Ювелирное обозрение

Глина – вяжущий строительный материал, который дала нам сама природа. Дефицита на этот материал не наблюдается и чаще всего глину используют для кладки печи.

В принципе, практически всякую глину можно использовать по любому назначению, все дело только в том, сколько дополнительных ингредиентов придётся добавить и насколько качественным получится конечный раствор.

Свойства глины

В общих чертах глина по своим технологическим свойствам подразделяется

Для определения качественной характеристики глины нужно взять маленький кусочек глины, хорошо размять руками, затем скатать из него колбаску. Помните, как в детстве?!

Колбаску согните дугой и теперь внимательно смотрите. Если на дуге нет явных трещин – это нормальная глина, а если трещин на опытном образце много, значит глина тощая. А настоящую жирную глину трудно согнуть в дугу, она будет ломаться.

Растворы на жирной глине

Жирная глина очень хороша в качестве гидроизолирующего материала, сырья для гончарного производства. Если из такой глины сделать кладочный или штукатурный раствор, то при высыхании поверхность будет покрываться сеткой трещин.

Кирпич, сделанный из такой глины, также потрескается при сушке и обжиге.

Для получения приемлемых эксплуатационных характеристик для кирпича и кладочных растворов в жирную глину необходимо добавлять песок, перемолотый кирпич, мел и другие необходимые добавки в требуемых пропорциях.

Перед тем, как добавить в жирную глину песок, её нужно развести водой до густоты сметаны.

Растворы на тощей глине

Растворы на тощей глине (содержащей много песка) удобны в работе, однако, при высыхании не обладают достаточной прочностью и быстро подвергаются разрушению.

Для улучшения таких растворов на этапе приготовления в них добавляется жирная глина. А если позволяют условия эксплуатации, то добавляют цемент, известь или натриевое (жидкое) стекло.

Растворы на основе нормальной глины

Наибольшее применение имеют растворы на основе нормальной глины. Они обладают наиболее оптимальными рабочими характеристиками, с ними удобно работать и при высыхании они не трескаются.

Определение типа растворов

Наиболее простой способ узнать, какой тип глины использован – это посмотреть, как раствор будет соскальзывать с мастерка.

Раствор, приготовленный на нормальной глине, будет сползать с него.

Раствор на основе тощей глины попросту стечёт, а жирная глина прилипнет к поверхности мастерка.

Более информативный (хотя и более затратный) метод заключается в нанесении пробного раствора на поверхность кирпича и последующей термообработке.

После выдержки при повышенной температуре раствор с жирной глиной потрескается, при тощей глине поверхность будет крошиться при проведении по ней пальцем. Раствор, приготовленный на основе нормальной глины, будет иметь ровную прочную поверхность.

Данный метод имеет смысл применять при кладке печей. Он даёт представление о том, как поведёт себя кладочный раствор в будущем при повышенных температурах.

Глиняные растворы для кладки печей

Если вы живёте рядом с гористой местностью, то для кладки лучше использовать гористый песок. Существует мнение, что речной песок более подходящий строительный материал, но это не так.

Дело в том, что зёрна речного песка округлой формы. Из-за этой особенности они хуже сцепляются с глиной.

Перед приготовлением раствора песок необходимо просеять через сито, а из глины выбрать мелкие камушки, веточки, корешки растений и так далее…

Потом глину следует замочить примерно на сутки в ёмкости с водой, так она станет мягкой и пластичной.

Стандартное соотношение песка и глины – 1/2 . Она часть глины -две части песка. Но, это соотношение может меняться в зависимости от жирности глины. Чем жирнее глина, тем больше песка необходимо добавить.

И последнее, помните, что готовый глиняный раствор можно оставлять только под навесом или крышей. Может пойти дождь, и раствор размоет.

Не стоит также игнорировать финансовые соображения. Глиняный замок, сделанный вокруг дома из голубой глины, купленной в аптеке, по своей стоимости будет многократно превышать стоимость дома.

