Состав раствора для кладки печи из кирпича

Как быстро и качественно приготовить раствор для кладки печи из кирпича

Важный этап в постройке печки для деревенского дома или бани – приготовление надежного кладочного раствора.

Правильно замешанный раствор для кладки печи влияет на герметичность, долговечность, термостойкость и безопасность готовой конструкции.

Хорошая смесь для кладки печи устойчива к высоким температурным режимам, механическим повреждением и растрескиванию.

Особенности выбора материала

Процесс возведения современных печей разделен на несколько этапов:

1. Первый этап – обустройство печного фундамента при помощи бетонного состава;
2. Второй этап – кладка печи из огнеупорного кирпича с использованием кладочной соединительной массы на основе глины;
3. Третий этап – облицовка печи штукатурным составом.

Наиболее важным является этап непосредственной кладки и приготовление надежной основы, которая должна обладать высокими эксплуатационными характеристиками – жаростойкостью, адгезией, водонепроницаемостью, прочностью и долговечностью.

Для обустройства современных печей применяется несколько вариантов кладочных растворов: глиняный, известковый и цементный.

Кладочные растворы бывают простыми и сложными. Простые состоят из одного вида вяжущего компонента и заполнителя; сложные смеси включают от двух и более вяжущих материалов и несколько заполнителей. Вяжущие компоненты – известь, глина и цемент.

Чтобы приготовить раствор для выполнения кирпичной кладки потребуются следующие инструменты:

• Миксер;
• Емкость для замеса;
• Сито;
• Кельма;
• Мастерок;
• Пластиковый шпатель;
• Строительный термометр;
• Весы.

На основе глины

Один из самых дешевых и доступных типов соединительных печных смесей. Глиняный раствор для кладки печей характеризуется повышенной жирностью, которая определяет степень пластичность, жаростойкости и прочности готового материала.

Раствор для печи из натуральной глины бывает:

• Жирный – отличается пластичностью, прочностью, но быстрым появлением трещин после высыхания;
• Нормальный – достаточно пластичен и устойчив к растрескиванию, дает небольшой процент усадки после сушки. Способен выдерживать высокие температуры до 110 градусов;
• Тощий – непластичен и недолговечен, восприимчив к быстрому расслаиванию и крошению.

Огнеупорный раствор из глины готовится на основании трех компонентов: глины, песка и воды. Подобный состав устойчив к растрескиванию и пересыханию, обеспечивает надежное обустройство печи из кирпича.

Чтобы построить печник, рекомендуется использовать жирные и нормальные составы, которые обладают повышенной прочностью, пластичностью и устойчивостью к расслаиванию.

Качество глины определяет количество песка, необходимого для замеса раствора. Для работ используется глина и очищенная вода с низким содержанием примесей. Для кладки 100 кирпичей в среднем используется до 20 литров чистой воды.

Для приготовления раствора используется карьерный или речной песок мелкой фракции без дополнительных примесей. Перед использованием его обязательно просеивают через мелкоячеистое сито. Если в нем имеются примеси гравия, тогда рекомендуется использовать сито с размером ячеек до 10 мм. Для мелкофракционного материала подойдет сито с 2 мм ячейками.

Перед добавлением других компонентов глиняную основу рекомендуется проверить на пластичность. Как сделать подобную проверку? Для этого небольшую доску следует опустить в полученную смесь для кладки печи и определить ее толщину. Она должна быть в меру густой и тягучей. Если имеется лишняя жидкость, тогда стоит добавить немного вяжущего компонента, периодически размешивая и тестируя смесь на пластичность.

Оптимальная толщина соединительного материала – 2 мм, что свидетельствует о правильном соблюдении пропорций всех компонентов. Готовая кладочная масса получается тягучей и не очень плотной.

Подходящая плотность раствора для кладки зависит от соотношения основных компонентов в ней – глины и песка соответственно:

• Жирная масса – 1:2;
• Нормальная масса – 1:1;
• Тощая масса – 2:1.

Как приготовить качественную соединительную массу на основе глины? Существует несколько проверенных способов.

Нужный объем глины замачивается на 24 часа, добавляется вода для получения густой массы. Полученный материал аккуратно процеживается, затем в него добавляется песок и еще раз замешивается. Важно избегать образования глинистых луж, которые можно устранить небольшой порцией вяжущего компонента.

В емкости соединяется шамотный песок и глина в равных пропорциях, добавляется очищенная вода (1/4 часть от объема глины). Все компоненты тщательно перемешиваются до получения однородной массы.

Состав замешивается на основе суглинков. Этот рецепт предусматривает приготовление 10 различных вариантов раствора, из которого выбирается лучший.

Для первого: 10 объемов суглинки, 1 объем песка и 1 объем цемента и т.д. по убыванию объема суглинки. Десять полученных основ помещаются в разные емкости и оставляются на просушку в течение 5-6 дней. По завершению отведенного времени определяется наиболее качественный состав раствора с минимальной степенью усадки и устойчивостью к растрескиванию.

К глине добавляется песок и ¼ воды. Все компоненты перемешиваются для получения густой тягучей массы. Для повышения прочности в подобную смесь рекомендуется добавить каменной соли или цемента. На ведро смеси – до 250 г соли и ¾ литра цемента. Соль предварительно растворяют в воде, а цемент разводят водой до густой консистенции, после чего добавляют в готовую основу.

На основе извести

Для строительства фундамента и печного дымохода рекомендуется использовать состав на основе извести и цемента.

Особое тесто, получаемое путем смешивания негашеной извести и воды в соотношении 3:1. В готовое тесто добавляется просеянный песок через мелкоячеистое сито в соотношении 3:1 – на 3 объема песка 1 объем теста. Готовая масса разбавляется водой до получения густой массы.

Смесь для кладки печи на основе извести получается достаточно пластичной и прочной.

Показатель жирности состава из извести определяется количеством песка. Для чрезмерно жирной смеси требуется 5 объемов песочной составляющей, для нормальной – не более 3 объемов.

Увеличить прочность и водостойкость можно путем добавления цемента. Для приготовления подобного состава необходимо использовать компоненты в таких пропорциях (части):

• Цемент – 1;
• Песок – 10;
• Известковое тесто – 2.

Приготовление раствора имеет такую последовательность действий: цементные и песочные компоненты соединяются в отдельной емкости. Готовое тесто на основе извести разбавляют очищенной водой до получения густой консистенции. В разведенное тесто вводят сыпучие компоненты и перемешивают. Для увеличения вязкости, состав разбавляют водой.

На основе цемента

Какой раствор нужен для обустройства печного фундамента и кладки наружной части дымоходной трубы? Ответ прост – состав на основе цемента, песка и воды. По своей прочности он равен известковому аналогу, но для затвердения требует гораздо больше времени.

Оптимальный состав готовой массы получается в следующих пропорциях – 3:1 (на 3 объема песка 1 объем цемента марки М 300 или 400). Перед смешиванием все компоненты просеиваются через мелкоячеистое сито. В глубокую емкость засыпается просеянный песок, добавляется цемент и перемешиваются до однородной массы. В конце добавляется вода.

Готовую смесь нужно довести до густой и тягучей консистенции. Определить подходящую густоту достаточно просто – состав должен оставаться подвижным, но при этом не стекать с лопаты при ее повороте до 45 градусов.

Чтобы возвести монолитный печник, рекомендуется использовать огнеупорную бетонную смесь в следующих пропорциях (части):

• Цемент (М 400) – 1;
• Щебень или гравий – 2;
• Мелкозернистый песок – 2;
• Песок из шамота – 0,4.

