Глина для печки: обзор и подготовка материала

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.

Готовые сухие кладочные составы для печей и природная глина

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.

Варианты классического стиля каменных печей

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.