На что класть огнеупорный кирпич?

На какой раствор нужно класть шамотный кирпич, чтобы конструкция не рухнула?

От автора: приветствую вас вновь, мои дорогие читатели! Сегодня хотелось бы уделить внимание вопросу, на какой раствор кладут шамотный кирпич, и для чего он вообще нужен. Сам по себе он представляет из себя своеобразную смесь шамотового порошка и огнеупорной глины. Такой синтез материалов позволяет ему выдерживать температуру до полутора тысяч градусов по Цельсию, но о преимуществах немного позже.

Неоднократно я на своей практике видел, как сооружалась огромная печь, которая использовалась в качестве мангала или гриля, и при ее монтаже был использован неправильный соединитель. Он не обладал такими же огнеупорными качествами, что приводило к полному разрушению всего сооружения. Естественно, при этом портился и кирпич, что приводило к максимально большим потерям финансовых средств клиента.

Сейчас я расскажу, как правильно и своими руками сделать качественный раствор для кладки, не прибегая к помощи профессионалов.

Особенности

Кладка огнеупорного кирпича не требует предварительной пропитки, но сразу необходимо очистить поверхности от пыли и грязи. Правильно наносить шов до 3 мм. Есть 4 категории огнеупорной кладки, которые отличаются толщиной шва:

• I — до 1 мм;
• II — 2 мм;
• III — 3 мм;
• IV — от 3 мм.

Категорию выбирают в зависимости от рассчитываемых температур. Для самого низкого градуса — самый толстый шов. Огнеупорный материал используется для полной постройки печи, также необходим для выкладки топливника и футеровки печи. К положительным характеристикам изделия относят не только прочность и долговечность, но и эстетичный вид. Точная форма блока ускоряет процесс кладки, поскольку на него хорошо садится плитка и изразцы.

Шамотный кирпич является одним из самых прочных видов огнеупорного строительного материала и может выдерживать температуру до 1000°C. Именно поэтому он используется при строительстве печей и каминов.

Для его изготовления используется так называемый порошок-шамот, который смешивается в определенных пропорциях с огнеупорной глиной, размолотой до необходимой консистенции. После этого формируются кирпичи, которые обжигаются при высоких температурах.

Возможные схемы укладки шамотного кирпича.

Шамотный кирпич имеет довольно узнаваемый вид: он обладает зернистой структурой и имеет желтовато-песочный цвет.

Существует два основных стандартных размера огнеупорного кирпича: 23х11,3х6,5 см и 23х113х6,5 см. Обусловлен такой размер тем, что именно такие пропорции являются оптимальными для того, чтобы количество швов сводилось к минимуму, а поверхность готовой кладки была максимально ровной и гладкой.

Кирпич такого вида является идеальным строительным материалом для выкладки печей, топливных камер и дымовых труб.

При покупке этого строительного материала необходимо помнить, что качественный кирпич будет издавать звук, схожий с металлическим при постукивании. После удара кирпич, изготовленный по всем требованиям, не рассыплется, а расколется на несколько кусков.

Приготовление раствора для кладки шамотного кирпича

Огнеупорная кладка проводится только на песчано-глинистом растворе или же без него совсем.

Смесь для раствора для огнеупорной кладки можно приобрести готовую. Она носит название шамотного мертеля, а можно приготовить ее самостоятельно.

Таблица соотношений компонентов раствора с учетом швов.

Шамотный мертель представляет собой специальный сухой тонкоизмельченный огнеупорный порошок. Чтобы получить готовый раствор, его достаточно смешать с определенным количеством воды, тщательно перемешивая с помощью электродрели или промышленного миксера. Его консистенция по своей густоте должна напоминать консистенцию сметаны. Готовому раствору необходимо дать время около часа для того, чтобы он настоялся.

После этого его нужно еще раз перемешать. Чтобы повысить его прочность, рекомендуется добавить в него портландцемент в пропорции около 1/6 части по соотношению со всей массой.

Главное требование к такому раствору его состав должен быть максимально приближен к составу, а также к шлако- газо- и огнестойкости огнеупорного кирпича, который будет на него класться.

Несмотря на то что использование мертеля поможет сэкономить время и силы, кладка на него, изготовленного из такого порошка, может показать нежелательно высокий уровень усадки, соответственно, лучше всего приготовить его своими руками.

Для приготовления огнеупорного раствора для кладки понадобится:

• молотая огнеупорная глина,
• шамотный песок,
• вода.

Процесс замешивания раствора несложен, но требует ответственного подхода.

