из чего делают кирпичи

Определение. Кирпич — это искусственный камень строгой формы, изготовляемый из минерального сырья (глины, песка, извести, цементов, шлаков, золо- и камнедробильных отсевов) с последующим обжигом, автоклавированием либо безобжиговым твердением. Его свойства определяются составом сырьевой смеси (основа, связующее, заполнители, порообразователи, пигменты, модификаторы) и режимом обработки. Два базовых семейства — керамические (обожжённые) и силикатные (известково-песчаные, автоклавированные), к которым добавляются гиперпрессованные и другие безобжиговые разновидности 🧱.

Тип кирпича	Основные компоненты	Связующее/матрица	Типичный состав (мас.%)	Технология твердения	Плотность, кг/м³	Класс/марка прочности	Водопоглощение, %	Ключевые особенности
Керамический полнотелый (рядовой)	Глина, вода; шамот/песок; плавни	Керамическая фаза после обжига	Глина 70–85; шамот/песок 10–25; добавки 0–5	Обжиг 900–1050 °C	1600–1900	M100–M200	8–16	Несущая кладка; недорогой; умеренно тёплый 🔥
Керамический пустотелый (облицовочный)	Глина, вода; порообразователи; пигменты	Керамическая фаза	Глина 60–80; порообраз. 5–10; добавки 5–10	Обжиг 950–1100 °C	1000–1500	M100–M200	10–18	Лёгкий, сниженная теплопроводность, эстетика
Клинкерный	Тугоплавкие глины, полевой шпат	Стеклокерамическая фаза	Глина 80–90; плавни 5–10	Обжиг 1100–1250 °C	1900–2100	M300–M500	2–6	Высокая плотность, низкое водопоглощение; мощение
Огнеупорный (шамотный)	Шамот (обожжённая каолиновая глина), каолин	Керамическая фаза (огнеупорная)	Шамот 60–80; каолин 20–40	Обжиг 1300–1400 °C	1700–2200	ПК (по огнеупорности)	8–12	Печи, камины, топки; устойчив к 1400+ °C
Силикатный (белый)	Кварцевый песок, известь, вода; пигменты	Кальцийсиликатный гидрат	Песок 85–92; известь 6–12; вода 6–10	Автоклав 170–200 °C, 8–12 бар	1600–1950	M125–M200	8–16	Точная геометрия, хорошая звукоизоляция; не для печей 🧊
Гиперпрессованный	Отсевы известняков/доломитов, цемент, вода	Цементный камень	Отсев 80–90; ПЦ 8–12; вода 6–8	Вибропрессование + созревание	1800–2300	M200–M400	4–8	Фактура «рваного камня», быстро набирает прочность
Саман (сырцовый)	Глина, песок, солома/волокно, вода	Глиняная матрица (без обжига)	Глина 30–50; песок 30–60; солома 1–3; вода	Сушка на воздухе	800–1600	M25–M75	15–25	Экологичен, тёплый; чувствителен к влаге 🌿
Геополимерный (щелочно-активированный)	Зола-уноса/шлаки, щёлочной активатор, песок	Геополимерный гель (N-A-S-H)	Зола 50–70; песок 20–40; щёлочь 5–10	Без обжига; термовлаготвердение	1400–1900	M100–M300	5–12	Утилизация техногенных отходов ♻️

Керамические кирпичи: из чего и зачем это нужно ⚗️

Основа — природные глины различной пластичности с минералами каолинитовой, иллитовой или монтмориллонитовой групп. После формования и обжига глина образует керамическую матрицу, в которой «запаяны» зерна кварца, шамота и других добавок. Состав подбирают под назначение: для рядовой кладки — баланс «прочность/тепло», для облицовки — цвет и низкая водопоглощаемость, для клинкера — максимальная спеклость и плотность.

Ключевые компоненты и их роль:

• Глина (60–90%) — пластичность смеси, формирование керамической матрицы после обжига.
• Шамот/кварцевый песок (10–40%) — понижают усадку, стабилизируют геометрию, улучшают термостойкость.
• Плавни (полевой шпат, карбонаты, доломит) 2–10% — понижают температуру спекания, повышают плотность.
• Порообразователи (опилки, торф, угольная пыль) 3–10% — создают контролируемую пористость для снижения теплопроводности.
• Пигменты (оксиды Fe, Mn, Cr) 0,5–3% — цветовая гамма; клинкер часто окрашен «естественно» за счёт железа.
• Модификаторы (пластификаторы, гидрофобизаторы) 0,1–1% — технологичность и влагостойкость.

Типовые рецептуры по назначению:

• Рядовой полнотелый: глина 75–80%, песок/шамот 15–20%, плавни 3–5%.
• Пустотелый тёплый: глина 65–70%, порообразователь 6–8%, песок/шамот 15–20%, плавни 3–5%.
• Облицовочный: глина 70–80%, шамот 10–20%, пигмент 1–2%, гидрофобизатор 0,2–0,5%.
• Клинкер: огнеупорная глина 85–90%, плавни (шпат) 5–8%, без порообразователей.

