Все, что нужно знать о производстве саманного кирпича своими руками

Современный рынок строительных материалов периодически пополняется новыми эффективными изделиями на основе синтетических или натуральных компонентов.

В то же время, на практике нередко используются также старые строительные мелкоштучные каменные материалы, технология изготовления которых практически никак не изменилась за последние сотни лет.

Одним из самых известных материалов, используемых для кладки стен, их облицовки и других целей, являются саманные блоки, технология производства которых подробно описывается ниже.

Состав блока самана

Саманный блок – это такой строительный материал, использующийся в гражданском и сельском строительстве, который состоит из следующих основных и дополнительных компонентов:

• Основной компонент саманного блока – мягкая жирная глина, которая добывается в специализированных месторождениях, предварительно очищается от посторонних примесей и смачивается водой в нужной пропорции.
• Армирующим волокном выступает солома, которая высушивается и мелко нарезается на равные отрезки.
• Помимо соломы, в условиях сельской местности, производители также применяют волокна травянистых растений, если они обладают достаточной прочностью, либо предварительно обезвоженный навоз рогатого скота.
• Для усиления прочности, в состав саманных блоков также часто вводятся органические или минеральные добавки, в зависимости от рецептуры.

Несмотря на то, что саманные блоки используются в строительстве уже на протяжении нескольких столетий, единой рецептуры для их изготовления не существует до сих пор. Это связано с различными свойствами природной глины, которые меняются, в зависимости от территории её добычи.

Каждое производственное предприятие самостоятельно разрабатывает технические условия и изготавливает блоки, согласно собственной рецептуре. Каждое изделие из партии подвергается лабораторным испытаниям, что позволяет производителю выдать паспорт качества перед реализацией товарной единицы конечному потребителю.

Компоненты и требования к ним

Обязательной составляющей данного строительного материала является жирная глина, к которой предъявляются следующие функциональные и физико-механические требования:

• Доля мелкозернистого песка в глине не должна превышать 10% – 12%.
• При раздавливании шарика из глины с диаметром 100 мм до состояния лепёшки, вдоль её торцевой грани не должно появляться трещин.
• Глина не должна содержать посторонних вкраплений, древесных опилок, пыли и другого мусора.
• Сухое вещество без смачивания должно представлять собой однородный мелкодисперсный порошок.
• Сразу после удаления влаги и высокотемпературной обработки, материал, полученный на основе жирной глины, должен иметь минимальную пористость и глянцевый блеск.
• Плотность глины варьируется в пределах от 1900 до 2100 кг/м³.
• Глина для саманных блоков должна обладать грязно-жёлтым или коричнево-красным оттенком, без перецвета.

Перед разбавлением с водой и изготовлением блоков, глина тестируется на предмет достижения перечисленных выше характеристик при помощи электромеханических стендов и специализированного испытательного инструмента с метрологическими шкалами.

Дополнительные ингредиенты и наполнители

Как было сказано выше, в состав саманных блоков также входит солома или волокнистые растения, которые должны отличаться прочностью, не содержать следов плесени, иметь незначительный разброс в длинах и диаметрах отрезков стеблей. Современные технологии изготовления саманных блоков также подразумевают использование следующих типов добавок:

• Крупный заполнитель на основе гранитного щебня или дроблёного керамзита. Такой материал увеличивает механическую прочность изделия, а также препятствует сильной усадке с последующим трещинообразованием.

  При использовании данного компонента, необходимо обеспечить фракцию не более 10 – 20 мм, чтобы избежать неоднородного состава блока.

• Казеиновый, либо эпоксидный адгезионный состав, который существенно повышает силу сцепления сыпучих ингредиентов и предотвращает блок от потери формы во время его изготовления, вне зависимости от количества воды в глине. Клей должен обладать стойкостью против ультрафиолета и других агрессивных воздействий окружающей среды, чтобы изделие со временем не потеряло свои механические свойства.
• Жидкое стекло для наружных работ, как качественная замена казеину эффективной минеральной добавкой. Доля данного компонента не должна превышать 5% – 7%.
• Воздушные или гидравлические вяжущие, например, гипс, известь или цемент. Данные ингредиенты эффективно впитывают воду, что значительно ускоряет процесс испарения влаги из саманного блока во время его твердения и обжига. При добавлении цемента, рекомендуется использовать материал с маркой не ниже М300.
• При необходимости достижения блоком эластичности и упругих деформаций без трещин, допускается добавление небольшого количества целлюлозы или стружки твёрдых пород дерева. Компоненты должны быть однородными, без следов ферментации, пыли и грязи.

