В строительстве различных объектов нередко для конструкций требуется дополнительная защита от огня. Так, например, огнеупорный бетон, своими руками изготовить который совсем не сложно, может выдерживать температуру до 1000ºС.

В качестве составляющих при изготовлении жаростойкого бетона своими руками нередко используют такие компоненты, как:

• жидкое стекло;
• глиноземистый цемент;
• шлакопортландцемент;
• портландцемент;
• шамотный бой;
• хромитовая руда;
• андезит;
• кирпич обычный или магнезитовый;
• гранулированный доменный шлак.

В качестве крупных и мелких заполнителей используют песок и щебень, встречающиеся в горных породах, так как они обладают высокой стойкостью к нагреванию.

Если требуется создать из огнеупорного раствора массивную конструкцию, следует использовать щебень не крупнее 40 мм. Для более мелких конструкций подходит щебень в пределах 20 мм.

Окончательный выбор жаростойкого материала обуславливается температурами и условиями его эксплуатации.

Также в процессе производства стараются ограничить количество жидкого стекла и воды за счет применения других материалов.

Пропорции огнеупорного бетона

Смесь, часто используемая в строительстве каминов, при соблюдении пропорций выдерживает 1200ºС. Из этого раствора может быть изготовлен или только топливник, или даже камин целиком.

Необходимо взять 1 часть бетона марки не ниже 400, по 2 части крошки из огнеупорного кирпича и песка из огнеупорного кирпича и 0,33 части пылевидной добавки из шамота.

Для постройки монолитного очага и использования там постоянно открытого огня потребуется раствор с соблюдением следующих пропорций: 1 часть бетона, по 2- 2,5 части щебенки из красного кирпича и кварцевого песка (либо тонкомолотого красного кирпича) и 0,33 части шамотного песка.

Приготовление раствора и заливка форм

Технология приготовления жаропрочного бетона аналогична приготовлению обыкновенного цементного раствора, только делают все этапы более тщательно из-за специфичности компонентов.

Раствор из огнеупорного бетона, как правило, заливается для приготовления в формы. Заливают их сверху вниз и по часовой стрелке.

Для изготовления форм используется фанера, используемая во всех формовочных работах. Чтобы воспрепятствовать испарению воды во время реакции, формы сразу после изготовления должны быть уплотнены. Также это способствует более легкому извлечению готовых отливок. Самый простой способ уплотнения — полиэтилен, но для лучшего результата используется и смазанный растительным жиром силикон. Полиэтилен придает готовым отливкам блестящую поверхность, и хотя это легко очищается, но такая поверхность будет препятствовать испарению механически связанной воды во время нагрева. У модулей, обработанных растительным жиром, поверхность пористая, и таких проблем не возникает.

Раствор для приготовления жаропрочного бетона практически невозможно перемешать должным образом вручную, так как смесь должна быть очень густой. Чтобы избежать пузырьков воздуха, применяется виброукладчик.

Используемая в приготовлении раствора вода должна быть чистой, компоненты в момент приготовления и в процессе затворения должны быть теплыми.

Из-за плотности раствора важно производить все работы быстро. Огнеупорный бетон помещается в форму, излишки перед вибрированием удаляются с поверхности мастерком. Производить вибрирование можно как при помощи перфоратора, так и при помощи отбойного молотка. Сверло помещается в деревянную часть формы и при включении инструмента вся конструкция вибрирует.

Это помогает смеси заполнить все пустоты равномерно и удаляет пузырьки воздуха, но так же и заставляет оседать на дно формы крупную фракцию. Это недопустимо, так как приводит к потере свойств состава, поэтому вибрация производится ограниченное количество времени.

Окончательное выдерживание раствора в формах

Выдерживание оказывает большое влияние на крепость готового изделия, поэтому здесь тоже необходимо соблюдать все условия.

В процессе выдерживания рабочее пространство должно быть теплым. Гидравлическое схватывание начинается у огнеупорного бетона через несколько часов после заливки, многое здесь зависит от качества материалов и количества воды.

Эта реакция приводит к тому, что изделие остается очень горячим на протяжении несколько часов. Очень важно при этом тщательно укрыть формы, чтобы предотвратить испарение воды с поверхности. Можно вынимать и использовать формы сразу после остывания, но для отличного результата лучше оставить их в формах на пару дней. Также неплохой вариант — поддерживать их влажными в течение нескольких дней после изготовления.

Огнеупорные растворы, набивочные массы, обмазки и бетоны

Огнеупорные растворы

Для обеспечения плотности футеровки печей и ее хоро­шего сопротивления проникающему и разъедающему воз­действиям раскаленных газов, расплавленных шлаков и металлов швы между отдельными кирпичами в процессе кладки чаще всего заполняют либо огнеупорными раство­рами, либо тонко помолотыми порошками, изготовленными из того же огнеупорного материала, из которого выполня­ется футеровка.

