В.В. Эвальд. Строительные материалы, их свойства, испытание и приготовление. (§ 2. Виды глиняных изделий.)

§ 2. Виды глиняных изделий.

Кирпич. Затруднительность обделки многих естественных каменных пород с давнего времени вызвала замену их в постройках кирпичом, придание которому правильной формы производится очень легко еще тогда, когда его материал — глина — мягок и пластичен. Но кроме этого кирпич обладает еще многими достоинствами, как материал для построек. Будучи порист, кирпич не только легче большинства камней, но и значительно менее теплопроводен и поэтому кирпичные стены жилых помещений можно делать тоньше каменных; по этой же причине кирпичные стены пропускают воздух, который таким образом может обновляться в помещении (естественная вентиляция). При всем этом, хороший кирпич достаточно прочен и крепок, а при пожаре оказывается более стойким материалом, нежели многие естественные камни, которые более или менее страдают от накаливания.
Кирпич приготовляется на кирпичных заводах, разнообразных по оборудованию, начиная от небольших (иногда устраиваемых на время, только для какой-либо одной постройки) с кустарными приемами работы, и кончая крупными заводами, снабженными всеми новейшими усовершенствованиями производства и выделывающими не только простои стенной кирпич, но и различные сорта его, черепицу и т.п.
Обыкновенный кирпич (стенной). В России наиболее употребителен кирпич так называемого казенного формата, имеющий в длину 6 в. ширину 3 в вышину (толщину) 1,5 вершка (или 226,7 X 133,3 X 66,7 мм). Такое простое отношение размеров (длина вдвое более ширины, а ширина вдвое более толщины), однако имеет тот недостаток, что при нем правильная перевязка швов, при условии везде одинаковой толщины их, получится только в том случае, если толщина швов равна нулю — что практически невозможно. Обозначив толщину слоя раствора между кирпичами через e размеры кирпича, соответственно L(длина), b (ширина), h (выcjnf), найдем, что для правильной перевязки швов были бы необходимы отношения:
b=2h+е, вместо b=2h
L=2b+е=4h+3e, вместо L=4h
Такое отношение размеров кирпича принято, между прочим, в Австрии где, полагая толщину шва равной 10 мм., нормальный формат кирпича установлен в 290х140х65 мм; в Германии принят нормальный формат в, 250х120х65 мм в виду того, что кладка на ребро производился сравнительно редко. При русском казенном формате, чтобы перевязка швов была правильной, приходится делать швы в тычковых рядах кладки вдвое тоньше, чем ложковых.
Но и этот, не вполне совершенный „казенный» формат — далеко не всегда соблюдается на наших, кирпичных заводах.
Трех четверочный кирпич (4,5х3х1,5 вершка) и половинчатый (3х3х1,5 в.), употребляемые при кладке для лучшей перевязки швов в углах стен, весьма редко приготовляют на заводах, обыкновенно же сами каменщики обрубают для этого целые кирпичи.
Цвет кирпича зависит и от состава глины и от силы обжига; чаще всего глина дает при нормальном обжиге кирпич красного цвета, при слабом обжиге — розовый, так называемый алый кирпич, а при слишком сильном — темный, спекшийся кирпич или железняк. Глины, богатые известью и сравнительно бедные железом, дают и при сильном обжиге светлый кирпич. Таким образом, по одному цвету кирпича нельзя еще определить достоинство его обжига.
Хороший кирпич, нормально обожженный или так называемый красный, должен иметь правильную форму, без трещин и короблений, с ровными и прямыми кромками и углами, без внутренних пустот (раковин); он имеет однородный излом, без признаков слоистости и поэтому хорошо тешется; при ударе издает звонкий, ясный звук — типичный признак хорошего обжига. Поверхность кирпича при ручной формовке всегда слегка шероховата вследствие того, что формы посыпаются песком; такой кирпич лучше вяжется с раствором, чем гладкий: У кирпича, сформованного ленточным прессом, шероховаты только те поверхности, по которым глиняная лента разрезалась проволокой на отдельные кирпичи, остальные же стороны его, образуемые мундштуком пресса — гладкие.