Чтобы печник имел прочный фундамент, рекомендуется подготовить раствор для кладки, состоящий из крупно фракционного гравия, песка, цемента (пропорции 3:3:1).

Для увеличения прочности можно использовать кварцевую крошку. Огнеупорная бетонная смесь получается крупно фракционной, повышенной плотности и водонепроницаемости.

Для правильного замеса на 25 кг готовой смеси требуется 10 литров воды. Оптимальный способ смешивания – механический при помощи бетономешалки. Готовый состав застывает быстро, поэтому рекомендуется использовать его сразу после приготовления.

Строительство печи имеет свои отличительные особенности в отношении правильного выбора состава и приготовления кладочного раствора. Для разных элементов конструкции используются различные составы.

Какой раствор нужен для кладки печи

Довольно распространенное среди собственников загородного жилья желание возвести в доме настоящее отопительное кирпичное сооружение самостоятельно, закономерно порождает большое количество вопросов по проведению работ. Один из них – о том, какой раствор нужен для кладки печи.

Какой раствор нужен для кладки печи

Действительно, от состава раствора во многом зависит очень многое: насколько качественно будет выполнена кладка, какова будет долговечность и безопасность эксплуатации самой печки, сможет ли готовое сооружение стать украшением интерьера. Поэтому, прежде чем переходить к выбору кладочного состава, нужно ознакомиться с информацией о некоторых нюансах его использования.

Основные нюансы, учитываемые при приготовлении кладочного раствора

При выборе и составлении раствора для кладки печи важно учитывать некоторые особенности.

• Для качественного возведения печи необходимо подготовить не один, а несколько растворов, учитывая зону их применения.
• Раствор для печи должен быть изготовлен со знанием дела. Намешать глиняно-песчаный или цементный раствор лишь бы как – не получится, так как нужно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться:

— температурные и механические нагрузки, которые будет испытывать печь, а также влияние внешних атмосферных факторов на открытый участок дымоходной трубы;

— разницу температур в различных зонах печного сооружения. Так, в топке температура поднимается до 950÷1000 °С, в устье дымовой трубы — до 50 °С, а вокруг фундамента, в окружающем грунте бывает и всего около нулевой отметки.

Конечно, проще всего будет приобрести сухой состав в строительном магазине и изготовить раствор из него. Однако, при этом нужно учитывать, что на кладку 100 кирпичей стандартного размера, уложенных плашмя, потребуется около 20 литров состава — это, примерно, два ведра. В зависимости от модели выбранной печи, на ее возведения потребуется от 500 до 2000 кирпичей, без учета дымоотводной трубы и обустройства фундамента. Поэтому, взглянув на цены в магазинах и просчитав необходимое количество материалов, многие задумываются о самостоятельном изготовлении растворов.

Традиционно основным ингредиентом печного раствора считается глина

Исходя из этого, и стоит ответить на некоторые традиционно возникающие вопросы, касающиеся кладочной смеси:

1. Где можно самостоятельно добыть самый главный компонент раствора для кладки печи — глину, сэкономив тем самым на ее покупке круглую сумму?
2. Как определить качество материала и его пригодность для изготовления печного раствора?
3. Как правильно подобрать пропорции смеси, исходя из качества того материала, который есть в наличии?
4. Как проходит подготовка составных частей раствора?
5. Как правильно провести замес?
6. Какие ингредиенты, помимо глины, могут использоваться для кладки?

Для начала нужно разобраться в том, какие растворы применяются для кладки в разных зонах печного сооружения.

Растворы для кладки различных отделов печи

Какой же состав раствора выбрать для того, чтобы кладка была надежной, и ее швы не давали трещин?

Составы для кладки различных отделов печи могут существенно отличаться

Данная схема разделяет строение печи на пронумерованные отдельные отделы, по которым и стоит пройтись, определяя раствор для каждой из них:

1 – Монолитный фундамент печи. Он устраивается из армированного цементно-песчаного раствора и имеет такую же глубину, как и фундамент стен дома. Очень важным условием при выборе места для установки печи является ее удаленность от несущих стен. Фундамент отопительного сооружения и здания не должны связываться и тем более – быть объединёнными между собой, так как они дают разную усадку.

2 – На застывший и упрочненный фундамент настилается гидроизоляция. Обычно для этого выбирается рубероид, который укладывается в два или три слоя. Укладка этого материала не требует никакого раствора.

3 – Два первых ряда кладки обычно являются основой для всего сооружения, поэтому требуют особой точности и аккуратности при их укладывании. От того, насколько качественно они будут выведены, зависит надежность кладки всей остальной печи. Фундамент и нижние ряды строения не испытывают серьезных температурных нагрузок, поэтому для кладки этой части печи можно использовать цементно-известковый или даже известковый раствор.

4 – Далее, идет слой жароизоляции. В ее состав входит лист минерального картона или асбеста, настилаемый на глиняный раствор.

5 – В теплоаккумулирующей области печной конструкции нагрев кирпича и раствора доходит до 550÷600 градусов. Кроме этого, данная зона сооружения подвергается агрессивному воздействию раскаленными продуктами сгорания, поэтому для кладки кирпича используется глиняно-песчаный раствор, который не вступает в реакцию с химическими веществами.

6 – Топочная зона печи испытывает на себе высокие температуры, доходящие до 1000 градусов, поэтому для этой области применяется глиняно-шамотный огнеупорный раствор и шамотный кирпич.

7 – Исток дымоходной трубы. Для кладки этого элемента конструкции используется глиняно-песчаный раствор. Температура в этой зоне может доходить до 350÷400 градусов.

8 – Распушка (разделка) дымоходной трубы находится под потолком помещения, перед ее проходом через чердачное перекрытие. Так как через трубу на этом участке проходят разогретые до высоких температур газы, ее кладка производится также на глиняно-песчаный раствор.

9 – Проход трубы через чердачное перекрытие, которое очень часто изготавливается из горючих материалов. Поэтому вокруг трубы в этом месте устанавливается металлический короб, который заполняется негорючим материалом, таким, как керамзит или песок. Кирпичная кладка производится на глиняно-песчаный раствор с небольшим добавлением цемента.

10 – Шейка дымовой трубы. Эта зона испытывает высокие нагрузки от перепадов температур, а также внешних погодных факторов, поэтому для ее кладки применяется цементно-песчаный раствор с небольшим добавлением извести.

11 – Оголовок трубы, так же, как и ее шейка, выкладывается на цементно-песчаный раствор.

Растворы, изготовленные самостоятельно и используемые в комплексе, помогут сэкономить до 12÷15% от затрат на приобретение готовых жаростойких смесей.

Исходные материалы для печного раствора

Несколько слов нужно сказать о материалах, которые применяются для изготовления кладочных растворов для печей, так как их тоже нужно выбирать со знанием дела. К этим материалам относится шамотный и кварцевый песок, глина, известь и цемент.

Шамотный песок

Шамот — это огнеупорная глина, прошедшая процесс высокотемпературного обжига, при котором из нее была полностью удалена влага, а материал был доведен до состояния спекания.

Шамотный песок изготавливается из боя шамотного кирпича, измельченного путем дробления. Этот материал делает раствор более стойким к воздействию высоких температур, поэтому его часто используют вместо песка или же в качестве добавки к смеси, предназначенной для топочной камеры, которую, соответственно, выкладывают жаростойким шамотным кирпичом.

Шамотного песка не потребуется слишком много, поэтому не стоит на нем экономить. Его можно приобрести в готовом виде в специализированных магазинах.