Правильный выбор и качество огнеупорного раствора оказывают большое влияние на срок службы кладки печей. Растворы должны обеспечивать хорошее заполнение швов и минимальные расстояния между соединяемыми кирпича­ми; они должны также обеспечивать монолитность кладки, для чего необходима их хорошая связь с огнеупорными кир­пичами после затвердевания; и, наконец, такие их свойства, как коэффициент термического расширения, изменение объ­ема при нагреве, предельная температура применения и шлакоустойчивость (в затвердевшем состоянии), должны быть возможно более близкими к этим свойствам соединяе­мых огнеупорных кирпичей.

Поэтому огнеупорные растворы всегда готовят на основе того же материала, из которого изготовляют огнеупорную футеровку, т. е. в качестве основы раствора для шамотной кладки используют шамот, для кладки из высокоглинозе­мистого кирпича - соответствующий высокоглиноземистый материал, для динасовой - динас и т. д. Эти материалы применяют в виде тонкомолотого порошка, размер зерен которого не должен превышать половины толщины шва кладки. В качестве связующего вещества используют огне­упорную глину, добавляемую в количестве 10-20 % общей массы. Для улучшения сцепления раствора с кирпичами и, главное, для ускоренного затвердевания раствора на возду­хе при комнатной температуре в него иногда добавляют 1-2 % жидкого стекла или цемента.

Эту смесь разбавляют водой до получения сметанообразной массы, причем густые растворы применяют при боль­шой толщине швов (3-4 мм), а жидкие - при тщательной кладке с толщиной швов, не превышающей 1-2 мм. По­скольку некоторые огнеупоры (магнезит, хромомагнезит, форстерит, доломит) не допускают увлажнения, то кладку из этих материалов ведут либо насухо с тщательной под­гонкой кирпичей друг к другу и с засыпкой швов соответ­ствующим сухим порошком тонкого помола, либо на огне­упорном растворе, замешиваемом не на воде, а на обезво­женной каменноугольной смоле. Смолу добавляют к огнеупорному порошку в количестве около 10 % общей мас­сы. Такой раствор используют в подогретом до 60-90 °С состоянии. При укладке углеродистых блоков для заполне­ния швов также применяют специальную углеродистую без­водную массу и пасту.

При разогреве печи происходит взаимодействие раствоpa с огнеупорными кирпичами и в процессе обжига он об­разует надежную монолитную футеровку.

Огнеупорные набивочные массы

Они находят все более широкое применение для изго­товления монолитных футеровок. Это оказывается особенно эффективным в случае рабочих камер цилиндрической или более сложной формы, работающих в тяжелых условиях (например, тигли и подовые камни индукционных плавиль­ных печей, дуговые плавильные печи, амбразуры горелок, плавильные пояса и днища вагранок и т. д.). Отсутствие швов повышает стойкость такой футеровки, время и затра­ты на ее изготовление сокращаются, а с помощью соответ­ствующих шаблонов создается возможность легкого изго­товления любых сложных по форме элементов футеровки. Набивочная масса должна спекаться при высокой темпера­туре (при разогреве печи и при ее работе). При этом масса должна сохранять постоянство объема по всему сечению футеровки, иначе спекшийся (горячий) слой будет отслаи­ваться.

Основой набивочных масс служит соответствующий ог­неупорный материал в виде порошка тонкого помола. Так, для кислой футеровки используется чистый тонкомолотый кварцит SiО 2 , а для основной - порошок обожженного маг­незита MgO. В качестве связующих веществ для водных на­бивочных масс применяют огнеупорную глину в порошке (5-15 %), борную кислоту Н 2 ВО 3 (1-2 %), патоку (2- 3 %) и жидкое стекло (1-3 %).

Количество связующих добавок зависит от конкретных условий и обычно не превышает 5-15 %. Массу увлажня­ют до требуемой консистенции и с помощью специальных шаблонов и трамбовок придают ей нужную форму непосред­ственно в рабочей камере печи. Готовую футеровку медлен­но (часто в течение десятков часов) сушат и нагревают во избежание появления трещин, которые могут быть вызваны быстрым испарением из нее влаги.

В последнее время получают распространение безводные набивочные массы на органических связках, подвергающихся коксованию в процессе обжига: на обезвоженной камен­ноугольной смоле, на смеси битумов или нефтяного воска с мазутом, на лигносульфате и т. д. Такие смеси не требуют никакой подготовки перед набивкой, а время разогрева фу­теровки сокращается в несколько раз. Опыт эксплуатации набивных монолитных футеровок показал их высокую стой­кость. Так, срок службы основной футеровки стен и пода электрических дуговых печей малой и средней емкости воз­рос до 8000-10000 плавок, в то время как обычная кладка требовала ремонта через 50 и менее плавок.

Разновидностью набивочных масс являются торкрет-массы, наносимые как в процессе изготовления футеровки, так и при ее ремонте на различные рабочие поверхности печей. Наносят и уплотняют их не посредством лопаток и трамбовок, как набивочные массы, а с помощью специаль­ных торкрет-пушек, либо работающих на сжатом воздухе, либо механического типа. Эти пушки «выстреливают» под высоким давлением (400-600 кПа) порции торкрет-массы на подлежащие футеровке или ремонту места и она прочно прилипает, распределяясь более или менее ровным тонким слоем. При горячем ремонте торкрет-массу наносят на рас­каленную поверхность футеровки, где она быстро высыха­ет, твердеет и подвергается обжигу.