Хороший кирпич достаточно порист и поэтому может поглощать до 17% воды (по весу), но не теряет при этом своей крепости.
Алый (недожженный) кирпич, или недопал, получается из тех частей обжигательной печи, где жар слабее; в нем химические процессы обжига еще не закончены, так что по свойствам он занимает промежуточное свойство между красным кирпичом и сырцом. Такой кирпич далеко не так крепок и прочен как предыдущий; звук при ударе глухой, почти как у сырца; поглощение воды более значительно (25% и выше) и сопровождается большой потерей в крепости.
Железняк — пережженный кирпич, где глина несколько сплавилась; поэтому он очень тверд, трудно тешется; вследствие ничтожной пористости и гладкой поверхности, плохо вяжется с раствором и мало впитывает воды. Долговременному действию сырости железняк сопротивляется хорошо, почему иногда им пользуются для кладки фундаментов и т.п. Форма железняка, вследствие начавшегося расплавления глины, не снабженной необходимым твердым скелетом, большей частью недостаточно правильна; этим он отличается от клинкера, который специально приготовляется из густоплавкой глины, обжигаемой до спекания. Такой клинкер (мостовой клинкер), не имея недостатков железняка — неправильной формы и остекловавшейся поверхности — обладает всеми его достоинствами: прочностью, крепостью (временное сопротивление раздавливанию до 145 пуд. на кв. д.) и малой водопоглощаемостью. Благодаря этим качествам клинкер прекрасный материал для мостовых, особенно там, где нет подходящего естественного камня. Так, клинкерные мостовые весьма распространены в Голландии, в Ольденбурге, в некоторых городах Сев. Америки. В России мостовой клинкер употребляется чаще всего в виде щебня при постройке шоссейных дорог и министерством путей сообщения были устроены для этой цели специальные клинкерные заводы в г. Замостье (1883 г.), Избицах, Белополье и в м. Будах.
Иногда при сортировке кирпича, вынимаемого из обжигательной печи, кроме трех главных сортов, выделяют еще промежуточные: полужелезняк и полукрасный кирпич.
Кирпич продается счетом (тысячами), причем его складывают в клетки по 250 штук в каждой. Клетка кладется в вышину из 25 рядов кирпича, по 10 шт. в каждом; для удобства счета клеток, один из кирпичей верхнего ряда ставится «попом» (стоймя).
Лопнувший пополам от неосторожного обращения, но не растерянный кирпич допускается в количестве не свыше 6%, что составляет 15 штук на клетку; со сбитыми углами и кромками кирпич вовсе не принимается, так как это свидетельствует о слабости материала. Допускаемое количество алого кирпича определяется условиями поставки, в зависимости от потребностей постройки. Обыкновенно клетки устанавливаются рядами, образуя штабели; при приемке разбирают до половины несколько клеток на выбор и, если в них окажется более браку, чем следует по условию, то бракуется, весь штабель. Принятые штабели обрызгивают снаружи жидко разведенным известковым раствором (прыском).
Ломаный кирпич, куски коего более половины целого кирпича, называется половняком (половьем), а в более мелких кусках кирпичным мусором; тот и другой продаются кубическими саженями.
Полый или пустотелый кирпич имеет пустоты в виде сквозных каналов, обыкновенно квадратного сечения; каналы эти в кирпиче для тычковой кладки направлены поперек, а для ложковой — вдоль, так что в обоих случаях не выходят налицо стены. Толщина перегородок между каналами делается не менее 1,5 сантиметра, в видах прочности. При формовке в ящичных формах иногда делают каналы закрытые с одного конца.
Полый кирпич легче сплошного, требует менее глины и, благодаря более легкой сушке и более совершенному обжигу, не уступает сплошному в крепости.
