Термин «огнеупорные смеси» относится к широкой группе кладочных, облицовочных, заливных растворов с разным типом вяжущего и наполнителя, изготавливаемых как в заводских, так и домашних условиях. К общим признакам относят выдержку значительных (от 1300 °С) температур без потерь прочности и полезных свойств, инертность и невосприимчивость к продуктам горения любых видов топлива, характерную для узкоспециализированных составов высокую стоимость. С особенностями применения и основными пропорциями замесов огнеупорных растворов нужно подготовиться заранее, каждая из них имеет свои ограничения и оптимальную область применения.
Назначение, общие свойства, особенности материала
Основной для изготовления данных смесей служат:
- Обычные и каолиновые глины.
Каолиновая глина
- Инертный наполнитель: кварцевый, формовочный песок, дробленный шамот.
Кварцевый песок
- Другие виды вяжущего: незначительные добавки портландцемента (до 10% в доле), глиноземистый цемент, известь, гипс.
Глиноземистый песок
Какие-либо горючие добавки в составе отсутствуют, приведенные компоненты измельчаются как можно мельче и тщательно дозируются. Полученные растворы являются высокоадгезивными, огнеупорными (а именно – выдерживающими прямой нагрев до высоких температур без образования трещин, потери рабочих характеристик) и эластичными. Последнее свойство обязательно для любых кладочных смесей, по условиям технологии наносимым максимально тонким слоем в пределах нескольких мм.
Применение растворов надлежащего качества исключает риски разрушения швов в топках, дымоходах, внешних корпусах печей и каминов. Помимо возведения огнестойких конструкций данные составы используются при футеровки топочного пространства, облицовке поверхностей, ремонтных работах. Отдельные марки с повышенными гидрофобными свойствами применяются при заложении дымоходов и строительстве объектов, эксплуатируемых на улице.
Пример камина
Виды смесей по составу и применению
В зависимости от типа вяжущего и инертного наполнителя выделяют:
- Простые огнеупорные растворы на основе глины, песка с размером частиц не более 1,5 мм, преимущественно используемые при возведении печей и дымоходом из обожженного керамического кирпича. Швы с такой основой выдерживают нагрев до 1100 °С, являются инертными, газонепроницаемыми. Но из-за рисков вымывания простые глиняные растворы не применяются для работ на улице.
Замес из глины
- Силикатные виды на основе жидкого стекла, кварцевого песка (как в комбинировании с другими видами вяжущего, так и без них), выдерживающие нагрев до 1200-1300 °С и наносимые тонким слоем. Лучше для заложения бытовых дровяных очагов.
Дровяной камин
- Известковые смеси, зачастую приготавливаемые своими силами на основе известкового теста, характеризующиеся хорошими показателями эластичности, прочности и непроницаемости. Такие растворы выдерживают прямой контакт с раскаленными до 500 °С газами, не боятся атмосферных воздействий, к минусам относят лишь негативное влияние выделяемых испарений.
Камины и печи во дворе
- Смеси на основе шамотных глин, кварцевого песка, дробленной крошки шамотного кирпича, широко используемые в быту, на производстве (в том числе – при футеровке промышленных печей) и без проблем выдерживающие нагрев до 1300-1600 °С. При всех преимуществах эти марки обходятся дороже остальных.
Исполнение камина на основе шамота
- Виды с комбинированным вяжущим, имеющие высокое качество и низкую цену. Помимо обычной или каолиновой глины в них вводится строго отмерянная доля цемента, гипса, извести, помолы глиноземистых материалов и их комбинации. По своим характеристикам составы данной группы лучше всего подходят для облицовки и декорирования каминов и печей, но в целом они считаются универсальными.
Облицовка камина
- Мертели – тонкоизмельченные профессиональные порошки на основе каолиновых глин и шамота, используемые для заполнения швов, связки огнеупорных изделий в топках, выдерживающие нагрев до 1700 °С.
Камин с каолиновой глиной и шамотом
Отдельные группы выделяют жаростойкие штукатурки и растворы, приготовленные на основе огнеупорного цемента. Первые представляют собой смеси тонкого помола, образующие после высыхания жаростойкие покрытия, выдерживающие нагрев в пределах 200-500 °С (большее значение не требуется из-за отсутствия прямого контакта с огнем), но не уступающие кладочным растворам в показателях проницаемости. В частности, именно они обеспечивают 100% защиту от проникновения продуктов сгорания в жилые помещения. Данная группа представлена как финишными декоративными штукатурками, не теряющими привлекательности при частных перепадах температур, так и плиточными клеями, надежно удерживающими облицовку из клинкера, керамической плитки или камня.