Дополнительные ингредиенты, при условии их высокого качества и удовлетворения всем предъявляемым требованиями, позволяют добиться прочности, надёжности, долговечности, огнестойкости и водонепроницаемости продукции, что существенно расширяет сферу её применения в строительно-монтажном производстве.

Пропорции ингредиентов

Перед изготовлением саманных блоков на производстве, либо в домашних условиях, необходимо разработать рецептуру и изучить свойства готового материала после первичного обжига. Как правило, эксперты рекомендуют использовать следующие ингредиенты в разных пропорциях:

• Жирная глина с выбранной консистенцией – до 75% – 80%.
• Мелкий кварцевый мытый песок для возможности регулирования жирности глиняной основы – до 10% – 15%.
• Предварительно смоченная в чистой воде солома – от 14 до 20 кг на каждый 1 м² глиняно-песчаной смеси.
• Известковое или цементное вяжущее – до 5% – 7%.
• Казеин, целлюлоза, жидкое стекло, древесная стружка и другие добавки, улучшающие физико-механические свойства готового материала – до 3% – 5%

Конечная рецептура достигается опытным путём и зависит от условий эксплуатации готовой продукции в строительной конструкции. В случае применения блока в качестве черновой кладки перегородок, допускается исключать дополнительные ингредиенты. Если подразумевается возведение несущей стены, такие блоки должны отвечать условиям прочности и устойчивости, что требует наличия добавок.

Этапы приготовления смеси

Изготовление саманных блоков – это простой процесс, который можно организовать без применения сложного оборудования и автоматизированных производственных линий. Для получения данного строительного материала, требуется соблюдать следующую пошаговую инструкцию:

• Выгораживается чистая площадка для замешивания глиняной смеси. Данная зона должна быть подметена, обеспылена, чтобы исключить попадания посторонних ингредиентов в изделие.
• При замесе сухой глины, вода добавляется порционно, не более, чем по 0,5 – 1,0 литра на каждый 1 м³ сухого материала.
• В процессе добавления воды, глина перемешивается до тех пор, пока состав не достигнет однородности и пластичности.
• Далее, нарезается солома, до получения отрезков длиной до 50 – 70 мм.
• Солома смачивается в чистой воде и добавляется в глиняное тесто.
• Согласно рецептуре, в глину также добавляются клей, целлюлоза, жидкое стекло, известь или цемент в нужных пропорциях, и замес повторяется.
• Сырьё повторно тщательно размешивается таким образом, чтобы заполнитель равномерно занял весь объём.
• Глина вместе с соломой помещается в тёмное и влажное место для достижения пластичности на срок не менее 48 часов.
• Во время технологического выдерживания и отстаивания глиняного состава, необходимо заготовить формы, которые будут на 10% – 15% больше по всем трём измерениям, чтобы компенсировать усадку глиняного состава при твердении и получить блоки с нужными габаритами.
• Внутренняя поверхность форм смазывается маслом или выстилается тонкой полиэтиленовой плёнкой для возможности быстрого извлечения готовых блоков после набора их прочности.
• Готовое сырьё разделяется на порции и плотно трамбуется в каждую форму для заполнения всех внутренних углов, что отразится на качестве готового продукта.
• Формы выставляются на солнце и подвергаются сушке. Данный процесс занимает от 2 до 7 суток, в зависимости от габаритов готовой продукции.
• После набора прочности, строительные саманные блоки извлекаются из форм.