Глина

Глина — это микрозернистый минерал, обладающий рядом таких достоинств, как пластичность, прочность, водостойкость, высокая адгезия, газоплотность. Все эти свойства можно свести к одному качеству — жирность, так как именно по ней выбирается материал. Для изготовления печного кладочного раствора идеально подходит глина, имеющая среднюю жирность. Если минерал будет слишком жирным, то при испарении из него влаги поверхность растрескается на мелкую сетку. Ну а при использовании тощей глины, раствор не будет иметь должной пластичности и надежности.

Качественную глину можно поискать в открытых карьерах или на обрывистых речных берегах

Глину можно легко найти в окрестностях загородного участка, так как она, как правило, имеет широкое распространение в любой местности. Хороший материал обычно залегает на достаточно большой глубине, поэтому его лучше искать на обрывистых берегах рек или на разработках карьеров, где можно увидеть ее многочисленные обнажившиеся пласты.

Подбор глины по жирности

В пластах залегает глина, имеющая разные составы, поэтому в одном карьере или на обрыве можно находиться минерал с различной жирностью. В связи с этим, подбирая материал для изготовления кладочного раствора, нужно взять пробы из нескольких пластов, при этом ориентируясь на то, что чем выше находится пласт, тем жирнее в нем глина.

Тем не менее, если была найдена или приобретена слишком жирная или тощая глина, то ее состав можно подкорректировать. Например, жирный минерал можно довести до нужного состояния, добавив немного больше песка, а тощую смешивают с более жирной глиной, приобретенной в небольшом количестве специально для этой цели.

Жирность глины можно определить сразу на месте, где она найдена. Для этого берется горсть сухого минерала, смачивается водой и разминается до пластичного состояния. Уже в руке можно почувствовать, насколько высока жирность сырья – так, если глина принимает консистенцию пластилина, то это означает, что материал жирный. Если же после смачивания и разминания комок продолжает рассыпаться, то значит – глина тощая, и ее придется зажирнять.

Можно провести проверку качества глины в домашних условиях, и эти результаты будут более достоверными, нежели выводы после обычного сжатия комка минерала в руке. Для подобного контроля существует несколько способов:

• Берется 0,5 л глины, в которую добавляется 100÷150 мл воды. Затем вся масса тщательно разминается руками до однородного состояния – она не должна прилипать к ладоням. Из получившегося «теста» скатываются два шарика диаметром в 45÷50 мм, и один из них сминается в лепешку. Затем их просушивают в комнатных условиях в течение двух-трех дней.

Если по истечении этого времени на экспериментальных образцах появятся трещины, значит, глина слишком жирная и в нее нужно добавить несколько больше песка, чем указано в рецепте изготовления раствора.

Если трещин не обнаружено, а шарик, брошенный на пол с высоты одного метра, не разбивается на части, то глина пригодна для кладочного печного раствора.

• Второй способ проверки заключается в разминании 2÷3 л глины с водой при помощи веселки. Если масса почти всем своим объемом прилипает к инструменту, то значит – глина жирная и требует дополнительной порции песка, большей, чем указано в рецепте.

Подходящей для кладочного раствора считается глина, которая при замешивании остается на веселке отдельными сгустками.

• Третий способ проверки можно назвать самым точным. Он заключается в замешивании 0,5 л глины с водой до состояния теста. Далее, из этой массы скатывается шарик, размером 45÷50 мм. Затем его укладывают между двумя гладкими дощечками и аккуратно сжимают до тех пор, пока на нем, превратившемся в лепешку, не станут образовываться трещины.

Тестирование образцов глиняного раствора на жирность

При использовании этого способа проверки, жирность сырья определяется по наблюдениям, при достижении какой толщины на лепешке образовались трещины, и какой вид они принимают.

— Так, если глина тощая, то уже при небольшом сжатии шарик рассыплется на отдельные части.

— Если глиняный шарик даст трещины при сжатии его на ⅓ от диаметра, то глина имеет нормальную жирность и отлично подойдет для изготовления печного раствора.

— Очень жирная глина при сжатии на ½ от первоначального диаметра образует лишь тонкие трещины.

Проводя подобные испытания, можно сразу же доводить экспериментальную массу до нужного состояния, добавляя в нее песок или более жирную глину. При этом рекомендовано записывать пропорции лучших вариантов. Когда оптимальное соотношение материалов определено, будет намного легче составлять любое количество раствора.

Очистка глины

После того как глина подобрана, ее обязательно нужно очистить, так как после проведения этого процесса улучшатся физико-механические свойства сырья, а значит, и сама кладка будет более качественной как по техническим, так и по эстетическим характеристикам. Процесс очистки может проводиться двумя способами:

• Сухая глина измельчается и просеивается через сито, имеющее ячейки не более, чем 2÷2,5 мм. Однако, такая очистка не слишком удобна, так как глина не настолько сыпуча, как песок, и будет быстро забивать ячейки.
• Более качественная очистка получится, если глину сначала размочить, и уже в набухшем состоянии протереть через сито, на которое натянута сетка с ячейками в 2,5÷3 мм.

Процесс замачивания глины тоже можно отнести к подготовительным работам, и без него в любом случае не обойтись. Если очистка происходит сухим способом, то замачивание происходит после завершения этой операции. В том же случае, когда глина очищается с помощью протирки, замачивание происходит до очистки, а по мере необходимости во влажную протертую глину добавляется немного воды.

При замачивании сухой просеянной глины, она засыпается в емкость слоем толщиной в 150÷200 мм и затем заливается водой, которая должна полностью покрыть поверхность материала.

Сверху выкладывается следующий слой такой же толщины, и также заливается водой, затем снова глина и вода, и так, пока емкость не будет заполнена почти до верха. Замоченную глину оставляют на сутки набухать, а затем все содержимое емкости перемешивается с помощью лопаты. Далее, в эту массу дополнительно подливается вода, и процесс замачивания продлевается еще на 24 часа. После этого глину снова следует тщательно перемешать, и вот теперь она будет готова для приготовления кладочного раствора.

Песок

На обрывистых берегах, между пластов глины, можно найти и подходящий для печного раствора слой песка. Например, кварцевый песок белого цвета отлично подойдет для кладки любой области печи, а желтоватый будет непригоден для топочной камеры. Если песок добывается самостоятельно, то нужно знать, что он требует определенной подготовки с использованием большого количества воды. Если же этот материал будет приобретаться, то нужно покупать мытый речной песок. Но даже и в этом случае над материалом придется поработать.

Даже обычный песок для печного раствора потребует тщательной подготовки

Промывка песка обязательна, особенно в тех случаях, когда он добывался самостоятельно. Процесс осуществляется в такой последовательности:

• Первым шагом песок нужно просеять через металлическое сито с ячейками не более 1÷1,5 мм. Таким образом, получается однородная масса, очищенная от крупных фракций и растительного мусора. Тем не менее, даже просеянный, но необработанный и непромытый песок насыщен органикой, от которой нужно его освободить, так как со временем она может привести к разрушению кладки.

В промышленных масштабах песок очищается от органики путем его нагревания до высоких температур, при которых он хорошо просушивается. В домашних же условиях песок можно очистить методом промывки, но этот вариант очистки будет возможен, если к дому подведен водопровод, так как воды потребуется много, и она должна подаваться под достаточным напором. Производительность такой очистки невысока, но за пару дней намыть песок для кладки одной печи – вполне возможно.