За границею применяются разнообразные виды фасонного полого кирпича для устройства сводов так наз. Hourdis; в России они пока еще мало известны.
Пустотелыми же делают обыкновенно, в видах экономии и легкости, описываемые далее сорта кирпича: облицовочный, лекальный и т. п., выделываемые из более тщательно подготовленной глины.
Опилочный, ноздреватый кирпич, приготовляемый из смеси глины с древесными опилками, которые сгорают при обжиге, оставляя пустоты, — употребляется при кладке особо легких перегородок и вообще там, где необходимы одновременно несгораемость, легкость и малая теплопроводность. Вес его, смотря но количеству выгорающих примесей, колеблется в среднем около половины веса обыкновенного кирпича; среднее врем, сопротивление раздавливанию — около 14 пуд. на кв. д. (35 клгр. на кв. см). Кромки и углы такого кирпича всегда более или менее сбиты в перевозке. Вследствие большой водопоглощаемости (до 49° по весу) и значительного содержания золы такой кирпич легко выветривается и поэтому всегда должен быть оштукатурен для защиты от сырости. Иногда вместо опилок, с тем же результатом пользуются каменноугольным или коксовым порошком.
Весьма легкий кирпич приготовляют также из смеси глины с инфузорной землей. В России он пока еще мало распространен.
Облицовочный кирпич служит для облицовки фасадов без штукатурки. На наших заводах под этим названием чаще всего продается обыкновенный кирпич, только несколько тщательнее приготовленный и сортированный. Настоящий облицовочный кирпич — пустотелый, размерами несколько более нормального — чтобы при том же числе рядов кладки иметь более тонкие швы. Так, напр., при нормальном формате германского кирпича в 250х120х65 мм., облицовочный делают в 252х122х69 мм. Постели облицовочного кирпича для лучшего сцепления с раствором покрыты бороздками. Кроме цельного изготовляются половинный и четвертной облицовочные кирпичи. Для декоративной облицовки фасадов нередко пользуются мелким (четвертным) кирпичом с одним продольным каналом; раскалывая такой кирпич вдоль пополам по имеющимся на нем глубоким бороздам, получают из него две облицовочные плитки. Лицевая поверхность облицовочного кирпича иногда, для украшения, покрыта слоем глазури или же ангоба. Глазурь — стеклянная масса, окрашенная в тот пли другой цвет металлическими окислами, ангоб — жидкая глина, смешанная с соответствующими красками, в которую обмакивают кирпич перед обжигом. Глазурованные кирпичи имеют стеклянный блеск; ангобированные — матовые.
Лекальный кирпич. Под этим названием известны все виды кирпича, форма которых отлична от параллелепипеда, изготовляемые для того, чтобы избежать необходимости в притеске кирпича при кладке арок, сводов, карнизов и т.п. Так, дня арок и сводов пользуются клинчатым кирпичом, имеющим в поперечном или в продольном разрезе форму клина; для кладки колонн, дымовых труб и т.п. изготовляют кольцевой кирпич — в виде кольцевых отрезков с заданным радиусом кривизны. Для карнизов в Германии специально разработаны типы нормальных фасонных кирпичей, лицевая поверхность которых соответствует элементам наиболее употребляемых карнизных профилей.
Лекальный кирпич приготовляется заводами большей частью лишь по особому заказу; материал и тщательность приготовления соответствуют или простому, или облицовочному кирпичу, в зависимости от назначения.
При приемке битый лекальный кирпич в счет не идет.