После получения готовой продукции, рекомендуется выбрать опытные образцы из партии и испытать их на прочность. Для этого достаточно взять один или два блока и проверить сохранение целостности структуры при их свободном падении с высоты 1,5 – 2,0 м на бетонную или асфальтовую поверхность.

Оборудование и промышленные станки

Саманные блоки часто изготавливаются в условиях крупных промышленных предприятий, что требует наличия следующих типов специализированного и высокопроизводительного оборудования:

• Пресс-формы с пуансонами для изготовления изделий с одинаковыми габаритами.
• Формовочные вибропрессы, которые позволяют минимизировать пористость блоков и обеспечить им требуемую прочность.
• Промышленные миксеры для перемешивания глиняного сырья после добавления всех необходимых ингредиентов.
• Экструдер для подачи пластичного теста в пресс-формы.
• Диспенсер для воды, с помощью которого достигается оптимальная консистенция сырья перед формовкой саманных блоков.
• Сельскохозяйственный измельчитесь для соломы, с помощью которого достигается оптимальная длина наполнителя для блоков.
• Сушильные шкафы для быстрого набора прочности после формовки блоков.
• Промышленные весы для возможности точного замера количества всех ингредиентов, согласно рецептуре предприятия.
• Транспортные тележки для возможности перемещения сырья и готовой продукции по цеху или на склад.
• Лабораторные стенды для испытания готовых блоков.
• Маркировочная и упаковочная техника для формирования отправочных марок и товарных и единиц.

При закупке промышленных станков, рекомендуется выбирать оборудование одной марки, так как его можно будет обслуживать полным комплектом в едином сервисном центре, а также закупать расходные материалы и ГСМ партиями, согласно рекомендациям производителя и условиям сохранения гарантии.

Требования к организации цеха по производству

При организации собственного крупномасштабного производства саманных блоков, требуется отдельный цех, при оснащении которого нужно учесть ряд важных нюансов:

• Минимальная площадь цеха должна составлять не менее 150 м².
• Высота цеха должна обеспечивать размещение основного технологического оборудования, вентиляции, а также грузоподъёмных механизмов для транспортировки сырья.
• Все станки должны располагаться последовательно, чтобы обеспечить непрерывный циклический производственный процесс.
• Цех должен оснащаться двумя зонами для разгрузки, а также складскими помещениями для хранения сырья и готовой продукции.
• В цеху должна быть обеспечена требуемая кратность воздухообмена для снижения концентрации пыли.
• Рекомендуется установить систему фильтрации и рециклинга для возможности повторного применения очищенных отходов первичного производства.
• При наличии большой влажности в помещении, рекомендуется дополнительно установить осушитель воздуха, чтобы исключить прение или гниение соломы.
• Каждое оборудование должно запитываться отдельным трёхфазным кабелем, который включается в обособленную ячейку в щитке через алюминиевую шину.
• Электрическая мощность должна быть обеспечена с запасом не менее 15% – 25%.
• В цех должна подаваться чистая водопроводная вода, которая предварительно проходит через многоступенчатую систему фильтрации для очистки от примесей и смягчения её состава.
• При больших объёмах производства требуется система автоматизации линии, а также установка конвейерных лент, которые обеспечивают непрерывную транспортировку продукции между постами.

Перед выбором и оснащением цеха, рекомендуется заранее оформить рабочий проект будущего производства, согласно бизнес-плану и технологической карте. Чертежи и спецификации позволят точно получить оптимальные объёмно-планировочные параметры, а также учесть возможности расширения производства на перспективу развития предприятия.

Технология изготовления в домашних условиях

При организации полномасштабного производства, саманные блоки изготавливаются в автоматизированном режиме, с соблюдением следующей технологии:

• Сырьё в нужных пропорциях подается в миксер после предварительно взвешивания.
• Производится замес материала с постоянной непрерывной дозировкой нужного количества воды.
• Пластичная масса проверяется на предмет соблюдения рецептуры и подаётся в формы через экструдер.
• Пуансоны опускаются в форму прессом, после чего происходит процесс вибрации.
• Отформованные блоки транспортируются в сушильный шкаф до полного испарения влаги.
• Готовая продукция тестируется на лабораторных стендах.
• Блоки формируются в партию, сортируются с удалением бракованных изделий, после чего происходит их маркировка и упаковка.

