Раздел 4-12.

1. Стройматериалы для кладки печей.

1.1. Основные стройматериалы для кладки печей и каминов.

1.1-1. Кирпич.

Обыкновенный глиняный красный кирпич 1-го сорта (ГОСТ 8426-75) - основной материал для кладки печей и каминов. Размеры кирпича 250х120х65 мм, масса- 3,5…3,8 кг. Поверхность его должна быть без трещин и отколов.

Обыкновенный красный кирпич нормального обжига подразделяется на 7 марок: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75; марка обозначает предел прочности при сжатии кгс/смг (1 кгс/см²=0,1 МПа).

1. Недожженный кирпич имеет бледно-розовую окраску. Это очень непрочный и хрупкий материал, обладающий значительным водопоглощением и поэтому нередко размокающий в воде. При простукивании такой кирпич издает глухой звук.
2. Пережженный кирпич получается в процессе обжига при температуре более 1000°С. Он имеет тёмную окраску и частично покрыт стекловидной пленкой, обычно его поверхность искривлена и покрыта трещинами. Пережженный кирпич отличается большой прочностью, он плохо поддается тёске и скалывании, слабо связывается с раствором. Такой кирпич называют пережогом или железняком.
3. Для кирпича нормального обжига, изготовляемому при температуре 800…1000°С, характерен красный цвет. Такой кирпич легко колется и тешется, а при падении он разбивается на крупные части.

 

1.1-1.2. Тугоплавкий кирпич.

Тугоплавкий кирпич изготовляют из тугоплавких глин, обладающих повышенной огнестойкостью и прочностью. Он способен выдерживать температуру 900…1000°С.

 

1.1-1.3. Огнеупорный кирпич.

Огнеупорный кирпич выпускают размерами 250х123х65, 230х113х65 и 225х225х70 мм. Изготовляют его путём смешивания и обжига шамота, порошка, получаемого из обожжённой размолотой огнеупорной глины и огнеупорной глины.

Огнеупорный кирпич используют для футеровки топливников печей, каминов и других генераторов тепла при сжигании природного газа, антрацита и жидкого топлива. Он обладает повышенной огнестойкостью и прочностью, шамотный кирпич класса А выдерживает температуру до 1600°С.

 

1.1-1.4. Целый одномерный кирпич.

Целый одномерный кирпич, получаемый от разборки старых зданий, после тщательной очистки от глиняного и цементного растворов пригоден для кладки печей.

 

1.1-1.5. Малый кирпич.

Малый кирпич (межигорка), сохранившийся от разборки печей, применяют не только для кладки массива, но и для футеровки топливника. Его следует предварительно отобрать, чтобы в кладку печей не попал пережженный или закопченный кирпич.

Межигорку, на поверхности которой остались следы отложении сажи, используют для кладки свода, устройства внутренних перегородок (дымооборотов), футеровки топливника, а также для заполнения румп печных изразцов.

 

1.1-1.6. Бутовый камень.

Бутовый камень (ГОСТ 22132-76) представляет собой крупные куски различных горных пород (гранита, известняка, песчаника и др.) правильной и неправильной формы.

Различаются следующие его разновидности: рваный, булыжник округлый гладкий, постелистый (имеет 2 примерно параллельные постели, длина и ширина которых больше высоты камня), бутовая плита (камень с 2 параллельными постелями).

 

1.1-1.7. Песок.

Природный песок (ГОСТ 8736-77**), образованный в результате разрушения горных пород, используют в качестве мелкого заполнителя (размер зерен - 0,15…5 мм) для приготовления бетона и строительного раствора.

В растворных смесях для кладки печей и каминов применяют горный песок с наибольшим размером зёрен 1 мм, имеющий угловатую форму и шероховатую поверхность частиц. При таком строении частиц получается максимальное сцепление между пленкой глины и отдельными песчинками.

Это значительно увеличивает прочность швов кирпичной кладки, которые при усыхании почти не изменяются в объёме и кладка становится более плотной.