Самодельное приспособление для очистки песка промывкой

• Для проведения операции промывки нужно будет изготовить специальное несложное приспособление, состоящее из оцинкованной трубы, диаметром в 200÷250 мм, высотой в 600÷750 мм. Емкость большого размера не подойдет, так как для уложенного в нее песка в системе водоснабжения просто не хватит напора. Нижняя часть трубы делается конусообразной со специальным носиком для закрепления на нем водопроводного шланга, второй конец которого подключается к системе водоснабжения. В верхней части трубы делается сток, по которому будет уходить грязная вода.
• Емкость подвешивается и заполняется песком на ⅓ ее объема. Затем включается вода под небольшим напором, с таки расчетом, чтобы он смог приподнимать промываемый песок. Песчаная масса должна как бы клубиться, но не уходить вместе с грязной водой в слив.

Промывка каждой порции проводится примерно в течение 7÷10 минут, пока в слив не начнет идти прозрачная вода.

Во время такой промывки из песка удаляется не только органика, но и другие нежелательные для печного раствора примеси.

Затем, чистый песок извлекается из промывочной емкости и раскладывается на расстеленный материал для просушки, а для обработки закладывается следующая порция.

Цемент

Цемент — это неорганическое вяжущее вещество, которое при смешивании с водой образует пластичную массу. При застывании смесь с использованием цемента становится твердой, но достаточно хрупкой. Поэтому для приобретения большей прочности цемент смешивают с песком, а иногда, для увеличения пластичности, в него добавляют известь.

Для кладки некоторых отделов печи потребуется раствор с применением портландцемента М400

Цемент имеет цифровую маркировку, которая говорит о прочности опытного образца цементной заливки при сжатии, она может варьироваться от 200 до 600 кг/см². Для печной кладки и обустройства фундамента подойдет цемент марки М400.

В состав цемента обычно входят дополнительные ингредиенты — тонко измельченный гипс и клинкер, который получают из сырьевой массы глины и известняка, путем обжига до спекания. Эти составляющие и придают цементу качества, необходимые при проведении кладочных работ — высокая адгезия, пластичность, прочность и др.

Цены на цемент М400

Известь

Известь — это минеральное вещество, имеющее белый цвет, получаемое путем обжига известняка. По химическому составу оно представляет собой окись кальция.

Добавка негашеной извести придает растворам дополнительную пластичность

Для добавок в строительные растворы применяется гашеная известь, которая делает их более пластичными и дает им возможность равномерного застывания.

Характеристики растворов и их изготовление

Помимо знания характеристик отдельных составляющих материалов, необходимо обладать информацией и о том, какой эффект получается при их смешении, то есть о характеристиках готовых растворов, а также о технологии их приготовления.

Таблица расходных материалов для изготовления наиболее часто используемых для кладки печей растворов:

Кладочная смесь для печи: виды растворов, где взять компоненты, тесты на качество, приготовление своими руками

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Желающих построить печь не убывает. Одних в печном отоплении привлекают его польза для здоровья; другим просто деваться некуда – негазифицированных местностей еще много, а цены на ископаемое жидкое топливо устойчиво растут. Наконец, научившись печному делу, можно начать достаточно прибыльный индивидуальный бизнес с хорошей перспективой спроса: по ряду причин печное отопление оказывается экономичнее и экологичнее центрального.

Один из камней преткновения для начинающих печников – раствор для кладки печей. Во-первых, их несколько; чтобы правильно сложить печку с нуля и под ключ, нужно как минимум 3 состава. Во-вторых, кладочные печные растворы надо уметь готовить. Просто «наколотить» в бадье, как цементно-песчаный для мелкого ремонта на хозяйстве, не выйдет: печь испытывает как механические, напр. от ветра на трубу и усадки, так и сильные тепловые знакопеременные нагрузки. В топке печи может быть более 1000 градусов, в грунте вокруг ее фундамента около 0, а на устье дымовой трубы и все –50. Цемент, при всех его достоинствах, такой диапазон, да еще сразу, не держит.

Проще всего было бы сказать: да вон, в строительных магазинах продают готовые сухие печные смеси. Добавь водички по инструкции, почитай о строительстве печей, и – вперед! Но на 100 кирпичей требуется примерно 3 ведра глиняного раствора. Известкового для фундамента и дымохода – около 2 ведер на 100 кирпичин. А 100 кирпичей – это не более половины простейшей варочной плиты для летней кухни, без фундамента и дымохода. Так что лучше см. цены в тех же магазинах, и будем разбираться, как:

1. Найти в окрестностях природное сырье для печного кладочного раствора.
2. Выяснить его пригодность для работы и требуемые параметры.
3. Определить правильные пропорции компонент исходя из реального качества материала.
4. Подготовить составные части для замеса.
5. Правильно замесить раствор.

Немного о терминах

В отношении кладочных растворов для печей и вообще в печном деле используются термины жаростойкий, жаропрочный и огнестойкий. Их нередко путают; между тем они определяют разные качества материала:

• Жаростойкий – выдерживает нагрев до высокой температуры с последующим остыванием без изменений структуры, химического строения и необратимых деформаций. В нагретом состоянии сохраняет несущую способность, т.е. держит расчетную статическую нагрузку.
• Жаропрочный – нагретый сохраняет заданные механические свойства. Точно нормируется по величине тепловых деформаций, которые многократно меньше, чем у жаростойких материалов. В нагретом виде способен нести динамические нагрузки, в т.ч. в составе машин и механизмов.
• Огнеупорный – жаростойкий или жаропрочный материал, выдерживающий не только расчетную температуру, но и воздействие химически агрессивных веществ в дымовых/отработанных газах.

Кладочные растворы для печей, даже для их частей, не подвергающихся в штатном режиме топки воздействию высоких (свыше 400 градусов) температур, должны быть жаростойкими и огнеупорными. Строительные растворы общего назначения обоим этим условиям не удовлетворяют.

На чем класть печь?

Тогда, на чем же класть печь? Посмотрим по схеме ее строения на рис. справа; напуск трубы над кровлей условно не показан, т.к. особого раствора для него не требуется:

Общая схема кладки печи

1. Основание фундамента печи (подушка, корень фундамента) – железобетонный монолит, такой же, как и фундамент дома. Обычная строительная конструкция; условие одно – корень печи не должен быть связан механически в фундаментом здания, т.к. у дома и печи в нем усадка разная.
2. Гидроизоляция – лучше всего старый добрый рубероид в 2-3 слоя. Раствора никакого не нужно.
3. Фундамент печи – ответственная часть, т.к. его неисправность требует перекладки всей печи. С другой стороны, чрезмерных тепловых нагрузок фундамент не испытывает. Исходя из этого – раствор сложный (т.е. состоящий более чем из 2-х компонент, не считая воды) цементно-известковый. Для печей небольших или с большой площадью основания, как русская, можно использовать простой известковый раствор. Кирпич – красный полнотелый.
4. Теплоизоляция с пожарной отмосткой. Лист асбеста или минерального картона, на нем лист железа, а на него уложен пропитанный глиняным молоком (очень жидко разведенной глиной) войлок.
5. Теплоаккумулирующая часть основной печной части или тела печи. Нагрев, как правило, не более 600 градусов изнутри. Подвержена интенсивному химическому воздействию дымовых газов вплоть до выпадения кислотного конденсата. Кирпич – печной, красный керамический полнотелый М150. На кладку идет простой глиняный раствор. Но прост он только по составу, см. далее.
6. Жаровая или топочная часть тела печи – химическое воздействие средней силы, то нагрев может доходить до 1200 градусов. Кирпич – шамотный, раствор огнеупорный глиняно-шамотный.
7. Исток дымохода – температура может достигать 400 градусов; химия, кирпич и раствор те же, что и в п. 5.
8. Распушка дымохода – создает гибкую механическую связь между дымоходом и потолочным перекрытием. Попросту – края выреза под трубу в потолке опираются на распушку и потолок в это месте не проседает. Термохимия тут уже легче, но прочность требуется повышенная сравнительно с глиняным раствором. Ремонт возможен без перекладки печи. Поэтому кирпич печной, раствор простой известковый.
9. Противопожарная разделка – железный ящик с негорючим теплоизолирующим материалом. Раствора, понятно, никакого не нужно.
10. Дымовая труба – повышенная прочность нужна, т.к. испытывает ветровые нагрузки. Текущий ремонт возможен. Термохимия и тут проявляется, поэтому раствор известковый, но кирпич уже можно класть обычный красный.
11. Распушка трубы – все то же, что и в п. 10

Данная методика кладки несколько сложнее описываемой в старых учебниках и списанных с них новых. Но позволяет, ценой большего вложения труда, сэкономить на материалах до 10-12% затрат. Стоит ли, смотря по ценам в вашем регионе, овчинка выделки – решайте сами.

