Клінкерна бруківка

Загальні відомості про клінкерну бруківку

Клінкерна бруківка — клінкерна Тротуарна плитка) – штучний будівельний матеріал для мощення територій, вироблений шляхом високотемпературного випалу тугоплавких пластичних сортів глини.

Типова бруківка з клінкеру являє собою повнотіла (без внутрішніх пустот) прямокутної цегла, що має зовнішню схожість з рядовим повнотілою будівельною керамічною цеглою, хоча деякі виробники випускають квадратну, округлу і фасонну (складної форми) клінкерну тротуарну плитку.

Бруківку з клінкерного матеріалу часто називають тротуарною клінкерною цеглою, а також тротуарною, дорожньою і мостовою клінкером. Всі ці поняття є синонімами, що описують один клас виробів.

Клінкер-штучний кам’яний матеріал одержуваний методом випалу тугоплавких видів глини, до повного спікання без остекловиванія і деформації поверхні. Використовується для виробництва штучних елементів мощення (тротуарної плитки та бруківки), будівельної та облицювальної цегли, облицювальної та технічної плитки для підлоги, а також гідротехнічних і покрівельних матеріалів.

Німецьке слово “klinker «походить з нижньонімецьких діалектів (поширених на півночі Німеччини і північному заході Нідерландів) і сходить до звуконаслідувального» klingel «-дзвін або» klingen « — дзвеніти, за змістом означаючи» дзвінкий «або»дзвінкий”. Пов’язано це з тим, що при постукуванні по цеглі залізним молотком або ударі один об одного двох цеглин, вони видають чистий і ясний металевий дзвін (в Російській імперії такому цеглі дали назву «дзвіночок»). Сьогодні слово “klinker «стало прозивним і перекладається як»клінкер”.

Історія появи і поширення клінкерної бруківки

Сучасна технологія виробництва клінкерної тротуарної цегли зародилася в кінці XVIII століття в Північній Голландії (провінції Нідерландів) і стала закономірним підсумком численних експериментів і спостережень пов’язаних з виробництвом кераміки, схожої за складом сировини і технології приготування з клінкером.

Перший досвід мощення клінкером був здійснений в 1809 році в Нідерландах, при прокладці 12-кілометрової дороги ведучої з Амстердама в Харлем. З цього моменту починається широке поширення тротуарної клінкерної цегли по всьому світу. Близько 150 років (з початку XIX і до середини XX століття) клінкерна бруківка була одним з найбільш популярних в Західній Європі матеріалів для мощення міських вулиць, площ, тротуарів та благоустрою прибудинкових територій.

Однак, вулиці вимощені клінкером, досі можна зустріти не тільки в країнах Західної Європи, але і в східноєвропейських містах. Наприклад, у місті Одеса, на розі вулиць Ланжеронівської та Пушкінської, досі збереглася невелика ділянка покриття влаштована з клінкерної тротуарної цегли в 1823-1824 рр.

У Російській імперії вже в 1779 році виробництво клінкерної цегли було налагоджено на одному з московських заводів. Наприкінці XIX століття в Чернігові та передмісті з’являються дві фабрики з виробництва клінкерних виробів. Пізніше аналогічні фабрики з’явилися в передмістях Києва і Гомеля.

З 1928 по 1940 рік в Радянському Союзі проводилися експерименти і випробування клінкерних дорожніх покриттів влаштованих різними способами укладання (на ребро, плазом і т.д.) і на різних підставах. Так, в 1932 році була повністю вимощена клінкерною бруківкою вулиця Гарматна в Москві. Пізніше клінкерне покриття було закрито асфальтобетоном, а після реставрації 2015 р. повністю демонтовано і замінено на гранітну плитку.

В СРСР на клінкерну бруківку існував загальносоюзний стандарт-ОСТ 4245» Клінкер дорожній ” (перестав діяти з 1 січня 1976 року). Незважаючи на всі переваги і високі експлуатаційні характеристики цього матеріалу, широкого поширення він так і не отримав. Пов’язано це було з тим, що в надлишку була більш міцна Тротуарна плитка і бруківка з натурального каменю, а вже в післявоєнні роки з’явилася більш проста у виробництві і недорога бетонна Тротуарна плитка.

В Україні, також як і в інших країнах колишнього Радянського Союзу, інтерес до використання тротуарного клінкеру повертається з другої половини 1990-х років, з початком імпортних поставок з Польщі, Німеччини, Австрії, а також інших країн Європи. На сьогоднішній день пропонується величезний вибір клінкерної тротуарної плитки та бруківки різних форм, розмірів і кольорів, не тільки імпортного, а й вітчизняного (Українського) Виробництва.

