Строительный лего-кирпич: чем он отличается от обычного и стоит ли строить из него дома

Строительный лего-кирпич: чем он отличается от обычного и стоит ли строить из него дома?

Делали детского конструктора «Лего» и строительный лего-кирпич — это действительно «близкие родственники». Но легковесные рассуждения на тему, как быстро и просто сложить из этого материала не игрушечный, а вполне себе настоящий дом, неуместны. Ведь речь идет о серьезных вещах, а значит, нужны ответы на важные вопросы: каковы свойства такого кирпича, как с ним работать, насколько добротным и надежным будет здание из него?

В отличие от керамического, лего-кирпич изготавливают методом гиперпрессования. В состав смеси входят наполнитель в объеме 80–90% (глина, глиняно-песчаная смесь, песок в сочетании с мелкофракционным отсевом щебня или ракушечника, известняковая крупка), цементное связующее (8–15%), вода, а также пластифицирующие добавки и пигменты. Для строительства капитальных стен и перегородок применяют полнотелые изделия прочностью не ниже М150. В сравнении с керамическим кирпичом той же марки материал обладает сопоставимой с ним плотностью (1550 кг/м³ против 1600–1900 кг/м³ у «керамики»), аналогичным показателем морозостойкости (35–40 циклов; с помощью присадок их число увеличивают до 200) и почти таким же весом — от 3,2 до 4 кг. Но при этом отличается гораздо меньшим водопоглощением — не 14%, а всего 5,5–6%, что делает его более устойчивым к атмосферным воздействиям и значительно продлевает срок службы. Коэффициент теплопроводности лего-кирпича составляет 0,4–0,56 Вт/м‧К, обычного красного — 0,5–0,8 Вт/м‧К, то есть первый лучше держит тепло.

Стандартный размер изделий — 250 (240) × 125 (120) × 65 мм. Помимо одинарных, выпускаются также бруски полуторные и двойные. Характерной особенностью, которая, собственно, и превращает простой кирпич в «лего», является наличие у него системы сопряжения элементов на основе пазов и выступов. Те и другие могут иметь разную форму, но самый практикуемый вариант — это два отцентрованных отверстия Ø 65 мм: с верхней стороны бруска вокруг них есть приподнятые на 5 мм бортики, и при монтаже кирпич следующего ряда как бы насаживается на эти «кольца», ложась идеально ровно и делая невозможным смещение кладки. (К сведению: по типу деталей из конструктора «Лего» изготавливают не только прессованные кирпичи, но и строительные блоки из полистиролбетона, газо- и пенобетона.) Монтажные отверстия выполняют еще одну важную функцию — образуемые ими каналы в стенах служат для скрытой прокладки коммуникаций.

Благодаря низкому водопоглощению лего-кирпича, сложенные из него фасады не покрываются темными пятнами от воды, не впитывают загрязнения и не теряют со временем свой первоначальный вид

1. Производство лего-кирпича, цены
2. Handmade
3. Преимущества применения и особенности кладки

Производство лего-кирпича, цены

При изготовлении лего-кирпича производители руководствуются требованиями ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные» и ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые». Наполнители измельчают и соединяют с другими компонентами массы в нужной пропорции, после чего смесь помещают в специальные матрицы и прессуют. Обжиг не требуется. Готовые формы отправляют на 72-часовую выдержку до полного набора прочности. Данная технология позволяет обеспечить материалу расчетную плотность и получить на выходе изделия с идеально точной геометрией, что и обуславливает правильную стыковку кирпичей без какой-либо подгонки и гарантированную ровность и стабильность кладки. Кроме обычных гладких, выпускают также бруски с текстурированной лицевой поверхностью (в частности, под натуральный камень), а благодаря пигментам им можно придать различную окраску, вплоть до пятнистой. Да и сам состав смеси влияет на цвет изделий: например, добавление золы делает их серыми, а каолин и известняк «высветляют».

Как и традиционные кирпичи, «лего» бывают полнотелыми и пустотелыми (до 60% «воздуха»). Естественно, такой материал обходится в производстве дешевле, имеет меньший вес, но и меньший запас прочности, зато обладает высокими теплоизолирующими способностями. Он отлично подойдет для облицовки наружных стен и каминов, кладки ненесущих перегородок, для сооружения беседок, заборов и т. п.

Handmade

Фирмы, производящие строительное оборудование, предлагают ручные и электрические станки для индивидуального изготовления лего-кирпича. При этом для получения продукции, пригодной для возведения капитальных зданий (то есть соответствующей марки прочности), необходимо, чтобы пресс обеспечивал давление минимум в 30 т.