Нужна ли глина для камина?

Камин по строительной механике и теплотехнике существенно отличается от печи. Его строение не компактный монолит с кавернами (полостями), а 2 стенки, перекрытые балкой и шатром. Тепловая нагрузка почти вся сосредоточена в топке; на острие дымового зуба уже менее 500 градусов. В печи топливо отдает свою энергию телу печи, а оно – в помещение, растягивая тепловыделение во времени. В камине жар топлива крутится и крутится в топке, пока не уйдет в комнату ИК-излучением. Применяя аналогию с электротехникой, печь это тепловой трансформатор, а камин – рассевающий мощность резистор. Недаром электронагреватели на нихромовых спиралях называют электрокаминами. Наконец, практически все внутреннее пространство камина, от устья трубы до пода топки, доступно для атмосферных осадков.

Применительно к кладочным растворам это значит, что простой глиняный для основной части камина не подходит: особой жаростойкости тут не требуется, но нужна повышенная прочность и влагостойкость. Камин, кроме топки, кладут на известковом или известково-цементном растворе. Топку лучше всего сделать монолитную (о них в конце), а если кирпичную, то на жаростойком глиняно-шамотном растворе. А все, что касается добычи и подготовки глины на печь, вам, если вы собираетесь строить только камин, можно пропустить.

Немного о шамоте

Шамот – не минерал, как часто думают, а жаростойкий огнеупорный материал. Шамот получают из высокоглинозёмистой глины, соединений циркония, минерала граната и др. путем глубокого обжига. Глубокого значит, что после выделения из сырья кристаллизационной воды обжиг не прекращают, пока не начнется спекание и окомкование массы. На шамотный кирпич для бытовых печей идет глинозёмовый низкожжённый шамот, его влагопоглощение порядка 15-25%, в смеси с высококачественной глиной. В данном случае шамот выступает в роли наполнителя вместо песка, а обжигается шамотный кирпич как красный, только при повышенной температуре, до спекания. Высокожжёный шамот с влагопоглощением 2-10% дорог и применяется в промышленности.

В продажу шамот сам по себе поступает в виде неформованной массы – шамотного мертеля (не путать с мергелем!) – или в виде молотого боя шамотного кирпича – шамотного песка и щебня. Все они находят применение как наполнители огнеупоров, но взаимозаменяемы далеко не всегда: шамотный мертель гораздо хуже облипается связующим. Особенно внимательным нужно быть, если речь идет об огнеупорных бетонах, напр. для описанной в конце монолитной топки: рецепты нужно сверять по нескольким источникам, а покупать именно то, что нужно, а не «просто какой-нибудь шамот».

Примечание: названия сложных кладочных растворов принято начинать с самого сильного связующего, хотя в растворе его может быть совсем мало. Напр., в цементно-известковом на 1 объемную часть цемента может приходиться 9-16 частей извести.

О свойствах растворов

Для полной ясности далее обобщим уже упомянутые выше свойства растворов, исходя из которых и определяется их место в теле печи:

• Известковый – дороже, т.к. без покупного известкового теста или хотя бы кусковой негашеной извести-кипелки не обойтись. Кипелка намного дешевле теста, но требует для подготовки много труда и времени: погасить нужно всю известь до последней крупинки, иначе непогашенные частицы потом порвут швы кладки. Прочность немного выше, чем у глиняного. Жаростойкость и огнеупорность ниже средней: выдерживает обычные дымовые газы при температуре до 450-500 градусов. Газоплотность ниже, чем у глиняного. Не гигроскопичен, может использоваться на открытом воздухе. Пригодность замеса к работе – 1-3 суток, смотря по погоде.
• Цементно-известковый дороже и прочнее известкового, но термохимия – до 200-250 градусов. Газоплотность низкая. Идет в основном на фундаменты печей. Пригодность к работе – 1 час от начала замеса. Трудоемкость – как у известкового.
• Глиняно-шамотный – все параметры как у глиняного, но жаростойкость до 1200-1300 градусов. Дороже глиняного, т.к. дорогой шамотный песок нужно покупать. Идет на кладку кирпичных топок.
• Цементно-шамотный – дорог, т.к. нужны качественные материалы. Прочность как у цементно-известкового, жаростойкость как у глиняно-шамотного, огнеупорность средняя, достаточная для топочной части. Газоплотность высокая, почти как у глиняного. Трудоемкость невысокая, как у строительного цементно-песчаного. Вручную не замешивается. Годность к работе – 40 мин от начала замеса.

Понятие «газоплотность» значит, что относительно плотные дымовые газы сквозь слой раствора не проходят путем диффузии. Газоплотность не исключает гигроскопичности: молекулы водяного пара меньше и подвижнее, чем у дымовых газов, поэтому печь дышит. Цементно-песчаный раствор не газоплотен и не дышит: дымовые газы сквозь него постепенно просачиваются, а водяной пар он не впитывает. Класть печь нужно на растворе, обеспечивающем помимо прочности, оптимальное для данного участка строения печи сочетание газоплотности с гигроскопичностью. Рецептура традиционных печных растворов сложилась с учетом этого требования.

Примечание: гипсово-известковый раствор, применяемый для оштукатуривания печей вместо обычной штукатурки, мы не рассматриваем. Это отделочный материал, не жаростойкий и не огнеупорный.

Что можно даром?

Из материалов для печных кладочных растворов на месте почти наверняка можно добыть глину и песок. Если на участке есть собственный источник водоснабжения, напр. абиссинский колодец, то вполне вероятно, что и вода из него подойдет для кладки печи. Подготовив подручные материалы соответствующим образом, можно самому приготовить смесь, не уступающую «Ветониту» и т.п. О подготовке см. след. разд., а пока посмотрим, где можно найти сырье надлежащего качества.

У местных печников, скорее всего, можно купить битую глину от 50 руб. за ведро. Но она наверняка «с огорода» и сильно загрязнена органикой. Качество раствора по мере ее разложения будет ухудшаться. А главное – чтобы превратить «битуху» в высококачественный раствор, нужно потратить еще немало труда. Глина же распространена очень широко и поиски подходящего ее выхода в окрестностях вряд ли отнимут много времени. Нужно только знать, как определить качество сырья на месте; оно может сильно различаться в пределах свиты пластов в одном и том же обнажении. В природе глина, пригодная для кладки печей, и ее залегания могут иметь самый разнообразный вид, см. рис. Как выбрать подходящую?

