Качественная глина для кладки печей — одно из важнейших условий надежности и долговечности будущей отопительной конструкции. Глину можно приобрести в специализированном магазине или добыть своими руками. Но в любом случае необходимо не только уметь правильно его выбрать, но и правильно подготовить к кладочным работам.
Глина для выпечки
Есть много разных видов глины, и не все они подходят для кладки печи. Поэтому стоит разобраться, из чего состоит это вещество, какими качествами оно должно обладать, чтобы его можно было использовать для строительных работ такого типа.
Что из себя представляет глина?
Казалось бы, нелепый вопрос: каждый из нас знал это природное ископаемое с детства. Однако не все знают состав глиняных компонентов и его специфические свойства, применяемые в строительной практике.
Состав глины
Минеральные составляющие глины могут сильно различаться по процентному составу, но все ее типы обязательно содержат вещества таких групп, как монтмориллониты и каолиниты или другие слоистые алюмосиликаты. Этот вид природного материала содержит различные примеси в виде песчинок и частиц карбоната, но его основной состав — оксид алюминия — до 39%, каолинит — около 47% и вода — 14%.
Во многом состав глины зависит от способа и места ее формирования. Поэтому различают остаточные и осадочные глины.
- Остаточные глины образуются в результате размыва непластичных пород и их превращения в пластичные каолины.
- Осадочные глины образуются в результате переноса выдержанных натуральных продуктов и их оседания в определенном месте. Это могут быть глины, образовавшиеся на дне океана, моря или реки, а также в континентальной части. Морские скалы, в свою очередь, делятся на прибрежные, лагунные и платформенные.
Глина — не редкий минерал, и она довольно широко распространена по всей планете. Его можно найти практически везде, поэтому глину нельзя назвать дорогим материалом.
Добыча глины открытым способом
Основные свойства глины
Глина представляет собой микрогранулированное вещество и независимо от места образования отличается по своим характеристикам от других природных ресурсов. Благодаря своим свойствам его можно использовать не только в строительстве, но и в других сферах жизни человека.
- Глина быстро впитывает влагу и разбухает под ее воздействием, приобретая при этом водостойкость, то есть способность не пропускать воду.
- Второе не менее важное положительное качество минерала — пластичность, благодаря которой он может принимать любую форму.
- При высыхании глина приобретает высокую прочность. Благодаря этому качеству и водонепроницаемости его часто используют для устройства полов в подвалах или для создания «замков», например, вокруг колодцев или фундамента дома.
- Кроме того, очень важными качествами этого материала являются высокая адгезия раствора и его газовая плотность.
В зависимости от пропорций ингредиентов в составе глины она может иметь разную степень жирности. Вернее, он может быть худым, нормальным толстым и очень толстым.
Глина для печной кладки
Самый простой способ, конечно, купить готовую глину в оригинальной упаковке, но это не всегда оправдано
Кладочную глину уже в чистом и измельченном виде можно приобрести в специализированном магазине и использовать для приготовления раствора. При этом следует учитывать, что для кладки всего лишь ста кирпичей стандартным размером 250 × 120 × 65 мм, уложенных ровно или на «грядку», требуется 20 литров раствора, которые укладываются в два ведра.
Стандартный кирпич для кладки
На возведение всей топки в зависимости от ее размеров и модели может потребоваться от 550 до 2500 штук кирпича без учета кладки дымохода и устройства фундамента. Поэтому, подсчитав затраты на необходимое количество всех материалов, вполне можно подумать, как сэкономить хотя бы на глине и песке для раствора, тем более, что их можно найти буквально под ногами, выехав за город.
Если вы решили провести этот несложный процесс приготовления таких материалов самостоятельно, то наверняка возникнет несколько вопросов:
- Где можно копать глину и найти песок, сэкономив при этом значительную сумму?
- Как определить качество материала и его пригодность для приготовления раствора для запекания?
- Как правильно составить раствор на основе жирности найденной глины?
- Как подготовить ингредиенты для раствора?
- Как сделать правильный микс?
- Какие компоненты необходимы для раствора, помимо глины?
на эти вопросы вполне можно найти простые ответы. А начать стоит с заказа.
Как найти и подобрать глину?
Глину обычно легко найти возле любого загородного участка. Слои этого минерала не слишком глубокие, но каждый из них может иметь разный состав. Такие слои хорошо видны на крутых берегах рек или моря, а также в карьерах. Здесь вы можете увидеть, что многие слои имеют разные оттенки и плотность.