Небольшие механические агрегаты с одной матрицей способны выдавать до 500–800 кирпичей за смену и стоят около 60 тыс. руб.; производительность полуавтоматических линий — до 2000 штук, цена — от 200 тыс. руб. А вот автоматизированные комплексы, оснащенные полным набором функций (дозировка ингредиентов, помол наполнителя, вымешивание массы, формовка, прессование и пропарка изделий), позволяют производить до 10 тыс. кирпичей за смену и обходятся в сумму порядка 7–8 млн руб. И тут на первый план выходит вопрос рентабельности. Понятно, что применение мощных дорогостоящих станков оправданно только в случае постановки процесса на коммерческую ногу.

Из-за появления полукустарных «гаражных производств», для которых ГОСТы и СНиПы не указ, при покупке материала следует проявлять осторожность и требовать предъявления сертификатов качества и безопасности на исходное сырье и конечную продукцию, а также протоколов ее технических испытаний. У солидных предприятий, гарантирующих соответствие своих изделий всем заявленным характеристикам, такая документация всегда в наличии.

Цена на лего-кирпич зависит от многих факторов — марки материала, вида наполнителя, формы стыковочного замка, размера и цвета изделия, объема партии, а также от региона и даже сезона покупки. В среднем стандартные бруски прочностью М150–200 с двумя монтажными отверстиями стоят от 16 до 20 руб./шт. за образцы нейтрального серого цвета и от 20 до 38 руб./шт. за цветные (красные, в оттенках беж, желтые, синие, черные). Стоимость моделей с оригинальной окраской «под мрамор» может доходить до 45–57 руб. за единицу.

Подвергнутый гиперпрессованию с усилием более 30 т, лего-кирпич приобретает высокую прочность, устойчивость к износу, а также трещиностойкость, которую не может обеспечить технология обжига

Преимущества применения и особенности кладки

Помимо высоких технических и эстетических характеристик, лего-кирпич обладает и другими достоинствами, которые напрямую касаются его монтажа.

В первую очередь такие бруски значительно упрощают процесс кладки. Тщательной подгонки и постоянного контроля уровня требует только первый ряд кирпичей. За счет жесткой системы сопряжения и точной геометрии, в последующих рядах элементы будут ложиться строго на свое место, образуя абсолютно ровную конструкцию, не допускающую ни перекосов, ни «завалов» по осям. Результатом становится сокращение времени на кладочные работы, отсутствие необходимости в найме высококвалифицированных, а значит, высокооплачиваемых каменщиков (их услуги потребуются разве что на начальном этапе строительства и при возведении особо ответственных участков кладки, так как вывести стену криво поверх идеально положенного первого ряда невозможно, даже если постараться) и естественно вытекающая отсюда экономия средств.

Поскольку лего-кирпичи кладут на специальный клей (влаго- и морозостойкие составы для фасадных работ), отпадает надобность в приготовлении цементного раствора и все сложности, связанные с его применением: прежде всего, строгое выдерживание толщины слоя. Расход клея при этом сравнительно небольшой (упаковки 25 кг хватит на укладку 500 кирпичей, что выйдет вдвое дешевле, чем при использовании обычной строительной смеси), а швы, заполняемые в последующем плиточной затиркой, получаются минимальными. Таким образом, элементы приобретают двойную фиксацию — замковую и клеевую (это повышает прочность «лего-кладки» более чем в 1,5 раза в сравнении с традиционной), но главное — в стеновой конструкции отсутствуют мостики холода, что существенно улучшает ее теплозащитные свойства.

Стены, сложенные из лего-кирпича, имеют ровные поверхности, а следовательно, не нуждаются в оштукатуривании, что является еще одной статьей экономии.

Наличие пустот в стенах из лего-кирпича следует учитывать при креплении к ним тяжелых навесных предметов, например радиаторов отопления. Если предусмотреть их месторасположение заранее, проблему можно решить с помощью закладных деталей в кладке

Кладка ведется со сквозным вертикальным и горизонтальным армированием. Первое реализуется за счет металлических или базальтопластиковых стержней, устанавливаемых в качестве ребер жесткости по углам здания, в местах сопряжения стен, по краям проемов и т. п. Кирпичи просто нанизывают на них, производя обязательную перевязку.

Для горизонтального усиления кладки служат армопояса, которые отливают после бетонирования вертикальной арматуры. Их выполняют по брускам с опалубочным профилем через проектное количество рядов. Свободные каналы, образуемые монтажными отверстиями, до устройства армопоясов могут быть также залиты бетоном для дополнительного упрочнения конструкции.