Примечание: по Закону о недрах РФ на своем участке любой гражданин может добывать минеральное сырье открытым способом с глубины до 5 м без каких-либо разрешений или лицензий. В глубинке глины и песка на печь для себя, наверное, можно накопать и в стороне, обнажения с глиной чаще всего никому не нужные неудобья во всех смыслах. Для регулярной коммерческой разработки придется взять участок в аренду и обзавестись разрешением на добычу.

Глина – микрозернистый минерал-алюмосиликат, смесь окиси алюминия Al2O3 и окиси кремния SiO2. Весь набор ее потребительских качеств: прочность, пластичность, адгезия (клейкость, липкость), гигроскопичность, газоплотность, определяется одним комплексным параметром – жирностью. Жирность глины из 62% Al2O3 и 38% SiO2 считается равной 100%, а чистого кварцевого песка – 0%. Для кладки печей нужна среднежирная глина: раствор из очень жирной при высыхании трескается, а из тощей непрочен.

Разрез обнажения с залеганием глин

Состав глин не постоянен, в природе они всегда содержат песок и много других примесей. Жирность глины определяется пропорциями Al2O3 и SiO2, количеством песка в ней и в меньшей степени примесью органики. Цвет глине придают ничтожные примеси ионов металлов-хромофоров, прежде всего железа. На качество сырья они почти не влияют, но все-таки лучшая глина белая (каолин) или серая. Но не из любого места свиты.

На рис. справа показан разрез типичного для Средней России обнажения с выходами глин (Ленобласть, Саблино, берег р. Тосна). Подповерхностная глина, как уже сказано, загрязнена органикой из гумусового слоя почвы. Непосредственно на глиняной свите лежит слой суглинка – очень тощего, с большой примесью песка, глинозема; на рис. выделен желтым.

Собственно глиняная свита отмечена красным; жирность в ней нарастает сверху вниз. Однако, во-первых, самые нижние слои тоже загрязнены органикой, приносимой дождевыми, талыми и паводковыми водами. Во-вторых, слишком жирную глину придется затощать песком, что потребует лишнего труда и, возможно, денег.

Примечание: тощую глину можно зажирить покупной очень жирной или применяя мучительную процедуру вымучивания – многократного разбалтывания в воде с последующим сливом отстоя. При теперешних ценах на воду вымучивание теряет смысл, тем более что удается не всегда. В шлам может уходить больше полезного глинозёма, чем ненужного песка.

Пробу на жирность сырья нужно брать пониже суглинков; в данном случае (залегание достаточно мощное) – примерно в 5-6 м вниз от кромки обрыва, но не менее чем в 1,2-1,5 м под гумусовым слоем. Если глина начинается сразу под почвенным конгломератом, известняком, песчаником и т.п. водопроницаемыми породами, пробу берем пониже, но тогда, возможно, глину придется затощать.

Собственно проба элементарна: это комок глины размеров в полкулака. Его разминают мокрыми руками (сухим летом их придется несколько раз смачивать) в шар. При таком способе пробы глина поглотит необходимый минимум влаги до приобретения ею пластичности. Затем шар плавно сжимают между 2 гладкими ровными пластинками – строгаными дощечками, кусками оцинковки – до появления трещин. Глина считается пригодной для печных работ, если шар до растрескивания сжался не менее чем на 1/3 диаметра. Дальнейшие испытания нужно проводить дома (см. далее), для чего набираем пробную партию в 5-6 кг.

Примечание: этот способ часто рекомендуют для определения жирности готового раствора, что верно только для самана и глинобитных изделий. На кладку кирпича в печи он предназначен для определения пригодности сырья.

Глина ли это?

Не все, что поддается ножу с лопатой и мнется влажным – глина. Но для кладки основной печной части годится только она. Так что расскажем немного о минералах-обманщиках.

Сланец и мергель

Глинистый сланец – непрочная каменистая метаморфическая горная порода. Его уже на вид можно распознать по залеганию явно видимыми горизонтальными пластами с округленными краями, поз. 1 на рис. А на изломе сухого образца также ясно видна и его сланцеватая структура, поз. 2.

Глинистый сланец и мергель

Мергель, он же рухляк, может быть очень похож на серую глину (поз. 3), но содержит много карбонатов, поэтому идет на производство цемента, а для печей совершенно непригоден. Его можно отличить от глины по более-менее регулярной трещиноватости (трещин в глине или нет, или они беспорядочно-извилистые) и, часто, также по пластовому залеганию, поз. 4.

Настоящий глиняный обманщик – бентонитовая глина, или бентоглина, или бентонит. Он очень похож на высококачественную глину (см. рис.), тем более что и она бывает ярких цветов. Бентонит – ценнейшее ископаемое, но не для печей.

Основная составная часть бентонита – натрий-кальциевая наноглина монтмориллонит. Бетоглина способна поглощать огромное количество воды, распухая при этом в 14-16 раз. Бентонит чрезвычайно востребован горно-добывающей промышленностью для буровых растворов, медициной, косметикой и парфюмерией, виноделием, соковым и ликеро-водочным производством, но жаростойкостью, огнеупорностью и газоплотностью не наделен.

Если вы самогонщик и нашли бентоглину, вам повезло: с ее помощью распоследнюю бормотуху можно обратить в продукт, который «аж душу зубами рвет», но почти без сивухи. Если же вы добропорядочный винодел, то при помощи бентонита получите просто хорошее, душевное вино. Но для печи придется поискать настоящую глину.

Вывести самозванца на чистую воду совсем просто тут же на месте. Отламываем/отрезаем кусок в те же полкулака, кладем в кружку и заливаем водой. Скоро на глаз будет заметна ее убыль и набухание образца. Если продолжить наблюдение, добавляя воду, то спустя некоторое время из посудины полезет нечто, колыхающееся как студень – бентонитовый гель. Им и осветляют соки с виноматериалами.

В хороших, мощных обнажениях глин чаще всего встречаются и слои подходящего для печи песка. Белый кварцевый пригоден для любых печных работ; желтоватый из полевого шпата – для всех частей печи, кроме топочной. Брать пробу песка не нужно, а копать его самому имеет смысл, если у вас есть независимый источник водоснабжения: правильная подготовка песка для кладки печи требует большого количества воды.

Примечание: если предполагается использовать покупной песок, а окрестные продавцы предлагают только фракционированный, то закупку нужно производить из расчета 1 часть фракции 0,7-0,9 мм и 2 части фракции 0,15-0,25 мм. Природный песок, хотя и требует подготовки (см. далее), все же лучше: просеянный он содержит много разных фракций и кладка на нем будет крепче.

Домашние исследования

Дома нам понадобится определить прежде всего качество наличной воды. Кладочный раствор для печей нужно делать на воде мягкой или, с крайнем случае, средней жесткости, до 10-11 немецких градусов. 1 градус жесткости соответствует содержанию в воде 20 мг/л растворимых солей кальция и магния. В старину хозяева, задумав класть печку, долго загодя собирали дождевую воду. Сейчас, если своя не подойдет, придется запасаться водопроводной артезианской: умягчение больших количеств воды потребует немалых затрат. Затем нужно будет проделать серию несложных опытов с пробой глины, чтобы определить, нужно ли добавлять в нее песок и, если да, то сколько.

Для определения жесткости воды нужно будет купить в аптеке 100-200 мл дистиллированной воды и мелко настрогать обычного хозяйственного мыла. Зачем? 1 грамм чистого 100% мыла нейтрализует 10 мг солей жесткости. Пока вода не умягчена полностью, мыльный раствор не пенится, что и будет ясно видимым индикатором.

