Формовка истечением заключалась в том, что выдавливаемая масса глины смачивалась водой при прохождении ее через формовочный мундштук и попадала на рольный стан (рольганг). Поверхность роликов обшивалась войлоком, а глиняная струя образовывала длинный непрерывный штранг, который по пути движения разрезался на мерные куски по плоскости последующей кладки. Таким образом, торцовые поверхности сырца оставались чистыми и гладкими. Клеймо ставилось «толкушкой» на тычке или ложке по торцу кирпича на каждом тысячном.
Для сухого формования глину предварительно подготавливали для выравнивания влажности. Летний сбор глины и ее сушка в сараях — летование. Иногда глина оставалась на зиму. В этих случаях глину перелопачивали и устраивали насыпь в виде конусных горок. Под навесами глина сохраняла влажность и к лету следующего года была пригодна для формовки. Этот процесс назывался зимованием. Наиболее подходящая для формования глина имела влажность 4–6 %, не считая воды, находящейся в химически связанном состоянии. Для приготовления сухой массы глину и песок перемешивали на бегунах и просеивали перед прессованием. Для формовки применялись распространенные в то время гидравлические аккумуляторные прессы, как правило, 2-х поршневые (с верхним и нижнем поршнями).
Первоначально верхний поршень опускался в форму сверху, а в конце формовки смесь сжималась от давления обоими поршнями, после чего сформованный кирпич выносился нижним поршнем из формы наружу и принимался рабочим. Усилие сжатия подавалось с постепенным увеличением удельного давления от 20 до 200 атм. В конце формовки — дополнительный поджим. Одновременно в пресс-форме формовалось до 6 кирпичей и более за один ход пресса. Кроме гидравлических прессов широко применялись и эксцентриковые. Производительность таких прессов позволяла получать до 3000 штук кирпича в час. На широкой плоскости кирпича «постели» ставилось клеймо одновременно с прессованием. Позднее в пресс-форме устраивались выступы, от которых на кирпиче образовывались продолговатые вмятины — «лодочки». Таким образом уплотнялась масса кирпича, а потом при кладке увеличивалась площадь соприкосновения с раствором.
Но для исследователей это создает свои трудности — порой невозможно отыскать клеймо и определить завод изготовитель. Казалось бы, что механизация процесса формования кирпича позволит улучшить качество вырабатываемого сырца и удешевить само производство. Но реально механизация кирпичного производства не всякому хозяину была под силу. Простые арифметические подсчеты показывали всю сложность затеи с механизацией кирпичного производства в России. Это коснулось и Мытищинских заводов. Стоимость одного пресса составляла весьма круглую сумму — 10 000 рублей. На эти деньги 10 лет назад можно было основать целый завод по выпуску 1 000 000 кирпича в год. Помимо стоимости самого пресса появились новые затраты — амортизационные отчисления, ремонт; зарплата машиниста — 600 рублей в год, 300 рублей кочегару за обслуживание котла паровой машины средней мощности 20 л. с.; стоимость топлива, страхование и т. д.
В результате — почти равные затраты, что при ручной формовке, что при машинной. Разгорались ожесточенные споры, устраивались «доказательные выступления», чтобы выяснить: какой кирпич прочнее и при каком процессе дешевле. В то время класс российских кирпичников по ручной выделке еще не был потерян как у кирпичников в развитых европейских странах, поэтому частенько ручная работа превосходила машинную, что не давало особенных шансов к скорому развитию машинного производства кирпича среди российских предпринимателей.
Таким образом, не сразу в России приживались идеи механизировать такой трудоемкий и специфический процесс, как изготовление кирпича.
При ручной формовке рабочие не стремились к чистоте выделки и безупречной точности формы кирпича, если знали, что все равно будут штукатурные работы по фасаду, а торцовые стены будущих зданий и со стороны двора — просто подкрашивались. В лучшем случае, если нужен был качественный облицовочный кирпич, то применяли калибровку путем дополнительной обработки — поджимки в специальных формах.