На финальном этапе, после проверки, печатается паспорт качества для партии блоков, после чего готовая к отгрузке товарная единица перемещается на склад.

Как сделать: инструкция

Для изготовления саманных блоков вовсе не обязательно покупать дорогостоящее оборудование, так как такие строительные материалы можно сделать своими руками практически в бытовых условиях. Ниже подробно описывается технология изготовления саманных блоков своими руками с минимальным набором простых инструментов и оборудования.

С подручными средствами

Саманные блоки отличаются простотой производства и могут изготавливаться с применением подручных средств, и данная технология считается наименее затратной:

• Глина нужной консистенции замешивается с соломой и другими ингредиентами на заранее подготовленной постилке, чтобы исключить попадание мусора.
• Замес производится лопатами, деревянными трамбовками электромеханическим миксером для пластичных масс, при условии наличия промышленной дрели.
• Формы для блоков собираются из ламинированной фанеры, покрываются изнутри маслом, либо из струганных досок высокого качества, при условии обивки их клеёнкой или плёнкой, что исключает адгезию сырьевых материалов к стенкам.
• Сырьевой продукт в пластичном виде укладывается в форму совковой лопатой, после чего штыкуется стальным стержнем.
• Для каждой формы, используемой при изготовлении саманных блоков, требуется пуансон в виде крышки и тяжёлый груз, который обеспечит прижим на время формовки. Усилие прижима должно быть не менее 200 – 300 кг.
• Блоки сохнут не менее 3 – 4 суток в солнечную погоду на улице, либо в тёплом и сухом помещении.
• При извлечении блока из формы рекомендуется предварительно прорезать его по периметру, чтобы исключить скалывание углов.

Рекомендуется воздержаться от изготовления саманных блоков в дождливую погоду, при отсутствии крытого помещения с осушителем воздуха, так как водяные пары, попавшие в структуру глины существенно замедляют процесс схватывания и набора прочности.

На станке

При покупке недорогого, но эффективного ручного станка для производства саманных блоков, технология их изготовления существенно упрощается:

• Машина собирается в рабочее положение, согласно прилагаемой в комплекте инструкции.
• На отдельном посту замешивается глина с нужными компонентами.
• Часть сырья пересыпается в подвижный бункер с помощью лопаты.
• Бункер перемещается по рельсам в место разгрузки.
• У бункера открывается дно, и сырьё пересыпается в форму.
• Бункер откатывается назад для заполнения новой порцией сырья.
• Форма накрывается крышкой.
• Приводится в движение длинный рычаг с упором, оказывая давление на пуансоны.
• Давление снимается после 10 – 15 секунд воздействия.
• Крышка формы откидывается.
• Рычаг перемещается в обратное положение, что позволяет быстро извлечь готовый отформованный сырец без повреждений.
• Отформованный саманный блок укладывается в место сушки для набора прочности.

После каждого использования, рекомендуется тщательно промывать внутреннюю поверхность форм станка, так как засохшие частички глины с полимерными добавками могут высохнуть на стенках, что впоследствии отражается на качестве производимых строительных материалов.

Себестоимость самодельного материала

В зависимости от региона производства, что влияет на доступность глины и других ингредиентов, себестоимость блоков может меняться. При изготовлении саманных блоков своими руками, средние расходы на данный технологический процесс и основные ингредиенты составляют следующие суммы:

• Сухая глина – от 600 – 900 руб. за 1 т.
• Солома высшего сорта – 300 – 400 руб. за 1 тюк 10 – 15 кг.
• Древесная стружка – бесплатно, как отходы производства, либо в пределах 20 – 30 руб. за 1 кг.
• Казеиновый или эпоксидный клей – от 700 – 1000 руб. за 1 кг.
• Щебень – от 1700 руб. за 1 т.
• Цемент 350 – 500 руб. за 1 мешок 50 кг.
• Известь – до 150 руб. за 1 мешок 25 кг.
• Мытый песок – от 900 – 1100 руб. за 1 т.