Сначала в горячем, 70-80 градусов, дистилляте (дождевая вода не годится!) понемногу, плавно помешивая и не допуская вспенивания, растворяем следующие количества хоз. мыла:

1. Современное 100% белое – 10 г на 100 мл или 20 г на 200 мл.
2. Старое желтое брусковое 72% – 14 г/100 мл или 28 г/200 мл.
3. То же, 60% – 17 г/100 мл или 34 г/200 мл.

Теперь нужно остудить титровальный раствор и набрать мензуркой 500 мл исследуемой воды. Далее берем шприц на 20 мл без иглы и набираем в него мыльный раствор; потом осторожно, по каплям, вводим его в пробу воды, все время аккуратно помешивая и встряхивая посуду. Сначала появятся серые хлопья (это выпадают в осадок соли Ca и Mg), затем образуется пена с радужными пузырями. Титрование (так по-химически называется эта процедура) прекращаем и смотрим, сколько титровального раствора потрачено.

В 10 мл титраствора у нас содержится 1 г чистого мыла, которое нейтрализовало в 0,5 л пробы 10 мг солей жесткости, что в пересчете на 1 л даст 20 мг или 1 градус жесткости. Так что расчет прост: делим количество израсходованного титраствора на 10, сразу получим градусы жесткости. Допустим, ушло 80 мл, тогда жесткость воды 8 градусов и на раствор для печи она годится.

Сколько песка в глину?

Теперь нам нужно определить, сколько песка понадобится добавить в глину для получения рабочего раствора. Взятую из пласта пробу глины делим пополам и одну половину пока откладываем. Другую делим на 5 равных частей, выкладываем каждую в отдельную посуду и доливаем хорошей, достаточно мягкой (см. выше) воды по 1/4 объема от объема глины. Дожидаемся, пока глина раскиснет (это около суток), тщательно вымешиваем. Затем массу пропускаем через сито с ячеей в 3 мм и снова ставим на отстой на сутки. После отстоя сливаем, если выдавится наверх, мутную жижу (шлам) и в каждую пробу добавляем подготовленный (см. ниже) песок в следующей пропорции, опять же, от объема глины:

Песок нужно добавлять в 3-7 приемов, равномерно распределяя каждую порцию по поверхности глиняной массы и тщательно вымещивая, прежде чем добавлять следующую. Раствор считается вымешенным, если при растирании его между пальцами чувствуется шероховатость песчинок. Затем из каждой пробы лепим образцы для испытаний:

1. Два жгута-колбаски длиной 30-40 см (по старинным правилам – в немецкий фут, ок. 35 см) и толщиной в палец, т.е. 12-15 мм.
2. Шарик в треть пяди, это 4-5 см.
3. Лепешку диаметром в пядь (15-17 см) и толщиной в палец.

Итого получается 20 образцов, которые нужно замаркировать, чтобы не перепутать. Все образцы сушатся в помещении без сквозняков и прямых солнечных лучей: жгуты 2-3 дня, а шар с лепешкой до полного высыхания; лепешка не должна гнуться, а шар – сминаться, на что потребуется до 20 суток.

Когда жгуты подсохнут, делаем многократно описанную пробу на жирность раствора, см. рис. У нормальной (N) смеси на жгуте при оборачивании вокруг черенка лопаты должна потрескаться высохшая корочка и неглубоко под ней – сырая масса. При разрыве жгута излом должен быть примерно в 1/5 начального диаметра.

Проба глины на жирность

У жирной (G, greesy) смеси трескается только корка или трещин вовсе не возникает, а жгут рвется на капельки. Жгут из тощей (L, lean) смеси трескается на ломти и рвется с большим изломом.

Данный опыт почти всегда дает неоднозначный результат, вроде бы подходящими оказываются 2-3 смеси. Для уточнения, которая же лучше, дожидаемся полного высыхания шаров и лепешек. Те, что из смесей, не выдержавших испытания на жгут, лучше сразу отбраковать.

Оставшиеся роняем на голый деревянный пол с высоты пояса, примерно 1 м. Расколовшиеся отбраковываем. Если все выдержали, увеличиваем высоту удара и рабочую смесь делаем с количеством песка в самой прочной пробе.

Сколько воды в раствор?

На этом этапе определяем точное количество воды и уточняем долю песка в растворе. Дело в том, что нормальная жирность раствора – понятие довольно-таки растяжимое. Наше дело, раз уж беремся работать для себя, добиться в пределах оптимума жирности его максимальной прочности и газоплотности.

Для продолжения испытаний из остатка глины делаем пробный замес. На подготовленном песке, см. ниже, и хорошей воде! Способ тот же, что и для проб на жирность, см. выше. Не забудьте перед добавкой песка глиняную массу продавить сквозь сито!

Проверка готовности глиняного раствора

Сразу после замеса проверяем текучесть раствора. Если ложбина за кельмой рвется (поз. 1 на рис.), воды нужно добавить. Если заплывает (поз. 2), нужно раствор отстоять, а выдавленный шлам (поз. 4) аккуратно слить в мерную посуду. Сравнив объем шлама с количеством воды, которым изначально затворялась глина, получим точную ее дозу на рабочий замес. Если же воды пришлось сразу точно в меру, за кельмой потянется ровный след с четкими краями, поз. 3.

Осталось уточнить долю песка. Это делается омакиванием кельмы. В случае пережиренного раствора, тощие мы исключили ранее, на кельме останется сплошной струйчатый слой, поз. 5, тогда нужно добавить песка. Самый лучший раствор – чуть-чуть зажиренный, от него на кельме остается тонюсенький слой с узорными разводами, сквозь который просвечивает металл, поз. 6.

Experimentum crucis

В переводе с латыни – проба крестом, т.е. решающий опыт. Вполне ли адекватны результаты предыдущих опытов? Не слишком ли загрязнены глина, песок и вода органикой? Будет ли раствор достаточно прочным и липким?

Решающий опыт прост: берем 2 кирпича, кладем один плашмя. На его постель (самую большую поверхность) наносим слой пробного раствора толщиной в 3 мм. кладем поверх второй кирпич, пристукиваем черенком кельмы как обычно. Ждем 5-10 мин и поднимаем связку за верхний кирпич; нижний должен тянуться за ним, плотно приклеившись. Если он не отрывается и при встряхивании на весу, материалы мы добыли и подготовили с толком, печь будет на века.

Как готовить песок?

Самокопаный песок сначала просеивают, но ячея сита должна быть уже в 1-1,5 мм. Так получается нужный набор фракций и устраняется крупный мусор. Однако главная опасность от природного песка для печного раствора – органика. В т.ч. и живая. Ходы между песчинками населяет множество мельчайших организмов; их биоценоз зоологи называют псаммофауной. Мелочь это безвредна, наоборот, ее роль в естественном круговороте веществ сравнима с таковой дождевых червей. Но общая биомасса немала и может со временем существенно ухудшить качество кладки.

В промышленности от песчаной органики избавляются разными способами, в основе которых нагревание и/или высушивание. Нам, если есть своя вода, можно обойтись без энергозатрат. Способ полного избавления песка от органики давно изобретен аквариумистами и проверен десятилетиями, если не столетиями; аквариумные рыбки – создания очень нежные. Производительность его невысока, но за день-два намыть песка на печку можно.