Основой торкрет-масс является соответствующий огне­упорный материал в виде порошка. Его количество состав­ляет 70-80 %, а добавка 15-20 % огнеупорной глины и 5-10 % высокоглиноземистого цемента позволяет обеспе­чить связывание порошка и затвердевание массы как в горя­чем состоянии, так и в холодном. Для придания холодной торкрет-массе необходимой консистенции добавляют к этой смеси воду. При факельном торкретировании сухие частицы огнеупорной массы вводят в топливно-кислородную смесь.

Этот метод позволяет существенно ускорить, упростить и удешевить выполнение футеровки и ее ремонт.

Огнеупорные обмазки

Их применяют либо для уплотнения футеровки (наносят­ся снаружи кладки), либо для защиты ее от воздействия высокой температуры (наносятся на внутреннюю, рабочую поверхность футеровки).

Уплотнительные обмазки составляют из смеси 70-80% кварцевого песка или динасового порошка, 10-20% асбе­ста или графита с добавкой 20% жидкого стекла (от сухой массы). Обмазку наносят тонким слоем (2-4 мм) на хорошо очищенную поверхность кладки, имеющей темпера­туру при нанесении слоя не выше 100°С.

Защитные обмазки должны обладать не только соответ­ствующей огнеупорностью, но и хорошей сцепляемостью с кладкой. В состав этих обмазок входя г в качестве основы различные огнеупорные порошки (шамот, кварцит, хромит, хромомагнезит, диоксид циркония и т. д.) с добавлением связующих веществ и воды. В качестве связующих веществ часто используются огнеупорная глина (3-13%), жидкое стекло (2-7 %) или сульфитный щелок (4-8 %). Защит­ные обмазки наносят на поверхность слоем толщиной 2- 3 мм. Их применяют в нагревательных печах и очень редко в плавильных выше уровня шлака. Защитные обмазки часто используют при горячих ремонтах печей для заделки не­больших отверстий в кладке.

Огнеупорные бетоны

Их применяют все более широко для изготовления моно­литной футеровки печей и топок методом сооружения опа­лубки соответствующей формы из дерева или из металла, заливки в нее жидкой бетонной массы и разборки опалуб­ки после затвердевания бетона.

При более густой консистенции бетонной массы можно изготовлять из нее монолитную футеровку набивкой. Фу­теровку из огнеупорного бетона сооружают как на месте, так и на отдельном стенде. В последнем случае осуществля­ют ее монтаж на месте из отдельных панелей или блоков (например, стены нагревательных колодцев). При выполне­нии монолитных подвесных элементов футеровки из огне­упорного бетона используют анкерные кирпичи с ребристой поверхностью, подвешиваемые к каркасу. Эти кирпичи, за­литые бетонной массой, надежно удерживают ее на задан­ном месте после затвердевания и разборки опалубки.

Поскольку обычные бетоны начинают разрушаться при температурах, превышающих 200 °С в связи с низкой огне­упорностью обычного цемента и заполнителя, в качестве которого служат песок и щебень, то огнеупорные бетоны готовят на основе стабилизированного портландцемента ли­бо глиноземистого или магнезиального цемента с использо­ванием в качестве заполнителя тонкомолотого (для замены песка) и дробленого (для замены щебня) соответствующе­го обожженного огнеупорного материала.

Этот материал придает бетону необходимую огнеупор­ность, а цемент играет роль вещества, связывающего огне­упорные частицы вместе. Для улучшения связи добавляют жидкое стекло.

По мере разогрева футеровки из огнеупорного бетона последовательно происходят удаление свободной влаги (сушка), удаление связанной влаги, образование жидкой (расплавленной) фазы из легкоплавких соединений, вхо­дящих в состав цемента, ее взаимодействие с частицами огнеупорного материала, ведущее к образованию монолита, и, наконец, при температурах выше 900-1000°С его окончательный обжиг, сопровождающийся значительным повыше­нием прочности как в горячем состоянии, так и в холодном.

Разработанные к настоящему времени составы огнеупор­ных бетонов с шамотным заполнителем (для футеровки печей с рабочей температурой до 1400°С) и с хромомагнезитовым или хромитовым заполнителем (для печей с темпе­ратурой до 1700 °С) успешно применяют для выполнения верхней части фундамента доменных печей, полной футе­ровки электрических плавильных печей, колодцев для на­грева слитков, различных печей для нагрева заготовок перед прокаткой и под термообработку, тепловой изоляции глиссажных труб и т.д.

Стоимость футеровки из огнеупорных бетонов ниже, чем стоимость кладки из обожженных изделий или набивной футеровки. Однако ее сушка и разогрев требуют очень дли­тельного времени (до 100 ч), а стойкость ее в эксплуатации остается более низкой.

При возведении русской печи, барбекю, мангала или благородного камина никак не обойтись без огнеупорного (шамотного) кирпича. Этот замечательный термостойкий кирпич, незаменимый при кладке и футеровке печных топливников, производится из высококачественной молотой огнеупорной глины (каолина) и шамотового порошка. Он чрезвычайно стоек к низким зимним температурам, невосприимчив к вредоносным щелочам и кислотам. Без потери прочности он выдерживает нагревание до 1500-1600 градусов. На ощупь он слегка шероховатый, и кончиками пальцев можно ощутить его зернистую структуру. Весит огнеупорный кирпич примерно 3 кг, стандартный размер, как и у красного — 250х120х65 мм.