Если согласно теплотехническому расчету ограждающие стены выкладываются в два слоя, пространство между ними заполняют теплоизолятором, например керамзитом или каменной ватой.

Примеров капитальных домов из лего-кирпича, в силу относительной новизны технологии, пока не много. Но заявленные авторитетными производителями характеристики материала дают полное основание считать, что по надежности и долговечности такие постройки как минимум не уступают традиционным каменным зданиям.

Вам будет интересно:

• Чем силикатный кирпич отличается от керамического и где его стоит и не стоит использовать?
• Быстрое строительство дома из блоков: что выбрать — керамзитобетон, газобетон или пенобетон?
• Поризованный кирпич: почему его называют теплым камнем и в чем особенности кладки из него?

Конструкция и особенности изготовления

Производится стройматериал с помощью специального станка. В состав Лего кирпичей входят отсевы известняковых пород, связывающий материал (обычно портландцемент), вода, красители. Стандартные размеры Лего кирпича могут составлять 250x125x65 мм или 300x150x100 мм. Изготавливается методом гиперпрессования. На качество и надежность стройматериала влияют используемые известняковые фракции или песок: чем меньше размер составляющих, тем выше прочность готового изделия. Приблизительный вес Лего кирпича составляет 3-3,5 кг.

Планируем бизнес

В бизнес-план нужно внести и расписать следующие пункты.

Место для работы

Организовывая свое дело, предприниматель должен придерживаться определенного плана действий. Первый этап – это организация места работы.

Достаточно будет площади минимального размера – от 100 до 200 м2. Некоторые новички организовывают производство Лего кирпича как бизнес в условиях собственного гаража. Главное требование для помещения при условии организации круглогодичной работы – наличие отопления. Большую часть площади займет склад готового материала.

Если нет своих площадей, аренда потребует ежемесячной суммы в размере 30-60 тысяч рублей.

Регистрация

Минимальная организационная форма, достаточная для начала деятельности, – индивидуальное предпринимательство. Для получения статуса достаточно обратиться в местное отделение налоговой инспекции, сдать документы и оплатить 800 рублей пошлины. Заранее следует определиться с режимом налогообложения. Лучший выбор – упрощенная система.

Оснащение

Осуществляется производство кирпича Лего методом гиперпрессования. Для него требуется повышенное давление, которое создает эффект холодной сварки.

Процесс изготовления состоит из четырех этапов:

1. Замешивание базы из щебня, цемента и воды.
2. Прессование в специальной форме.
3. Палетизация – спрессованные заготовки раскладываются с небольшим расстоянием на поддоны.
4. Выдержка в пропарочной камере. Процедура занимает 10 часов, требуемый температурный режим − от +40 до +70°С.

Технологически есть возможность получать не менее трех видов готовой продукции:

• стандартный кирпич;
• фитинг;
• кирпичи рельсового типа.

Первый вид пользуется наибольшим спросом. Его одинаково успешно используют для облицовки уже возведенного сооружения и для кладки стен. Используя специальную матрицу, производитель может получать половину стандартного кирпича, который также популярен: им удобно формируется угол.

Реализовывают технологический процесс посредством станка. Выделяют два вида оборудования: автоматическое и ручное.

Разница между ними не только в стоимости: ручное обойдется примерно в 100-120 тысяч рублей, что в 4-5 раз дешевле автоматической разновидности. Следует учитывать, что из-за низкой производительности ручной станок для производства Лего кирпича в больших объемах не подойдет. Этот вариант оптимален для изготовления материала, который будет использован для собственных нужд.

Стоимость автоматического станка – около 600 тыс. рублей. Его мощности достаточно, чтобы за восьмичасовой рабочий день изготовить порядка 4 500 штук кирпичей.

Реализация продукции

Планирование этой части следует начинать заблаговременно. Следует учитывать, что Лего кирпич – довольно новый продукт для отечественного рынка. Его презентацию потенциальному покупателю следует проводить очень аккуратно и грамотно.

При планировании бизнеса следует также учитывать сезонность. Старт производства следует привязывать к началу строительного сезона.

Прогноз доходности

В качестве примера рассмотрим такую ситуацию: за месяц удается добиться производительности в 50 000 единиц при установленной оптовой цене 14 рублей и себестоимости 4 рубля. Таким образом, доход с продажи партии составит полмиллиона рублей. За вычетом расходов на оборудование и приобретение материалов для смеси чистая прибыль составит около 300 000. Получаем срок окупаемости инвестиций в 3 месяца.