Таким образом, оптимально подобранный тип глиняного раствора позволит сократить затраты и обеспечит наибольшее время эксплуатации.

При возведении печей нужно использовать особый состав на глиняной основе. Чтобы швы не растрескивались, а печь либо камин не развалились, важно правильно подобрать и замешать глину для кладки и обмазки печи.

Разновидности глины для печи

Качество состава определяется по жирности основы. По этому критерию глина подразделяется на три вида.

• Жирная является самой пластичной. Однако высыхая, она трескается и сильно уменьшается в объеме, из-за чего печные конструкции деформируются и разрушаются.
• Среднежирная – оптимальный вариант. Высыхает с умеренной усадкой, не трескается. Обладает хорошей адгезией, прочностью, жаростойкостью, гигроскопичностью.
• У тощей глины самые низкие показатели адгезии. Она суховатая, быстро покрывается трещинами, что приводит к рассыпанию кладки.

Найти качественный материал – большая удача. Хорошие глинистые слои находятся на пятиметровой глубине. В верхних пластах большое содержание песчаных примесей, гумуса. Подобный тип для печей не подойдет.

Основные составляющие

Глинистый состав различается в зависимости от добавляемых компонентов:

• глино-песчаный;
• глино-цементный;
• глино-известковый.

Печники, как правило, выбирают первый вариант. Долевые пропорции зависят от того, какую глину использовать для печи. Если она жирная, соотношение песка будет 2:1, если среднежирная – 1:1.Также при хорошем качестве глины можно обойтись без добавок.

Если не хочется вымерять компоненты, можно взять готовый состав. Мешок глино-шамотной каолиновой огнеупорной смеси «Терракот» на 20 кг стоит в среднем 250-300 рублей.

Способы удаления примесей

Из припасенной для печной укладки природной глины первым делом требуется удалить посторонние примеси. Для этого применяются разные способы.

Сухая пробивка

Самый примитивный способ. Руками выберите все лишнее – траву, камешки, мусор, крупные комья размельчите. После этого пластичный материал требуется перетереть через сито из металла с ячейками примерно 3 мм.

Метод можно сделать чуть менее трудоемким, если глину высушить. Для этого раскладывают глиняные комья на деревянном полотне и просушивают на солнце. В зимний период это делают на морозе, уложив под навесом, чтобы не завалило снегом. При малом объеме материала укладывают в помещении, на прогретой печке либо на отопительном радиаторе. Скорость высыхания зависит от размеров комьев: чем они мельче, тем скорее сохнут.

Просушенную глину пересыпьте в ящик с толстыми стенками и измельчите трамбовкой. Глиняную пыль после измельчения просеивают сквозь сито с мелкими ячейками для удаления из нее разнообразных включений: камешков, щепочек, другого мусора.

Отмачивание и отмучивание

«Сухая пробивка» – довольно трудоемкое занятие, поэтому целесообразнее глину после ручной чистки вымачивать 2–3 дня.

1. Выложите материал в большой таз пластами по 12–15 см, с обильным смачиванием.
2. Налейте воду в приблизительном соотношении с глиной один к четырем.
3. Когда масса размякнет, перемешайте бетономешалкой или с помощью других средств.
4. Протрите через решетку с ячеями 2–2,5 мм.

Отмучивание – отмачивание богатой песком глины, при котором она избавляется от примесей, становится пластичнее, жирнее. Для этого глиняную массу поместите в ведро, влейте воду в соотношении один к трем, оставьте на ночь. Поутру тщательно перемешайте, доводя до однородности. Пусть состав отстоится. Как только наверху появится светлая вода, ее нужно аккуратно слить, используя резиновый шланг.