Шамотный кирпич производится из качественной огнеупорной глины и шамотового порошка. Он стоек к низким зимним температурам, и выдерживает нагревание до 1500-1600 С.

Режется шамотный кирпич трудно, при работе используется болгарка с алмазным диском.

В отличие от красного, огнеупорный кирпич не требует замачивания, однако перед тем как его класть, следует очистить поверхность от грязи и пыли щеткой. Толщина кладочного шва для огнеупорного кирпича не должна превышать 3 мм.

Как правильно выбрать шамотный кирпич

Кирпич для печи быть ровным, без трещин, царапин, вмятин и белесых пятен, правильной формы. Стандартный размер кирпича 230х114х65.

Окраска огнеупорного кирпича варьируется от кремово-песочного, почти белого, до светло-коричневого цветов. Чем насыщенней и темней цвет, тем лучше кирпич подходит для кладки топливника печи.

Кирпич должен быть аккуратным, ровным, без царапин и трещин, без вмятин и белесых пятен высолов, правильной формы, стандартных размеров. При простукивании годный кирпич издает звонкий, с металлической ноткой звук. При ударе молотком или зубилом он не крошится, а распадается на крупные куски.

Ни в коем случае для кладки печи нельзя использовать недообожженый кирпич, поскольку он очень хрупкий и пористый, плохо переносит морозы и быстро впитывает влагу. Такой кирпич имеет бледные, горчичные оттенки и при ударе звучит глухо. Переобожженный кирпич чернеет вплоть до самой сердцевины, обугливается и оплавляется. Такой кирпич называется железняком. Он становится очень устойчивым к внешним воздействиям и оттого неплохо подходит для обустройства канализаций или строительства фундаментов, но не для печи.

Приобретая кирпич, обращайте внимание на маркировку. Это необходимо, чтобы не перепутать его с прочими видами кирпича, совершенно неподходящими для кладки — например, кислотоупорным, с которым шамотный довольно схож по внешнему виду и цвету. Шамотный кирпич должен быть промаркирован буквой «Ш».

Шамотные кирпичи обязательно должны быть промаркирован буквой Ш.

В подавляющем большинстве случаев шамотный кирпич используется исключительно для кладки и футеровки топки. Тем не менее вполне допустимо изготовлять камины и печи целиком из огнеупорного кирпича, особенно в тех случаях, когда не устраивают дизайнерские качества красного кирпича. Шамотный кирпич красив, надежен, долговечен, легко облицовывается изразцами или керамической плиткой. Вдобавок его хорошая геометрия значительно упрощает процесс кладки. Однако следует учитывать свои финансовые возможности, так как огнеупорный кирпич обходится гораздо дороже красного.

Теперь, когда мы выбрали подходящий кирпич, можно приступать к приготовлению раствора для него.

Как приготовить раствор для огнеупорного кирпича

Следует помнить, что красный кирпич кладется на красную глину, а огнеупорный кладется на огнеупорную, и никак иначе.

Раствор для кладки шамотного кирпича готовится из готовой сухой смеси — шамотной мертели.

Можно приготовить своими руками или взять готовую сухую смесь, так называемый шамотный мертель. В любом случае для приготовления огнеупорного раствора используется чистая, лучше дождевая вода, не маслянистая, без примесей, с минимальным содержанием солей. На 100 кирпичей нам понадобится 3 ведра смешанного своими руками раствора, или примерно 40 кг сухой смеси. Поэтому перед замешиванием или закупкой смесей еще раз внимательно сверьтесь с порядовкой вашей печи.

Готовая сухая огнеупорная смесь, то есть шамотный мертель, работает по общеизвестному принципу «просто добавь воды». Вода добавляется до тех пор, пока огнеупорный раствор не достигнет консистенции густой сметаны. Смешивается он миксером или электродрелью, при значительных объемах — бетономешалкой (смешивать не менее 5 минут). После смешивания раствор оставляется на час, после чего снова перемешивается. Для прочности рекомендуется добавка портландцемента в количестве примерно 15 % от первоначального количества сухой смеси. Все готово, можно класть огнеупорные кирпичи.

Тем не менее, хотя использование готовой смеси экономит время и силы, кладка на мертеле дает довольно сильную усадку и менее прочна, чем раствор, замешанный на огнеупорной глине с добавкой шамотного песка. Оттого предпочтительней смешать раствор самостоятельно.

Шамотная глина замачивается на 10-12 часов и периодически перемешивается.

Для этого берется пачка молотой огнеупорной глины (белой каолиновой) и замачивается минимум на 12 часов, а лучше — на 2-3 дня. Если нет каолиновой, допустима голубая кембрийская. Вода должна покрывать глину целиком. Время от времени замоченную глину нужно перемешивать. Потом глина тщательно протирается через сито с ячейками 3*3 мм. Следует обратить внимание на запах глины. Обычно она не пахнет. Резкий, неприятный запах свидетельствует о том, что в ней остались органические добавки. После того как глина хорошо размокла и была протерта, добавляется песок.