Станок для резки кирпича и камня.

Огнеупорную глину необходимо замочить на срок от 12 часов до 3 дней в таком количестве воды, чтобы она покрыла глину полностью. Глину нужно периодически перемешивать.

По истечении этого срока необходимо протереть замоченную глину через сито с делением ячеек 3х3 мм.

После этого добавляется песок, который предварительно был просеян через сито с мелкими ячейками.

Идеальная пропорция раствора одна часть огнеупорной глины к двум частям шамотного песка.

Когда глина с песком будут тщательно перемешаны, нужно добавить воду. Вода добавляется небольшими порциями, а раствор постоянно размешивается. Добавлять воду нужно до тех пор, пока раствор не приобретет густую сметанообразную консистенцию.

Для того чтобы увеличить прочность раствора, можно добавить в него 100-150 г соли на ведро раствора, полмастерка цемента марки 150 или же около 3% жидкого стекла.

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.

Выбор категории кладки будет зависеть от температурного режима. Чем выше температура, тем более тонким необходимо делать шов.

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.

Требования для кладочного состава

Для классической русской печи применялся раствор, в котором учитывалось сочетание жаропрочности, повышенной теплоемкости и коэффициента температурного расширения равного с кирпичом. Изготавливался такой раствор на основе жирной глины.

Фото 1. Классическая русская печь на дровах. Оборудована дровницей и местом для приготовления пищи.

В наши дни продаются сухие готовые смеси, отдельные виды глин, другие, используемые при кладке вещества. Строительство и ремонт с их помощью упрощается. Но не все готовые строительные смеси изначально обладают нужными характеристиками, такими как:

1. огнеупорность;
2. жаростойкость;
3. газоплотность.

Огнеупорные смеси относятся или к жаростойким, или к жаропрочным соединениям, которые приспособлены к длительному контакту с огнем и могут выдерживать действие химически активных компонентов, содержащихся в продуктах термического разложения топлива.

Жаростойким называется материал, способный выдержать нагревание до максимальной температуры, при этом он сохраняет свою прочность. Его структура и форма не изменяется после охлаждения. К жаростойким материалам относится, например, шамотный кирпич. В жаростойкий раствор обязательно входит глина.

Газоплотность должна быть высокой. Дымовые газы не пройдут через швы, но при этом готовая смесь пропускает влагу, то есть печь «дышит».

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.

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.

.

Разновидности

Шамотный кирпич классифицируют на 4 группы:

1. Основной с классическим составом.
2. Углеродистый – самый огнестойкий материал, способный выдерживать максимальный нагрев. В состав такого включают большое количество графитового кокса или измельченного графита.
3. Глиноземный имеет в составе особые породы глины;
4. Кварцевый включает в себя кварцевый песок или песчаник. Изделием выкладывают участки конструкций, соприкасающиеся с огнем. Например, внутренние стенки каминов, дымоходы, печи.

Как выбрать шамотный кирпич: размеры и формы изделий столь разнообразны, что из них можно выложить конструкцию любой формы и периметра.

Нет единственно правильных размеров огнеупорного кирпича:

• Длина может составлять 230, 250, 300, 460, 600 мм.
• Ширина – 114, 124, 150, 230;
• Высота – 40, 45, 55, 65, 75, 90 мм.

Наиболее часто применяют 230 × 114 × 65 мм и 250 × 124 × 65 мм.

Виды смесей

Ассортимент готовых кладочных составов способен удовлетворить любые запросы мастеров, осуществить креативные идеи заказчиков. Единственный момент, к которому нужно морально подготовиться – это суммарная стоимость огнеупорной печной смеси, требуемой для возведения всей конструкции.

Цена за одну пачку вполне доступна, но с учетом немалого количества, которое потребуется на всю кладку: от фундамента до трубы денежные затраты будут заметными.

Можно сделать растворы самим, только для этого нужно разобраться в сути вопроса, рассмотреть виды смесей, необходимое исходное сырье.

При обсуждении характеристик применяют термины, не являющиеся синонимами:

• жаростойкий;
• жаропрочный;
• огнеупорный.

Жаростойкая масса хорошо выдерживает нагревание до высоких температурных значений, последующее остывание, не претерпевает никаких структурных деформаций, успешно выдерживает большую статическую нагрузку.

Жаропрочные смеси стойко выдерживают термические нагрузки, способны переносить не только статический вес, но и динамические умеренные воздействия от работающих рядом механизмов.