Огнеупорные кирпичи. Обыкновенный огнеупорный или шамотный кирпич, иногда называемый также английским, так как первоначально получался из Англии, приготовляется из возможно менее плавкой глины и поэтому, вследствие малого содержания металлических окислов, бывает светлого цвета (иногда с бурыми крапинками от содержащегося в глине колчедана). Вместо песку, к этой глине примешивают, как уже указывалось выше, грубо измолотую, предварительно обожженную огнеупорную глину — шамот. Формат этого кирпича, по традициям, несколько меньше формата обыкновенного стенного кирпича; английский формат 228х114х60 мм (5,13 х 2,56 х 1,35 вершк). Шамотный кирпич довольно порист. Он употребляется в обыкновенных комнатных печах на обделку топок и первых дымооборотов, где наиболее высокая температура; на обмуровку паровых котлов, на внутреннюю обделку (футеровку) материалообжигательных печей и т.д. Это наиболее распространенный вид огнеупорного кирпича.
Для заводских печей, в которых происходят, при очень высокой температуре, особые химические процессы, могущие разрушить шамотную футеровку, изготовляются особые сорта огнеупорных кирпичей, состав которых подбирается так, чтобы их вещество не принимало участия в совершающемся в печи химическом процессе. Из них в нашем курсе назовем:
Динасовые кирпичи — по составу почти чистый кремнезем; приготовляются из возможно более чистого, крупного молотого кварца, с небольшой (1-3%) примесью извести или глины для связывания кварцевых зерен; при накаливании эти кирпичи не только не дают усадки, но наоборот, увеличиваются в объеме вследствие превращения кварца в тридимит. Употребляются при т. наз. кислых процессах в печи.
Бокситовые кирпичи — названы по имени одного из местонахождений, а именно Beaux в южной Франции — из природных ископаемых масс, содержащих до 75% глинозема; боксит дает в огне сильную усадку, а потому предварительно обжигается и измалывается, подобно шамоту, затем смешивается с огнеупорной глиной.
Магнезитовые кирпичи — из обожженного магнезита, или пород, богатых последним, с небольшой прибавкой соответственного цементирующего-вещества; применяются при процессах основного характера.
Кроме поименованных, огнеупорные кирпичи и обделки для особых целей изготовляют из хромистого железняка, из графита в смеси с глиной и т.д.
Шамотный кирпич выделывается или на специальных заводах, или на обыкновенных гончарных заводах, которые из него выделывают еще следующие товары для строительного дела.
Подовый кирпич (5X5X1,5 верш.) для выстилки подов в русских и хлебопекарных печах; благодаря его крупному формату получается менее поперечных швов и под выходит прочнее, чем при обыкновенном кирпиче.
Клинкер печной -небольшой кирпич, размерами около 16х8х4 сант. (36,6х1,8х0,9 верш.), служит для устройства перегородок в малых печах. Обращаем внимание на то, что во всей западно-европейской технической литературе термином „клинкер» обозначается совершенно иной материал (см. выше).
Подовый кирпич и печной клинкер приготовляют как из простой (красной), так и из огнеупорной глины.
Изразцы или кафли (нем. Kacheln) — плитки, служащие для облицовки печей, иногда полов и т.п. На тыльной своей стороне изразец обыкновенно имеет кругом выступ, называемый румпою (или рюмкою), пространство внутри которого при укладке изразца на печь заполняется глиною с кирпичным щебнем, для увеличения теплоемкости; в румпе имеются с противоположных сторон два небольших отверстия для гвоздей, стягиваемых проволокою при установке изразца на место. Лицевая сторона изразца чаще всего покрыта белой непрозрачной (чтобы не просвечивала глина) глазурью или поливой; последнее название произошло от того, что для нанесения глазури на изразец разбалтывают с водою мелкий порошок приготовленной глазури и поливают лицевую сторону изразца этим молоком; избыток стекает, а тонкий, равномерно распределенный слой порошка остается на изразце, который после этого идет в обжиг. Изготовляют также и неполивные изразцы, натурального красноватого цвета обожженной глины. Достоинство (сорт) изразцов определяется правильностью формы и отсутствием пороков в поливе.