Какими бы отчаянными ни были споры о том, какой кирпич был лучшего качества, — при ручной формовке или машинной — одно можно отметить, что введение механизации в технологический процесс позволило расширить ассортимент в кирпичном производстве и вырабатывать более дорогой и совершенно новый вид продукции — черепицу, пустотелый кирпич, огнеупорный, различные трубы для химической или металлургической промышленности. Производство уже велось круглый год. Хозяин был вынужден строить жилье для рабочих, работающих постоянно, приучать кадровых рабочих к более высокой ступени культуры производства, общению с техникой. Образцом кирпичного производства считалась английская технология изготовления огнеупорного кирпича, получаемого путем сухого формования и сам кирпич, имевший безупречно выдержанные размеры.
Несколько слов следует сказать и о печах для обжига. Напольные печи отживали свой век, на смену им стали устраиваться по европейским образцам проходные печи Гофмана (непрерывного действия), где можно было ускорить процесс сушки сырца. Для этой цели устраивались различные пристройки вокруг печи со специальными каналами. Слабым отходящим теплом ускорялся процесс предварительной сушки. Наиболее удачными сушилками считались сушилки конструкции Рюне и Корса (в Гамбурге) — фирмы Шмельцера в Магдебурге и Шликейзена в Берлине, а также Гофмана, Оле, Отто Бокка — известного конструктора вагонных обжиговых печей.
В туннельных проходных печах Гофмана не обеспечивался равномерный тепловой поток и поэтому трудно было получить кирпич с равномерным качеством и цветом наружного вида. Особенно трудно было в тех случаях, когда поступал заказ на изготовление кирпича высшего сорта — облицовочного, для которого существенно важен равномерный и красивый цвет. Для выполнения таких заказов необходимо было добиваться более равномерного и чистого пламени в топке и более высокую температуру обжига — аналогично процессу получения огнеупорного кирпича. В этом случае в качестве топлива применяли горючие газы и лучший обжиг получался в кольцевых печах. Из газовых печей особой известностью пользовались печи Эшриха и реже — того же Гофмана. Обжиговые печи различались в зависимости от процесса: непрерывного действия и периодические, по объему — однокамерные и многокамерные, по конструкции — туннельные, полукольцевые и кольцевые.
В наиболее распространенных печах в одну камеру загрузка (садка) составляла 19–20 тысяч штук кирпича. Суточный выход обожженного кирпича из такой камеры соответствовал размеру годового производства около 6 млн. штук в год, считая в году 300 рабочих дней. Загруженный в камеру сырец представлял значительное сопротивление для обеспечения необходимой тяги. Поэтому дымогарную трубу устраивали из расчета 0,1 от площади поперечного канала печи при высоте трубы 30 метров. Чтобы уменьшить потери тепла печей и трубы, их стены выкладывались с зазором (пустотелыми) куда засыпался сухой чистый песок, в необходимых местах устраивалась перевязка — перехватывающий кирпич или металлические стяжки.
Стоимость обыкновенного строительного кирпича колебалась довольно существенно в зависимости от местности и условий его выработки. К 1890 году цена за 1000 шт. составляла уже 14–15 рублей. Заметно снизилась потребность кирпича в строительстве, снизился и заработок при той же интенсивности труда. Нехорошо было всем, в том числе и хозяину. К 1895 году Россия по производству кирпича оставалась на одном из последних мест среди развитых стран. К этому времени все российские кирпичные заводы изготавливали чуть больше одного млрд. штук кирпича в год. По данным регистрации заводов в Торговой палате в России продавалось 760–800 млн. шт. В то же время Германия, с населением в 2 раза меньшем, чем в России, изготавливала 3 млрд. шт. кирпича в год; Англия — 3,5 млрд. США — 10 млрд. (с населением в 65 млн. человек).
Та же неумолимая статистика обнаруживает и другие любопытные цифры — сколько кирпича приходилось на душу населения в конце XIX века: в США — 150 шт.; в Англии — 90 шт.; в Германии — около 60 шт.; в России — менее 10 шт.
В России производство кирпича было сосредоточено прежде всего около Москвы и Петербурга. Интерес представляют данные по отдельным областям (млн. шт. кирпича в год): Московская губерния — около 140; Петербургская — 75; Харьковская — 45; Киевская — 35; Екатеринославская — 35; Таврическая — 26; Донская обл. — 25; Кавказ — 55; Туркестан — 6,5; Сибирь — 5. Сравним данные по производительности Мытищинских кирпичных заводов: заводы И. Г. Герасимова, И. П. Воронина и М. В. Челнокова вырабатывали в это время 45–50 млн. шт. кирпича в год — это 30 % того, что выпускалось заводами всей Московской губернии. Поэтому в процессе обследования кирпичных строений в Москве приходилось удивляться — почему так часто попадается клеймо этих заводов — ведь было много и других заводов?!.. А ведь получается, что почти каждый третий дом построен из Мытищинского кирпича. Вот таков вклад Мытищинских кирпичников в градостроительство Москвы. Такая же картина наблюдалась и при обследовании строений вдоль железных дорог — от Сергиева Посада и от Щелкова до Москвы; от Москвы и до Дмитрова.