Итого, стоимость ингредиентов на 1 блок с габаритами 400 х 200 х 200 мм с массой около 30 кг, составит:

• глина – 21 руб.;
• солома – 7 руб.;
• стружка – 1 руб.;
• казеин – 11 руб.;
• мелкий щебень – 10 руб.;
• цемент – 8 руб.;
• известь – 4 руб.;
• песок – 9 руб., то есть, 71 руб.

Суммы указаны при условии покупки ингредиентов в розницу. В случае оптовой закупки, приведённые цены могут быть до 20% – 40% ниже.

В случае, если к блокам предъявляются повышенные эксплуатационные требования, в их состав вводятся дорогостоящие полимерные добавки, которые могут существенно удорожать процесс их производства.

В зависимости от назначения строительного материала и сферы его применения, стоимость рассчитывается в смете, куда также закладываются накладные расходы и рентабельность, после чего производитель формирует продажную цену на каждую партию изделий.

Плюсы и минусы такого производства

Производство самана было популярно во все времена, и сегодня многие небольшие фабрики, либо частные мастерские часто используют данную технологию, изготавливая блоки своими руками, благодаря набору огромного количества неоспоримых преимуществ:

• Самая низкая себестоимость производства.
• Нет необходимости привлекать профессионалов.
• Потребитель может сам выбирать габариты и конфигурацию блока.
• Изготовление осуществляется в месте дальнейшего монтажа, что исключает дорогостоящую логистику камня.
• Мастер может самостоятельно дозировать ингредиенты и, при необходимости, изменять рецептуру.
• Каждый дачник или фермер может легко освоить данную простую специальность.

В то же время, несмотря на достоинства, данный способ производства строительных материалов также имеет ряд недостатков, из-за чего многие потребители и производители используют более совершенную технологию:

• Ингредиенты получаются существенно дороже, чем при закупке оптом.
• Не достигается нужная плотность материала.
• Сложность проведения испытаний с точным определением прочностных характеристик блоков.
• Повышенная трудоёмкость замешивания глины вручную.
• Работы производятся слишком медленно, а, для ускорения, нужно привлекать дополнительный персонал и увеличивать количество форм.
• Возможны существенные расхождения в габаритах блоков из-за низкого качества форм.
• Существует высокая вероятность образования брака.

Учитывая, что на замену саманным блокам давно пришёл глиняный кирпич, который массово выпускается на различных крупных заводах, данный вид строительных материалов применяется по необходимости, и минусы никак не влияют на потребительский спрос из-за уникальных свойств ингредиентов и готовой продукции.

Возможные сложности и ошибки

При изготовлении саманных блоков может возникнуть ряд сложностей, которые приведут к негативному результату. Чтобы избежать таких последствий, рекомендуется выполнять следующие действия:

• Некачественная глина – перед началом замеса, необходимо скатать из сырьевого материала шарик, после чего расплющить его на твёрдой поверхности. Если по краям лепёшки не образуется трещин, эта говорит о высокой пластичности и жирности состава.
• Неправильно побранная рецептура – рекомендуется заранее подобрать нужные ингредиенты, а, после утверждения состава материала, изготовить пробную партию саманных блоков, которые следует испытать, посредством бросания на твёрдую поверхность с высоты для проверки прочностных характеристик.
• Неправильно собранная форма, либо отсутствие подкладки для удобного извлечения отформованного продукта – рекомендуется изготавливать разборное оборудование, либо предусматривать откидные борта.
• Недостаточное усилие прижима пуансона, что ведёт к повышенной пористости строительного материала – груз для формовки должен быть не менее 200 – 400 кг.
• Извлечение готового блока из формы ударными воздействиями – существует риск повреждения блока, образования трещин или сколов.
• Недостаточная выдержка блока поле формовки – до 100% набора прочности. Рекомендуется хранить изделие в сухом и солнечном месте не менее 48 часов.

Перед началом производства саманных блоков следует не только изучить подробную рецептуру их изготовления, но также ознакомиться с мастер-классами и видео уроками от профессионалов, которые нередко делятся своими обучающими роликами с другими пользователями в отрытом доступе.