Недопустимо класть кварцевый песок, а также гранитную или мраморную крошку. В идеале используется шамотный песок (мелкий бой бракованного шамотного кирпича). За неимением шамотного песка допустимо использовать горный, без сторонних примесей или ила. Предварительно необходимо просеять песок через мелкое сито. Оптимальные пропорции огнеупорной глины и шамотного песка составляют 1:2.

Добиваемся великолепного результата

После добавления песка постепенно и осторожно добавляют воду и перемешивают, пока раствор не достигнет однородной густой сметанообразной консистенции. По заветам опытных печников проверить готовность смеси можно, зачерпнув ее мастерком. Смесь не должна липнуть к мастерку или стекать с него, а медленно сползать с металлической поверхности, практически не оставляя на ней следов.

Хороший огнеупорный раствор сохраняет пластичность, не расслаивается, при этом оставаясь очень прочным. В нем нет крупных комков глины или сгустков. При надавливании кирпичом он сплошь заполняет неровности кладки и обеспечивает плавное перемещение кирпича по раствору.

Качественный раствор не требует никаких сторонних добавок. Однако если вы сомневаетесь в прочности, можно добавить поваренную соль (примерно 100-150 г на ведро) или цемент марки 150 (полмастерка, опять же на ведро). Но следует помнить, что добавление цемента понижает ремонтопригодность кирпичной кладки, а добавление соли чревато появлением белесых разводов — высолов. Для повышения пластичности допускается незначительная добавка жидкого стекла, приблизительно 1-3 % от объема смеси.

При замешивании растворов из глины следует соблюдать технику безопасности, следить, чтобы туда случайно не попали гвозди или осколки стекла.

Кладка огнеупорного блока — одна из самых трудных профессиональных задач для любого каменщика, чаще всего у каждого печника свои проверенные секреты приготовления и использования раствора для кладки шамотного кирпича. Многое в таких секретах не имеет внятного объяснения, но при наличии терпения и здравого смысла можно подобрать состав раствора для кладки без всяких потаенных премудростей.

Химия и тепломеханика огнеупорных смесей очень непроста для восприятия и понимания. В бытовых условиях нет возможности проверить и скорректировать состав раствора для кладки шамотного кирпича, поэтому много делается «на глазок» и частенько переделывается несколько раз, пока не будет получен требуемый результат.

Отличие шамота от обычного керамического кирпича

Шамотный кирпич не спутаешь ни с каким другим блоком, даже с другими огнеупорами. Преимущественно желтого или даже светло-желтого цвета, с белесым оттенком. Главное отличие шамотного кирпича - большое содержание окиси алюминия в разных химических формах и модификациях.

В сравнении с керамическим кирпичом, с большим содержанием оксида железа и окиси кремния, у шамотного кирпича, есть свои особенности, влияющие на его стойкость:

• Высокая пористость поверхности блока, но поры эти очень мелкие, в них плохо проникает раствор, но хорошо - влага и воздух;
• Коэффициент теплового расширения каждого кирпича строго индивидуален, что потребует трудной и кропотливой подборки состава раствора для кладки;
• Огнеупорность и пластичность шамотного кирпича во многом зависит от режима работы печи, а не от состава раствора или способа кладки.

Совет ! Для футеровки одной печи нельзя использовать шамот из разных партий или набор из случайно подобранных кирпичей, в крайнем случае, разные сорта можно перевести в бой или шамотный порошок

.

Хороший способ укладки шамота на растворах разной рецептуры

Метод не очень популярен среди профессиональных печников, многие его ругают за излишнюю, ненужную сложность и трудоемкость, но для любителя зачастую это единственный способ компенсировать ошибки кладки.

Шамот — хороший теплоизолятор, очень жесткий и напряженный кирпич, он с успехом выдерживает высокую температуру в течение длительного времени. Но при одном условии - постепенный прогрев и остывание, тем самым уменьшить разрушительное действие внутренних напряжений. Но на практике это возможно только для промышленных печей.

Суть способа заключается в том, что выбор, на какой смеси кладут шамот, определяется его местоположением в печи. Для поддона, боковых стенок и свода топки лучше использовать разные рецептуры раствора. Это неудобно, потребуется втрое больше времени для выполнения работы, но дает неплохие результаты. Если все положить на одном составе раствора, скорее всего, через год придется перекладывать свод топки или пояс кладки кирпича рядом с поддувалом.

В домашней печке продлить жизнь шамоту можно, варьируя толщину шва связки и состав раствора для кладки. Если печка рассчитана на дрова, например, для небольшого дачного варианта, шамот можно сложить на одном составе с 10% содержанием глины и заменить 15% песка мелким шамотным порошком.

В растворе для кладки кирпича в бане, идущем на кладку рядов под каменку и нагрев парилки, лучше уменьшить содержание шамота до минимума и увеличить вдвое содержание глины, укладку шамота выполнять «на торец» с перевязкой керамическим кирпичом на глиняном растворе.