В кирпичном производстве в России было занято 30–40 тыс. рабочих, по стоимости выработанного кирпича это всего 8-ю млн. рублей в год. Машинного производства было крайне мало. Производство пустотелого и огнеупорного кирпича — и того меньше. Те специалисты, которые не признавали машинного производства, уходили на небольшие заводы, специализирующиеся на выпуске особых заказов — фигурный кирпич для строительства храмов, изготовление изразцов, посуды, электрических изоляторов, декоративных архитектурных элементов и т. д. (Российский мастеровой люд издавна весьма сдержанно относился к любым новинкам. Петр I много сил затратил на то, чтобы ввести в обиход обычную пилу. Не признавали пилу плотники и все тут. Даже поговорка сложилась в плотницкой среде: «Да я и часы могу отремонтировать топором, только вот развернуться в них негде»).
В конце XIX и начале XX веков с увеличением числа металлургических, вагоностроительных и машиностроительных предприятий снова возросла потребность в строительном кирпиче, но уже более остро ощущалась нужда в огнеупорном кирпиче, которая частично восполнялась заграничными поставками. В Петербурге требовалось ежегодно 8–10 млн. шт., для Москвы эта потребность выражалась в 16–20 млн. шт. Таким образом общая потребность в огнеупорном кирпиче составляла 25–27 млн. шт. Англия, Германия и Швеция в общем количестве поставляли в Россию 10–12 млн. шт. в год…
Из немногих заводов огнеупорного кирпича в России работал единственный крупный завод К. Л. Вахтера в Боровичах, использовавший местные боровичские глины и производивший около 6 млн. шт. огнеупорного кирпича в год разных сортов. Этот завод и дал почин, положивший начало дальнейшему развитию в России заводского механизированного производства огнеупоров. Российские металлургические заводы для постройки и ремонта своих печей все больше использовали глину местного происхождения. И только в Петербурге продолжали закупать глину из Швеции. Постепенно была отработана технология выработки шамотного и динасового огнеупорного кирпича — кварцевого или так называемого песчанистого, при формовании которого добавляли 2–3 % извести для лучшего спекания при обжиге. Впервые в России динасовый кирпич стал выпускать Брянский завод.
К концу XIX века, освоившись с механизированным производством строительного кирпича, Мытищинские заводы находились на подъеме и в начале XX века. Их кирпич широко использовался на стройках Москвы и Московской губернии. Однако запасов огнеупорной глины в окрестностях Мытищ не было, как и запасов глины для производства фаянса, полуфарфора и фарфора. Поэтому Мытищинские заводы выпускали только строительный красный водостойкий кирпич.
Глава 11. Глина — основное сырье для производства кирпича. Вяжущие растворы
Интересно будет знать кое-что и о самой глине, используемой как исходное сырье. Глина техническая на разных языках имеет свои названия: по-французски argile, по-немецки Thon, по-английски clay, по-татарски балчык. Глина — это обломочная горная порода, получавшаяся в процессе выветривания отложений полевого шпата. В чистом виде глина, как правило, не встречается. В состав глины входят примеси: кремнекислоты, окислы железа, марганца, углекислая известь, зерна кварца, слюда, органические вещества, и другие химические соединения. В процессе разрушения горных пород, особенно при размывании водой, глинистые частицы образовывали отложения в течение миллионов лет, которые встречаются в большинстве геологических периодов формирования земной коры. Если глина смешивалась с песком, то это были суглинки; если с известняком, то мергели; со сланцами шиферные залежи. Глина в разных видах и формах довольно широко распространена в природе и уже только поэтому с незапамятных времен служила людям для производства величайшего множества разнообразнейших предметов, начиная от возведения различных построек и до изготовления тончайших фарфоровых изделий.