Выбор глины и «архитектура» зернового состава определяют режим обжига и конечные характеристики. Для клинкера подбирают узкий сферический гранулометрический состав и повышенную долю плавней; для тёплых пустотелых — настраивают пористость и форму пустот.

Силикатный кирпич: песок и известь под давлением и паром 🧪

Силикатный кирпич делают из очищенного кварцевого песка, негашёной или гидратной извести и воды. Смесь прессуют в сырец, затем подвергают автоклавированию при 170–200 °C и 8–12 бар. Образуются гидросиликаты кальция, «цементирующие» песчинки в плотную структуру.

• Песок (обычно модуль крупности 1,2–2,2) — скелет и устойчивость к усадке.
• Известь (8–12%) — источник Ca(OH)₂; реакция с SiO₂ образует C-S-H-фазы.
• Пигменты (оксиды железа, сажи, ультрамарин) — цветной силикат.
• Мелкие минеральные добавки (микрокремнезём, зола) — модификация микроструктуры.

Силикат не выдерживает длительного нагрева и прямого огня: вяжущее дегидратируется, теряя прочность. Зато он точен по геометрии, хорошо изолирует звук и удобен для перегородок.

Гиперпрессованные и другие безобжиговые «каменные» материалы

Гиперпрессованный кирпич — продукт интенсивного вибропрессования смеси камнедробильных отсевов (обычно карбонатных пород) с портландцементом. Плотная контактная зона «зерно–матрица» обеспечивает высокую раннюю прочность и характерную «рваную» фактуру после колки. Возможна декоративная палитра за счёт минеральных пигментов.

• Отсевы (фракции 0–5 мм) из известняка/доломита, реже — гранита, шлака.
• Портландцемент 8–12% (в высокомарочных — до 15%).
• Пластификаторы, гидрофобизаторы 0,2–0,8%.
• Влага строго нормируется (обычно 6–8%) для оптимальной прессуемости.

К группе безобжиговых также относят геополимерные кирпичи (щелочно-активированные золы и шлаки) и традиционный саман, стабилизированный небольшими дозами цемента или извести. Их объединяет снижение «углеродного следа» по сравнению с обжигом, но рецептура и контроль твердения критичны для долговечности.

Пористость, плотность и свойства: как состав управляет результатом

Теплопроводность, прочность, морозостойкость и водопоглощение зависят не только от класса материала, но и от микроструктуры — распределения размеров пор, их связности и характера матрицы. Чем выше контролируемая закрытая пористость, тем ниже теплопроводность, но излишняя открытая пористость повышает водопоглощение и снижает морозостойкость ❄️. Плавни и плотное спекание уменьшают капиллярность (клинкер), тогда как порообразователи и пустоты — повышают «тёплость» стен.

Добавки водоотталкивающих веществ (силоксаны, стеараты) снижают капиллярное подсасывание, а корректно подобранные гранулометрия и доля шамота уменьшают трещинообразование при сушке/обжиге. Для силикатов важен баланс CaO:SiO₂ — избыток извести может привести к «дутикам» (позднее гашение), что проявится сколами и белыми «пупырышками».

Технологические цепочки производства 🔧

1. Керамический кирпич:

   • Добыча и усреднение глин; удаление крупных включений.
   • Подготовка шихты: дозирование глины, шамота/песка, добавок; тонкое измельчение, увлажнение.
   • Формование: пластическое (вакуум-экструзия) или полусухое прессование.
   • Сушка сырца до 6–8% влажности.
   • Обжиг в туннельных/кольцевых печах по заданному графику 900–1100 °C.
   • Сортировка, контроль, упаковка.

2. Силикатный кирпич:

   • Дозирование песка, извести, воды; выдержка смеси для первичной гидратации.
   • Высокое прессование сырца.
   • Автоклавирование (пар 8–12 бар, 170–200 °C) 6–12 часов.
   • Охлаждение, складирование, добор прочности.

3. Гиперпрессованный/геополимерный:

   • Сухое смешение заполнителей с вяжущим и добавками, точное увлажнение.
   • Вибропрессование под высоким давлением.
   • Твердение: паротепловлажностная обработка или естественное (7–28 суток).

Типовые дефекты и «следы» состава ⚠️

• Известковые включения («дутики») — следствие недостаточно гашёной извести в глине или силикатной шихте; проявляются сколами после намокания/замерзания.
• Высолы — миграция и кристаллизация солей (сульфаты/карбонаты) из сырья, раствора или грунта; лечатся гидрофобизацией и правильными растворами.
• Трещины сушильные — избыток пластичных глин без шамота/крупных фракций; корректируется зерновым составом и режимами сушки.
• Вспучивание/«ядро чёрное» у керамики — органика и угольная пыль без достаточного окислительного прогрева; решается изменением газового режима печи.

Энциклопедический блок.