Огнеупорные составы сочетают эксплуатационные качества стойких и прочных к жару смесей, проявляют при этом абсолютную инертность к выделяющимся продуктам горения любых видов топлива.

Обычные растворы, используемые при проведении общестроительных работ, совокупностью указанных качеств не обладают, поэтому для изготовления печей и каминов их использовать нельзя.

Глиняные огнеупорные составы

Глина у нас есть практически везде, главное – выбрать подходящий по составу вид. Брать глиняную смесь для кладки печи или камина у огородников не стоит, так как в ней содержится много органических отходов. Делать глубокие раскопки владельцы участков не будут.

Качество глины главным образом определяется содержанием и соотношением двух оксидов: алюминия и кремния.

Незначительное количество примесей, присущих конкретному пласту, придает специфическую окраску, не принципиально сказываясь на потребительских параметрах.

Большое значение для основного качества глины – жирности имеет массовая доля в ней песка. Сырье с большим количеством песка называется тощим, с минимальным содержанием – жирным. Для укладки печей лучше всего брать глину со средними значениями жирности. Высокожирное сырье после полного высыхания может приводить к появлению трещин, маложирная глина обладает малой прочностью.

Глиняные термостойкие составы обойдутся недорого, вполне пригодны по всем качествам для прогревания кладки до 1100 ℃, обладают полной инертностью к продуктам горения, обладают абсолютной газонепроницаемостью. Смесь удобна в работе тем, что не схватывается мгновенно, а постепенно высыхает в удобном для работника режиме.

Для приготовления огнеупорного раствора придется отработать навыки, что вполне удается сделать большинству даже начинающих мастеров. Масса удобна тем, что пригодна к использованию долгое время, даже после полного высыхания. Достаточно две части песка соединить с одной частью глины, добавить воду, дать размокнуть всем компонентам, хорошо перемешать и огнеупорный раствор можно укладывать. Способность изменяться под действием воды, не позволяет класть уличные печи на глиняных растворах.

Известковая огнеупорная смесь

Чтобы приготовить смесь для кладки печи, нужно взять очищенную гашеную известь, которую иногда называют кипелкой. Если таковой не окажется рядом, можно использовать негашеную известку и добавить воду до стадии полного окончания выделения пузырьков газа. Затем к одной части известковой массы добавляют три части песка.

Кладки печей на огнеупорных известковых смесях обладают большой механической прочностью, выдерживают контакт нагретых до 500 ℃ газов из топки, не пропускают их, могут использоваться для работы на улице потому, что совсем не реагируют на действие воды. Известковый состав долго держать нельзя, его нужно использовать максимум в течение 3 дней.

Цементно-известковая

Состав из цемента и гашеной извести, предназначенный для кладки печей, стоит дороже, чем однокомпонентная огнеупорная известковая масса, он обладает большей прочностью. Раствор устойчив к действию выделяющихся газов, имеющих температуру до 250 ℃, не реагирует с ними. Однако, в небольших количествах, не представляющих опасности, может пропускать газообразные продукты в окружающую среду.

Огнеупорный материал с цементной добавкой рекомендуют для укладки фундаментов под печи, использовать его нужно сразу после замешивания, не допуская выдерживания раствора более 1 часа.

Глиняно-шамотная

Добавление к обычной глине шамотных видов увеличивает стойкость кладочных швов к высоким температурам, достигающим 1300 ℃.

Все остальные показатели смеси в точности соответствуют характеристикам огнеупорных растворов из обычной глины. Но учитывая стоимость добавленного шамотного сырья, конечная цена смеси будет ощутимой для потребителя.

Цементно-шамотная

При смешивании огнеупорного шамотного сырья с цементом получают смеси, сочетающие лучшие характеристики всех предыдущих составов. Масса после застывания образует прочный, жаростойкий шов с хорошей огнеупорностью, вполне достаточной для топки среднестатистической печки. Кладочная связывающая прослойка не проницаема для газов.

Работу с шамотовой смесью, включающей цемент, нужно проводить быстро, потому, что полученная масса пригодна только в течение первых 40 минут. Соотношение компонентов в каждом конкретном случае определяется мастером, исходя из особенностей сырья и конструкции печи.

На какие параметры влияет смесь для кладки кирпичей

Некачественная или несоответствующая условиям эксплуатации смесь может стать причиной очень неприятных последствий. Печь или придется постоянно ремонтировать, или полностью переделать с учетом допущенных ошибок.

Как проявляется некачественная кладочная смесь?

