Cegła tradycyjna

Inż. Ryszard Belak

Wytwarzanie ceramiki w Polsce to tradycja i nowoczesność.

Cegła tradycyjna – Tradycyjne wytwarzanie ceramiki budowlanej oparte na ręcznej produkcji ma w Polsce obecnie miejsce głównie w rejonach gdzie występują gliny lessowe (np. okolice Kraśnika). Zakładów w ten sposób produkujących cegły jest jeszcze w Polsce kilkanaście, pochodzą z okresu międzywojennego, a ich najważniejszym urządzeniem jest piec kręgowy Hoffmana.


Nowoczesność to zakłady duże, całkowicie zmechanizowane, w znacznym stopniu zautomatyzowane, produkujące wyroby ceramiczne w ilościach od 25 do 50 milionów jednostek ceramicznych rocznie. W przeszłości zakłady z tzw. klucza były budowane w różnych regionach Polski w zależności od znajdujących się na danym terenie zasobów’ surowcowych. W okresie lat 60 i 70 powstały na terenie Polski takie zakłady jak Lewkowo, Markowicze, Ha-dykówka, Brzostów, Kozłowice, Lajsy, Lębork itd. Zakłady te na ówczesne czasy charakteryzowały się nowoczesnym przygotowaniem mas ceramicznych (z istotną technologicznie rolą dołownika, w którym ulega homogenizacji przerobiona wstępnie mieszanka surowców ceramicznych) oraz nowymi systemami suszenia i wypalania (wprowadzone piece tunelowe). W Polsce podjęto trud samodzielnego projektowania zakładów ceramicznych i w tym celu powołano do życia biura projektów (m.in. CERPROJEKT), a także uruchomiono produkcję maszyn i urządzeń do wyposażenia cegielni. Warto podkreślić w tym miejscu, że w tzw. obozie socjalistycznym Polska zajmowała czołową pozycję zarówno jako projektant kompleksowych zakładów ceramiki budowlanej jak i producent maszyn i urządzeń ceramicznych. Po 1989 roku do Polski zaczął napływać zagraniczny kapitał, który spowodował wykup wielu zakładów ceramicznych. Prekursorem inwestycji i modernizacji w zakładach ceramicznych była firma Wienerberger z Austrii. Zakupione przez nią zakłady przechodziły gruntowną modernizację, a zastosowane nowe maszyny i urządzenia oraz procedury technologiczne umożliwiły z czasem rozpoczęcie produkcji wielkoformatowych wyrobów z tworzyw ceramicznych poryzowanych. Była to nowość na polskim tynku i jak się okazało bardzo dobrze przyjęta zarówno przez kwestorów jak i projektantów. Pozostałe zakłady znajdujące się w różnych strukturach gospodarczych także rozpoczęły modernizacje i przebudowę podnosząc wyraźnie swój standard techniczno – technologiczny i jakość produkcji.

Tradycyjne – ręczne – wytwarzanie cegły

Technologia produkcji wyrobów ceramicznych w cegielniach sezonowych lub nawet potowych oparta jest na naturalnym przerobie specyficznych surowców (najczęściej lessowych) i całkowicie ręcznym formowaniu cegieł oraz ich naturalnym suszeniu. Proces technologiczny ręcznej produkcji ceramicznych materiałów’ budowlanych składa się z kolejnych etapów:
– wydobywanie i urabianie surowca,
– przygotowanie masy poprzez nawilżanie i przerobienie w mieszadle pionowym,
– ręczne formowanie półfabrykatów metodą „na piasek”,
– suszenie naturalne półfabrykatów, na placu,
-wypalanie w piecu kręgowym Hoffmana opalanym węglem.
Proces technologiczny oparty jest o pozyskiwanie surowców lessowych z kopalni odkrywkowej za pomocą spycharki, która urabia surowiec do naturalnego zbiornika homogenizacyjnego, skąd po co najmniej 24-godzinnym leżakowaniu glina o konsystencji plastycznej trafia do mieszadła pionowego (fot.l). Mieszadło to pionowy stalowy lub drewniany cylindryczny zbiornik, w którym obracający się wał z odpowiednio usytuowanymi łopatkami powoduje ujednorodnienie masy zarówno pod względem wilgotności jak i składu. W dolnej części cylindra znajduje się otwór zaopatrzony w zasuwę służącą do regulacji ilości wychodzącej gliny, przez co pośrednio reguluje się stopień przerobienia. Cylinder mieszadła jest zwykle umieszczony w ziemi do połowy wysokości, a od strony otworu wylotowego wykopany jest dół dla odbierania przerobionej masy. Surowce wrzuca się do mieszadła od góry, a po ich wymieszaniu odbiera, ładuje na taczki i przewozi do stanowisk formierczych, w których następuje ręczne formowanie. Proces przeróbki naturalnej, jak i prymitywnej mechanicznej jest zatem ograniczony do niezbędnego minimum.

