Глина для кладки печей

15

Якісна глина для кладки печей – одне з найважливіших умов надійності і довговічності майбутнього опалювального споруди, Глина може бути придбана в спеціалізованому магазині або здобута власноруч. Але в будь-якому випадку необхідно не тільки вміти її правильно підібрати, але й відповідним чином підготувати до кладочних робіт.

Глина для кладки печей

Існує чимала кількість різних сортів глин, і далеко не кожен з них підійде для кладки печі. Тому і варто розібратися в тому, з чого складається це речовина, якими якостями вона повинна володіти, щоб його можна було застосувати для будівельних робіт такого роду.

Зміст статті

  • 1 Що таке глина?
    • 1.1 Склад глини
    • 1.2 Основні властивості глини
  • 2 Глина для пічної кладки
    • 2.1 Як знайти і підібрати глину?
      • 2.1.1 Відео: Досвідчений пічник ділиться секретами видобутку якісної глини
    • 2.2 Визначення жирності глини досвідченим шляхом
    • 2.3 Очищення глини
    • 2.4 Замочування глини
  • 3 Шамотна глина
  • 4 Які розчини потрібні для печі?
  • 5 Виготовлення розчинів з використанням глини
    • 5.1 Глиняно-піщаний розчин
      • 5.1.1 Відео: приклад приготування глиняного пічного розчину
    • 5.2 Глиняно-шамотний розчин

Що з себе являє глина?

Здавалося б, смішні питання — кожному з нас це природне викопне відомо з дитинства. Тим не менш, далеко не всі знають компонентний склад глини і її специфічні властивості,що застосовуються в будівельній практиці.

Склад глини

Мінеральні складові глини можуть за своїм процентному складу істотно розрізнятися, але у всіх її типах обов’язково присутні речовини з таких груп, як монтморилоніту і каолиниты або інші шаруваті алюмосилікати. Цей вид природного матеріалу містить в собі різні домішки у вигляді піщаних і карбонатних часток, але основний її склад — це оксид алюмінію – до 39%, каолініт – близько 47% і вода 14%.

Багато в чому склад глини залежить від способу і місця її утворення. Так, виділяються залишкові й осадові глини.

  • Залишкові глини утворюються при вивітрюванні гірських непластичных порід і перетворення їх в пластичні каоліни.
  • Осадові глини формуються в результаті переносу выветриваемых природних продуктів і осідання їх у певному місці. Це можуть бути глини, що утворилися на океанічному, морському чи річковому дні, а також на континентальній частині. Морські породи поділяються, у свою чергу, на прибережні, лагунные і шельфові.

Глина не є рідкісним мінеральною речовиною, і досить широко поширена по планеті. Знайти її можна практично повсюдно, тому глину ніяк не можна назвати дорогим матеріалом.

Глина для кладки печей

Відкрита кар’єрна видобуток глини

Основні властивості глини

Глина являє собою микрозернистое речовина, і незалежно від місця її утворення, вона відрізняється своїми характеристиками від інших природних копалин. Завдяки своїм властивостям вона може бути використана не тільки в будівництві, але і в інших сферах життєдіяльності людини.

  • Глина швидко вбирає вологу і під її впливом розбухає, при цьому набуваючи водостійкість, тобто здатність не пропускати воду.
  • Другим, не менш важливим позитивним якістю мінералу є його пластичність, завдяки якій він може приймати будь-які форми.
  • При висиханні глина набуває високу міцність. Завдяки цій якості і водонепроникності, її часто використовують для облаштування підлог у підвалах або пристрою «замків» навколо, наприклад, колодязів або фундаменту будинку.
  • Крім цього, дуже важливими якостями цього матеріалу є висока адгезія розчину і його газощільність.

У залежності від пропорцій інгредієнтів у складі глини, вона може мати різну ступінь жирності. А точніше сказати – вона буває худою, нормальної жирності і дуже жирною.

Глина для пічної кладки

Глина для кладки печей

Найпростіше, звичайно, придбати готову глину в заводській упаковці, але це не завжди виправдано

Глину для пічної кладки, вже в очищеному і подрібненому вигляді можна придбати в спеціалізованому магазині, і використовувати для приготування розчину. При цьому потрібно враховувати, що для кладки всього сто цеглин, що мають стандартний розмір 250×120×65 мм і покладених плиском або на «постіль», буде потрібно 20 літрів розчину, який поміщається у двох відрах.