1. Трещины в швах кладки. Быстрее всего они обнаруживаются в местах максимального нагрева. Наличие щелей свидетельствует, что прочность печи существенно уменьшилась.
2. Дым попадает в помещение. Очень опасное явление, требует немедленного устранения. В зиму печь не разбирают, приходится весь сезон периодически заделывать трещины раствором. Через несколько дней он выпадает, и процесс требуется повторять.
3. Кирпичи шатаются. Такие последствия обнаруживается около дверок топки. Тяжелые чугунные конструкции связаны с кирпичами. Если у них недостаточно прочности, то во время открывания/закрывания дверки сильно шатаются. С такой проблемой можно дотянуть до тепла, но пользоваться топкой надо очень осторожно и аккуратно.

Приготовление раствора для кладки шамотного кирпича

Огнеупорная кладка проводится только на песчано-глинистом растворе или же без него совсем.

Смесь для раствора для огнеупорной кладки можно приобрести готовую. Она носит название шамотного мертеля, а можно приготовить ее самостоятельно.

Таблица соотношений компонентов раствора с учетом швов.

Шамотный мертель представляет собой специальный сухой тонкоизмельченный огнеупорный порошок. Чтобы получить готовый раствор, его достаточно смешать с определенным количеством воды, тщательно перемешивая с помощью электродрели или промышленного миксера. Его консистенция по своей густоте должна напоминать консистенцию сметаны. Готовому раствору необходимо дать время около часа для того, чтобы он настоялся.

После этого его нужно еще раз перемешать. Чтобы повысить его прочность, рекомендуется добавить в него портландцемент в пропорции около 1/6 части по соотношению со всей массой.

Главное требование к такому раствору – его состав должен быть максимально приближен к составу, а также к шлако- газо- и огнестойкости огнеупорного кирпича, который будет на него класться.

Несмотря на то что использование мертеля поможет сэкономить время и силы, кладка на него, изготовленного из такого порошка, может показать нежелательно высокий уровень усадки, соответственно, лучше всего приготовить его своими руками.

Для приготовления огнеупорного раствора для кладки понадобится:

• молотая огнеупорная глина;
• шамотный песок;
• вода.

Процесс замешивания раствора несложен, но требует ответственного подхода.

Станок для резки кирпича и камня.

Огнеупорную глину необходимо замочить на срок от 12 часов до 3 дней в таком количестве воды, чтобы она покрыла глину полностью. Глину нужно периодически перемешивать.

По истечении этого срока необходимо протереть замоченную глину через сито с делением ячеек 3х3 мм.

После этого добавляется песок, который предварительно был просеян через сито с мелкими ячейками.

Идеальная пропорция раствора – одна часть огнеупорной глины к двум частям шамотного песка.

Когда глина с песком будут тщательно перемешаны, нужно добавить воду. Вода добавляется небольшими порциями, а раствор постоянно размешивается. Добавлять воду нужно до тех пор, пока раствор не приобретет густую сметанообразную консистенцию.

Для того чтобы увеличить прочность раствора, можно добавить в него 100-150 г соли на ведро раствора, полмастерка цемента марки 150 или же около 3% жидкого стекла.

Огнеупорный раствор: процедура создания смеси своими руками

Альтернативой готовым смесям является создание песчано-глиняного раствора своими руками. Однако для его создания обыкновенные материалы, распространенные в наших широтах, категорически не подходят. Аналогичная огнестойкая смесь состоит из следующих материалов:

• огнеупорная глина;
• шамотный песок;
• вода;
• цемент или соль.

Шамотная глина — один из наиболее качественных огнеупорных материалов, а песок является также некоторой ее разновидностью, только имеющей гораздо более мелкую структуру. Использование обыкновенного песка и глины не позволит добиться оптимальных характеристик раствора, и в результате его применения покрытие начнет трескаться и деформироваться. Поэтому использование специального материала является крайне важным условием, гарантирующим качество и надежность постройки. Толщина ее стенок может состоять из одного кирпича, и конструкция уже сможет обеспечить оптимальный нагрев помещения.

Раствор для кладки шамотного кирпича создается в пропорции 1:2, т. е. одна часть глины и две равноценных составляющих песка. Непосредственно перед использованием глину необходимо замочить в воде примерно на сутки для того, чтобы она размокла и стала более пластичной. Смешивать все компоненты следует до получения консистенции густой сметаны, которая является оптимальной, а стена, возведенная при помощи подобного раствора, будет отличаться высокой огнестойкостью и прочность.