Ręczne formowanie cegieł pełnych

Masa do ręcznego formowania jest jednorodna i posiada wilgotność ca. 24%. Ręczne formowanie półfabrykatów odbywa się sposobem na tzw. piasek na odpowiednim stole zwanym „strycharskim”. Do formowania cegieł stosuje się formy pojedyncze lub podwójne, wykonane z twardego drewna z krawędziami obitymi blachą stalową (fot. 2). Wymiary form powinny być dostosowane do skurczliwości masy tak, aby wypalone cegły posiadały wymiary zgodne z wymaganiami. Z dostarczonej na stół masy formierz odrywa rękami odpowiednią ilość masy /kęs/, wrzuca ją energicznym ruchem do formy. Po ugnieceniu masy rękami, szczególnie dokładnie w narożach, podwójnym ruchem zgarniacza tam i z powrotem, zbiera nadmiar masy i wygładza ręką jej powierzchnię. Tak uformowane kształtki wykłada z formy i układa na placu pozostawiając je do wysuszenia (fot.3).

Suszenie na placu

Półfabrykaty układa się bezpośrednio na ubitym i wysypanym ostrokrawędzistym piaskiem placu. Początkowo schną one ustawione „na płask” i „na kant”, a następnie ustawia się je do wysokości 8-10 warstw w taki sposób, aby wąskim bokiem były ustawione w kierunku południowo-zachodnim (fot. 4 i 5). Dla zabezpieczenia kształtek przed zbyt silnym słońcem i opadami, przykrywa się tzw. kozły lub ustawia się kształtki w szopach. Czas suszenia wynosi 15 – 30 dni

Wypalanie w piecu kręgowym

Ostatnim etapem procesu technologicznego produkcji wyrobów jest wypalanie węglem kamiennym w piecu kręgowym typu Hoffmana, w wyniku, którego uformowane i wysuszone wyroby uzyskują własności konieczne do ich zastosowania (fot. 6). Wypalanie wyrobów przebiega w określonych etapach, jeden etap przechodzi w drugi. Szybkość przebiegu procesu wypalania zależy od własności surowców, wielkości półfabrykatów, ich wilgotności, a ponadto od typu pieca i rodzaju wymiany ciepła. Piece kręgowe są to konstrukcje bardzo stare, których zasada działania nie ulega zmianom od czasu ich wynalezienia. Utrzymywanie wciąż tej konstrukcji w pełnej sprawności eksploatacyjnej związane jest z faktem, że ponoszone są niskie koszty na rekonstrukcję, posiadają dobry wskaźnik zużycia ciepła – ok. 1 254 kJ/kg wypalanego wyrobu, dużą wydajność oraz długotrwałą żywotność techniczną. Wadami tego pieca jest to, że trudno osiągnąć równy rozkład temperatury w przekroju poprzecznym pieca, a ręczny załadunek jak i wyładunek czyni niezwykle uciążliwymi warunki pracy. Z warunków eksploatacyjnych typowych dla pieca kręgowego wynikają różnice wypałowe i wyroby nie będą posiadały tego samego stopnia wypalenia, co się objawia różną barwą cegieł od jasno czerwonej do wiśniowo – fioletowej, a przede wszystkim różnić się będą cechami fizykochemicznymi, takimi jak nasiąkliwość i wytrzymałość na ściskanie.
Cegły ręcznie produkowane znajdują nabywców nie tylko w Polsce ale w takich krajach jak: Niemcy, Wielka Brytania, Belgia, Szwecja, Dania, Norwegia.

Wyroby tak zaformowane cechuje mała gęstość, dużą nasiąkliwością, niezbyt wysoka wytrzymałością na ściskanie i stosunkowo niski współczynnik przewodzenia ciepła. Te cechy fizykochemiczne sprawiają, że jest to ceniony, materiał budowlany pozwalający na wznoszenie konstrukcji murowych zabezpieczonych a jednocześnie zapewniający wysoki komfort cieplny. Własności muru z ręcznie zaformowanych cegieł nabierają szczególnego znaczenia w rekonstrukcji budowli zabytkowych, w których nie ma kanałów wentylacyjnych, a takżę nowych konstrukcji budowlanych stosujących okna i drzwi nowych generacji zapewniających wysoką szczelność a tym samym ograniczających wentylację grawitacyjną pomieszczeń.