Виды сырья

Огнеупорный материал – основа, из которых изготавливают растворы разного назначения. Комовую глину берут для создания жароустойчивой керамики, кирпича и картона. У молотого вида высокие характеристики невосприимчивости к огню и прочности, что позволяет использовать в обмазочных и формовочных смесях.

Шамот различают по наличию связующих добавок в составе. По количеству песка сырье бывает 3 видов:

• Истощенным. Содержится до 21% вещества.
• Плавным. Объем ингредиента варьируется в пределах 19-48%.
• Связующим. В составе 55% рыхлого компонента.

Для огнестойкой поверхности в растворе нельзя использовать традиционный речной песок. У вещества максимальный предел – 800 С, при высоких температурах расширяется, что приводит к разрушению. В качестве добавок часто используют кварцевые виды, каолин и цемент.

Камнеподобные разновидности не берут для приготовления раствора из шамотной глины. По степени содержания алюминиевых окислов вещество делят (в процентах) на:

• полукислое (до 25);
• основное (26-38);
• высокоосновное (от 40).

Шамотный порошок разделяют на 4 сорта. Характеристики зависят от степени огнестойкости и количества дополнительных ингредиентов. Нумерация от 0 (особый) до 3 влияет на устойчивость к жару и окончательную стоимость состава.

Происхождение и добыча глины

Сама по себе глина — продукт земной коры. Она образуется как результат процесса распада полевого шпата. Глинистые породы могут иметь осадочное или остаточное происхождение. В первом варианте они образуются в результате накопления минералов на поверхности земли. Такие породы разделяют на континентальные и морские. Остаточное происхождение подразумевает формирование глины в результате выветривания горных пород.

Главное преимущество глины в том, что она широко распространена во многих регионах. Кроме того, она не залегает глубоко, что значительно удешевляет процесс добычи. Единственная проблема заключается в транспортировке. Порода довольно тяжелая, поэтому перевозить ее на дальние расстояния нецелесообразно. По этой причине производство, например кирпичный завод, зачастую строят неподалеку от мест добычи породы.

Разработка

Сегодня используются разнообразные варианты разработки карьеров для добычи глины. Чаще всего применяются экскаваторы, которые добывают породу с разной глубины карьерным методом. Если вещество залегает слишком глубоко или речь идет о больших залежах, специалисты пользуются подрывным методом. Для добычи голубой глины и каолина в условиях повышенной влажности необходимо применение гидромониторов.

• глины может проходить селективным или валовым методом. Валовый метод подразумевает одновременную выемку разных пластов глины, а при селективной разработке пласты породы вынимаются раздельно.

Оборудование

Главным «участником» добычи глины является экскаватор или специальная зубофрезерная машина. Выбор того или иного механизма во многом зависит от свойств добываемой породы, особенностей конкретной местности. Наибольшим спросом пользуются три вида экскаваторов:

• многоковшовые;
• одноковшовые;
• роторные.

Многоковшовые и одноковшовые экскаваторы используют преимущественно при валовой разработке месторождения, а роторные — при селективной. Кроме того, во время добычи активно используются канатные и транспортные скреперы, предназначенные для погрузки и перевозки породы.

Изменения при нагревании, огнеупорность глины

При нагревании в глине происходит ряд физико-химических изменений. При высокой температуре, т. е. в процессе обжига, глина превращается в камневидный материал, не размокающий в воде. Последовательность процессов, происходящих в глине при нагревании, следующая.
Сначала испаряется свободная вода, затем удаляется вода, химически связанная каолинитом и другими минералами; попутно выгорают органические примеси, а далее из карбоната кальция, содержащегося обычно в глине, выделяется углекислый газ.

Интенсивная потеря химически связанной воды начинается с 430 и заканчивается при температуре 750°. В результате глина теряет пластичность и приобретает максимальную пористость. Вследствие нагревания до 750° каолинит переходит в безводный каолнитовый ангидрид А12Оз • 2SiO2, а нагревание выше 900° вызывает распад его на свободные окислы Аl2 Оз и SiO2; при температуре выше 1000° они вновь соединяются, но уже в других соотношениях, образуя новые силикаты алюминия (силлиманит А12Оз • SiO2 и муллит ЗА12Оз • 2SiO2).

Если глину, которая приобрела максимальную пористость, продолжать нагревать, то легкоплавкие вещества начнут плавиться и связывать всю массу. Этот процесс называется спеканием глины. Большинство глин начинает спекаться при температуре не ниже 900°.