• ГОСТ 530–2012 — кирпич и камни керамические. Определяет размеры, марки по прочности, морозостойкости и водопоглощению.
• ГОСТ 379–2015 — кирпич и камни силикатные. Регламентирует состав (массовые доли песка/извести), давление прессования, автоклавные режимы.
• ГОСТ 6133–99 — камни бетонные стеновые (для сопоставления с гиперпрессованными и вибропрессованными изделиями).
• Класс прочности (например, М150) — средняя прочность на сжатие в кгс/см² (устар.) или Н/мм² по современным нормам; морозостойкость F — число циклов замораживания-оттаивания до предельной деградации.
• Клинкер — керамика с высокой степенью спекания (водопоглощение до 6%), получаемая из низкопористых тугоплавких глин при повышенной температуре.

Историческая справка 🏛️. Самые ранние кирпичи — сырцовые (обсушенные на солнце), известны в Месопотамии и долине Инда с IV–III тыс. до н. э. Обожжённый кирпич массово применяли в Хараппе и Мохенджо-Даро; римляне стандартизировали форматы и клеймение. В Европе промышленный обжиг ускорило изобретение кольцевых печей Гофмана (XIX век), а в России бурный рост керамики пришёлся на конец XIX — начало XX века. Силикатный кирпич появился в конце XIX века (патенты В. Михельса и Г. Дольфа) с внедрением автоклавов. Клинкер как дорожный и фасадный материал распространился из Германии в конце XIX — начале XX века. Гиперпрессование и геополимеры — достижения второй половины XX — начала XXI века, связанные с развитием цементов и устойчивых технологий.

Экология, устойчивость и практические выборы 🌍

Обжиг керамики энергозатратен (до 2–3 ГДж/т), но обеспечивает долговечность столетиями; клинкер при низком водопоглощении уменьшает ремонты фасадов. Силикат требует меньше энергии на единицу продукции, но ограничен по огнестойкости и применению в агрессивных средах. Гиперпрессованные и геополимерные рецептуры позволяют вовлекать отходы (золы, шлаки, отсевы), снижая добычу первичного сырья и углеродный след. Для минимизации высолов и дефектов используйте совместимые растворы и проверенное сырьё, а на фасадах — гидрофобизаторы и правильные узлы отсечки влаги.

Если задача — тёплая стена из кирпича, оптимальна пустотелая керамика с повышенной пористостью; для мощения и цоколя — клинкер или гиперпрессованный камень с низким водопоглощением 🚶.

Краткие ответы для ориентирования 🧭

• Для печей и каминов — только шамот и огнеупорная керамика.
• Для перегородок — силикат или пустотелая керамика; для высоких нагрузок — полнотелая керамика/клинкер/гиперпресс.
• Для влажных зон и цоколей — клинкер/гиперпрессованный с гидрофобизацией и правильной дренажной деталировкой.

FAQ по смежным темам

Вопрос: Чем кирпич отличается от керамоблока и газобетона? 🤔
Ответ: Кирпич — штучный камень малого формата с высокой прочностью и долговечностью; керамоблок — крупноформатная поризованная керамика с меньшей плотностью и высокой теплосбережением; газобетон — ячеистый автоклавный бетон с очень низкой плотностью и теплопроводностью, но меньшей прочностью. Кирпич часто используют для несущих и облицовки, газобетон — как основной тёплый стеновой материал, керамоблок — компромисс между ними.

Вопрос: Можно ли делать кирпичи из переработанного пластика или бытового мусора?
Ответ: Пластик не пригоден для традиционного «кирпича» из-за пожарной безопасности и долговечности; однако встречаются композиты для покрытия дорожек. В строительной практике безопаснее применять переработанные минеральные отходы: золу-уноса, доменные и топливные шлаки, камнедробильные отсевы — в гиперпрессованных или геополимерных рецептурах ♻️.

Вопрос: Какой кирпич выбрать для дымохода и топки?
Ответ: В зоне огня и высоких температур — шамот (ША, ШБ) по ГОСТ с огнеупорностью 1350–1400 °C и выше; для наружной части дымохода подойдут клинкерные или качественные керамические с низким водопоглощением и повышенной морозостойкостью.

Вопрос: Что лучше для фасада — силикат или керамика? 🌦️
Ответ: В умеренном климате оба работают, но керамическая облицовка (особенно клинкер) более устойчива к влаге и загрязнениям благодаря низкой капиллярности. Силикат точен по геометрии и дешевле, но требует тщательной защитной деталировки от увлажнения и правильных растворов, чтобы избежать высолов.

Вопрос: Можно ли сделать кирпич самостоятельно?
Ответ: Сырцовый (саманный) — да, с соблюдением рецептуры (глина+песок+солома) и защиты от влаги. Обожжённый — технологически и юридически сложен (печи, газовый режим, контроль качества). Гиперпрессованные — возможны при наличии пресса и рецептуры, но важно обеспечить качество сырья и выдержку.

Вопрос: Какой песок нужен для силикатного кирпича и раствора кладки?
Ответ: Для силикатов — чистый кварцевый с контролируемой крупностью (Мк ~1,5–2,0), минимальным содержанием глинистых частиц. Для кладочного раствора — мытый песок соответствующей фракции (обычно 0–2,5 мм) без органики; это снижает высолы и повышает прочность шва.