По величине обыкновенные печные изразцы бывают: мелкие или ординарные (6X4 верш.) и полуторные (прежде называвшиеся дерптскими) 9х5,5 верш. По форме они бывают: лицевые или стенные (плоские); угловые; овальные (тоже угловые, но с закругленным углом) и карнизные; при продаже в розницу цена угловых изразцов в 1,5 раза, а овальных — в 2 раза выше, чем лицевых.
Изразцы для облицовки стен и печей особой конструкции продаются счетом (поштучно), для обычных же типов комнатных печей по большей части целыми комплектами.
Квадратные изразцы (около 4 верш, в стороне), называемые иногда берлинскими, распространены у нас в юго-западных губерниях и в Финляндии. Изразцы с цветной поливой и рельефными украшениями часто называются майоликами (печная майолика).

Черепица — различной формы плитки и обожженной глины, служащие для устройства кровель. Из многочисленных видов ее назовем здесь лишь следующие:
Плоская черепица — в виде прямоугольной плоской дощечки, одна из коротких сторон которой (при укладке — нижняя по скату кровли) обычно имеет срезанные углы, или лес дугообразна, так что кровля из такой черепицы имеет чешуйчатый вид; с нижней стороны близ верхнего края имеется выступ — «шип» для зацепления за обрешетку.
Римская черепица — желобчатая, в виде части усеченного конуса, или плоская -в виде трапеции с закраинами. Не имея шипа, удерживается на месте лишь трением и поэтому годится лишь для очень плоских, почти горизонтальных кровель, допускаемых лишь в таких местностях, где выпадает мало дождей и снега. Желобчатая черепица довольно распространена в Крыму, под названием татарской черепицы.
Голландская черепица — изогнутая, в поперечном разрезе имеет форму неправильной буквы S; имеет шип и поэтому годна и для крутых кровель. Распространена в Прибалтийском крае.
Из описанных черепиц, плоская дает наиболее тяжелую кровлю, так как ее приходится укладывать в несколько слоев для перекрытия швов между смежными черепицами одного и того же ряда; голландская и римская черепицы в этом отношении выгоднее, так как смежные черепицы перекрывают краями друг друга, допуская однослойную кровлю. Но у них не принято никаких мер для устранения задувания ветром воды в стыки, и это достигается лишь отчасти обмазкой стыков и швов кровли известковым раствором, портящим общий вид кровли и от времени крошащимся, далее если к нему примешаны какие-либо волокнистые вещества.
Фальцовая черепица. Для возможно полного предупреждения затекания воды в швы, черепицу снабжают вдоль двух смежных краев ее с лицевой стороны и вдоль остальных двух краев с тыльной стороны закраинами или фальцами, имеющими одиночные или двойные желобки — так чтобы при укладке выступающие части закраин одной черепицы входили в желобки смежной с нею; самая черепица делается более крупного размера, а чтобы она не коробилась при сушке вследствие неодинаковой толщины ее частей, ей кроме того придают рельефную форму, что также способствует более красивому виду кровли.
Такая черепица наз. фальцовой или марсельской, так как ее первоначально привозили из Марсели. Типы ее весьма многочисленны, отличаются преимущественно формами рельефа и мелкими особенностями в устройстве воду отводящих желобков. Фальцовые черепицы, изготовленные на ленточных прессах, имеют только продольные фальцы, без поперечных.
Ромбическая черепица—плоские плиты в виде ромба или квадрата, подобно фальцовой снабжена со всех четырех сторон закраинами, из которых одна пара обращена вверх, а другая—вниз; эта последняя пара при укладке перекрывает верхние закраины двух смежных черепиц нижележащего ряда. При выделке черепицы не из глины, а из цементного раствора, эта форма применяется чаще других, по своей простоте.
Для перекрытия коньков, гребней и разжелобков кровли служит желобчатая черепица (на подобие римской) с треугольным или полукруглым желобом» иногда украшенная каким-либо выпуклым орнаментом с внешней стороны.