Технологія виробництва клінкерної бруківки

Весь процес виробництва клінкерної бруківки умовно можна розділити на 5 етапів:

1. Видобуток глини
2. Переробка і підготовка глиняної маси до формування
3. Формовка
4. Сушіння
5. Випалення

1. Сировиною для виробництва клінкерної бруківки є глина, яка видобувається в глиняних кар’єрах. Як правило, при виробництві клінкерних виробів для зовнішнього застосування застосовують суміш глини різних сортів. Робиться це для досягнення більш-менш рівномірного кольору виробів в одній партії, так як глина взята навіть з одного і того ж кар’єра, але в різні дні, може різнитися за складом і відповідно давати різний колір при випалюванні, що не особливо важливо для будівельної цегли, який заштукатурюється, але грає велику роль для фасадної облицювальної плитки і тротуарного клінкеру.

Залежно від вмісту глинистої речовини глини діляться на худі, жирні і пластичні. Залежно від максимальної температури плавлення глини бувають легкоплавкі — 1380 °С до початку плавлення, тугоплавкі — від 1350 до 1580 °C і вогнетривкі — вище 1580 °C. найякісніша клінкерна бруківка виробляється з тугоплавких сортів сланцевої глини, що відрізняються пластичністю і однорідністю складу.

Як правило, кожен виробник клінкерної тротуарної плитки прив’язаний до своїх родовищ глини. Найякіснішою і довговічною прийнято вважати клінкерну бруківку німецького виробництва. Пов’язано це з тим, що саме на північному заході Німеччини (в Нижній Саксонії) є поклади тугоплавкої пластичної глини, яка майже не містить солей і крейди. Саме відсутність солей і крейди дозволяє виробляти якісні Клінкерні вироби для зовнішнього застосування. Крейда починає плавитися при температурі понад 800 °С, а технологія випалу клінкеру передбачає підвищення температури мінімум до 1040 °с.високий же вміст солі в глині, є причиною утворення так званих «висолів», тобто білого нальоту на поверхні цегли.

Існують технології виробництва клінкерних матеріалів з легкоплавких полімінеральних глин (що мають домішки) із застосуванням різних модифікуючих добавок підвищують характеристики глини. Якість таких виробів нижче ніж у справжніх виробів з тугоплавких пластичних глин.

2. Переробка і підготовка глини до формування включає наступні процедури:

• передавлювання сухої глиняної маси важкими багатотонними валами;
• видалення за допомогою сильних магнітів різних металевих частинок;
• подрібнення глини в розтирочній машині до отримання фракції зерна 0,5-0,8 мм;
• додавання води і перемішування глини до отримання однорідної в’язкої маси з вологістю 21-23 %.

Після завершення всіх цих процедур глиняна маса подається в формувальну машину.

3. Формування клінкерної бруківки може проводитися методом “пластичної екструзії «з вакуумним пресуванням або методом»напівсухого вібропресування”. Суть формування методом пластичної екструзії полягає в продавлюванні під тиском близько 30 атмосфер, в’язкої глиняної маси через формуючий отвір. У міру формування глини з неї виштовхується повітря і волога, завдяки чому знижується пористість і загальний обсяг пустот у виробі. Після продавлювання (екструзії) здійснюється нарізка сформованої глини, що представляє собою прямокутну стрічку довжиною в кілька десятків метрів, на більш дрібні блоки. Далі, такі блоки, за допомогою металевих струн, розрізаються на ще більш дрібний «цегла-сирець». На сьогоднішній день метод пластичної екструзії є основним способом формування клінкерної цегли.

4. Сушка сформованих виробів є наступним після формування етапом виробництва клінкерної тротуарної плитки. Сушка проходить в сушильних камерах при температурі 140-150 °С і триває 2-3 доби. Просушування необхідно для видалення зі сформованого вироби надлишкової вологи, що в свою чергу перешкоджає утворенню тріщин і пористості в процесі випалу.

5. Випал в печі-заключний етап виробництва клінкерної тротуарної цегли. Здійснюється процес випалу в тунельній кейзинговій печі, де конвеєр з бруківкою рівномірно пересуваючись піддається тепловому впливу. Раніше цей процес здійснювався в кругових (кільцевих) або камерних печах. Процес випалу триває близько 48 годин і протягом цього часу температура в печі плавно збільшується від 40-60 °С до необхідного максимуму, а потім також плавно знижується. Якщо температура випалу буде занадто високою, цегла почне плавитися, якщо ж температура буде занадто низькою, то цегла не набере необхідної міцності.