Песок, добавляемый в растворы для кладки печей, должен быть чистым, без примесей.

Примеси ила, извести, земли и других загрязняющих веществ отрицательно влияют на вяжущие свойства раствора.

Поэтому загрязненный песок предварительно промывают и очищают, просеивая через сито или металлическую сетку с отверстиями размером 1…1,5 мм.

 

1.1-1.8. Глина.

Глина обыкновенная или красная- основной вяжущий материал, используемый при изготовлении раствора для кладки массива печи и камина, дымовых каналов и частей дымовой трубы, расположенных под крышей здания.

Прочность и качество кладки в значительной степени зависят от жирности, пластичности, усушки, максимальной температуры плавления или спекания глины.

Жирность глины приближенно определяется по объёмной массе и количеству примесей песка:

• при объёмной массе 1300…1400 кг/м³ глина считается жирной,
• при объёмной массе 1450…1500 кг/м³- средней,
• при объёмной массе 1500…1600 кг/м³- тощей.

Жирная глина содержит в примесях 2…3% песка, средняя- около 15%, тощая- около 30%.

Чистую от примесей глину применяют для изготовления огнеупорных изделий.

Пластичность глины зависит от количества примесей, размера частиц глиняного вещества, водопоглощения и других факторов.

В процессе усушки глина средней пластичности уменьшается в объёме на 6…8%, тощая- менее чем на 6%.

В печном деле глину используют в виде растворов. Для растворов, применяемых при кладке различных частей печи, используют обыкновенную, тугоплавкую и огнеупорную глину.

 

1.1-1.9. Цемент.

К цементам, применяемым для приготовления строительных растворов и бетонных смесей, относятся портландцементы, пуццолановые портландцементы, шлакопортландцементы, безусадочные и расширяющиеся цементы, глиноземистый цемент и др.

В печных работах применяется главным образом портландцемент, который является продуктом тонкого помола клинкера, получаемого путём обжига до спекания смеси известняка и глины (ГОСТ 25328-82).

При твердении цементы приобретают различную механическую прочность, кгс/см², определяющую их марку: 300, 400, 500, 600.

Согласно ГОСТ 23464-79, цементы бывают высокопрочными (марки 550, 600 и выше), повышенной прочности (марка 500), рядовыми (марки 300 и 400) и низкомарочными (ниже марки 300).

Марка цемента зависит от тонкости помола. По сравнению с такими вяжущими веществами, как известь и глина, цементы быстро схватываются.

Начало схватывания их наступает не ранее чем через 40…45 мин, а конец- не позднее 12 час.

 

1.1-1.10. Известь.

Известь изготовляют путём обжига известняков в специальных вращающихся или шахтных печах. После обжига получается негашеная известь (комовая или известь-кипелка).

Гасят известь при поливании её водой. В процессе гашения известь как бы кипит, рассыпаясь на мелкие части, и заметно увеличивается в объёме.

Негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся (не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленногасящуюся (более 25 мин).

Гидравлическую строительную известь используют при изготовлении строительных растворов для кладки и оштукатуривания во влажных эксплуатационных условиях. Применяют её также для получения бетонов низких марок и производства известково-пуццолановых и известково-шлаковых вяжущих веществ.

 

1.1-1.11. Строительный гипс.

Строительный гипс- это вяжущее вещество, которое твердеет на воздухе. Его применяют для производства гипсовых и гипсобетонных изделий, а также для приготовления штукатурных растворов.

В печном деле гипс применяют только для оштукатуривания.

1.1-1.12. Вода.

Вода, применяемая для приготовления бетонной смеси и строительного раствора вода не должна содержать примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению вяжущего материала.

Этому требованию полностью удовлетворяет обычная дождевая или питьевая вода.

Для проверки пригодности воды выполняют её химический анализ. При больших масштабах строительства пригодность воды проверяют сравнительными испытаниями прочности образцов, изготовленных на исследуемой в чистой питьевой воде.

