Кирпичи -  о истории до современного использования.

1. Краткое введение в тему и значение кирпича в строительстве.

    Кирпич - это один из самых древних и универсальных строительных материалов, используемых человеком. Его история уходит на тысячи лет назад, и он остается важной составляющей современного строительства.

    Кирпичи изготавливаются путем формовки и обжига глины, что придает им прочность и долговечность. Они обладают рядом преимуществ, которые делают их предпочтительным выбором во многих строительных проектах. Кирпичи обладают высокой устойчивостью к погодным условиям, огнестойкостью, хорошей звукоизоляцией и теплоизоляцией. Кроме того, они предлагают большую гибкость в плане дизайна, поскольку доступны в различных размерах, формах и цветах.

    Однако, несмотря на свои преимущества, использование кирпичей также связано с некоторыми недостатками. Они относительно тяжелые, что может усложнить транспортировку и установку, и их производство требует значительного количества энергии, что влияет на окружающую среду.

    В целом, кирпич остается важным строительным материалом, играющим ключевую роль в развитии наших городов и обществ. Эта статья будет рассматривать его историю, различные типы, процесс производства, применение в строительстве и последние инновации в этой области.

2. Происхождение и эволюция кирпича со временем.

    Кирпич является одним из самых древних строительных материалов, использование которого восходит к глубокой древности. Находки археологов на Среднем Востоке указывают на то, что происхождение кирпича уходит в глубокую древность, около 10 тыс. лет назад.

    Первые кирпичи были изготовлены из глины и сушились на солнце. Однако уже в Древнем Египте и Вавилоне кирпичи начали выпекать, что повысило их прочность и долговечность. В Китае кирпичи стали использовать для строительства уже в 4-ом тысячелетии до н.э.

    В Древней Греции и Риме использовались не только глиняные, но и каменные кирпичи. Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из кирпича выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и тому подобное.

    На Руси о кирпиче знали еще с IX века. Из него строили крепости, храмы и клали печи. И уже в XV веке кирпич приобрел форму бруска, которая сохранилась до наших дней.

    С тех пор практически неизменна и технология производства кирпича, разве что модернизировался процесс и некоторые натуральные ингредиенты заменились синтетическими.

    Таким образом, кирпич прошел долгий путь эволюции, начиная от простых солнечных кирпичей до современных обожженных кирпичей, используемых в наши дни. Он остается важным строительным материалом, играющим ключевую роль в развитии наших городов и обществ.

3. Описание различных типов кирпичей, таких как глиняный, силикатный, огнеупорный и др.

    Кирпичи бывают разных типов, каждый из которых имеет свои особенности и применение. Вот некоторые из них:

3.1. Глиняный кирпич. 

    Это самый традиционный вид кирпича, который изготавливается из глины и обжигается при высокой температуре. Глиняные кирпичи обладают хорошей прочностью и долговечностью, а также отличной тепло- и звукоизоляцией. Он успешно используется при кладке наружных и внутренних стен, в рамках возведения стеновых блоков и панелей различного назначения, а также для кладки печей и дымовых труб.

    На данный момент существует несколько марок этого строительного материала, которые зависят от прочности кирпича: М-75, М-100, М-125, М-150 и М-200. Что касается размеров, то есть два стандартных варианта - 250 х 120 х 65 или 250 х 120 х 88 миллиметров.

    Важно отметить, что для удлиненного варианта обязательно наличие технологических пустот. В рамках существующего ГОСТа обыкновенный глиняный кирпич должен обладать следующими эксплуатационными характеристиками: объемный вес - в пределах 1700 - 1900 кг/м3; коэффициент теплопроводности - от 0,65 до 0,7 ккал/м; водопоглощение - не менее 8%; морозостойкость - не менее 15 циклов замораживания/оттаивания.

    Глиняный кирпич может выпускаться в виде как пустотелого, так и полнотелого кирпича. Что касается расцветок, то основная - это классический красный цвет. Но возможны и вариации, включая довольно популярный на сегодняшний день коричневый кирпич.

    Цена на глиняный кирпич может сильно варьироваться в зависимости от марки, размеров, производителя и расцветки, но при этом такой кирпич остается на данный момент одним из самых доступных строительных материалов.

3.2. Силикатный кирпич.

    Силикатный кирпич, также известный как белый кирпич, изготавливается из известково-песчаной смеси, которая обрабатывается водяным паром в автоклавах при давлении 0,8 МПа и температуре 175-200 °C в течение 8—14 часов. В этих условиях оксид кремния (основной компонент песка) частично растворяется в воде и реагирует с известью (гидроксидом кальция), образуя гидраты силикатов кальция, которые связывают песчинки в прочную монолитную массу.