Отвалы слоистой глины на берегу водоема
Следует отметить, что даже в одном месте каждый из слоев в зависимости от состава может иметь разную жирность, поэтому при выборе подходящего материала рекомендуется брать пробы из нескольких слоев. При этом следует учитывать, что чем выше поверхностный слой, тем глина жирнее. Поэтому есть смысл сразу проверить средние слои, так как минерал должен иметь в них оптимальное содержание жира.
Нижние слои обычно содержат тонкую глину, и если вы ее откопаете, вам придется «смазать» раствор, добавив в него очень маслянистую глину. Подправить очень маслянистый состав гораздо проще: его можно вернуть в нормальное состояние, добавив песок.
Обычный глиняный раствор
Растворы с использованием глины, нормальной по жирности, обладают хорошей пластичностью, так как в ней соблюдается баланс составляющих ее веществ. При высыхании кладки эти смеси практически не растрескиваются и не дают усадки. И еще, что тоже очень важно, с ними намного проще работать.
Жирный раствор обязательно уйдет в большие трещины
Жирные растворы во влажном виде очень пластичны, и с ними тоже удобно работать, но при испарении из них влаги они начинают трескаться и рассыпаться на крупные фрагменты. Поэтому такая глина не придаст надежности и долговечности кладке.
Постные составы не отличаются по прочности и долговечности
Не рекомендуется использовать для приготовления печных растворов тонкие глинистые породы, они не пластичны и не придают прочности кладке.
Видео: Опытный печник делится секретами добычи качественной глины
Определение жирности глины опытным путем
Если глина добывается самостоятельно, ее жирность можно определить сразу на месте раскопок. Для этого нужно взять в руку горсть минерала, слегка смочить ее водой и вымесить до однородности. С органолептической точки зрения на ощупь можно почувствовать, насколько высока жирность глины. Если он станет липким и пластичным, как пластилин, значит, это жирная порода. Нежирная глина, скомканная в комок и смоченная водой, продолжит крошиться. Такой вариант материала должен быть «жирным».
Для этого материала существует несколько более точных проверочных тестов на смазку, которые необходимо использовать для выбора наилучшего варианта глины.
Первый способ
необходимо взять около 0,5 кг глины, которую разводят в 100 ÷ 130 мл воды. Масса перемешивается до однородности. Эту процедуру лучше проводить вручную, чтобы, как говорится, почувствовать однородность состава, который по окончании замеса не должен прилипать к рукам и иметь консистенцию пластилина.
Из полученной массы нужно скатать два шара диаметром 40 ÷ 50 мм. Один из них остается целым, другой скомканным в лепешку. Эти прототипы оставляют сушиться на два-три дня при комнатной температуре.
Если после высыхания на подготовленных деталях появляются трещины, это говорит о том, что глина очень жирная и при замешивании раствора нужно добавить немного больше песка, чем указано в рецепте.
Если трещины незначительные и мяч, брошенный на стол с высоты 800 ÷ 1000 мм, не раскалывается, глина имеет нормальную жирность, эта марка отлично подходит для кладочного раствора.
Второй способ
Чтобы проверить пластилин вторым способом, вам понадобится 2 ÷ 2,5 кг пластилина, который замешивают лопаткой, добавляя воду. Необходимо довести массу до консистенции пластилина, и если она продолжает прилипать к деревянному совку, глина очень жирная. При перемешивании раствора добавляется больше песка, чем необходимо по рецепту.
Глина, имеющая нормальную жирность, остается на лопатке отдельными комками, но не налипает на нее полностью.
Третий способ
Этот метод проверки пластилина на жирность считается наиболее точным. Для проведения теста берется 0,5 кг глины, которую смешивают с водой до образования густой смеси. Далее из полученной массы раскатывают шар диаметром 40 ÷ 50 мм. Затем мяч сжимают между двумя гладкими досками до появления трещин на глине. В этом случае жирность определяется толщиной коржа и типом появляющихся трещин.
- Если в глине мало жира или она тонкая, даже при небольшом сдавливании шарик рассыпется на куски.
- Если глина очень маслянистая, при сжатии до половины первоначального диаметра образуются узкие трещины.
- Если при сжатии шара на от первоначального диаметра на глине появляются трещины, значит, он имеет нормальное содержание жира и подходит для кладочных работ.
Несколько способов проверить глиняные растворы
На этом рисунке вы можете увидеть способы проверки глины на жирность:
1 — Определение пластичности минерала:
а) тощая глина с низкой пластичностью;
б) обычная глина имеет среднюю пластичность;
в) маслянистая глина, высокая пластичность.