На етапі випалу висушена заготовка набирає максимальну міцність, з неї видаляється надлишкова вологість і набувається характерний колір. Випал здійснюється при температурі від 1040 °С до 1580 °С і залежить від типу глини та її хімічного складу, необхідного кольору виробу, необхідної міцності та інших характеристик. Наприклад, для додання клінкерної бруківки червоного кольору, випал здійснюється при 1040-1060 °С, жовтого — 1060-1080 °с, білого — 1250-1270 °с.

Технологія фарбування клінкерної бруківки

Надання клінкерної бруківці потрібно кольору досягається не за рахунок застосування фарбувальних пігментів (як у випадку з бетонною тротуарною плиткою), а шляхом підбору і комбінування глини різних сортів, зміною часу і температури випалу, додаванням в процесі випалу вугільного пилу, а також зміною кількості кисню подається при випалюванні. У зв’язку з особливостями даної технології, досягти рівномірності і однорідності кольору кожного виробу в партії і тим більше в різних партіях, не представляється можливим.

Основними кольорами бруківки з клінкеру є різної насиченості відтінки червоного, жовто-оранжевого і коричневого. Існує бруківка з темно-синім і фіолетовим напливом. Підбираючи і змішуючи сорти глини з різним вмістом оксиду алюмінію, оксиду заліза, оксиду магнію або оксиду кальцію можна змінювати колір клінкерної бруківки. Так, чим більше оксиду заліза містить глина, тим більше червоний колір матиме готовий виріб. Оксид алюмінію надає клінкеру жовтий відтінок.

Класифікація клінкерної тротуарної плитки та бруківки
За призначенням

• Для пішохідних покриттів-тротуарний клінкер з товщиною виробу до 42 мм, Застосовуваний для мощення пішохідних зон, територій торгових і офісних центрів, адміністративних будівель, присадибних ділянок, прибудинкових територій та інших об’єктів.
• Для автомобільних покриттів-дорожній клінкер з товщиною виробу від 45 мм для легкових авто і не менше 52 мм для автомобілів вагою більше 5 тонн. Застосовується для мощення автомобільних доріг, міських вулиць і внутрішньоквартальних проїздів, паркувальних територій і автостоянок. Підбір товщини клінкерної плитки залежить від інтенсивності руху транспорту, а також його тоннажу.
• Щілинна Тротуарна цегла-має наскрізні отвори для проростання газонної трави (обсяг отворів варіюється від 30 до 45 %). Найчастіше застосовується для створення «зелених парковок» з трав’яним покриттям. Даний тип виробів називають також газонним клінкерною цеглою.
• Аква-транзит-також як і щілинна Тротуарна цегла, має наскрізні отвори, але істотно меншого діаметру. Використовується для швидкого відведення води з поверхні тротуарного покриття.

За формою і розміром

• Прямокутна — рядовий тротуарний клінкер) – має співвідношення сторін 2:1 і товщину від 18 до 71 мм. популярні розміри: 200×100×40, 200×100×45, 200×100×52, 200×115×52 мм.
• Квадратна плитка з співвідношенням сторін 1:1 і товщиною від 18 до 71 мм. Основні розміри: 100×100 мм, 150×150 мм, 200×200 мм
• Мозаїчна — в товарному вигляді являє собою великий прямокутний блок розміром 240×118 мм або 240×115 мм поділений 13 наскрізними отворами на 8 дрібних квадратів (60×60 мм), які в процесі укладання відокремлюються один від одного і укладаються у вигляді мозаїчного малюнка. В розділеному вигляді, мозаїчна бруківка має кубовидну форму (6×6 см) і нерівні бічні грані, маючи зовнішню схожість з колото-пиляної гранітною бруківкою.
• Ригельна — подовжена) – прямокутна клінкерна бруківка зі співвідношенням сторін 3:1 або 4:1. Основні розміри тротуарного клінкеру ригель-формату: 212х70х52 мм, 240×78×52 мм, 292×71×52 мм, 292×71×71 мм.
• Половинчаста-прямокутна плитка з фаскою по центру лицьової поверхні, що ділить виріб на 2 частини.
• Фасонна-ромбовидна, кругла або багатокутна (складної форми) фігурна плитка.

Додатковою класифікацією клінкерної бруківки може бути наявність або відсутність фаски (оброблених граней). Фаска надає бруківці більш акуратний зовнішній вигляд, а також запобігає утворенню відколів і тріщин як в процесі укладання, так і в процесі експлуатації тротуарного покриття.