Глина для кладки печей

Стандартний цегла для кладки печі

На зведення ж всій печі, залежно від її розміру і моделі, може знадобитися від 550 до 2500 штук цегли, не враховуючи кладки димохідної труби і влаштування фундаменту. Тому, підрахувавши витрати на необхідну кількість всіх матеріалів, цілком можна задуматися про те, щоб заощадити хоча б на глині і піску для розчину, тим більше, що їх можна знайти буквально під ногами, виїхавши за місто.

Якщо буде вирішено провести цей нескладний процес підготовки таких матеріалів самостійно, то неодмінно виникнуть деякі питання:

  • Де можна накопати глину і знайти пісок, тим самим заощадивши досить значиму суму?
  • Як можна визначити якість матеріалу і його придатність для пічного розчину?
  • Як правильно скласти розчин, виходячи з тієї жирності глини, яку вдалося знайти?
  • Як підготувати складові для розчину?
  • Як зробити правильний заміс?
  • Які компоненти необхідні для розчину, крім глини?

На ці питання цілком можна знайти нескладні відповіді. І почати по порядку.

Як знайти і підібрати глину?

Глину зазвичай нескладно знайти недалеко від будь-якого заміського ділянки. Пласти цієї корисної копалини залягають не дуже глибоко, але кожен з них може мати різний склад. Подібні шари добре можна розглянути на крутих берегах річок чи моря, а також на кар’єрних розробках. Саме там можна помітити, що численні пласти мають різні відтінки і щільність.

Глина для кладки печей

Глиняні шаруваті відвали на березі водойми

Слід зазначити, що навіть в одному місці кожен з шарів, в залежності від складу, може мати різну жирність, тому, підбираючи потрібний матеріал, рекомендується взяти проби з декількох шарів. При цьому слід враховувати те, що чим вище пласт залягає до поверхні, тим глина жирніше. Тому має сенс відразу ж проводити перевірку середніх шарів, так як в них мінерал повинен мати найбільш оптимальну жирність.

У нижніх пластах зазвичай залягає худа глина, і якщо накопати її, то розчин доведеться «зажирнять», додаючи в нього дуже жирну глину. Набагато простіше підкоригувати дуже жирний складу – його можна довести до нормального стану, додавши пісок.

Глина для кладки печей

Нормальний розчин із глини

Розчини з використанням нормальної жирності глини мають хорошу пластичність, так як в ній дотриманий баланс складових речовин. При висиханні кладки, ці суміші практично не розтріскуються і не дають усадки. Ну і ще, що також дуже важливо – з ними набагато простіше працювати.

Глина для кладки печей

Жирний розчин обов’язково піде великими тріщинами

Жирні розчини у вологому вигляді дуже пластичні, і з ними теж зручно працювати, але при випаровуванні з них вологи, вони починають розтріскуються і розпадаються великими фрагментами. Тому така глина не додасть кладці надійності і довговічності.

Глина для кладки печей

Худі склади не відрізняються ні міцністю, довговічністю ні

Худі породи глини використовувати для пічних розчинів не рекомендується, вони не пластичні і не дають кладці фортеці.

Відео: Досвідчений пічник ділиться секретами видобутку якісної глини

Визначення жирності глини досвідченим шляхом

Якщо глина добувається самостійно, то її жирність можна визначити відразу ж на місці проведення розкопок. Для цього потрібно взяти в руку жменю мінералу, трохи змочити його водою і розім’яти до однорідного стану. Органолептично, на дотик можна відчути, наскільки жирність глини висока. Якщо вона стає липкою і пластичною, як пластилін, то це жирна порода. Худа ж глина, зім’ята в грудку і змочена водою, буде все одно розсипатися. Цей варіант матеріалу доведеться «зажирнять».

Існує кілька більш точних перевірочних випробувань жирності цього матеріалу, і ними потрібно обов’язково скористатися, щоб відібрати оптимальний варіант глини.

Перший спосіб

Необхідно взяти близько 0,5 кг глини, що розбавляється 100÷130 мл. води. Маса перемішується до однорідного стану. Краще цю процедуру проводити вручну, щоб, як мовиться, на дотик відчути однорідність складу, який на завершення замішування не повинен прилипати до рук і мати консистенцію пластиліну.