Есть и более древний способ отмучивания:

1. В деревянной емкости просверливают по вертикали несколько отверстий с небольшим расстоянием между ними.
2. Каждое из них, перед тем как заполнить кадку жидкой глиняной массой, заглушают деревянной пробкой.
3. Песчинки и разнообразные мелкие камни выпадают в осадок первыми из-за большего веса.
4. Вслед за тем после отстаивания на дно оседают глиняные частицы.
5. Верхний слой воды понемногу становится светлее, но нужно дождаться, когда жидкость станет прозрачной. Как только граница осветленной влаги опустится немного ниже первого сверху отверстия, заглушку вынимают. Отстоявшаяся вода вытекает из емкости.
6. После появления следующего уровня отстоянной жидкости вытаскивают следующую заглушку.

Этот процесс повторяется до полного слива всей осветленной воды. Для ускорения выпадения осадка после загрузки раствора в кадку понадобится добавить горькую английскую соль – приблизительно одну щепотку на ведро. Если под рукой нет деревянной бочки, ее с успехом заменит подходящая по высоте и объему металлическая емкость. Принцип действия тот же с одним отличием – в отверстия сначала впаивают недлинные отрезки трубок, в них устанавливают заглушки.

Когда вся отстоявшаяся жидкость будет слита, жидкую глину перекладывают в широкий ящик и оставляют на солнце, чтобы выпаривалась избыточная влага. После того как подсохший материал перестанет быть текучим, периодически помешивают его лопатой. Как только масса станет по текстуре схожей с густым тестом и перестанет липнуть к ладоням, ее накрывают полиэтиленом либо клеенчатой тканью и хранят до начала печных работ.

Пропорции и замешивание раствора

Помимо очистки перед замешиванием глину для кладки печи необходимо подготовить. Материал выкладывается в оббитый металлом ящик либо бочку, заливается водой так, чтоб жидкость закрывала его целиком. Если есть большие комки, их нужно заблаговременно разбить на более мелкие фрагменты. Все хорошенько перемешивается и оставляется на пару суток. Глина выдерживается не меньше пяти суток с постоянным добавлением воды. После этого раствор необходимо вновь перемешать и через сито перелить в иную емкость.

Глиняный состав должен быть пастообразной консистенции, без примесей. Если по прошествии 48 часов в массе попадаются небольшие комочки, ее нужно снова перемешать, разбить все уплотнения и выдерживать еще сутки.

После подготовки можно приступать к приготовлению раствора. Если замешивают глину с песком, последний засыпается в подготовленную емкость, потом выкладывается пластичный материал, и поверх нее снова насыпается песчаный слой. Для перемешивания компонентов применяется лопата. Если вверху проступает влага, добавляют чуть-чуть песка. В чересчур сухой состав требуется долив воды. Раствор можно считать готовым, если он станет неспешно съезжать с лопаты и приобретет однородность.

Если основа среднежирная, можно не добавлять песочный компонент. Пошаговая инструкция по разведению глины без песка для печки своими руками:

1. Материал выкладывается на деревянный помост пластами, смачивается каждый слой.
2. По достижению высоты 30–35 см масса перемешивается. Для этой цели нужно пошлепать по верхнему пласту тыльной частью лопаты.
3. Замес продолжается, пока не сформируется однородная субстанция.

Проверить, верно ли приготовлена кладочная глина для печи можно так: на красный кирпич нанесите тоненький слой, поверх положите еще один блок и оставьте на час-другой. Если при поднятии верхнего кирпича нижний не свалится, можно использовать состав для сооружения печки. Глина схватывается достаточно долго, можно замешать сразу нужный объем связующего состава. На выкладывание 50-кирпичной печки для бани потребуется приблизительно 20 литров, а для постройки русской печи больше на 15–20 процентов.

При возведении отопительного агрегата потребуется не только глина для кладки печей, но и особая штукатурка для обмазывания стенок. Можно сделать простой глинистый раствор, но лучше смешать пластичный материал с известкой, либо прибавить песчаный, цементный компонент. Процедура изготовления таких составов почти аналогична замешиванию кладочной смеси.