    Силикатный кирпич был впервые произведен в 1880 году немецким ученым Вильгельмом Михаэлисом. По сравнению с керамическим кирпичом, силикатный имеет те же размеры, марки по прочности и морозостойкости, однако по водостойкости и жаростойкости уступает керамическому.

    Производство силикатного кирпича требует в 2-3 раза меньше энергии и в 2.5 раза менее трудоемко, по сравнению с производством керамического, отсюда же более низкая стоимость. Более точная геометрия по сравнению с керамическим кирпичом облегчает кладку.

    Однако, силикатный кирпич имеет и недостатки. Он обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с керамическим. Высокая плотность, отсюда большая трудоемкость кладки и больше нагрузка на фундамент. Высокое водопоглощение. Силикатный кирпич нельзя использовать в местах постоянного контакта с водой — фундаменты, цоколи, подвалы, колодцы. Низкая жаропрочность. Снижение прочности начинается уже при температуре 500 °C, при 573 °C кварц скачкообразно увеличивается в объеме (β-кварц переходит в α-кварц), что нарушает структуру кирпича и резко понижает его прочность (примерно в 5 раз), при 700 °C кирпич покрывается трещинами.

3.3. Пустотелый кирпич.

    Это керамический кирпич с горизонтальной перфорацией, который используется для выполнения любых типов ненесущих стен, будь то ограждения или перегородки и фасады. Это придает ему ряд преимуществ, включая легкость и хорошие теплоизоляционные свойства. Уменьшение веса делает их практически незаменимыми при выполнении перегородок на антресольных плитах.

Вот некоторые ключевые особенности пустотелого кирпича:

    - Высокий уровень теплоизоляции. Благодаря своей структуре, пустотелый кирпич обеспечивает отличную теплоизоляцию. Это делает его идеальным выбором для строительства жилых зданий, где комфортное пребывание жильцов в доме важно в любое время года.

    - Длительный эксплуатационный срок. Пустотелый кирпич отличается прочностью и стойкостью к внешним факторам, что обеспечивает его долговечность.

    - Экономичность. Пустотелый кирпич обычно дешевле и легче, чем его полнотелый аналог. Это делает его более экономически привлекательным выбором для многих строительных проектов.

    - Меньшая нагрузка на фундамент. Благодаря своей легкости, пустотелый кирпич не требует сильно мощного фундамента, что может снизить общие затраты на строительство.

    Однако стоит отметить, что, несмотря на все его преимущества, пустотелый кирпич не подходит для всех видов строительства. Например, он может не быть подходящим выбором для строительства зданий, которые подвергаются высоким нагрузкам.

3.4. Огнеупорный кирпич.

    Огнеупорный кирпич - это специализированный строительный материал, предназначенный для внутренней облицовки печей, каминов, дымоходов и дымовых труб, а также для футеровки газоходов и топок. Он способен выдерживать очень высокие температуры, до 1800 градусов, в зависимости от марки.

    Огнеупорные кирпичи образуют оболочку, которая защищает кладку печи от прямого огня или раскаленных углей. Поэтому их должна отличать:

    - Жаростойкость — кирпич должен выдерживать длительный нагрев до температуры 1000 °C без потери прочности.

    - Высокая термостойкость — кирпич должен выдерживать без потери прочности много циклов раскаливания - остывания.

    - Низкая теплопроводность — кирпич должен сохранять тепло внутри печи или камина.

    Однако, стоит отметить, что шамотный кирпич обладает высоким коэффициентом теплопроводности (0,5-0,85 Вт/м⋅К), равным приблизительно красному полнотелому кирпичу (0,67 Вт/м⋅К), а зачастую даже выше.

    Огнеупорные кирпичи служат для сохранения тепла. Печи и камины создают уют в доме — они накапливают и постепенно отдают тепло, поддерживая в доме комфортную температуру. Поэтому огнеупорные кирпичи должна отличать:

    - Большая тепловая инерция — кирпич должен долго нагреваться и медленно остывать.

    - Большая теплоёмкость — кирпич должен накапливать много тепла.

    Действительно, шамотный кирпич имеет более высокую теплоемкость, нежели красный кирпич, причем она линейно возрастает с ростом температуры.

    Огнеупорный кирпич запрещается применять при высокой влажности воздуха (свыше 80 %).

3.5. Керамический поризованный блок.

    Это вид кирпича, который имеет внутри поры или пустоты. Благодаря этому он обладает легкостью и хорошими теплоизоляционными свойствами. Изготавливается путем формования и обжига глины.