Составы раствора для кладки различных частей печи

Тепловой режим каждого из элементов печи требует применения своего раствора. Например, нет смысла использовать пропорции состава связки футеровки из шамота в приготовлении раствора для кладки дымохода из кирпича. Мало того, сама кладка даже простых печей или каминов занимает не менее пяти-семи дней, и приготовленный раствор в течение дня необходимо как можно чаще перемешивать - перебивать и корректировать на содержание влаги.

Глиняные рецепты раствора для кладки шамотного кирпича

В печном деле классическим считается состав на основе глины и цементно-песчаных составов. Глина, из-за высокого содержания воды, делает раствор мягким и пластичным. Таким же примерно получается шов, поэтому ее обязательно необходимо добавлять при кладке шамотного кирпича в угловых связках, в местах подвода воздуха и отвода продуктов сгорания.

Для более холодного поддувала и нижнего ряда шамота, примыкающего к поддону, количество глины в растворе должно быть максимальным из предложенных рецептур. Обычно в смеси на две части цемента добавляют одну часть глины и две части шамотного порошка фракцией от 1мм до 0,1мм.

Если шов получается излишне ломким, в глину добавляют очень небольшое количество мытого белого песка, примерно в 1/5 от количества глины, 1/10 тонкого шамотного порошка и 15-20гр хозяйственного мыла.

Глину заливают небольшим количеством воды с растворенным мылом и в течение часа рубят штыковой, саперной лопаткой или аналогичным подходящим инструментом, добавляя песок и шамот небольшими порциями. Подобная процедура сделает глину более «легкой» и пластичной, но использовать раствор необходимо в течение не более 3-х часов.

Раствор для кладки стен из шамота

Кладку из шамота основных стенок топки следует делать не более двух рядов в день, а первый ряд лучше вообще выдержать пару дней для выравнивания и осадки шва. Для приготовления смеси используется предыдущая методика, но песок из состава лучше исключить полностью. Укладку первых трех рядов топки желательно выполнить на смеси с добавкой жидкого стекла, и повысить содержание шамотного порошка минимум вдвое, это увеличит прочность и жесткость шва, но увеличит склонность к образованию трещин.

Как и в случае с керамикой, стойкость кладки и прочность шва зависит от качества глины. Нельзя брать очень жирную и пластичную глину, у нее большое содержание гидратированных соединений кремния и железа, что плохо сказывается на дальнейшем состоянии кладки, увеличивается усадка и появляются трещины.

Тощие сорта глины не подходят для раствора, они не дадут усадки, но и прочности не будет, раствор выкрошится в течение пары недель после застывания. Разумный баланс можно определить только практическими пробами с высушиванием и прогревом.

Совет ! Степень жирности глины можно проверить практически, если погрузить подсушенный комок влажной глины в нежесткую воду и попробовать размять ее пальцами руки.

Жирная глина будет переходить в раствор, подобно мылу, тощие сорта очень плохо раскисают даже под воздействием механических усилий.

Сложность приготовления смеси для кладки связана с необходимостью поддержания необходимой консистенции раствора. Силикат натрия дает смеси повышенную адгезию, но ухудшает ее пластичность. Чаще всего вязкость состава подбирают опытным путем таким образом, чтобы высота шва под весом шамотного кирпича не уменьшалась более 10мм.

Примерно такой же состав раствора используется для дымохода из кирпича, но более вязкой консистенции.

Раствор для кладки поддона топки

Условия работы шамотного кирпича требуют повышенной теплостойкости соединения с минимальными размерами швов при максимально высокой прочности сцепления. Чаще всего шамотные кирпичи, укладываемые в основание топки, склеивают специфическим раствором из смеси жидкого стекла — 1часть, тонкого порошка из опила кирпича - 5 частей, шамотной глины — 2 части.

Консистенция раствора - сметанообразная, вязкие смеси - тоже неплохо, но они не дадут минимальных размеров шва, а это важно. Для проверки качества сцепления связующего кирпич увлажняют водой и набрасывают на торец небольшую порцию из замеса. Соответственно, при правильно подобранных консистенции и пропорциях раствор для шамотного кирпича не должен стекать или отваливаться с кирпичной поверхности.

Использование составов для кладки шамота промышленного приготовления

В промышленности производят готовую сухую смесь для приготовления замеса под шамотный кирпич. Такая смесь называется мертель и представляет собой механическую смесь из следующих компонентов:

1. Шамотная сухая пыль, как правило, получаемая при обжиге на заводах огнеупорных материалов, она более активна в сцеплении, чем порошок от размола некондиционного шамотного кирпича;
2. Сухомолотой белой бентонитовой глины, с большим содержанием, до 25%, альфа-оксида алюминия;
3. Сухой порошок силиката натрия или жидкого стекла;
4. Пластифицирующие добавки на основе водорастворимых полимеров.

Средний расход составляет около 20 кг на сотню шамотного кирпича. При правильной консистенции дает шов в 6-8мм.

Заключение

Если у вас нет опыта работы с приготовлением связки и кладкой шамота, используйте готовые смеси и старый советский шамотный огнеупор. По отзывам печников, среднее качество раствора на основе мертеля и хороший советский шамот не подведут даже в любительской кладке.

