсевы дробления карбонатных пород для производства лего кирпича. Формовочная смесь составлялась из раздельно затворенного цемента и отсевов дробления карбонатных пород, модифицированных стирол-акриловой дисперсией. Влажность формовочной смеси составляла 13 %. Формовка образцов-цилиндров диаметром 50 мм и высотой 50 мм выполнялась при давлении 15 МПа. Прессованные образцы подвергались тепловлажностной обработке в течение 12 часов при температуре 40 °С, после чего они хранились в воздушно-сухих условиях при 20±2°С. В возрасте 28 суток контролировались их прочность. На основании проведенных исследований построена регрессионная модель при уровне значимости 0,05 адекватно отражающая зависимость прочности при сжатии прессованного каменного материала Ŷ(МПа) от содержания цемента и концентрации акриловой дисперсии:
На рисунке 3 представлен геометрический образ модели .
Рис. 3. Диаграмма предела прочности при сжатии, МПа гиперпрессованного искусственного каменного материала с добавкой стирол-акриловой дисперсии в координатах: Х1 – содержание цемента, % от массы твердых компонентов (Т) / Х2 – содержание стирол-акриловой дисперсии, % от массы твердых компонентов (Т)
Анализ модели позволил выявить область составов, для которых введение стирол-акриловой дисперсии способствует приросту прочности композиционного материала при сжатии. При расходе цемента 10 % увеличение содержания стирол-акриловой дисперсии от 0 до 2,34 % позволило повысить прочность с 7,8 до 12, 7 МПа, то есть практически на 60%. Прочность образцов при изгибе, в присутствии добавки, возросла на 11-16%.
При более высоких расходах цемента присутствие стирол-акриловой дисперсии приводит к снижению прочности цементных материалов.
Исследования показали, что модификация отсевов для производства лего кирпича стирол-акриловой дисперсией не повышает водостойкости прессованного искусственного камня.
Лего кирпич – абсолютная новинка на рынке строительных материалов. Еще из названия можно понять о том, что форма изделия похожа на детали известного во всем мире конструктора Lego. Как просто ребенок собирает этот конструктор, также и Вы с применением лего кирпича можете построить дом. Само изделие представляет собой блок прямоугольной формы, в котором присутствует 2 вертикальных соосных отверстия, верхняя часто которых выступает над основной поверхностью.
В результате этого, при формировании кладки одного кирпича на другой, отверстия верхнего ряда кирпича плотно входит в отверстия нижнего ряда. Следует также учесть, что при работе используется не привычный цементный раствор, а специальный клей. Новинка индустрии!
- Объем бетона - 1,6 дм3
- Пустотность - 23%
- Масса камня - 3,3 кг
- Расчетная плотность - 2,1 кг/дм3
Что необходимо для производства лего-кирпича?
Производство лего кирпича основывается на технологии гипперпрессования и не только полностью включает в себя все её преимущества, но и выделяется своей большей экономичностью. Любое производство начинается с оборудования. В первую очередь необходимо приобрести станок для лего кирпича. В продаже Вы можете встретить станки как российского производства, так и зарубежного. Отметим для Вас тот факт, что в процессе работы матрица, которая формирует изделие, имеет постоянный износ и её замена в оборудовании российских производителей будет ощутима дешевле. В процессе работы по производству лего кирпича станок должен обеспечивать равномерное распределение смеси при вибропрессовании. Такое распределение гарантирует вибропресс Кондор, позволяющий получать оптимальный структурный состав блоков, при сохранении низкой себестоимости.
Похожий на деталь детского конструктора «Lego», этот строительный материал, получил схожее название – Лего кирпич.
Такое сходство с конструктором придают выступающие над основной поверхностью, технологические отверстия.
Технология изготовления не требует глину, что исключает необходимость обжига.
Состав Лего кирпича, в пропорциях
В состав смеси включают такие доступные ингредиенты, как, побочные продукты камнедробления – отсевы доломита, мрамора, щебенки, ракушечника, песок, цемент, вода.
Лего кирпич
На качество получаемого кирпича напрямую влияет размер частиц исходного сырья. Чем мельче, тем лучше качество.
Пропорции в составе смеси следующие:
- мелкофракционный компонент от 85 до 92%;
- цемент от 8 до 15%,
- пигмент для окраски;
- вода.
При подготовке смеси необходимо учитывать, что использование песка, а также отсева доломита и щебенки, хоть и допустимо, но нежелательно.
Так как это приведёт к тому, что конечное изделие будет иметь недостаточные характеристики по стабильности. Его нельзя будет использовать для несущих конструкций.