З отриманої маси потрібно скачати дві кульки, мають діаметр 40÷50 мм. Один з них залишається цілим, інший – мнеться в коржик. Ці досвідчені зразки залишають сохнути на два÷три дні при кімнатній температурі.

Якщо після висихання на підготовлених деталях з’являться тріщини — це говорить про те, що глина дуже жирна, і в неї потрібно при замішуванні розчину додати трохи більше піску, ніж вказано в рецептурі.

Якщо тріщини незначні, а кулька, кинутий на стіл з висоти 800÷1000 мм, не розколовся на частини, то глина має нормальну жирність, такий сорт відмінно підходить для кладочного розчину.

Другий спосіб

Для перевірки глини другим способом потрібно 2÷2,5 кг глини, яку розминають з допомогою веселки, додаючи воду. Довести масу до консистенції пластиліну, і якщо вона все одно продовжує прилипати до дерев’яної веселка, значить, глина дуже жирна. При замішуванні розчину в нього додають більше піску, ніж потрібно згідно з рецептом.

Глина, що має нормальну жирність, залишається на веселка окремими згустками, але не прилипає до неї повністю.

Третій спосіб

Цей спосіб перевірити глину на жирність вважається найточнішим. Щоб провести випробування, береться 0,5 кг глини, яку замішують з водою до стану густого тесту. Далі, з отриманої маси скочується кулька діаметром в 40÷50 мм. Потім, кулька стискається між двома гладкими дощечками до появи на глині тріщин. У цьому випадку, жирність визначається товщиною коржі і увазі з’явилися тріщин.

  • Якщо глина має низьку жирність або худа, то навіть при невеликому стисненні кулька розсиплеться на частини.
  • Якщо глина дуже жирна, то при стисненні на половину початкового діаметра, утворюються вузькі тріщини.
  • Якщо при стисненні кульки на ⅓ від його початкового діаметра, на глині з’являться тріщини, то вона має нормальну жирність, і добре підійде для робіт кладок.
Глина для кладки печей

Кілька способів тестування глиняних розчинів

На даному малюнку можна побачити способи перевірки глини на жирність:

1 — Визначення пластичності мінералу:

а) худа глина з малою пластичністю;

б) нормальна глина має середню пластичність;

в) жирна глина, висока пластичність.

2 — Визначення пластичності з допомогою способу «кулька»:

а) кулька з худої глини стискається 1/5÷1/4 діаметра;

б) кулька з глини нормальної жирності стискається до ½ від його початкового розміру.

3 — Визначення жирності способом «джгутик»:

зліва метод розтягування на розрив –

а) худа;

б) нормальна;

в) жирна.

4 — Праворуч — спосіб згинання навколо скалки:

а) худа;

б) нормальна;

в) жирна.

В ході проведення випробувань, можна відразу ж коригувати яка утворюється масу, додаючи в худий розчин жирну глину, а в жирну суміш – пісок. Якщо коригування буде відбуватися на маленьких порціях, то пропорції варто відразу ж записувати, а потім, вибравши найкращий варіант, використовувати дані для замісу великої кількості матеріалу для робіт кладок.

Очищення глини

Провівши експериментальні заходи і залишивши глиняні елементи сохнути, можна переходити до очищення глини від гальки, коренів рослин та інших вкраплень, які будуть заважати нормальній роботі і знизять якості швів кладки.

Очищення глини може проходити двома способами:

1. Подрібнення і просіювання глини через металеве сито, яке повинно мати осередки розміром не більше 3 мм Суха глина погано подрібнюється, тому весь процес займе досить багато часу.

Глина для кладки печей

Протирання глини через металеве сито

2. Якщо вибрано інший спосіб очищення — «мокрий», то перед його проведенням глину потрібно замочити і дочекатися поки вона розбухне і стане м’якою. Потім, одержаний розчин протирається через сито з об’ємною металевою сіткою з отворами 3 мм, через яку зручно протирати глиняний розчин середньої густоти.

Замочування глини

Перш ніж приступити до очищення «мокрим» способом, глину потрібно замочити. Слід відразу зазначити, що і очищена сухим способом глина замочується точно таким же чином перед замешиванием розчину.