Растворы на основе огнеупорного цемента застывают в разы быстрее обычных глиняных, характеризуются повышенной стойкостью к влаге, коррозии. Такие смеси позволяют отойти от канонов кладки, используются при заливке современных каминов и печей с нестандартной конфигурацией. Примером такого вяжущего служат марки Kerneos SECAR 38R, ISIDAS 40, Lakka Tulenkestava, цементы с маркировкой ГЦ и ВГЦ.
Особенности кладки кирпичных печей и каминов
Данные работы начинаются с подготовки основания. При его полном отсутствии фундамент заливается цементно-песочными смесями с добавками прочного мелкого щебня, к кладке корпуса печи приступают после его затвердевания (т.е. как минимум через сутки, в идеале – через 1-2 недели). Прочные старые основания просто очищаются от рассохшихся растворов, грязи, остатков лакокрасочных материалов, пятен жира и пыли.
Подготовка старого камина
Непосредственно перед кладкой, керамический кирпич внимательно осматривается, замачивается в воде хотя бы на час, шамотный просто проверяется, очищается от пыли влажной тряпкой. Укладка изделий с дефектами не допускается, любые трещины или сколы снижают прочность швов и конструкции. Этап завершается подготовкой инструментов, емкостей, сухих смесей или компонентов, чистой воды для замеса раствора с расчетом кладки 3-4 ряда изделий за раз.
К важным особенностям кладочных работ относят:
- Ведение исключительно в теплую погоду (окружающая среда, раствор, основание, сам кирпич должны иметь одинаковую температуру выше +5°С).
- Последовательность инструкции при затворении водой смесей заводского качества, тщательную подготовку (просеивание через мелкое сито, предварительное замачивание, промывку) и контроль за пропорциями компонентов при самостоятельном замесе растворов для печей.
- Заложение тонкого шва. Рекомендуемая толщина слоя указывается производителями- в пределах 1-8 мм, не более. Оптимальным в плане прочности, экономичности расхода, стойкости к трещинам у основного массива печи или камина считается толщина в 3 мм, зоны топки – 1-3 мм. Огнеупорные растворы наносятся мастерком или шпателем, ровность кладки в обязательном порядке контролируется шнуром, подвесами и водным уровнем.
- Расшивку швов со свежим, непросохшим раствором (игнорирование этого требования делает стыки неаккуратными, после застывания смеси крайне сложно удалить).
- Наличие перерывов на набор прочности 2-5 горизонтальных рядов.
По окончании работ печь или камин оставляют в покое до набора прочности (от 48 ч до 28 дней). Введение в эксплуатацию осуществляется медленно, путем постепенного прогрева топок с перерывами на 1-2 дня. К облицовке и отделке поверхностей приступают после месяца эксплуатации, при отсутствии утечек газа или каких-либо других дефектов кладки.
Возможные последствия
Некие погрешности, естественно, допустимы, однако наплевательское отношение к изготовлению специального термостойкого раствора приводит к катастрофическим последствиям. Неправильный замес может вызвать образование сильных трещин или полную рыхлость межкирпичного соединителя. Впоследствии вы будете видеть, как вся конструкция деформируется и рушится прямо у вас на глазах.
Довольно большое количество владельцев печей, труб, мангалов и грилей, сооруженных безответственными, отвратительными мастерами, обращались за помощью. Но все, что мы могли поделать — это разобрать и заново собрать всю конструкцию полностью.
Невыносимо больно было видеть взгляд человека, который уже замариновал мясо и понял, что жарить его придется на обычном костре. Еще хуже стало в тот момент, когда он повернул голову, а внутрь построенного камина рухнула часть дымохода. Обидно было вдвойне, потому что его сломал далеко не Санта Клаус.
Сравнение смесей заводского и домашнего приготовления, за и против
К преимуществам готовых составов относят:
- Тонкий помол, тщательный контроль пропорций основных компонентов.
- Наличие специализированных (в ряде случаев – секретных) добавок, включая упрочняющую фибру, оксиды алюминия и силикаты натрия.
- Возможность приобретения как универсальных, так и специализированных марок.
- Образование аккуратных швов, покрытий, привлекательный вид.
Минусы проявляются в дорогой цене, рисках приобретения подделок или неправильно хранившихся смесей. При покупке готовых смесей для кладки печей, каминов, дымоходов обязательно проверяется состояние упаковки, наличие сертификата качества и разрешения на реализацию марки. При возведении русских печей или конструкций с нестандартной конфигурацией расчетного количества материала может быть недостаточно (не в последнюю очередь – из-за сверхтонкого помола), смеси приобретаются с запасом, что опять-таки приводит к лишним тратам. После открытия упаковки сухие готовые составы быстро теряют полезные свойства.