При сооружении традиционной русской печи, камина или простого мангала ни один печник не обходится без кирпича с огнеупорными свойствами. Такой материал незаменим при создании кладки отопительного оборудования. Его изготавливают из шамотного порошка и огнеупорной глины. Подобные кирпичи отличаются устойчивостью к нагреванию до 1,5-1,6 тыс. градусов. Материал шероховатый на ощупь. Стоит познакомиться с его характеристиками и узнать, как приготовить раствор для кладки кирпича в бане.

Приготовление раствора

Шамотный кирпич режут болгаркой. Для таких работ необходимо использовать диск с алмазным напылением. В отличие от обычного красного кирпича, шамотный не нужно замачивать. Однако перед началом создания кладки следует очистить поверхность каждого обработанного элемента от пыли. Кладочный шов должен иметь толщину не больше 3 мм.

Необходимо понимать, что красный кирпич необходимо укладывать на красную глину. Кирпич, который обладает огнеустойчивостью, следует класть только на огнеупорную глину.

Раствор для кладки приготавливается своими руками. Может быть взята обычная сухая смесь. Ее еще называют шамотным мортелем. В любом случае, чтобы изготовить огнеупорную глину, понадобится использовать чистую дождевую воду. Она не должна быть замасленной или содержать много солей.

Каждые 100 кирпичей необходимо укладывать на раствор объемом 3 ведра. Это около 40 кг сухой смеси. Именно поэтому перед приобретением продукции следует свериться с порядовкой печки.

Сухие смеси, которые продаются в магазинах, просто разбавляются водой. Смешивание осуществляется с использованием миксера. Необходимо заливать воду, пока раствор не станет похож на сметану. Если раствора будет довольно много, лучше воспользоваться бетономешалкой. Когда раствор будет замешан, его необходимо оставить на 1 час. Затем его снова размешивают. Чтобы повысить прочность материала, необходимо добавлять в раствор около 15% портландцемента.

Несмотря на то что покупка готовой смесь существенно экономит время, кладка на мартеле позволяет сделать хорошую усадку. Она отличается меньшей прочностью, если сравнивать с глиной, в которую добавляется шамотный песок. При самостоятельном замешивании раствора для шамотного кирпича прочность кладки значительно повысится.

После необходимо взять пачку огнеупорной глины и замочить ее на 12 часов. Лучше, если она будет оставлена на двое суток. Вода должна полностью покрывать материал. Глина регулярно помешивается. Затем ее тщательно протирают через сито. Этот инструмент должен иметь ячейки по 3х3 мм.

Особое внимание уделяется запаху материала. Обычно она не имеет никаких запахов. Если же глина отличается резким запахом, который вызывает неприязнь, можно понять, что в ней остались определенные добавки. После тщательного протирания глины необходимо добавлять в раствор песок.

Не следует класть мраморную крошку или кварцевый песок. Лучше выбрать шамотный песок. Если такого материала нет, можно использовать. Горный песок. Он не должен содержать ила или сторонних примесей. Сначала следует просеять песок - для этого используют сито с мелкими ячейками. Лучше, если раствор будет выполняться из двух частей песка и одной части огнеупорной глины.

Высокое качество результата

После того как песок будет добавлен, можно начать заливать в раствор воду. В процессе необходимо размешивать материал. Необходимо следить, чтобы раствор не стекал с мастерка и не лип к нему. Он должен медленно сползать. При этом на инструменте не должно оставаться следов.

Огнеупорный кирпич высокого качества способен сохранять пластичность. При этом он не подвержен расслоению и остается довольно прочным. На нем не найти комков глины. При замешивании качественного раствора не требуется добавлять в него специальные средства.

Однако при необходимости увеличить прочность смеси в нее подсыпают соль по 150 г на ведро. Может использоваться цемент 150 на одно ведро необходимо добавить полмастерка. В процессе замешивания нужно следить за процессом - в глину не должны попасть различные предметы - стекло, гвозди и пр.

Чтобы будущая кладки могла эксплуатироваться в условиях повышенных температур, следует выбирать раствор для шамотного кирпича. Его приготавливают особым образом. Он тоже отличается огнеупорными качествами. Кирпич с огнеупорными свойствами может укладываться только на смесь, которая изготавливается из глины и песка. Часто раствор приобретают в готовом виде в магазинах. Выбирается такой раствор для кладки дымохода из кирпича и сооружения топок.

Порошок имеет довольно мелкую фракцию. До того времени, как он будет использоваться, его лучше хранить в сухом месте. Чтобы полученный раствор обладал необходимыми свойствами, нужно смешать порошок с определенным объемом воды. Во время разведения раствора следует тщательно его перемешивать. Для этой цели используют дрель с насадкой-миксером. Вода заливается то того момента, когда смесь не приобретет консистенцию сметаны. Можно говорить о готовности раствора спустя пару часов его настаивания.

Затем его снова перемешивают. Для прочности в смесь добавляют цемент (1/6). При этом необходимо рассчитать его по отношению к массе готовой смеси. Раствор должен иметь состав, который будет максимально схож с составом шамотного кирпича. Он должен отвечать таким же требованиям газо- и огнестойкости.