Глина для кладки печей

Попереднє замочування глини

Суха очищена або неочищена глина засипається в ємність. Зазвичай для цього використовують старі ванни або роблять дерев’яні короби, потім оббиваючи їх металевими покрівельними листами. Щоб глина добре промокала, і її легше було перемішувати, вона укладається шарами в 120÷150 мм, кожен з яких проливається водою і перемішується. Верхній шар заливається водою так, щоб вона покривала перемішану глину.

Замочену глину залишають у такому вигляді набухати на період від 14 годин до доби. Протягом цього часу її можна періодично перемішувати з допомогою лопати, при необхідності додаючи води.

Потім, вся маса перемішується, в неї додається вода, і вона знову залишається на 14÷24 години. Після закінчення цього терміну складу ще раз перемішується, і якщо він приготовлений з протертою глини, то може відразу застосовуватися для приготування розчину. Якщо ж була замочена неочищена глина, її пропускають через сито в підготовлену для цього ємність.

Шамотна глина

Для деяких відділів печі, про які буде сказано нижче, для кладки використовують шамотна глина. Цю глину в готовому вигляді навряд чи вийде відшукати самостійно, так як вона проводиться за спеціальною технологією, яка складається з декількох етапів:

  • Звичайну замочену глину, збагачену різними добавками, формують у брикети і висушують.
  • Далі йде етап випалу – цей процес проходить при температурі 1200÷1500С.
  • Обпалені брикети подрібнюють до стану борошна для отримання шамотної глини, і до грубозернистою фракції — для отримання піску.

Завдяки тому, що шамотна матеріал піддається високотемпературному випалу, він є вогнетривким і здатним витримувати температури понад 1800С.

Глина для кладки печей

Шамотну глину доведеться придбати в магазині

Шамотна глина має в своєму складі високодисперсні гидроалюмосиликаты. В процесі виготовлення цей матеріал, завдяки спікання і випалу, набуває наступні характеристики:

  • Гігроскопічність складає в середньому не більше 7,8% від усього обсягу глини.
  • Зміст вологості — не вище 5%.
  • Вогнетривкість доходить до 1530÷1830С.
  • Розмір фракції від 0,005÷0,01 мм

Особливі якості шамотної глини надають розчину на її основі високу пластичність, а при висиханні вона набуває міцність каменю.

Виготовлення розчину з цього матеріалу не викличе труднощів, так як він в сухому стані є, по суті, звичайною глиною, але вже подрібненої і очищеної. Тому з такою глиною приємно працювати, а процес замішування складається з наступних етапів:

  • Глиняний порошок засипається в підготовлену ємність, наприклад, 10-літрове відро. Потім в глину заливається невелику кількість води і добре вимішується до однорідного стану. При необхідності у розчин можна додати ще трохи води, а потім його слід залишити на 2,5÷3 доби для набухання.
  • Після закінчення цього терміну, в розчин ще додається вода, і він добре вимішується, маса повинна мати консистенцію густої сметани. При цьому слід зазначити, що, виготовляючи цей розчин, не страшно перелити в нього води, так як це легко виправляється засипанням в отриману масу невеликої кількості сухої глини.

Крім звичайної шамотної глини, в спеціалізованих магазинах можна знайти готові склади моментального приготування, які замішують безпосередньо перед твором кладки. Використовуючи такі будівельні суміші, не доведеться чекати цілих три дні, поки глина набухне.

Які розчини потрібні для печі?

Далеко не всі початківці пічники знають, що для кладки печі використовуються не один, а кілька розчинів, так як різні відділи печі мають різну температуру нагрівання.

Глина для кладки печей

Для мурування окремих ділянок печі потрібні різні розчини

На доданою схемою визначено окремі зони пічного споруди, в яких може бути застосований для кладки різний глиняний розчин.

1 – Фундамент печі влаштовується на основі цементно-піщаного розчину, але навколо нього можна зробити гідроізоляційну прошарок, своєрідний «замок» шириною в 100÷150 мм з глини, яку потрібно добре утрамбувати.

2 – На фундамент настилається гідроізоляція з листів руберойду.

3 – Два перших цегляних ряду печі зазвичай кладуться на цементно-піщаний розчин. Іноді в нього для більшої пластичності додають трохи вапна.