Нужна ли сертификация?

Сертификация любого строительного материала требуется при наступлении следующих ситуаций:

• Реализации коммерческой партии блоков в торговых точках.
• Изготовление несущих конструкций из саманных блоков.
• Применение материала на ответственных объектах.
• Работа с госконтрактами.
• Сертификат также может потребоваться как одна из составляющих маркетинговой политики надёжной компании.

Таким образом, если саманный блок собственного производства применяется для частного малоэтажного строительства, а объект не подлежит официальной сдаче в эксплуатацию госорганам, и блоки используются для возведения ограждающих ненесущих конструкций, сертификаты не нужны.

В случае, когда товар реализуется через сеть розничных точек продаж, либо подрядчик готовится применить блоки для возведения несущего каркаса гражданского объекта, для таких строительных материалов требуется официальная сертификация.

Общая стоимость

Общая стоимость производства боков из самана в бытовых условиях с использованием стандартного ручного оборудования, рассчитывается по следующей схеме:

• Стоимость ингредиентов приводится выше.
• Стоимость ручного станка составляет от 45 до 75 тыс. руб., в зависимости от производительности, предельно допустимого усилия прижима и наличия сменных форм с пуансонами для расширения ассортимента продукции. Ресурс данного станка, при условии своевременного технического обслуживания, составит до 10 – 15 тыс. циклов.
• Расходные материалы для обслуживания машины (смазка, машинное масло) – не более 1000 руб. на каждый 400 – 600 циклов производства.
• Строительный миксер для замешивания глины – до 5 – 8 тыс. руб.
• Высококачественная стальная лопата – от 600 руб. штыковая, от 800 руб. совковая.
• Щётки для очистки формы – от 200 руб. за 1 шт.
• Рабочие перчатки, полимерная подстилка для замеса глины и оформления плоскости для сушки изделия – до 2 тыс. руб.

При изготовлении саманных блоков своими руками в ограниченном количестве, помимо расходов на необходимые ингредиенты, для организации технологического процесса, потребуется потратить до 7 – 9 руб. за каждое изделие.

Средняя скорость изготовления 1 блока в ручном станке составляет 30 секунд, что обеспечивает производительность не менее 80 – 100 единиц в час. Если потребителю требуется изготовление блоков исключительно для личных целей, а не для последующей реализации, лучшим решением будет не покупка, а аренда ручного станка с тарифом от 1000 руб. в сутки.

В случае, когда организуется полномасштабное автоматизированное производство и планируется выпуск крупной партии продукции для массовой реализации, запрашивается коммерческое предложение в торговых точках, принадлежащих дилерам машиностроительных предприятий, а мощность станков подбирается, исходя из общих потребностей будущего производства.

Средняя стоимость пресс-формы может варьироваться от 40 до 100 тыс. руб. вместе с пуансоном, а вибропресс с усилием от 50 до 250 тонн может стоить от 0,5 до 2,5 млн руб. Общая сточить производственного предприятия достигает 10 – 15 млн руб., при условии закупки отечественного оборудования с производительностью до 25 – 50 паллет готовой продукции в смену.

Полезное видео

Практические советы по самостоятельному производству:

Заключение

Саманный блок – это такой вид строительного материала, который изготавливается на основе жирной глины нужной консистенции с добавлением соломы, волокнистых древесных материалов, клеевых композитов, щебня и некоторых дополнительных ингредиентов. Блоки могут изготавливаться как с применением подручных средств или специальных ручных станков, либо при организации полномасштабного цеха с автоматизированной линией.

При покупке механического пресса, требуется ручная подача сырьевых материалов в бункер, что предполагает наличие 2 операторов. Данные материалы отличаются повышенными экологическими свойствами, прочностью, надёжностью и долговечностью, из-за чего спрос на производство саманных блоков постепенно растёт, и материал становится качественной альтернативной заменой глиняному обожжённому кирпичу из-за ряда неоспоримых преимуществ каждого изделия рассматриваемой категории.