2 — Определение пластичности «шаровым» методом»:
а) шар из тощей глины сжимается на 1/5 ÷ 1/4 диаметра;
б) глиняный шар с нормальным содержанием жира сжимается до половины своего первоначального размера.
3 — Определение жирности методом «жгутика»:
слева — метод растяжения до разрыва –
тонкий;
б) нормальный;
в) маслянистая.
4 — Справа — метод складывания вокруг скалки:
тонкий;
б) нормальный;
в) маслянистая.
При тестировании можно сразу откорректировать полученную массу, добавив в постный раствор жирную глину, а в жировую смесь — песок. Если корректировка будет происходить небольшими порциями, то следует сразу записать пропорции, а затем, выбрав лучший вариант, использовать полученные данные для замешивания большого количества материала для кладки.
Очистка глины
Проведя экспериментальные замеры и дав глиняным элементам просохнуть, можно переходить к очистке глины от гальки, корней растений и других включений, которые будут мешать нормальной работе и снижать качество швов стен.
Очистить глину можно двумя способами:
1. Измельчите и просейте глину через металлическое сито, размер ячеек которого должен быть не более 3 мм. Сухую глину измельчить сложно, поэтому весь процесс займет много времени.
Протрите глину через металлическое сито
2. Если выбран другой способ очистки — «мокрый», то перед его выполнением глину необходимо замочить и дождаться, пока она набухнет и станет мягкой. Затем полученный раствор очищают через сито с объемной сеткой с ячейками 3 мм, через которое удобно очищать глиняный раствор средней плотности.
Замачивание глины
Перед тем, как приступить к влажной уборке, глину необходимо замочить. Сразу стоит отметить, что перед замешиванием раствора глина из химчистки замачивается точно так же.
Предварительное замачивание глины
Очищенную или неочищенную сухую глину насыпают в емкость. Обычно для этого используют старые ванны или делают деревянные ящики, а затем обклеивают их металлическими накладками. Чтобы глина хорошо смочилась и облегчила перемешивание, ее покрывают слоями по 120 ÷ 150 мм, каждый из которых заливают водой и перемешивают. Верхний слой заливается водой, чтобы покрыть смешанную глину.
Пропитанную глину оставляют набухать в таком виде на период от 14 часов до одних суток. В течение этого времени его можно периодически перемешивать лопатой, при необходимости доливая воды.
Затем всю массу перемешивают, добавляют воду и снова оставляют на 14-24 часа. По истечении этого срока состав снова перемешивается и, если он состоит из натертой глины, его можно сразу использовать для приготовления кладочного раствора. Если неочищенная глина пропиталась, ее пропускают через сито в подготовленную для нее емкость.
Шамотная глина
Для некоторых участков печи, о которых пойдет речь ниже, для кладки используется шамотная глина. Вряд ли вам удастся найти эту глину в готовом виде самостоятельно, так как она производится по особой технологии, состоящей из нескольких этапов:
- Обычная пропитанная глина, обогащенная различными добавками, формуется в брикеты и сушится.
- Кроме того, есть этап варки: этот процесс происходит при температуре 1200 ÷ 1500.
- Сваренные брикеты измельчают до состояния муки для получения огнеупорной глины и до крупнозернистой фракции для получения песка.
Благодаря тому, что шамотный материал подвергается высокотемпературному обжигу, он является огнеупорным и выдерживает температуры выше 1800.
Шамотную глину нужно будет приобрести в магазине
Шамот содержит высокодисперсные гидроалюмосиликаты. В процессе изготовления этот материал благодаря спеканию и обжигу приобретает следующие характеристики:
- Гигроскопичность в среднем не превышает 7,8% от общего объема глины.
- Влажность — не более 5%.
- Огнеупорность достигает 1530 ÷ 1830˚С.
- Размер фракции от 0,005 ÷ 0,01 мм.
Особые качества шамотной глины придают раствору на ее основе высокую пластичность, а при высыхании приобретает прочность камня.
Изготовление раствора из этого материала не вызовет затруднений, так как в сухом состоянии это, по сути, обычная глина, но уже измельченная и очищенная. Поэтому работать с такой глиной приятно, а процесс замешивания состоит из следующих этапов:
- Глиняный порошок насыпают в подготовленную емкость, например ведро на 10 литров. Затем в глину наливают небольшое количество воды и хорошо перемешивают до однородной массы. При необходимости в раствор можно добавить еще немного воды, после чего дать набухнуть 2,5 ÷ 3 дня.
- По истечении этого срока в раствор еще добавляется вода и хорошо перемешивается, масса должна иметь консистенцию густой сметаны. Следует отметить, что при приготовлении этого раствора в него не страшно наливать воду, так как это легко исправить, насыпав в получившуюся массу небольшое количество сухой глины.