Как развести глину для замазки печи:

1. Сухая основа размалывается и замачивается.
2. Вносится песок с известкой либо цементом. Пропорции среднежирной глины с песком и известкой 1:2:1. При включении цементного порошка нужно исходить из количества песчаного компонента в пропорции 1:3.
3. Чтобы штукатурный слой был прочнее, можно добавить асбест, стекловолокно, пеньку либо солому в соотношении 1: 2:0,1 (глина/песок/добавки).

При включении в глинистый раствор дополнительных ингредиентов, они поначалу смешиваются друг с другом, и только потом с предварительно отмоченной глиной.

Проверка качества раствора

Первое тестирование проводится перед приготовлением глины для кладки печи. Чтобы раствор вышел качественным, нужно точно выявить жирность глины. Он этого будет зависеть, какие дополнительные составляющие потребуются.

Насколько жирная глина для печки выявляется следующим образом:

1. Небольшое количество глины – приблизительно 1 кг – тщательно очищают одним из описанных методов и отмачивают несколько дней.
2. Полученную массу разделяют на пять одинаковых частей. К первой ничего не прибавляют, вторую смешивают с 25 процентами просеянного песка, третью с 50 процентами, четвертую с 75 процентами и пятую со 100 процентами.
3. Каждую из частей замешивают раздельно. Если надо, добавляют немного воды до достижения пастообразной структуры. Определить готовность раствора можно руками. Если не пристает, смесь считается готовой.
4. Полученный материал проверяют на пластичность. Каждую из пяти частичек скатывают в шарик небольшого размера и сплющивают в лепешку. Все получившиеся образцы помечают этикетками, на которых указаны пропорции песка, и отправляют сушиться. На высыхание фрагментов потребуется 2–3 дня.
5. Тестируют получившиеся образцы. Лепешка не должна быть надтреснутой и разрушаться при сжатии. Если бросить ее на пол, она должна остаться целой. По итогам такого тестирования выявляется верная пропорция песчаного и глиняного компонентов.

Можно провести тестирование на жирность и пластичность и по-иному. Скатайте шарики диаметром около 3 см, каждый разместите между двумя тщательно оструганными досочками. Аккуратно, плавно надавите на верхнюю из них, проверьте состояние шарика. Если он сразу растрескался, составу не хватает жирности. Если трещинки произошли при половинном сжатии, смесь излишне жирная. При правильной пропорции компонентов большая часть образца сплющится, но не разрушится.

Дополнительно печная глина тестируется и перед самим применением. Лучше переделать раствор, чем тратить время на возведение печки, которая рассыпется. Для проверки состав зачерпывают рукой и растирают пальцами. Качественный связующий раствор должен быть скользким и маслянистым. Опытные печники выявляют готовность состава на слух при замешивании. Правильно сделанная смесь «шепчет» – издает своего рода шуршащий звук, и отстает от лопаты. Также можно опустить мастерок в смесь, вытянуть его, а затем перевернуть. Если налипнет толстый слой, состав излишне жирный, нужно разбавить песком. Если пласт раствора отпадет, есть избыток песка, надо добавить чистой глины.

Глиняный раствор хранится довольно долго, если в него не был добавлен цементный порошок. Если готовую смесь накрыть клеенкой или полиэтиленом и поставить под навес, его можно будет использовать примерно три месяца. При правильном подборе компонентов и замесе печка прослужит долгие годы.

Печи из кирпича, несмотря на несколько веков применения и развитие новых технологий, не утратили популярности и сегодня, особенно в сельской местности. Кирпичная печь – сложное отопительное сооружение, внутренний объём которого состоит из нескольких зон, подверженных воздействию высоких температур разных диапазонов. Но даже в наименее нагреваемых отсеках очень важны прочность, герметичность корпуса печи и дымохода, так как утечка продуктов сгорания в помещения угрожает жизни жильцов отравлением или пожаром.