Переваги та недоліки клінкерної бруківки

Ключовими перевагами бруківки з клінкеру є:

• Висока міцність. Клінкерна Тротуарна цегла витримує навантаження до 2000 кг/см². Слід зазначити, що даною перевагою можуть похвалитися тільки імениті виробники клінкеру, в більшості ж випадків, міцність клінкерної бруківки порівнянна з міцністю сертифікованої вібропресованої бетонної тротуарною плиткою тієї ж форми і аналогічного розміру.
• Низьке водопоглинання. Водопоглинання клінкерної бруківки мінімум в 2 рази нижче ніж бетонної, хоча вище ніж у натуральної бруківки з магматичних гірських порід (граніт, діабаз…). Низький показник водопоглинання гарантує не тільки високу морозостійкість виробу, що безумовно позитивно вплине на термін служби виробу, але і стійкість клінкерного покриття до проникнення і вбирання масляних, кислотних та іншого роду рідин, забезпечуючи збереження кольору і структури.
• Екологічність. До складу вихідної сировини з якого виробляється клінкерна Тротуарна плитка входить тільки глина і вода. Можна з упевненістю говорити про те, що бруківка з клінкеру самий екологічний матеріал для мощення, особливо в порівнянні з натуральною бруківкою з гірських порід, що має природну радіоактивність (рівень якої хоча і не настільки великий, щоб бути небезпечним для здоров’я людини).
• Рівномірний розподіл кольору по всій глибині. На відміну від цементобетонної тротуарної плитки, в якій забарвлюється тільки верхній лицьовий шар, Клінкерна плитка має однаковий і рівномірний колір по всій глибині виробу, що досягається за рахунок застосування різних сортів глини (або їх сумішей), а також зміни температури і технології випалу, а не за рахунок внесення в суміш штучних барвників. Дана перевага сприяє не тільки збереженню кольору при стиранні, але і дозволяє укладати бруківку як тильною, так і лицьовою стороною (тобто плазом) або на ребро.

До недоліків клінкерної бруківки можна віднести:

• Дуже високу вартість, що є найголовнішим стримуючим фактором, який обмежує поширення, популяризацію і повсюдність використання цього безумовно практичного і красивого матеріалу. Висока вартість клінкеру пов’язана не тільки з транспортними витратами з доставки імпортних виробів (хоча в Україні та інших країнах СНД вже з’явилися фабрики виробляють Клінкерні матеріали), але і досить дорогою технологією виробництва. Для порівняння, клінкерна бруківка виробництва “Feldhaus Klinker” з розмірністю 200х100х40 мм коштує від 900 до 1500 грн за 1 м², аналогічних же розмірів і форми бетонна бруківка вироблена за технологією вібропресування буде коштує не більше 300 грн за м² (актуальні ціни на Січень 2020 року). Найдоступніший варіант вібропресованої бетонної бруківки з розміром 200×100×40 мм сірого кольору виробництва заводу «МАРСА » можна придбати за ціною всього 217 грн, цвітну — 245 грн (без урахування знижок). Таким чином, вартість навіть найдоступнішого тротуарного клінкеру мінімум в 3 рази вище вартості вібропресованої бетонної бруківки або тротуарної плитки. Також, в більшості випадків вартість тротуарного клінкеру не тільки порівнянна, але і може перевищувати вартість натуральної бруківки з граніту та інших гірських порід. При тому, що гранітний брущатий камінь є повністю природним матеріалом і піддається лише механічній обробці, в тому час як Клінкерні матеріали хоча і робляться з натуральної сировини, але як і бетонні є штучними.
  Однорідність колірної гами, що знаходиться в діапазоні від жовтого до різної насиченості червоного кольору, рідше з темно-синім або фіолетовим напливом.
• Малий асортимент форм, що зводиться в більшості випадків до рядового прямокутного (включаючи ригель-формат) або квадратної мозаїчної бруківці. І хоча існує фасонна Клінкерна плитка, різноманітність її форм обмежується лише 3-5 видами, які до того ж дуже рідко зустрічаються у продажу.