Помимо обычной шамотной глины, в специализированных магазинах можно найти готовые растворимые составы, которые замешиваются непосредственно перед кладкой. Используя такие строительные смеси, вам не нужно ждать целых три дня, чтобы глина набухла.
Какие растворы нужны для печи?
Не все начинающие производители печей знают, что для укладки печи используется не один, а несколько решений, так как разные участки печи имеют разную температуру нагрева.
Для укладки отдельных секций печи требуются разные растворы
На прилагаемой схеме обозначены отдельные зоны конструкции печи, в которых можно использовать разные глиняные растворы для кладки.
1 — Фундамент печи устраивается на основе цементного раствора, но вокруг него можно создать гидроизоляционный слой, этакий глиняный «замок» шириной 100 ÷ 150 мм, который необходимо хорошо утрамбовать.
2 — На фундамент укладывается гидроизоляция из листов рубероида.
3 — Первые два ряда кирпичей печи обычно кладут на цементный раствор. Иногда для придания пластичности добавляют немного извести.
4 — Кроме того, теплоизоляция устроена из листа асбеста или другого жаропрочного материала. Материал намазывают на глиняный раствор.
5 — Зона аккумулирования тепла духовки кладется на глиняно-песчаный раствор, выдерживающий температуру 500 ÷ 600 градусов — так можно нагреть эту зону.
6 — Топочная камера печи сделана из огнеупорного кирпича, а для ее кладки использован шамотный раствор, так как температура в этой зоне отопительной конструкции может достигать 1000 градусов.
7 — Источник дымохода кладут на глиняно-песчаный раствор. В этой зоне духовка нагревается до 300 ÷ 400 градусов.
8 — Дымоход, размещенный под потолком помещения, засыпается глиняно-песчаным раствором.
9 — Металлический ящик, устроенный вокруг трубы для пожарной безопасности, можно заполнить песком, керамзитом, вермикулитом или все тем же глиняно-песчаным раствором.
10 — Горловина дымохода укладывается на цементно-песчаный раствор с добавлением глины.
11 — Головка трубы, подверженная атмосферным осадкам, обычно укладывается на цементно-песчаный раствор.
Если решения будут изготавливаться самостоятельно и использоваться комплексно, вы можете сэкономить до 12-15% на их покупке%.
Изготовление растворов с использованием глины
Помимо того, что нужно будет найти, выкопать и очистить глину от примесей, следует еще знать, как правильно делать растворы для духовки.
В этой таблице представлены материалы, которые используются для кладки печей, и пропорции растворов.
| Типы решений | Глиняный раствор | Миномет | Цементный раствор |
|---|---|---|---|
| Используемые материалы | Расход ингредиентов по объему | ||
| Песок | 4 | 2,5 | 3-4 |
| Шамот | 1 | — | — |
| Обычная глина | 1 | — | — |
| Лайм | — | 1 | — |
| Цемент М400 | — | 0,5 | 1 |
Не будем останавливаться на цементном песке и известковом растворе — они не входят в содержание данной публикации. Нас интересуют только композиции на глиняной основе.
Глиняно-песчаный раствор
Как уже видно из вышеприведенной схемы, «львиная доля» площадей отопительной конструкции выкладывается на глиняно-песчаном растворе, поэтому его можно назвать основным в конструкции печи. Материалы, из которых изготовлена эта смесь, имеют достаточно доступную цену в специализированных магазинах, но их можно получить самостоятельно — в этом случае они будут стоить практически бесплатно.
Самый «популярный» при кладке печи — глиняно-песчаный раствор
Несмотря на невысокую стоимость, глиняно-песчаный раствор обладает удивительными свойствами, которые идеально подходят для строительства печей:
- Средняя плотность, что очень важно для ее расширения при нагревании.
- Термостойкость до 400 градусов.
- Максимальная плотность газа.
- Высокая огнестойкость.
- Глиняный раствор можно использовать повторно, если он не использовался для укладки топочной камеры.
- Смесь можно приготовить с запасом, так как срок ее хранения неограничен. Если со временем из раствора испаряется влага, просто разбавьте его водой и хорошо перемешайте.
- Экологичность материала, что немаловажно для использования внутри помещений.
К недостаткам глиняно-песчаного раствора можно отнести его гигроскопичность, а значит, его нельзя использовать для заливки фундамента и кладки верха дымохода, расположенного снаружи.
Как уже было сказано выше, чтобы раствор был пластичным, долго служил и с ним было комфортно работать, необходимо правильно подбирать пропорции его компонентов, которые будут зависеть от жирности глины.