Материалом изготовления каменных печей является кирпич двух видов – жаростойкий и обычный красный, укладываемые на раствор определённого состава (в зависимости от зоны отопителя). Русская, голландская или шведская печь – сооружения массивные, и расход материалов на их возведение значителен. При этом затрат на приобретение кирпича не избежать, но можно сэкономить на кладочном растворе – не покупать готовые термостойкие смеси, соблазнившись обманчивой дешевизной, а готовить их самостоятельно.

Прочность и однородность кирпича контролируется производителем при изготовлении, поэтому редко подвергаются сомнению. А вот качество самодельного раствора – второго по значимости материала при возведении печи зависит от характеристик составляющих и правильности изготовления.

Рассмотрим подробнее печные кладочные растворы, и какой должна быть глина для кладки печей.

Виды глиняных растворов для печей и каминов

При кладке печи, в зависимости от температурного режима выстраиваемой зоны, используется несколько видов раствора:

• 1200-1300 0 С — глиняно-шамотный и цементно-шамотный;
• 1100 0 С — глиняно-песчаная смесь;
• 450-500 0 С — известково-песчаный;
• 220-250 0 С — цементно-известковый;
• диапазон атмосферных температур (печной фундамент) — цементно-песчаная смесь.

Из перечисленных кладочных растворов глина или изготавливаемый из неё шамот входят в состав трёх смесей: глиняно-песчаной, глиняно-шамотной и цементно-шамотной).

Рассмотрим эти важные компоненты печных смесей для кладки.

Глиняные составляющие растворов для кирпичных отопителей

Глина – осадочная горная порода мелкозернистой структуры, образующим веществом которой является каолинит, состоящий из смеси оксидов кремния (47%), алюминия (39%) с водой (14%). Название каолиновая происходит от китайской местности Каолин, где впервые была обнаружена такая глина белого цвета. При наличии в каолиновой глине ионов железа различной валентности цвет этого материала может быть и другим – жёлтым, красным, коричневым, синим, зелёным, но на физических свойствах это мало отражается. В сухом состоянии глина представляет собой комкообразный материал из фракций различных размеров, при смешивании с водой образует пластичную массу с хорошей адгезией.

Глиняный карьер и образец глины пластичной консистенции

Шамотный наполнитель промышленного изготовления и расфасовки

Степень спекания глины зависит от величины (или) и продолжительности высокотемпературного воздействия, что обуславливает подразделение шамота на:

• низкожжённый — температура обжига 600-900 0 С, водопоглощение до 25 %;
• высокожжённый – у обычного обжиг при 1300 0 С и водопоглощение менее 5%, у особокачественного – при 1500 0 С с получением водопоглощения менее 2%.

Важно! Усадка растворов с применением низкожжённого шамота составляет до 16%. Однако, пористость таких растворов после отверждения гораздо ниже, чем у смесей с высокожжённым наполнителем, так как разница в усадках низкожжённого шамота и связующего (глины) очень мала. Поэтому для получения жаростойкого кирпича низкой пористости, высокой прочности на сжатие и излом используют низкожжённый шамот, а для кладочных растворов – высокожжённый.

Характеристики глины для печных смесей

Основным характеризующим параметром этого материала является жирность, объединяющая в себе степень пластичности, прочность, водостойкость, а также адгезию до и после отверждения.

В природе глина бывает трёх видов — тощая, средней жирности и жирная, чётких границ между которыми нет.

Принадлежность материала к одному из видов определяется путём простых механических манипуляций, наиболее точная из которых выполняется следующим образом.

Приблизительно полкилограмма глины замешивается водой до однородной тестообразной консистенции, после чего из полученной массы формируют шар диаметром приблизительно 5 см.