«Домашние» смеси уступают заводским в точности отслеживания качества и пропорций компонентов, но обходятся в разы дешевле. Самостоятельный замес оправдывает себя:
- При ограниченном бюджете работ.
- При близости карьера для добычи глины или песка, а также уверенности в их качестве.
Карьер
- При низких, средних требованиях к прочности и декоративности конструкций.
Случаи, в которых вам это пригодится
В большинстве случаев, потребность в жаростойком кирпиче возникает у владельцев частных домов или дач. Квартирные жители не нуждаются в нем, так как техника пожарной безопасности запрещает вам создавать неконтролируемый открытый огонь на территории жилого дома. Увы, построить мангал на балконе или лоджии — не самая лучшая затея.
Данный вид камня отлично послужит вам при сооружении печей для отопления дома, трубы, используемой с той же целью, стационарной установки для гриля, или же при планировке английского камина, который будет красоваться у центральной стены вашего будущего дома. Он создаст для вас комфорт и уют, который добавит вашему отдыху теплых и ярких красок. Вдобавок ко этому всему, не забывайте, что на Новый год вам будет где повесить праздничные носочки, чтобы Дед Мороз положил в них сладости для ваших детей.
Экономить на материале не стоит, потому что качество напрямую зависит от цены, а так как постройки из шамотового кирпича относятся к недешевым, то и реконструкция их будет стоить больших денег.
Рецепт раствора, который я сейчас вам расскажу, можно использовать и при ремонтных работах. Вполне возможно, что внутри конструкции может отпасть один камень, который необходимо поставить на место, используя именно такую смесь.
Рекомендуемые пропорции
К проверенным рецептам приготовления таких растворов в домашних условиях относят:
- Соединение одной части глины с одной или двумя частями кварцевого песка (зависит от степени жирности глины), после протирания через мелкофракционное сито. При высоких требованиях к прочности в раствор одновременно с остальными сухими компонентами вводится 0,3 части портландцемента с маркой не ниже М400 или поваренная соль (0,1-15 кг на 10 кг глины).
- Смешивание готового известкового теста с песком в пропорции 1:3.
Таблица пропорций
Марка цемента | Марка раствора (цементно-глиняного и цементно-песчаного), кгс/см2 | ||||
100 | 50 | 25 | 10 | 4 | |
400 | 1:0,2:3,5 | 1:0,7:6,5 | 1:1,9:12,5 | — | — |
300 | 1:0,1:2,5 | 1:0,4:5 | 1:1,3:10 | — | — |
200 | — | 1:0,2:3,5 | 1:0,7:6,5 | 1:2:16 | — |
150 | — | — | 1:0,3:4,5 | 1:0,8:7 | — |
100 | — | — | 1:0,1:3 | 1:1,5:10,5 | 1:1,8:13 |
50 | — | — | — | 1:0,2:3,5 | 1:1:9 |
Сухие глины предварительно замачиваются водой, количество впитываемой жидкости учитывается при окончательном соединение компонентов. Все используемые сырьевые материалы обязательно просеиваются, песок при необходимости промывается и хорошо просушивается. При работе с меркелями и готовыми глинами все компоненты рекомендуется смешивать в сухом виде.
Какие глины подходят для самостоятельного замеса
Вне зависимости от выбранного рецепта при приготовлении в домашних условиях в раствор вводится жирная (соединенная с песком) или средняя глина. Причина банальна – тощие разновидности не обеспечивают достаточной прочности, эластичности, газонепроницаемости и термостойкости шва.
Швы кладки
Проверить жирность используемой глины и правильность пропорций помогают простые тесты:
- Лепка шариков, лепешек одинакового размера, с последующим сбрасыванием с высоты в 1 м после высыхания (при необходимости высота увеличивается для выявления лучшего вида глины и оптимальных пропорций).
- Намазывание 3 см слоя раствора между широкими сторонами двух кирпичей с пристукиванием молотком с поднятием на 5-10 см. При высоком качестве раствор удерживает нижний кирпич все это время.
- Скатывание, сминание круглого шарика с диаметром около 4-5 см между досками. При чрезмерно высокой жирности глины шарик сминается без образования трещин, при быстром покрытии трещинами глина считается тощей, после сжатия шарика на 1/3 – нормальной.
Подготовка
Прежде чем крепить шамотный кирпич на раствор, лучше подобрать и притереть отобранные блоки посредством сухой укладки. При необходимости кирпич предварительно притесывают, чтобы добиться максимальной плотности между блоками. На этом этапе потребуется щуп для проверки необходимой величины зазоров. После пробной укладки огнеупорный кирпич снимают в порядке следования сухой кладки.
Толщина шва приемлема, если щуп в 15 мм с толщиной самого шва, входит на глубину до 20 мм.