- Чтобы масса была однородной, без комков и включений, набухшую глину после замачивания хорошо перемешивают бетономешалкой, лопатой или вытаптыванием.
- При перемешивании глиняного раствора в него вводят просеянный песок в заранее определенных пропорциях и при необходимости добавляют воду.
- Готовность и пластичность раствора проверяют чистым металлическим шпателем, по которому схваченная масса должна легко скользить.
- также очень важно следить за тем, чтобы смесь имела максимальную адгезию. Для проверки этого качества раствор наносится слоем 7 ÷ 8 мм на кирпич, на который накладывается и прижимается второй кирпич. В этом случае выдавливается лишний раствор, который сразу удаляется, а шов должен быть примерно 5 мм.
Кирпичам дают высохнуть на 30 ÷ 40 минут, после чего можно будет проверить качество их сцепления. Для этого необходимо снять получившуюся «конструкцию2» с верхнего кирпича и приподнять, то есть создать условия, чтобы нижний кирпич был по весу. Если нижний кирпич держится на растворе, то оптимальным считается сцепление материалов, то есть раствор качественный и подходит для кладки печи.
Контроль консистенции бурового раствора
Правильность консистенции готового раствора можно проверить, проведя следующие манипуляции:
- Смоченный водой шпатель или мастерок нужно окунуть в приготовленную массу раствора. Если раствор прилипает к нему, смесь очень жирная и ее следует «разбавить», добавив небольшое количество песка. После этого все компоненты снова смешиваются и снова проводится проверка. Делается это до тех пор, пока не будет достигнута желаемая консистенция раствора.
- Если вода появилась на поверхности готового раствора, сделанного идеальной консистенции и простояла какое-то время без перемешивания, это означает, что используемая глина имеет недостаточную жирность. В этом случае в раствор следует добавить небольшое количество глины, которая имеет повышенное содержание жира, и полученную смесь снова хорошо перемешать. При этом меняются пропорции используемых в составе ингредиентов, то есть уменьшается количество песка и раствор становится жирнее.
- Если шпатель опускается в нормальный раствор по жирности и смесь к нему совсем не прилипает, это говорит о том, что ей не хватает пластичности, а значит, в массу нужно добавлять больше жирной глины.
Видео: пример приготовления глиняного печного раствора
Глиняно-шамотный раствор
Как было сказано выше, шамотный материал обладает большей устойчивостью к высоким температурам, достигающим 1800 градусов, поэтому растворы, приготовленные с его использованием, применяют для прокладки топки, где он находится в постоянном контакте с открытым пламенем. В растворе, смешанном с шамотным песком, основным компонентом остается глина, поэтому срок его хранения также неограничен. Даже полностью высохший раствор «оживет» с добавлением воды и будет готов к употреблению.
Строительство стен из огнеупорного кирпича с использованием подходящего раствора
Для перемешивания раствора, на котором будут устроены стенки камеры сгорания, можно использовать следующие материалы:
- Это может быть шамотная глина, используемая в чистом виде или с небольшой добавкой песка.
- Обычная белая или серая глина нормальной жирности.
- Обычную слишком жирную глину можно «заточить», добавив шамотный или кварцевый песок в пропорции 1: 1 или выбрав дробные части ингредиентов.
- Если для строительства выбрана модель отопительного сооружения с умеренной тепловой нагрузкой, такая как, например, обычная варочная поверхность, голландская печь или русская печь, вполне можно использовать обычный песок для укладки подового глинистого раствора с небольшим добавление шамотного песка.
- Для печи с более высокой тепловой нагрузкой решение состоит из двух компонентов. Используется шамотный песок 70 ÷ 75% и обычная глина 25 ÷ 30%. Такая смесь замешивается так же, как и обычный глиняно-песчаный раствор:
— Обычная глина очищается и замачивается на 2,5 ÷ 3 дня.
— После этого смесь тщательно перемешивается.
— В смешанную глину постепенно добавляется песок и смесь доводится до однородного состояния и желаемой консистенции.
— Когда влага испаряется из любого глиняного раствора, она обновляется добавлением воды.
При строительстве печи целиком из шамотного кирпича лучшим раствором для ее кладки будет смесь шамотного песка и глины или полностью изготовленная из шамотной глины.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при «скромном» бюджете можно найти возможность сэкономить на ингредиентах раствора для постройки духовки. Конечно, легче будет пойти в магазин и купить все необходимое в готовом виде, но если вы хотите избежать лишних затрат, всегда можно найти такую возможность.