Основні характеристики клінкерної бруківки

На даний момент (станом на Січень 2020 року) в Україні не існує стандартів і нормативних документів на клінкерну бруківку. Сертифікати відповідності клінкерної бруківки підтверджують лише відповідність вимогам ТУ. Але так як основна частина клінкерної продукції імпортується з Німеччини, Австрії, Польщі та інших країн Європи, то при покупці клінкерної тротуарної плитки слід більш орієнтуватися на європейський стандарт EN 771-1:2011. До основних, контрольованим цим стандартом характеристикам, відносяться:

• Розміри, мм
• Клас міцності при стисненні, Тх (від Т0 до Т4). Чим вище клас, тим вище міцність виробу. Клас Т4-означає, що міцність на стиск вище 100 МПа.
• Водопоглинання, %. Водопоглинання клінкерної бруківки не повинно бути вище 6 %.
• Морозостійкість, Fx (від F0-F300)
• Клас стирання, Ах (від А1 до А3). Чим вище клас – тим вище стійкість до стирання.
• Клас стійкості до ковзання, Ux (від U1 до U3). Чим вище клас, тим вище стійкість покриття до ковзання.
• Щільність, кг / м3. Щільність клінкерної бруківки повинна бути не менше 2000 кг/м3.

Область застосування тротуарного клінкеру

Можливі області застосування тротуарної клінкерної цегли обмежуються тільки його експлуатаційними характеристиками (міцністю, водопоглинанням, морозостійкістю, класом ковзання і стирання).

Даний матеріал чудово підійде для благоустрою приватних домоволодінь, присадибних ділянок, пішохідних доріжок, тротуарів і територій офісної забудови; благоустрою муніципальних об’єктів у вигляді площ, скверів, парків, вулиць і проїздів. Висока міцність і стираність допускає використання клінкеру при створенні твердих покриттів автомобільних доріг, паркувальних майданчиків, автомобільних парковок та інших об’єктів відкритого планування з регулярним проїздом транспортних засобів.

Особливості мощення клінкерною тротуарною плиткою

В цілому, технологія укладання клінкерної тротуарної плитки і бруківки (підготовка грунтового підстави, процедура влаштування несучого і монтажного шару, а також сама процедура укладання) не сильно відрізняється від мощення іншими матеріалами, але існують деякі особливості і правила роботи з клінкером.

Основою міцності і довговічності клінкерного покриття є правильно влаштована подушка (підстилаюча основа). Подушка призначена для пом’якшення ударів (щоб клінкер не тріскався), а також відведення води. При влаштуванні звичайного пішохідного покриття товщина підстилаючого підстави може становити 20-25 см; при створенні покриття для проїзду легкового транспорту, товщина підстави повинна бути не менше 40 см; коли створюється покриття передбачає регулярний проїзд або парковку транспортних засобів вагою більше 5 тонн, товщина основи повинна дорівнювати глибині промерзання грунту (для Києва та Київської області — 90-110 см).

Всі дорожні конструкції з клінкеру повинні укладатися зі швом між цеглою в 4-6 мм, який заповнюється піском або спеціально розробленими водопропускаючими сумішами. Без зазорів можна класти клінкерну бруківку під пішохідні покриття з невеликим навантаженням (садові доріжки, присадибні ділянки, патіо, тераси). В якості монтажного шару можна використовувати як пісок, так і вологі цементні розчини.

Заборонено використовувати сухі цементно-піщані суміші (гарцовку) для влаштування монтажного шару під укладання клінкеру. На відміну від вологого розчину, в якому всі реакції вже пройшли, при попаданні вологи в суху цементно-піщану суміш, починається хімічна реакція, яка негативним чином впливає на вищерозміщений клінкерний матеріал, поступово руйнуючи його.

Практично всі види клінкерної тротуарної плитки без фаски, можуть укладатися як плазом, так і на ребро. Слід також пам’ятати, що в процесі влаштування однорідного за кольором клінкерного покриття укладання потрібно проводити з декількох піддонів одночасно, оскільки навіть в одній партії цегли, Колір виробу може незначно відрізнятися, що обумовлено технологією виробництва.

Відомі світові виробники клінкерної бруківки

Незважаючи на те, що Клінкерні вироби виробляються в багатьох країнах світу, вершину рейтингу за популярністю і якістю очолює Німеччина і Австрія. До найбільш відомих торгових марок відносяться:

• Feldhaus Klinker Vertriebs GmbH (Німеччина)
• ABC Klinkergruppe (Німеччина) — включає 9 заводів на території Німеччини.
• Ströher GmbH (Німеччина)
• Klinkerwerke Muhr GmbH (Німеччина)
• Röben Tonbaustoffe GmbH (Німеччина)
• Hagemeister GmbH (Німеччина)
• Wienerberger GmbH (Австрія) — має 260 заводів в 26 країнах світу (включаючи Німеччину).