Образцы выдерживают во влажной среде не менее 60 суток и затем испытывают на прочность. Прочность испытываемых образцов должна быть равна прочности образцов, затворенных на обычной питьевой воде.

Допускается также использовать воду для затворения растворов, если прочность испытываемых образцов ниже прочности образцов, затворенных на качественной воде, не более чем на 10% (ГОСТ 23732-79).

 

1.1-1.13. Бетоны.

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущего, заполнителей и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок для её формирования и твердения.До формирования такую смесь называют бетонной.

Твердение бетона- это результат сложных физико-химических процессов, происходящих между вяжущим материалом и водой. Заполнители (щебень, гравий, песок) в этих процессах не участвуют.

Вяжущие материалы (цемент, известь, гипс) после затворения водой образуют пластично-вязкую массу, которая, затвердевая на воздухе или в воде, связывает между собой зерна заполнителей и образует искусственный каменный материал.

В печном деле бетон применяют для возведения фундаментов под печи, камины н коренные трубы.

Лёгкие бетоны (керамзитобетон, перлитобетон и др.) используют для утепления дымовых и вентиляционных каналов, выполненных из асбестоцементных труб.

Из жароупорного (жаростойкого) бетона изготовляют блоки для сборно-блочных печей, стен дымовых и вентиляционных каналов, противопожарных разделок и перекидных рукавов.

Этот бетон выдерживает температуру до 1800°С.

 

1.1-1.14. Заполнители для бетонов.

В состав тяжелых бетонов входят крупные и мелкие плотные заполнители, а иногда только мелкие (в мелкозернистом бетоне).

В качестве крупных заполнителей (размер зёрен более 5 мм) применяют щебень из естественного камня насыпной плотностью более 1,8 г/см³, гравий и щебень из гравия, щебень из доменного шлака. Крупные заполнители должны быть фракционированными.

 

 

1.2. Вспомогательные материалы для печных работ.

Для сооружения печей, каминов, дымовых и вентиляционных каналов применяют тепло- и гидроизоляционные материалы, асбестоцементные и керамические напорные трубы, изразцы, печную проволоку и другие вспомогательные материалы.

 

1.2-1. Тепло- и гидроизоляционные материалы.

1.2-1.1. Асбест.

Он способен выдерживать длительный нагрев до температуры 450…500°С без значительной потери прочности.

Асбест обладает малым коэффициентом теплопроводности, поэтому он широко применяется в печном деле при устройстве противопожарных разделок, изоляции сгораемых стен и перекрытий, а также для изготовления несгораемых прокладок.

Его выпускают в виде листов (листовой асбест), картона, ткани и шнура (ГОСТ 1779-83, ГОСТ 2850-80*).

 

1.2-1.2. Строительный войлок

Им изолируют деревянные стены, балки и перегородки, расположенные вблизи разогревающихся частей отопительных агрегатов, дымовых труб и противопожарных разделок.

 

1.2-1.3. Толь и руберойд.

Толь и руберойд в основном применяют для гидроизоляции фундаментов под печи и камины.

 

1.2-2. Трубы.

1.2-2.1. Асбестоцементные трубы.

Асбестоцементные трубы используют в качестве внутренней облицовки дымовых и вентиляционных каналов во внутренних или наружных капитальных стенах зданий, а также для устройства приставных дымовых труб и возведения дымовых труб выше чердачного перекрытия.

Асбестоцементные трубы не ржавеют под влиянием атмосферных осадков, поэтому они не нуждаются в окраске в течение всего срока службы. Весьма низкое водопоглощение асбестоцемента делает его стойким к воздействию отрицательных температур.

При наличии устройств, предупреждающих проникновение воды в трубы (утеплений и зонтов), безопасная эксплуатация их исчисляется десятилетиями.

Асбестоцементные дымовые трубы обладают существенными преимуществами перед кирпичными. Они довольно прочны, лёгки, не имеют швов, просты в сооружении.

Годовая стоимость их обслуживания значительно ниже стоимости обслуживания дымовых труб, возведённых из обыкновенного красного кирпича.