4 – Далі, з листу азбесту або іншого вогнетривкого матеріалу влаштовується жароизоляция. Матеріал настилають на глиняний розчин.

5 – Теплоакумулююча зона печі викладається на глиняно-піщаний розчин, здатний витримати температуру в 500÷600 градусів – саме настільки може бути нагріта дана зона.

6 – Топкова камера печі кладеться з шамотної цегли, і для її кладки використовують розчин з шамотної глини, так як температура в цій області опалювального споруди може досягати 1 тис. градусів.

7 – Кладка витоку димоходу виконується на глиняно-піщаний розчин. У цій області піч нагрівається до 300÷400 градусів.

8 – Распушка димоходу, що знаходиться під стелею кімнати, викладається на глиняно-піщаний розчин.

9 – Металевий короб, влаштований для пожежної безпеки навколо труби, може бути заповнений піском, керамзитом, вермікулітом або все тим же глиняно-піщаним розчином.

10 – Шийка димової труби викладається на цементно-піщаний розчин з додаванням глини.

11 – Оголовок труби, відкритий впливу атмосферних опадів, зазвичай викладається на цементно-піщаний розчин.

Якщо розчини будуть виготовлятися самостійно, а використовуватися в комплексі, то можна заощадити на їх придбання до 12÷15%.

Виготовлення розчинів з використанням глини

Крім того, що необхідно буде знайти, накопати і очисти глину від домішок, слід знати, як правильно виготовити пічні розчини.

Дана таблиця є матеріали, які використовуються для кладки печей і пропорції складання розчинів.

Типи розчинів Глиняний розчин Вапняний розчин Цементний розчин
Використовувані матеріали Витрата інгредієнтів в об’ємних частинах
Пісок 4 2,5 3-4
Шамотна глина 1
Звичайна глина 1
Вапно 1
Цемент М400 0,5 1

На цементно-піщаному і вапняному розчині зупинятися не будемо – вони не входять у зміст цієї публікації. Нас же цікавлять тільки склади на основі глини.

Глиняно-піщаний розчин

Як вже зрозуміло з наведеної вище схеми, «левова частка» областей опалювального споруди викладається на глиняно-піщаний розчин, саме тому його можна назвати основним в зведенні печі. Матеріали, з яких складається дана суміш, мають досить доступну ціну в спеціалізованих магазинах, але можуть бути здобуті і самостійно – в цьому випадку вони обійдуться практично безкоштовно.

Глина для кладки печей

Самий «ходовий» при кладці печі — глиняно-піщаний розчин

Незважаючи на невисоку собівартість, глиняно-піщаний розчин володіє дивовижними властивостями, які ідеально підходять для зведення печей:

  • Середня щільність, що дуже важливо для розширення його при нагріванні.
  • Жаростійкість до 400 градусів.
  • Максимальна газощільність.
  • Висока вогнестійкість.
  • Глиняний розчин може використовуватися повторно, якщо його не застосовували для кладки топкової камери.
  • Суміш можна готувати з запасом, так як термін її придатності необмежений. Якщо з розчину з часом випарується волога, його потрібно всього лише тільки розбавити водою і добре перемішати.
  • Екологічна чистота матеріалу, що важливо для використання всередині житлових приміщень.

До недоліків глиняно-піщаного розчину можна віднести його гігроскопічність, що говорить про те, що його не можна використовувати для заливки фундаменту і кладки верхньої частини димохідної труби, розташованої на вулиці.

Як вже говорилося вище, щоб розчин був пластичний, служив тривалий час, і з ним було комфортно працювати, потрібно правильно підібрати пропорції його складових, які будуть залежати від жирності глини.

  • Для того щоб маса вийшла однорідної, без грудок і вкраплень, набряклу після замочування глину добре перемішують за допомогою будівельного міксера, лопати, або ж витоптуванням.
  • Перемішуючи глиняний розчин, в нього вводять просіяний пісок, раніше визначених пропорціях, а також при необхідності додають воду.
  • Готовність і пластичність розчину перевіряється з допомогою чистого металевого шпателя, за яким захоплена маса повинна легко сповзати.
  • Також дуже важливо домогтися того, щоб суміш мала максимальну адгезію. Для перевірки цієї якості розчин, шаром у 7÷8 мм, наноситься на цеглу, на який зверху кладеться і притискається другий цегла. При цьому видавлюється надлишок розчину, який відразу знімається, а шов при цьому повинен складати близько 5 мм.

Цеглу залишають сохнути на 30÷40 хвилин, після цього можна буде перевірити якість їх зчеплення. Для цього потрібно взяти отриману «конструкцию2 за верхній цегла і підняти її, тобто створити умови, щоб нижній цегла був на вазі. Якщо нижній цегла втримається на розчині, то адгезія матеріалів вважається оптимальною, тобто розчин вийшов якісним і відповідним для кладки печі.

Глина для кладки печей

Перевірка консистенції глиняного розчину

Правильність консистенції готового розчину можна перевірити, провівши наступні маніпуляції:

  • У приготовлену масу розчину потрібно опустити змочений у воді лопатка або кельма. Якщо розчин до нього прилипає, то суміш вийшла дуже жирної, і її слід «затощить», додавши невелику кількість піску. Після цього всі складові знову перемішуються, і знову проводиться перевірка. Так роблять до тих пір, поки не буде досягнута потрібна консистенція розчину.
  • Якщо на поверхні готового розчину, виготовленого ідеальної консистенції і постоявшего якийсь час без перемішування, виступає вода, це означає, що використовувана в ньому глина має недостатню жирність. В цьому випадку в розчин слід додати невелику кількість глини, що має високу ступінь жирності, і знову добре перемішати суміш. В цьому випадку відбувається зміна пропорцій використовуваних у складі інгредієнтів, тобто зменшується кількість піску, і розчин стає жирнішим.
  • Якщо у нормальний жирності розчин опускається шпатель, і на нього зовсім не прилипає суміш – це говорить про те, що в ній не вистачає гнучкості, а отже, масу потрібно додати ще якусь кількість жирної глини.
Відео: приклад приготування глиняного пічного розчину

Глиняно-шамотний розчин

Як вже говорилося вище, шамотна матеріал володіє підвищеною стійкістю до високих температур, що доходить до 1800 градусів, тому розчини, виготовлені з його застосуванням, використовуються для кладки топки, де відбувається його постійний контакт з відкритим полум’ям. У розчині, замешанном з використанням шамотного піску, основним компонентом все одно є глина, тому термін його придатності також необмежений. Навіть повністю висохлий розчин «оживе» з додаванням в нього води, і буде готовий до застосування.

Глина для кладки печей

Виконання кладки із шамотної цегли із застосуванням відповідного розчину

Для замішування розчину, на який будуть викладатися стінки камери згоряння, можна використовувати наступні матеріали:

  • Це може бути шамотна глина, застосовувана в чистому вигляді або з невеликим додаванням піску.
  • Звичайна біла або сіра глина нормальної жирності.
  • Занадто жирну звичайну глину можна «затощить», додавши в неї шамотна або кварцовий пісок в пропорціях 1:1, або з допомогою підбору пайових частин інгредієнтів.
  • Якщо для зведення обрана модель опалювального споруди, має помірну теплову навантаження, така як, наприклад, звичайна варильна плита, «голландка» або російська піч, то для кладки топки цілком можна використовувати звичайний глиняно-піщаний розчин з невеликим додаванням шамотного піску.
  • Для печі з підвищеною теплової навантаженням розчин складається з двох компонентів. У ньому використовується 70÷75% шамотного піску і 25÷30% звичайної глини. Замішується така суміш так само, як і звичайний глиняно-піщаний розчин:

— Звичайну глину очищають і замочують на 2,5÷3 доби.

— Після цього суміш ретельно перемішується.

— До перемішують глину поступово додається пісок, і суміш доводиться до однорідного стану і потрібної консистенції.

— При випаровуванні з будь-якого глиняного розчину вологи, його відновлюють з допомогою додавання води.

При зведенні печі повністю з вогнетривкої шамотної цегли, кращим розчином для кладки буде суміш із шамотного піску і глини, або ж повністю виготовлена з шамотної глини.

З усього вищесказаного можна зробити висновок, що при «скромному» бюджет можна знайти можливість економити на інгредієнтах розчину для зведення печі. Звичайно ж, простіше буде піти в магазин і придбати все необхідне в готовому вигляді, але при бажанні утриматися від зайвих витрат, завжди можна знайти таку можливість.