Стоит учесть, что мортель довольно быстро усаживается. По этой причине следует взять готовые ингредиенты и приготовить раствор самостоятельно.

Приготовление ингредиентов

Для сооружений, которые будут постоянно находиться под тепловой нагрузкой, обычная цементная смесь не годится. Чтобы уложить камин или печь, необходимо применять раствор из песка и глины. Для этого необходимо своими руками замесить раствор. Для него нужно подготовить:

• шамотный песок;
• воду;
• цементный порошок;
• соль;
• молотую глину с огнеупорными свойствами;
• строительное сито с мелкими ячейками.

Цемент можно и не добавлять в такой состав. Или он может находиться в растворе в незначительном объеме. В растворе не должно присутствовать комков. Чтобы элементы кладки были прочно связаны между собой, раствор следует делать однородным. При высыхании такая смесь не дает большой усадки.

Если в качестве основы взята жирная глина, ее можно удобно размазывать по элементам кладки. Получаемый будет очень тонким и эстетичным. Таким раствором не рекомендуется пользоваться при выполнении печных работ. Это обусловлено довольно сильной усадкой жирной глины.

Качество глины и песка

Для создания качественного раствора следует выбирать очень мелкий песок. Кроме того, он должен быть чистым. Песок просеивается через мелкое сито для удаления камешков и остатков растений. Чтобы понять, подходит ли глина для работ, ее нужно пощупать. Однако этот способ подходит только для опытных профессионалов. Новички пользуются другим методом.

Чтобы понять, какого качества глина, ее необходимо уложить в ведро и залить водой. После глину перемешивают. В результате она получается похожей на сметану. Пока глина не начнет оседать, в ведро следует опустить свежеструганную деревянную планку. Затем ее достают из раствора и осматривают. На дощечке должно остаться некоторое количество глины. Если этот слой меньше 1 мм, глина является тощей. Ее необходимо смешать с более глинами большей жирности. Когда слой получается довольно толстым, нужно досыпать песок. Глина с нормальной пластичностью неравномерно прилипнет к доске, а слой будет равен 2 мм.

Довольно долгим методом определения качества глины является разделение ее на пять порций. Каждая должна иметь объем в литр. Первую порцию следует смешать с водой. Ко второй нужно добавить 1/10 часть литровой емкости с песком. В третью необходимо уложить ¼ часть банки. Четвертая порция должна содержать 3/4, а последняя - литр песка.

В результате смешивание компонентов раствора необходимо довести его до такого состояния, чтобы глина перестала липнуть к рукам. Из всех смесей необходимо сделать шарики и раскатать их в лепешки. Срок высыхания глины в помещении - примерно 10 суток. Пригоден для использования тот состав, который растрескался меньше остальных. Шарики при этом не должны разбиваться, падая с высоты в 1 м на твердый пол.

При отсутствии времени можно положить шарики на стол и ровной доской придавить их. Если шарики рассыпаются сразу, значит они изготовлены из тощей глины. Жирная глина проявляет себя практически полным отсутствием трещин. Лучше выбирать тот состав, шарик из которого покрылся мелкими трещинами на 1/3 от размера изделия.

Замешивание раствора

К такой процедуре следует отнестись с большой ответственностью. Это объясняется тем, что при неправильно выбранном количестве ингредиентов или нарушении порядка действий не получится приготовить хороший раствор. Глина с огнеупорными свойствами замачивается в воде на 12-72 часа.

Затем замоченная глина протирается через сито. Оно должно иметь ячейки 3х3 мм. Через это же сито необходимо просеять и сухой песок. Затем он добавляется в раствор. Лучше всего для кладки выбирать раствор таких пропорций - одна часть глины и две части песка. Затем ингредиенты перемешивают, чтобы получилась однородная масса. Только после этого можно заливать воду.

Для получения хорошего раствора для шамотного кирпича необходимо заливать воду тонкой струей. Раствор при этом нужно постоянно перемешивать. Прекращать заливку воды можно только при получении густой консистенции, похожей на сметану. На этом этапе работ к смеси стоит добавить соль. На одно ведро обычно приходится 150 г соли.

Такое решение позволяет добиться более высокой прочности состава. Чтобы укрепить смесь, в нее добавляют цементный порошок. Для этой цели можно использовать и жидкое стекло. Готовая смесь медленно сползает с инструмента. При этом она не стоит на лопате комком и не растекается.

При использовании такого раствора заполняются все полости кирпича. Примерный объем раствора для укладки сотни кирпичей равен двум ведрам. При укладке русской печи такое расчетное количество увеличивается на 20%. Это обуславливается особенностями кладки сооружения.

Выводы

Раствор для создания огнеупорной кладки выполняется из определенных ингредиентов. Перед работой важно проверить их на качество. Это касается глины и песка. Вода тоже не должна иметь примесей. Песок обязательно просеивают. В результате качественной подготовки из приготовленного раствора можно создать прочную и огнеустойчивую кладку. Зная особенности выбора материалов и замешивания раствора, подготовить его самостоятельно не составит труда.