Шар помещают между двумя кусками стекла, которыми медленно его сдавливают, наблюдая за образованием трещин на глине:

• разрушение шарика в начале сдавливания говорит о низкой жирности – глина тощая;
• появление тонких трещин после уменьшения диаметра образца на 1/3 от первоначальной величины свидетельствует о том, что глина нормальной жирности;
• если трещины появились только при сдавливании шара до половины диаметра – масса высокой жирности.

Определение жирности глины сдавливанием: слева – жирная, справа – нормальная.

Основным фактором, влияющим на жирность глины, является процентное весовое содержание в ней песка:

• от 15 до 30% — тощие;
• от 5 до 15% — средней жирности;
• до 5% — жирные.

Изготовление глиняных кладочных растворов

Тот или иной вид печной глиняной смеси, приобретённый в магазине, готовится согласно инструкции на упаковке, здесь вопросов не возникает.

Если же принято решение использовать для кладки печи самодельный раствор, то основных условий, от которых зависит качество приготовления смеси, два – правильная подготовка компонентов и соблюдение пропорций составляющих.

На примере глиняно-песчаного раствора рассмотрим предварительные операции и правила замеса.

Используя данные этой таблицы за основу, можно добиться высокого качества кладочного раствора, чуть корректируя пропорции с привязкой к параметрам используемых компонентов.

Заготовленную для печи природную глину необходимо очистить от посторонних примесей – вручную удаляется всё постороннее (остатки растений, камни, мусор), а крупные комки разбиваются. Затем массу протирают через металлическую сетку с ячейкой формата приблизительно 3 мм.

Такая «пробивка всухую» — процедура трудоёмкая, поэтому рациональнее очищенную вручную глину предварительно замочить на 2-3 дня в жестяном корыте – уложить слоями по 12-15 см, обильно их смачивая, затем покрыть водой всю закладку (приблизительное соотношение: 1 часть воды на 4 части глины). Через 2 дня тщательно перемешать ногами или мешалкой и протереть через сито с ячейкой 2-2,5 мм.

Способы замочить глину

За время замачивании готовится песок. Шамотный песок подготовки не требует, разве что просеять, если приобретался россыпью. А речной песок необходимо просеять через сито с ячеей 1-1,5 мм, затем промыть проточной водой в ёмкости до исчезновения мути и выложить на чистой наклонной плоскости, чтобы максимально удалить остатки влаги.

Строгого соотношения объёмов этих компонентов не существует, так как в любой глине изначально в каком-то количестве присутствует песок. Поэтому пропорция может быть от 1:2 до 1:5, в идеале глина должна лишь заполнить пустоты в растворе между песчинками.

Чтобы иметь приблизительное представление по объёмному соотношению компонентов, ведро на 1/3 часть заполняют глинистой суспензией по её готовности, а затем досыпают по кромку песок. Материалы тщательно перемешиваются в любой ёмкости до нужной консистенции с добавлением необходимого количества воды. Готовность смеси для кладки печи проверяют следующим образом – она должна удерживаться на мастерке после переворота его плоскости на 180 0 и соскальзывать с неё при отвесном положении.

Тестирование готовности глиняно-песчаного раствора

Протестировав таким способом раствор, получают приблизительное объёмное соотношение компонентов.

Глиняно-песчаный раствор применяется в зонах печи с температурой до 1000 0 С. Полная или частичная замена речного песка на шамотный позволяет использовать смесь для кладки топки с температурой эксплуатации до 1800 0 С, в том числе, в местах прямого контакта с пламенем.

Важно! Глиняные растворы без применения цемента позволяют разобрать кирпичный отопитель после отверждения и собрать его заново без разрушения элементов.

Более наглядно ответ на вопрос, как приготовить раствор для кладки печи, дан в этом видеоролике:

Заключение

Доступность глины в природных условиях не означает её примитивность как строительного материала – растворы на основе этого минерала, приготовленные правильно, служили в каменных отопителях столетиями. Поэтому применение смесей на основе глины – признак профессионализма печника, а не повод для скепсиса.