При продолжающемся повышении температуры происходит полное спекание глины все промежутки заполняются расплавившимся материалом, однако масса еще способна выдерживать собственный вес, лишь незначительно деформируясь. При спекании глина уплотняется, и этим пользуются для получения плотных изделий.
Затем наступает размягчение, масса не выдерживает собственного веса и растекается.

Для производства плотных изделий необходимо, чтобы между температурами спекания и полного размягчения был достаточно большой интервал (не менее 100°). Такой интервал характерен для чистых каолинитовых глин; для глин же, содержащих, например, много углекислого кальция, этот интервал — значительно меньше и составляет иногда только 25°. При этом трудно следить за правильным режимом обжига.

Огнеупорность глин зависит от их состава

Чистый каолинит плавится при 1780°, кварц — при 1710°. Смесь этих двух веществ, обычно содержащаяся в глине, имеет более низкую температуру размягчения; самая низкая температура размягчения (около 1580°) у смеси, состоящей из 81% кремнезема и 19% каолинита. Эту температуру и считают нижним пределом температуры размягчения огнеупорных материалов. Температуры спекания и размягчения резко понижают так называемые плавни — окись железа, окись магния, окись кальция, щелочи.

Так, например, температура размягчения глины, применяемой для приготовления кирпича и содержащей обычно 12—15% плавней, составляет всего около 1100°. Значение плавней очень велико, так как снижение температуры спекания глины позволяет сократить расход топлива при обжиге плотных изделий. Но при производстве огнеупорных изделий содержание в глине большого количества плавней недопустимо, так как размягчение произойдет слишком рано.
Температуру размягчения определяют двумя методами:

1. измерением ее электрическими или оптическими пирометрами во время деформации образцов глины;
2. сравнением степени размягчения образца данной глины и эталонных образцов (пироскопов).

Керамические пироскопы — небольшие трехгранные пирамидки, изготовляемые из различных смесей тонкомолотых каолина, кварца, полевого шпата, мрамора, окиси железа и борной кислоты (сильный плавень)

Смеси в образцах подобраны так, чтобы получить различные температуры размягчения — от 600 до 2000 с интервалами через 20°. Пироскопы имеют номера, соответствующие 1/10 температуры размягчения; например, № 130 (ПК-130) обозначает температуру размягчения 1300°. Эти температуры служат показателем огнеупорности глины.

Температура, соответствующая тому моменту, когда пироскоп размягчится настолько, что согнется и его вершина коснется подставки, на которой он укреплен, принимается за огнеупорность. Обычно в печь ставят несколько пироскопов соседних номеров и пирамидку исследуемой глины; тот пироскоп, который будет размягчаться одновременно с образцом исследуемой глины, и укажет ее огнеупорность.

Рис. Керамические пироскопы

Изменение объема при сушке и обжиге глины

Глины во время сушки и обжига уменьшаются в объеме. Изменение объема при сушке называют воздушной усадкой, а при обжиге — огневой усадкой.
Воздушная усадка происходит оттого, что при испарении воды глина сжимается. В глинах, содержащих большое количество мельчайших частиц, вода поступает из внутренних частей медленнее, чем испаряется с поверхности; в результате этого поверхностный слой глины высыхает раньше, чем внутренний, и на поверхности изделия могут образоваться трещины.

Чтобы уменьшить усадку и растрескивание и ускорить сушку изделий, к глине добавляют мелкий песок и другие отощающие примеси: шлак, золу, шамот (предварительно обожженная и измельченная глина), дегидратированную при 500° глину. Эти вещества образуют в глине жесткий скелет, препятствующий ее сжатию. Сушить глиняные изделия необходимо постепенно во избежание их коробления и растрескивания.
Величина линейной воздушной усадки у разных глин колеблется от 5 до 12%. Ее определяют для каждой глины опытным путем и учитывают при выборе размеров форм для изделий, эти формы должны изготовляться с учетом воздушной и огневой усадки.

Огневая усадка достигает 1— 2%, а иногда и выше. Если же в глине содержится значительная примесь кварцевого песка, то огневой усадки может не быть, наоборот, может произойти расширение глины из-за особых свойств кварца. Огневая усадка возникает тогда, когда из глины начинает удаляться химически связанная вода, и достигает максимума при спекании глины. Жирные глины дают большую огневую усадку, чем тощие, поэтому к ним во избежание растрескивания часто добавляют более тощие глины или песок, шлак, золу, тпамот и т. п. В глине, содержащей мелкие камни и гравий, при обжиге образуются трещины, которые служат одной из причин брака кирпича. Поэтому крупные примеси в глине недопустимы.