Плитки для полов, тротуаров и т. п. (лешадные плитки) различной форумы: квадратной, восьмиугольной и др., сообразно желаемому рисунку. От всех предыдущих изделий, имеющих более или менее пористую массу, отличаются тем, что обжигаются до спекания и имеют весьма плотную массу, сообразно чему на их изготовление идет соответственная глина. Верхняя (лицевая) поверхность их нередко покрыта бороздками, чтобы уменьшить скользкость пола, из них настилаемого. Плитки эти нередко называют метлахскими по месту заграничного завода (фирма Вильруа и Кох в Метлахе), изделия которого приобрели особую известность; в России подобные же плитки выделывались на заводе Бергенгейма, близ Харькова.
Подобную же массу — плотную, очень твердую, совершенно спекшуюся и в некоторых случаях аналогичную фарфору — имеют многочисленные изделия: мостовой клинкер, пирогранитные плитки, ростолит и др., служащие для выстелки тротуаров и мостовых.
Канализационные трубы обычно называемые керамиковыми, также имеют весьма плотную, спекшуюся массу, хотя и не столь плотную, как только что упомянутые плитки. Поверхность труб покрыта обыкновенно соляной глазурью, которая образуется вследствие того, что в конце обжига бросают в обжигательную печь поваренную соль; соль обращается в парообразное, состояние, разлагается, и пары натрия с кремнеземом и прочими составными частями раскаленной глины образуют легкоплавкий силикат в виде слегка рябого, стеклообразного слоя, зеленоватого пли коричневого цвета, более прочно связанный с самой глиной, чем слой поливной глазури. Диаметр таких труб бывает от 3 до 32 дюйм.; длина одного звена обыкновенно 1 арш., а при малых диаметрах— 12 вершков. Каждое, звено с одного конца имеет раструб, па стенках которого внутри сделаны кольцевые бороздки для лучшего удерживания конопати при укладке труб; такие же борозды, но снаружи, имеются и на противоположном конце звена, вставляемом при укладке в раструб предыдущего звена. Кроме прямых труб, заводы из того же материала изготовляют также и фасонные: муфты, тройники, отводы, крестовины, фановые колена, разрезные трубы, сифоны п пр., а также многие части канализационных устройств: смотровые и дождевые колодцы, днища коллекторов, трубы для укладки телефонных кабелей и т. п.
Прямые трубы продаются погонными саженями, измеряя длину в укладке (т. е. часть длины, приходящаяся на раструб, в счет не идет); фасонные части—поштучно.
Кроме канализации, керамиковые соляноглазурованные трубы применяются иногда для водопроводов, так как могут выдерживать довольно сильное внутреннее давление, а также иногда для проведения жара из печей, вместо железных рукавов.
Дренажные или простые гончарные трубы гораздо дешевле предыдущих, но не имеют их цепных качеств. Они приготовляются из простой глины, обжигаются не сильно, пористы, а поэтому слабо сопротивляются влажности ы морозу. Длиною их звенья делают от 1 до 21/2 фут. (по Ур. Пол. 1 ф.), диаметром от 1 до 7 дюймов. Форма их обыкновенно простая цилиндрическая, а вместо раструба служит надеваемая на трубу короткая соединительная муфта. Употребляются, как показывает самое название, для дренажа (осушения местности).

Гончары или горшки но материалу и способу приготовления близки к дренажным трубам. Это — полые цилиндры или усеченные конусы, с рубчатыми стенками для лучшего сцепления с раствором, закрытые с обоих концов, причем в одном дне оставлено отверстие для выхода воздуха при обжиге. Гончары употреблялись еще древними для кладки легких стен (цилиндрические);. ныне они почти совершенно оставлены по своей малой прочности и иным неудобствам; вместо них целесообразнее пользоваться пустотелым кирпичей.

Источник: Эвальд В.В. Строительные материалы, их свойства, испытание и приготовление//Часть I. — Гос. тех. изд, 1923. — С. 85-93