 

1.2-2.2. Гончарные или керамические трубы.

Гончарные или керамические трубы применяются для тех же целей, что и асбестоцементные. Их изготовляют из лучших сортов глины с последующим обжигом и глазуровкой изнутри. Диаметр керамических труб- 170…220 мм, длина- 350…700 мм.

 

1.2-3. Другие вспомогательные материалы.

Из других вспомогательных материалов в печном деле используются проволока, металлическая сетка, мешковина и т.д.

1.2-3.1. Печная проволока.

Печная проволока служит для крепления печных приборов и румп, печных изразцов. Толщина её должна быть 2…3 мм.

1.2-3.2. Металлическая сетка.

Металлическая сетка, применяемая для обтяжки наружной поверхности печи перед оштукатуриванием, должна иметь ячейки размерами не более 10х10 мм.

Применение сетки способствует не только удерживанию раствора на стенках печи, но и предохранению оштукатуренной поверхности от растрескивания при перегреве печи.

1.2-3.3. Мешковина.

Мешковина применяется для тех же целей, что и металлическая сетка. Ткань её должна быть тонкой и неплотной.

Мешковину накладывают на наружную поверхность печи перед оштукатуриванием.

 

1.2-4. Растворы.

Строительный раствор (ГОСТ 5802-78) представляет собой смесь вяжущего и заполнителя (песка) с водой, твердеющую после укладки.

Простые растворы состоят из 1-го вида вяжущего и заполнителя, сложные, или смешанные - из 2-х или более видов вяжущих (цемента и глины, цемента и извести) и заполнителей.

Так, сложный цементно-известковый раствор с соотношением 1:3:15 состоит из 1-ой части цемента, 3-х частей известкового теста и 15 частей песка.

Приготовить качественный раствор только по количественному соотношению вяжущих и заполнителя не всегда представляется возможным, так как это соотношение не отражает основных свойств материалов, т.е. жирности, марки, количества примесей и т.д.

 

2. Глиняный и цементный раствор для кладки печей

2.1. Приготовление глиняного раствора для печных работ.

Прочность и долговечность кирпичной кладки во многом зависит от качества приготовления глиняного раствора.

Способы определения пластичности (жирности) глиняного раствора для выполнения печных работ показаны на рис.1.

При значительном содержании песка в глиняном растворе швы в кладке получаются плотными, но непрочными, т.к. не все песчинки прочно сцепляются с глиной.

1. Жирные растворы, содержащие большое количество глины, довольно пластичны, но при усыхании швы растрескиваются и кладка получается неплотной.
2. Растворы средней пластичности (нормальные), состоящие из оптимального количества вяжущего и заполнителя, наиболее пригодны для кладки. Такие растворы при усыхании не растрескиваются, дают минимальную усадку и прочно связывают отдельные кирпичи, превращая весь массив печи или камина в сплошной монолит.

Замоченную глину РЕКОМЕНДУЕТСЯ периодически (2…3 раза на день) перемешивать лопатой, чтобы растворились куски, осевшие на дне ящика. Затем замоченную глину процеживают через сито или проволочную сетку с отверстиями размером 3х3 мм, натянутую на деревянную рамку, в другой ящик.

Нерастворившиеся куски глины, осевшие на сетке или сите, перекладывают в первый ящик и тщательно размельчают трамбовкой.

Этот процесс повторяют до тех пор, пока не будет заготовлено необходимое количество глины. Полученная таким образом сметанообразная масса вполне пригодна для приготовления глиняного раствора.

Песок перед применением тщательно очищают от примесей, просеивая его через проволочную сетку или сито с отверстиями размером 1…1,5 мм.

Приготовив необходимое количество песка и глины, приступают к приготовлению раствора.

Обычно для этого берут 1 часть глины и 1…2 части песка.

Количество воды во всех случаях зависит от требований к густоте раствора.

Пригодность раствора для выполнения кладки можно определить по следующим признакам.

Нормально приготовленный глиняный раствор легко сползает с кельмы или стальной лопаты и не растекается на ней.