    Вот некоторые ключевые особенности керамического поризованного блока:

    - Теплоизоляция. Благодаря своей пористой структуре, керамический поризованный блок обладает отличными теплоизоляционными свойствами. Это делает его идеальным выбором для строительства жилых зданий, где важно поддержание комфортной температуры.

    - Прочность. Несмотря на свою пористую структуру, керамический поризованный блок обладает высокой прочностью, что делает его подходящим для строительства стен, перегородок, перекрытий, ограждений и т. д.

    - Экологичность. Керамический поризованный блок изготавливается из натурального материала - глины, что делает его экологически безопасным.

    - Экономичность. Благодаря своей легкости и простоте обработки, керамический поризованный блок обеспечивает экономию времени и средств при строительстве.

    Однако, как и любой строительный материал, керамический поризованный блок имеет свои недостатки. Он может быть более дорогим в сравнении с обычным кирпичом, а также требует специального клея для кладки.

    Каждый из этих типов кирпичей имеет свои преимущества и недостатки, и выбор конкретного типа зависит от требований к строительству и условий эксплуатации.

4. Различные способы использования кирпича в строительстве, включая его преимущества и недостатки.

    Кирпич - это универсальный строительный материал, который используется в различных областях строительства. Вот некоторые из них:

    - Строительство жилых зданий: Кирпич часто используется для строительства жилых зданий. Дома, построенные из кирпича, отличаются надежностью и долговечностью.

    - Облицовка зданий: Кирпич также используется для облицовки зданий. Облицовочный кирпич обладает высокими эстетическими качествами и доступен в различных цветах и текстурах.

    - Строительство печей и каминов: Благодаря своей огнеупорности, кирпич часто используется для строительства печей и каминов.

    Кирпич обладает рядом преимуществ, которые делают его популярным выбором в строительстве. Он отличается прочностью, безвредностью для окружающей среды и долговечностью. Кирпич по своим характеристикам приближен к натуральному камню.

    Однако у кирпича есть и недостатки. Кирпичная кладка - это трудоемкий и затратный процесс. Кроме того, кирпичной кладке предъявляются требования по соблюдению качества вертикальных и горизонтальных швов. Облицовка является наиболее дорогостоящей, а также требует квалифицированных каменщиков.

    В целом, несмотря на некоторые недостатки, кирпич остается важным строительным материалом, который играет ключевую роль в развитии наших городов и обществ.

5. Обзор последних инноваций и технологий в области производства кирпичей.

    В области производства кирпичей постоянно происходят инновации и разработки новых технологий. Вот некоторые из них:

    - Использование скорлупы грецкого ореха. Ученые из России и Нигерии совместно разработали технологию производства кирпичей с использованием скорлупы грецкого ореха. Это позволяет утилизировать отходы и делает процесс производства более экологичным.

    - Применение кирпича на фасадах при строительстве многоэтажных домов. Применение кирпича на фасадах при строительстве многоэтажных домов в сегменте бизнес и бизнес плюс растет. Застройщики используют полнотелый кирпич, делают 3D-кладки на уровне первых этажей, чтобы получить более дорогое восприятие фасадного решения.

    - Современные технологии производства. Существуют различные технологии производства кирпича, такие как пластическое формование из влажной глины, полусухое прессование из подсушенной глины, производство шамотного кирпича на основе обожженной глины и изготовление силикатного кирпича с использованием извести и песка.

    Эти инновации и технологии помогают улучшить качество кирпичей, сделать процесс производства более эффективным и экологичным, а также расширить возможности использования кирпичей в строительстве.

6. Подведение итогов и обсуждение будущего кирпича в строительстве.

    Кирпич, как строительный материал, имеет глубокую историю и продолжает играть важную роль в современном строительстве. Он обладает рядом преимуществ, включая прочность, долговечность, устойчивость к погодным условиям и огнестойкость. Кроме того, кирпич предлагает большую гибкость в плане дизайна, поскольку доступен в различных размерах, формах и цветах.

    Однако, несмотря на эти преимущества, есть и недостатки. Процесс производства кирпича требует значительного количества энергии, что влияет на окружающую среду. Кроме того, кирпичи относительно тяжелые, что может усложнить транспортировку и установку.

    В будущем ожидается, что инновации и технологические прорывы продолжат улучшать процесс производства кирпичей и расширять их применение. Например, разработка более устойчивых методов производства и использование отходов, таких как скорлупа грецкого ореха, могут сделать процесс производства более экологичным.
   

    В заключение, кирпич остается важным строительным материалом, и его будущее выглядит многообещающим. С учетом продолжающихся инноваций и технологического прогресса, кирпич, безусловно, будет играть ключевую роль в строительстве и в будущем.