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.
- Инертный наполнитель: кварцевый, формовочный песок, дробленный шамот.
- Другие виды вяжущего: незначительные добавки портландцемента (до 10% в доле), глиноземистый цемент, известь, гипс.
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.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Мертели – тонкоизмельченные профессиональные порошки на основе каолиновых глин и шамота, используемые для заполнения швов, связки огнеупорных изделий в топках, выдерживающие нагрев до 1700 °С.
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.
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.
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.
- При низких, средних требованиях к прочности и декоративности конструкций.
В большинстве случаев самостоятельно приготовленные смеси используются при возведении основного корпуса печи, для топки и облицовки стоит купить заводские огнеупорные штукатурки и кладочные разновидности.
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.
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.
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.
Заключение: что еще нужно знать
Помимо всего стоит отметить, что вне зависимости от способа и места изготовления все составы такого типа нуждаются в затворении максимально чистой и мягкой водой. Мелкие взвеси, соли жесткости и любые другие посторонние примеси оказывают непредсказуемое, чаще всего негативное влияние на свойства вяжущего. При правильном подходе, огнеупорные смеси затворяются фильтрованной водой, нагретой до +15 °С, и расходуются исключительно при плюсовой температуре. Ускорители твердения и полимерные добавки в раствор не добавляются, как из-за рисков потери полезных свойств, так и по причине горючести.