Расход сырья такой - для изготовления 500 кирпичей или одного куба, потребуется 220 кг связывающего вещества (цемент) и 1600 кг мелких фракций.
Состав первоначальной смеси варьируется, исходя из заданных параметров, таких как сфера применения, условия эксплуатации, а также, характеристики применяемых вибрационных прессов.
Изготавливается Лего кирпич прессовкой, под высоким давлением. Фактически, из смеси получается искусственный камень.
Он отлично подходит для облицовки зданий, выкладывания внутренних перегородок и несущих стен.
Технологический процесс
Сам технологический процесс можно описать так. После загрузки ингредиентов, в смесителе производится активное перемешивание, затем по транспортеру смесь направляется в бункер.
Через специальный дозатор стальная матрица заполняется, в матрице, под воздействием вибрации и давления, рабочая смесь равномерно распределяется. Высокое давление совместно с вибрацией придаются окончательную форму кирпичу Лего.
Если камера не включена в технологический процесс, то кирпич вылеживается на стеллажах 20-25 суток, весь срок температура в этом месте поддерживается на уровне не ниже +15 градусов.
Обладает следующими основными характеристиками:
- прочностью 300 кг на кв. см,
- плотностью 1550 кг на куб. м,
- морозостойкостью до 150 циклов,
- не превышающим 6% уровень поглощения влаги.
Преимущества Лего кирпича
Кирпич Лего имеет и ряд преимуществ перед другими разновидностями кирпичей.
Имеющиеся установочные пазы существенно ускоряют и укрепляют кладку, её прочность в 1,7 раз выше, чем кладка стандартного кирпича.
Технологические отверстия используются, например, для электропроводки или других коммуникаций.
Исключение из процесса изготовления обжига, существенно снижает себестоимость. Выигрывая в цене, он ещё и представляет широкий ассортимент по палитре цветовых оттенков и фактуре.
Это практически идеальный вариант для строительства туалетов, душевых кабинок, беседок и всевозможных ограждений.
Лего кирпич, кладка
Выигрышной выглядит и возможность его использования непрофессионалами. Фактически уровень используется только при выкладке первого слоя.
Дальше, имеющиеся пазы становления и шипы, существенно увеличат скорость процесса. При этом, не требуется приготовление специального раствора, при кладке применяется специальный клей, который можно нанести обычной кистью.
Клей дополнительно снижает расходы, ведь для сборки 1 куба потребуется всего 25 кг плиточного клея (для наружных работ). Получаемая стена не просто эстетична, но и не нуждается в дополнительном оштукатуривании.
Для повышения сейсмостойкости конструкции применяют кладку кирпичей с перевязкой из тонкой проволоки по каждому слою, а также вставкой арматуры и заливку бетонной смеси в отверстия кирпичей.
Здания, построенные из Лего, отличаются: экономичностью, пониженной теплопроводностью, высокой износоустойчивостью и морозоустойчивостью, повышенным противодействием влаге, низкой нагрузкой на фундамент.
Мини производство кирпича Лего
Для организации самостоятельного изготовления кирпича Лего, подойдет любое помещение небольшой площади, с высотой потолка не менее 3,5 метров.
Потребуется хорошая вентиляция, подведение водопровода, канализации и подключение к электросетям 380 В. Для обеспечения качества недопустимы резкие колебания температуры. Она поддерживается в помещении на уровне выше 5 градусов.
Для организации производства потребуется приобретение бункера, дозатора, дробилки, вибросита, смесителя, гиперпресса, матрицы и камеры для пропарки.
Большую часть указанного оборудования содержит мини установка. В ней нет только пропарочной камеры, без которой в принципе можно и обойтись.
При подборе оборудования необходимо учитывать следующее. На качество кирпича Лего сильно влияет рабочее давление пресса, оно должно быть не менее 130 кг/кв.см. Пресс должен обеспечивать давление от 30 тонн.
При выборе матрицы толщина стенок и прочность играют особую роль. Есть толщина металла меньше 20 мм, то несколько дней работы, и абразивный процесс полностью уничтожит матрицу.
Очень важно, чтобы пресс был оборудован датчиками, контролирующими толщину кирпича и глубину засыпки сырья. Определить визуально разницу в высоте кирпичей проблематично.
Безусловно, организация самостоятельного производства Лего потребует от предпринимателя решения ряда сложных задач, получение качественного изделия невозможно без отработанной технологии и высокого качества исходного сырья.
Тем не менее создать приносящий прибыль мини-цех, реально. Покупка необходимого оборудования потребует инвестиций, которые будут очень скоро окуплены.
Читайте также: