Инструкция по применению шамотной глины

Приготовление раствора

Если вы имеете хоть малейшие познания в строительстве, то приготовить раствор можно без особых проблем своими руками. Конечно, когда нет охоты тратить время и самостоятельно мешать раствор, и на то позволяют средства – проще купить специальный шамотный мартель.

Прежде чем приготовить раствор, необходимо узнать список необходимых материалов. Перед приготовлением повторно убедитесь в качестве всех элементов, которые войдут в состав раствора, ведь от этого зависит его долговечность.

1. Чистая вода без каких-либо примесей (рекомендуется использовать дождевую воду).
2. Пачка огнеупорной глины, которую лучше всего стоит замачивать не менее чем два дня (после ее нужно просеять через сито 3 мм).
3. Затем можно добавлять песок – в идеале он должны быть шамотным, также разрешается брать горный, так как в нем меньше примесей, но ни в коем случае не кварцевый. Пропорции глины и пека – 1:2.

Теперь можно добавлять воду и перемешивать. Масса должна быть словно густая сметана. Качество получившегося раствора крайне просто проверить. Для этого необходимо взять металлический мастерок и немного зачерпнуть. Если он будет медленно сползать, не оставляя следов, то задача удалась.

Как готовить песок?

Самокопаный песок сначала просеивают, но ячея сита должна быть уже в 1-1,5
мм. Так получается нужный набор фракций и устраняется крупный мусор. Однако
главная опасность от природного песка для печного раствора – органика. В т.ч. и
живая. Ходы между песчинками населяет множество мельчайших организмов; их
биоценоз зоологи называют псаммофауной. Мелочь это безвредна, наоборот, ее роль
в естественном круговороте веществ сравнима с таковой дождевых червей. Но общая
биомасса немала и может со временем существенно ухудшить качество кладки.

В промышленности от песчаной органики избавляются разными способами, в
основе которых нагревание и/или высушивание. Нам, если есть своя вода, можно
обойтись без энергозатрат.

Способ полного избавления песка от органики давно
изобретен аквариумистами и проверен десятилетиями, если не столетиями;
аквариумные рыбки – создания очень нежные. Производительность его невысока, но
за день-два намыть песка на печку можно.

Как вы уже догадались, способ этот – промывка текучей водой. Но не просто,
а в специальном аппарате (см. рис.), его можно сделать из оцинковки или обрезка
любой трубы диаметром 150-200 мм; на агрегат из бочки напора воды в водопроводе
не хватит.

Высота колонны – 3 диаметра, начальное наполнение сырьем – на 1/3.
Напор дают такой, чтобы песок клубился повыше, но не уходил в слив. Промывку
заканчивают спустя 5-10 мин после того, как вода в слив пойдет прозрачная.
Способ хорош и тем, что из песка удаляется также примесь глинозёма и его
добавки не искажают результаты испытаний глины.

Как правильно замесить: пошаговые рекомендации

Существует несколько способов замешивания глиняного раствора для кладки. Его готовят в корыте, бадье, в металлических баках, поддонах. Если объем работ небольшой, ингредиенты смешивают в обычном ведре. Реже — в специальной неглубокой яме и на досках.

Приготовление глиняно-песчаного раствора

Печник отмеряет необходимое количество компонентов смеси — глину, песок, добавки (цемент, клей, соль) и насыпает их в отдельные сосуды. Количество каждого ингредиента заранее рассчитывается и определяется в процессе опытов. Далее работы ведутся в следующем порядке:

• В емкость насыпают глину и заливают ее водой на сутки. Некоторые печники советуют замачивать это сырье на 2—3 суток.
• Глину перемешивают деревянной мешалкой, затем — строительным миксером.
• В бадью досыпают песок.
• Раствор перемешивают (сначала лопаткой, затем строительным миксером), при необходимости доливают немного воды.
• Если было запланировано, в песчано-глиняную смесь вводят добавки, усиливающие прочность кладки.

Как именно разводят глину, соотношение с водой

Глину засыпают в корыто, заливают емкость водой до краев. На следующий день материал перемешивают и протирают сквозь металлическое решето. На 75% сухого сырья берут 25% воды. Протертая глиняная паста сразу используется для кладки.

Внимание! Для замеса лучше брать «мягкую» воду с низким содержанием карбоната кальция и других солей. Соли выступают на стенах просохшей печи, при отсутствии побелки портят ее внешний вид

Способы проверки качества

Печники проверяют качество раствора следующим образом: они берут только что приготовленную глиняную пасту на металлическую строительную лопатку (мастерок) и переворачивают его. Раствор нормального состава держится на лопатке не падая. Если в пасте много глины (жирный состав), то она плотно прилипает к мастерку слоем толщиной 3—4 мм. Если много песка, раствор сразу же полностью отваливается от перевернутой лопатки.

Для проверки качества готового к работе материала можно использовать те же способы, что и для определения жирности глины-сырца (лепка и высушивание шаров, сплющивание шара дощечкой, проверка на прочность падением с метровой высоты, вытягивание жгутов).

Что делать, если смесь засохла

Чтобы глиняная паста не засохла, ее хранят, накрыв емкость мокрой тряпкой. Если при замесе не добавляли клей и цемент, материал можно вернуть в рабочее состояние. Для этого засохшую массу разбивают молотком на куски и заливают водой. Через сутки она размякнет. При необходимости куски измельчают с помощью деревянной трамбовки. После размягчения всех кусочков раствор перемешивают миксером.

Фото 3. Засохшая глина, находящаяся в глубокой ёмкости. Её можно замесить заново, если в раствор не добавлялся клей или цемент.

Что делать, если смесь слишком густая или жидкая

Консистенцию густой глины можно изменить, добавив в нее воду и перемешав массу мешалкой, затем — миксером. Если в растворе избыток воды, то избавиться от нее можно двумя способами:

• Дать раствору отстояться и выделить избыток воды на поверхности, а затем вычерпать ее.
• Отделить воду на наклонном поддоне. Порции глины кладут на наклонную поверхность. Избыток воды будет стекать из нее. Отжатый материал кладут в другой бак (корыто). На практике при избытке воды в корыто добавляют еще сухой глины и оставляют на сутки для набухания.

Каким составом заделывают трещины в печи

Температурное расширение в кирпичных печах часто приводит к расколам в местах стыков со стальными конструкциями. Способствуют их появлению и локальные перегревы, а иногда — ошибки при возведении печи. Бывает так, что раствор не высыпается, дым не выходит, но заделывать щели всё равно нужно. Никто не даст гарантии, что в какой-то момент из них может повалить дым. Текущий ремонт кирпичных печей своими руками сэкономит средства для проведения масштабной реконструкции отопительного сооружения в будущем.

Легче всего заделывать небольшие дефекты, до 0,5 см

Чтобы ответить на вопрос, чем замазать щели в печке, нужно обратить внимание на смеси из той категории, что обычно применяют при кладке печей: только глина и песок, либо глина и песок с добавлением цемента

В продаже имеется много вариантов готовых растворов. К ним прилагаются подробные инструкции и рекомендации производителей. Опытные печники вопрос, чем замазать щели в кирпичной печи, решают просто: нужно использовать при ремонте тот же раствор, что и при кладке. Но чаще всего состав неизвестен, так как обычно приходится ремонтировать старые конструкции.

Если расколы более глубокие и широкие, то в раствор для ремонта печи из кирпича добавляют измельчённый шамот и глинозёмистый (алюминатный) цемент. Этот цемент очень быстро затвердевает, сырьём для его получения служат известняк и породы, содержащие оксиды алюминия. Измельчённый шамот придаст раствору термическую и химическую стойкость. Тонкомолотая добавка для кладки печных сооружений решит проблему, если нет возможности найти глинозёмистый цемент, а вместо него используется портландцемент. Размолотый шамот играет роль «армирующей сетки», тем самым предотвращает появление свежих трещин.

Шамотный песок

Шамотный песок должен иметь фракции 0 15 — 5 мм. Шамотный щебень должен иметь фракции 5 — 20 мм.

Шамотный песок изготовляется также дроблением боя шамотного кирпича.

Шамотный заполнитель 50 — 60 %; это так называемый шамотный песок с максимальной крупностью зерен до 5 мм.

Бетон на портландцементе ( на 1 м3 бетона): портландцемент — 300 кг, шамотный щебень — 700 кг, шамотный песок — 700 — 500 кг, шамот тонкомолотый-100 — 300 кг, портландцемент — 250 кг, хромитовый щебень — 1200 кг, хромитовый песок — 850 кг, хромит тонкомолотый — 750 кг.

Для ремонта футеровок вагонеток применяется жароупорный бетон на жидком стекле с кремнефтористым натрием следующего состава: жидкое стекло ( удельный вес 1 38) 400 кг, кремнефтористый натрий 50 кг, тонкомолотый шамот 500 кг, шамотный песок 500 кг и шамотный щебень 750 кг. Твердение бетона происходит в течение суток и при этом не требуется его увлажнения.

Бетон на глиноземистом цементе ( на 1 м3 бетона): глиноземистый цемент — 300 кг, хромитовый щебень — 1200 кг, хромитовый песок — 1200 кг, глиноземистый цемент — 300 кг, шамотный щебень — 750 кг, шамотный песок — 750 кг.

Бетон на жидком стекле ( на 1 м3 бетона): жидкое стекло — 300 — 350 кг, хромитовый щебень — 1300 кг, хромитовый песок-800 кг, хромит тонкомолотый — 650 кг, жидкое стекло — 300 — 350 кг, шамотный щебень — 750 кг, шамотный песок — 500 кг, тонкомолотый шамот — 500 кг, жидкое стекло — 360 кг, керамзит — 640 кг, шамот тонкомолотый — 640 кг, жидкое стекло — 500 кг, вермикулит вспученный — 300 кг, шамот тонкомолотый — 100 кг.

Жаростойкий бетон приготовляют из растворимого стекла плотностью 1 38 — 1 40, кремнефтористого натрия, мелкого и крупного огнеупорного заполнителя. Расход отдельных компонентов на 1 м3 бетона, рассчитанного на службу при температуре до 1100 С: растворимое стекло плотностью 1 38 350 — 400 кг, Na2SiFe 40 — 50 кг, тонкомолотый шамот 500 кг, шамотный песок 500 кг и шамотный щебень 750 кг. При использовании в качестве тонкомолотой добавки и заполнителей боя магнезитового кирпича полученный бетон может служить до 1400 С. Нагревание жароупорных бетонов до 500 С не снижает их прочности, в интервале температур 600 — 900 С прочность большинства бетонов несколько снижается и при более высоких температурах возрастает и часто превышает прочность исходного бетона.

Жаростойкий бетон приготовляют из растворимого стекла плотностью 1 38 — 1 40, кремнефтористого натрия, мелкого и крупного огнеупорного заполнителя. Расход отдельных компонентов на 1 мя бетона, рассчитанного на службу при температуре до 1100 С: растворимое стекло плотностью 1 38 350 — 400 кг, Na2SiF6 40 — 50 кг, тонкомолотый шамот 500 кг, шамотный песок 500 кг и шамотный щебень 750 кг. При использовании в качестве тонкомолотой добавки и заполнителей боя магнезитового кирпича полученный бетон может служить до 1400 С. Нагревание жароупорных бетонов до 500 С не снижает их прочности, в интервале температур 600 — 900 С прочность большинства бетонов несколько снижается и при более высоких температурах возрастает и часто превышает прочность исходного бетона.

Потолок выполнен в облегченной обмуровке. Таким образом, вертикальные топочные экраны имеют возможность свободного теплового расширения вверх. Поверх коллекторов топочных экранов и труб потолочного экрана прокладывается слой рубероида для предотвращения сцепления трубной части и креплений с бетоном. Затем заливается раствор жароупорного бетона ( состав: шамотный песок и щебень, цемент глиноземистый) в соответствии с чертежами.

Сколько воды в раствор?

На этом этапе определяем точное количество воды и уточняем долю песка в растворе. Дело в том, что нормальная жирность раствора – понятие довольно-таки растяжимое. Наше дело, раз уж беремся работать для себя, добиться в пределах оптимума жирности его максимальной прочности и газоплотности.

Для продолжения испытаний из остатка глины делаем пробный замес. На подготовленном песке, см. ниже, и хорошей воде! Способ тот же, что и для проб на жирность, см. выше. Не забудьте перед добавкой песка глиняную массу продавить сквозь сито!

Сразу после замеса проверяем текучесть раствора. Если ложбина за кельмой рвется (поз. 1 на рис.), воды нужно добавить. Если заплывает (поз. 2), нужно раствор отстоять, а выдавленный шлам (поз. 4) аккуратно слить в мерную посуду. Сравнив объем шлама с количеством воды, которым изначально затворялась глина, получим точную ее дозу на рабочий замес. Если же воды пришлось сразу точно в меру, за кельмой потянется ровный след с четкими краями, поз. 3.

Осталось уточнить долю песка. Это делается омакиванием кельмы. В случае пережиренного раствора, тощие мы исключили ранее, на кельме останется сплошной струйчатый слой, поз. 5, тогда нужно добавить песка. Самый лучший раствор – чуть-чуть зажиренный, от него на кельме остается тонюсенький слой с узорными разводами, сквозь который просвечивает металл, поз. 6.

Способы применения шамотной глины

Из шамотной глины делают сухие смеси для приготовления штукатурных и кладочных растворов и создания огнеупорных кирпичей.

Кладка печей

Многие печники при возведении печи или камина стараются использовать термостойкий кирпич, сделанный из глино-шамотной смеси

При его выборе следует обратить внимание на маркировку, на упаковке должна быть указана буква «Ш». Так как такой кирпич намного дороже, из него обустраивают только кладку топки, а остальную часть печки выкладывают из обыкновенного красного кирпича

Класть шамотный кирпич надо также на огнеупорную глину, имеющую одинаковые с кирпичом коэффициенты расширения. На 100 кирпичей потребуется примерно три ведра раствора.

Про специфику укладки кирпичей на шамотную глину расскажет видео:

Штукатурка

Работа с шамотной глиной похожа на знакомое всем оштукатуривание. Для отделки печей не нужны специфические инструменты, требуется всего лишь два шпателя – один большой и другой средний. Их будет вполне достаточно для качественного оштукатуривания печей.

При нанесении раствора надо не забывать подбирать шпателем растекшиеся капли и своевременно разглаживать неровности. Слой должен быть не толще 1 – 2 мм. Смачивать водой шамотный кирпич не надо. По окончании работ дать штукатурке просохнуть, требуемое время сушки можно посмотреть на упаковке смеси. К отделочным работам можно приступать только после полного высыхания

Другие изделия из шамотной глины

Этот огнестойкий, особо прочный материал очень нравится дизайнерам за его особую фактуру, сдержанную красоту. Мастера делают из него статуэтки, керамическую посуду изразцы и другие вещи. Изделия из шамотной глины, могут украсить самый изысканный интерьер.

И все благодаря тому, что шамотная глина при добавлении в нее примесей, становится очень пластичным материалом. Любят его и за экологическую чистоту, ведь в шамотной глине не содержатся токсические примеси. Для изготовления художественной керамики берут пластичную глину разного состава и добавляют в нее шамотную крошку. Ее доля составляет примерно 40%.

Чтобы изготовить изделие из шамотной глины, художник-керамист разрабатывает сначала эскиз. Затем делают форму и набивают ее шамотной глиной, после чего ее отправляют на просушку. Изделие должно сушиться длительное время естественным образом, чтобы не нарушились его геометрические формы.

Примеры использования шамотной глины в творчестве

Фигурка из шамотной глины №1

Фигурка из шамотной глины №2

Фигурка из шамотной глины №3

Фигурка из шамотной глины №4

Фигурка из шамотной глины №5

Что такое шамотная глина

Шамот является самым экологичным огнеупорным сырьём. Прежде чем разобраться, как с ним работать, необходимо выяснить, что из себя представляет этот строительный материал и какими достоинствами и недостатками обладает.

Огнеупорная глина состоит из таких элементов, как кварц, алюмооксидная керамика, оксид кальция, оксид железа, оксид натрия и оксид магния

Из чего состоит и как выглядит

Первоосновой шамота является каолиновая глина, которая образуется в результате оседания частиц разрушенных горных пород. Массу серой каолиновый глины подвергают термической обработке при высоких температурах – порядка 1300-1500 Co, в следствие чего она теряет практически всю воду, скрепляющую её молекулы, и глина спекается. После такой обработки каолин приобретает бурый оттенок и по физическим свойствам становится подобен камню. В готовый вид шамот приводят с помощью металлических валиков, которыми дробят куски обожжённого каолина.

Чем выше температура обжига каолиновой глины, тем меньше воды остаётся в составе шамота, благодаря чему материал теряет свою пластичностью и не подвергается кардинальным физическим и химическим изменениям при термическом воздействии. Иными словами, из-за потери воды шамот практически не расширяется при нагреве. По поглощению влаги шамот разделяют на:

• Высокоотожжённый. Водопоглощение – от 2 до 8%.
• Низкожжённый. Водопоглощение – от 20 до 25%.

Все виды шамотной глины выдерживают примерно одинаковую температуру, при которой не подвергаются её разрушительному воздействию — 1800 Co. Выдержанная температура зависит от конечного материала, в котором был использован шамотный порошок: концентрации в нём глины, воды, удерживающих веществ и иных химических реагентов. Производители могут (но не обязаны) указывать точную максимальную эксплуатационную температуру глины на мешке, добавляя при этом детальный состав для замешивания.

Шамотная глина отлично подходит для кладки шамотного кирпича, так как оба материала обладают одинаковым коэффициентом линейного расширения

Также у глины есть ещё одна характеристика – влажность. Чем она выше, тем пластичнее материал, а следовательно – чувствительнее к термическому воздействию. Влажность, как и максимальную температуру, могут указывать на упаковке, но обычно на эту характеристику не обращают внимания, поскольку разница небольшая – от 4 до 7%. Кроме того, шамот различается по размеру частиц: для добавления в состав кирпичей используется мелкозернистый, а для декоративной отделки – крупнозернистый.

Для чего нужна

Шамотная глина – материал с широким спектром использования. Её термическая стойкость особо ценится в строительстве, а красивый бурый цвет и необычная фактура – в дизайне интерьера и художественной лепке. Основными областями применения шамота можно назвать:

1. Создание огнеупорных строительных материалов;
2. Оформление помещения с помощью шамотной штукатурки;
3. Лепка статуэток и сувениров из шамотной массы со специальными примесями.

Шамотный кирпич является огнеупорным, и маркируется буквой «Ш»

Шамотный порошок добавляют в цементные смеси, шпаклёвку, а также он может являться основой для кирпичей. В результате такой продукт приобретает огнеупорные свойства, но при этом значительно возрастает и его цена. Огнеупорные кирпичи (“Ш” – такая маркировка на них обязательно должна присутствовать) способны выдерживать полторы тысячи градусов, благодаря чему они служат основным материалом для печей, но выкладывать из них всю конструкция не имеет смысла, так как это влетит в копеечку

Важно отметить, что для топок нужно применять не только огнеупорный кирпич, но и шамотный раствор для их соединения

Шамотная штукатурка благодаря своей фактуре подходит для современного дизайна интерьеров как самостоятельный художественный инструмент – можно заметить, что её применяют не только для удаления неровностей, но и просто для оформления поверхности.

Из шамотной глины изготавливают керамическую посуду и декоративные статуэтки

Если добавить в шамотную глину добавки, в число которых входит вода, влагоудерживающие реагенты и пластификаторы, то она станет податливым материалом для ручной лепки. Из такой смеси можно вылепить не только статуэтку или декоративную фигурку, но и художественно оформить рамку или небольшой предмет интерьера, который можно будет обжечь в печи. Чем выше температура запекания, тем темнее и хрупче получаются фигуры. После запекания их можно покрыть глазурью и расписать.

Состав шамотной глины

Главный компонент шамотного глиняного раствора — обожженный каолин (шамот). Каолин — природная глина, осадочная горная порода. Это очень вязкий, пластичный материал.

Каолиновая глина состоит из каолинита. Химическая формула этого минерала — Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈. Глина содержит примеси:

• оксиды калия, магния, кальция, натрия;
• гидроокислы железа, титана и их сульфиды.

Каолинит подвергают обжигу при температуре 1300-1850 градусов Цельсия. При нагреве из формулы минерала удаляется связанная вода и получается шамот. В процессе обогащения и обжига сульфиды и гидроокислы титана и железа удаляются.

Обожженная масса частично спекается и теряет пластичность, материал после термической обработки приобретает свое главное качество — огнеупорность. Куски полученного шамота измельчают до тонкодисперсного состояния и до щебня с размером обломков 0,5-2,5 мм. В зависимости от технологии обжига получают два вида шамота:

• высокоотожженный (водопоглощение — от 2 до 10% воды);
• низкоотожженный (водопоглощение — до 25% воды).

Справка. Обычная глина содержит не только каолинит, но и другие глинистые минералы. Количество конституционной воды достигает 14%. Низкая (по сравнению с шамотом) жаропрочность обычных глин связана с их разнородным составом и большим количеством связанной воды.

Технология кладки шамотного кирпича

Первым этапом кладки шамотного кирпича, как и любого другого, является разметка будущих стен и углов.

Прежде чем приступить к кладке кирпича непосредственно на раствор, необходимо произвести так называемую сухую укладку для того, чтобы можно было подобрать кирпичи, подогнать их друг к другу и притереть. Между каждым кирпичом необходимо проверить величину зазора. Используйте для этих целей щуп.

Необходимые инструменты для кладки печей из кирпича.

Когда подготовка окончена, все кирпичи по очереди снимают и укладывают в порядке, обратном тому, который будет в окончательной конструкции.

Кирпичи необходимо размещать таким образом, чтобы верхний ряд в обязательном порядке закрывал промежутки между кирпичами предыдущего ряда. Это позволит грамотно распределить нагрузку и обеспечить прочность конструкции.

Необходимо уделять особое внимание качественной и правильной расшивке швов. В слишком заглубленный или же незаделанный шов будет попадать дождевая вода, проникая внутрь, замерзая и постепенно разрушая кладку

Для огнеупорной кладки выделяют четыре основных категории кладки с определенной толщиной швов:

• 1 категория — шов не превышает 1 мм;
• 2 категория — шов равняется 2 мм;
• 3 категория — шов равняется 3 мм;
• 4 категория — шов превышает 3 мм.

Для проверки качества выдержки шва используется щуп, чья ширина составляет 15 мм, а толщина равняется толщине шва. Такой щуп должен проникнуть в шов на глубину, не превышающую 20 мм.

В процессе кладки каждый кирпич для правильного размещения слегка подбивают рукояткой мастерка, после чего их необходимо выровнять.

Чтобы обеспечить ровную горизонтальную кладку, а также постоянную толщину швам, необходимо установить специальные рейки-порядовики и прикрепить к ним тонкий и прочный шнур. На этот шнур нужно ориентироваться в момент укладки самого первого ряда.

Для каждого последующего ряда шнур натягивается и закрепляется с помощью гвоздей в свежих швах.

Необходимо постоянно следить за тем, чтобы раствор распределялся равномерно. От его распределения будет напрямую зависеть качество, прочность и плотность кладки.

Чтобы кирпич схватывался с раствором быстро и прочно, необходимо смачивать его постоянно, ведь сухой кирпич, контактируя с раствором, будет активно забирать из него влагу, провоцируя потерю последним своих свойств.

Смачивают кирпич таким образом: в определенную емкость набирается вода, куда он опускается на пару секунд для того, чтобы смыть с него пыль.

Кладка огнеупорного кирпича — процесс трудоемкий и требующий ответственного подхода, однако качественно сложенная конструкция прослужит много лет.