Как вы уже догадались, способ этот – промывка текучей водой. Но не просто, а в специальном аппарате (см. рис.), его можно сделать из оцинковки или обрезка любой трубы диаметром 150-200 мм; на агрегат из бочки напора воды в водопроводе не хватит. Высота колонны – 3 диаметра, начальное наполнение сырьем – на 1/3. Напор дают такой, чтобы песок клубился повыше, но не уходил в слив. Промывку заканчивают спустя 5-10 мин после того, как вода в слив пойдет прозрачная. Способ хорош и тем, что из песка удаляется также примесь глинозёма и его добавки не искажают результаты испытаний глины.

Готовим рабочий раствор

Для приготовления рабочего раствора понадобится уже некоторый самодельный инструмент: весёлко и боёк. Первое – обтесанная в виде весла строганая доска, а боёк – щит из досок примерно 1,5х1,5 м. Весёлком глину месят в больших количествах, кельмой тяжело, очень уж она вязкая. На боёк будем выкладывать рабочую порцию, чтобы брать удобнее было и шлам стекал.

Примечание: замес глины средствами малой механизации требует осторожности и определенного навыка. От вибрации в растворе могут образоваться лакуны с глиняным молоком. Потом они рассосутся, но неоднородности в массе раствора сохраняются месяцами; в высохших швах навеки. А для кладки печи раствор нужен абсолютно однородный.

Бить или не бить?

Вообще-то боёк предназначен для битья сырой глины и наворачивания на нее песка. Мы на этих процедурах останавливаться не будем. Битая глина идет на саман и глинобитные изделия, они поэтому так и называются. Для печной глины битье редко применяют даже добросовестные шабашники: оно не удаляет полностью мусор, и как наворачивать на глину песок, если его, к примеру, нужно добавить всего 1/4?

Как нужно готовить

В небольших количествах однократно, напр. на 1 печь, глиняный раствор готовится, как и пробный: заквашивание – сито – замес с песком – отстаивание, см. выше. Только лопатить глину лучше всего в лохани весёлком, сито взять проволочное, под сборник/отстойник пустить бочку, а к месту работы доставлять рабочие порции ведрами. Если бочку-сборник накрывать крышкой, раствор в ней будет храниться месяцами не теряя качества.

Творильный стан для глиняного раствора

Если раствор требуется с значительных количествах постоянно, то его приготовление лучше производить на твориле. В данном случае это не дверца топки, а творильный стан: 3 ящика, расположенные друг над другом уступом и соединенные лотком, см. рис. В верхнем ящике с выдвижным днищем – творильном – глину затворяют водой и вымешивают с добавлением песка. Затем днище выдвигают, раствор сползает в средний ящик – сито; его дно из проволочной сетки с 3-мм ячеей. После процеживания каждой порции из сита выбирают крупный мусор, а счищенную с сетки липкую массу дополнительно продавливают сквозь сито с ячеей в 1,5 мм (использовать песочное сито нельзя!) и хранят в плотно закрытой таре: это ценный материал для зажирнения тощих глин или на продажу.

Сползший в сборник процеженный раствор первоначально накапливается в его отстойной половине. Когда на поверхности массы покажется шлам, перегородку можно приподнять и выбрать раствор, в котором воды ровно столько, сколько нужно самой глине. А последующие порции пусть себе цедятся и дальше, шлам все равно выдавится наверх. Если еще и сетку в сите сделать съемной, то можно организовать непрерывный рабочий процесс.

Раствор для топки

Приготовление раствора для кладки топочной части печи имеет следующие особенности:

• Природную (сырую) глину выбирают белую, серую или слегка желтоватую наибольшей жирности, для чего из свиты берут несколько проб.
• Затощают до нормальной жирности шамотным песком или, так дешевле, смесью шамотного и кварцевого в пропорции 1:1 по объему.
• Максимально допустимая жесткость воды – 8 градусов.
• Пробы на прочность (шар и лепешка) не нужны, т.к. прочность обеспечивается исходным качеством материалов.

Примечание: для кладки топок печей с умеренно-напряженным тепловым режимом (русской, голландской, варочной плиты, барбекю/мангалов) можно использовать обычный глиняный раствор.

Известь и цемент

Как уже сказано, на известковом и цементно-известковом растворе кладут фундамент печи, распушку дымохода с дымовой трубой над ней и тело камина. Гашеная известь-пушонка для этого не подходит, она предназначена для отделочных работ, а свойствами, необходимыми для кладочного раствора не обладает. Основное по объему связующее тут – известковое тесто, густая масса, получающаяся в результате гашения извести.

Известковое тесто продается в готовом виде в герметичной таре, срок годности указывается на упаковке. Самому гасить кусковую известь нет смысла: это процесс трудоемкий, долгий, требующий знаний химика-технолога или квалифицированного работника. Нужны гасильный ящик из химически стойкого материала, творильная яма от 1,5 м глубиной, плотно обшитая досками и с воздухонепроницаемой крышкой; тесто от гашения быстрогасящейся извести-кипелки нужно выдерживать в ней несколько дней, а от медленногасящейся – несколько недель. Само гашение также не сводится к заливанию водой, это довольно сложный и тонкий процесс.

Дело в том, что в свежепогашенном тесте неизбежно остаются микроскопические недогашенные крупицы. Оказавшись в кладочном шве, они поглощают циркулирующие в теле печи при топке пары воды, гасятся, разбухают при этом и рвут швы. Скорость догашения сильно зависит от объема загрузки сырья. Чтобы тесто можно было пускать в работу прежде, чем оно начнет портиться, загружать в яму нужно не менее 0,7 куба кипелки или 2 кубов медленногасящейся извести. И куда потом всю эту известку девать, если только вы не опытный мастер со стабильным потоком заказов? Но тогда вы и так об извести знаете больше, чем тут написано.

Растворы на тесте

Известковый и цементно-известковый растворы не столь строги к качеству сырья, которое к тому же обеспечивается промышленными условиями его приготовления. Поэтому и сами растворы готовить проще и легче.

Проверка жирности известкового раствора

Самокопаный песок достаточно просеять через сито с ячеей в 1 мм. Покупной – брать одной фракции 0,7-0,9 мм. Известь обладает биоцидными свойствами, а остатки органики на песчинках только улучшат их слипание с известкой. Жесткость воды для известкового раствора допустима намного превышающая санитарные нормы, так что водопроводную воду можно использовать без оглядки.

Приобретенное известковое тесто нужно, вскрыв упаковку, хорошенько вымесить весёлком, оно загребает сразу много, а лопатить известку гораздо легче, чем глину. Затем добавляем песка, начиная с 0,5 объемной части, и вымешиваем, после чего по облипанию весёлка проверяем пластичность раствора, это аналог жирности для глины, см. рис. «Тощий» раствор облипает весёлко (оно должно быть гладко оструганным) ровным тонким слоем, сквозь который может просвечивать дерево, нормальный – слоем в 2-3 мм; возможно, с бугорками и потеками. «Жирный» известковый раствор налипает комками.

Примечание: известковый раствор вибратором или дрелью с миксером может месить аккуратный и внимательный дилетант. Лакуны с известковым молоком при кладке рассасываются бесследно. Но пластичность нужно проверять все равно весёлком, тут важно, что оно деревянное.

Песка нужно добавлять побольше в пределах нормы пластичности, так выйдет дешевле и прочнее. Прочность известковых швов обеспечивает именно наполнитель – песок – а связующее, известь, лишь склеивает песчинки. На практике песок добавляют, пока раствор не окажется немного «зажиренным» (до 5 объемных частей), а затем доводят тестом до нормы по весёлку.

Чтобы начать кладку, осталось провести тест на текучесть. Технологическое оборудование – 2 кирпича. На постель одного наносим слой раствора в 3 мм, кладем второй и пристукиваем кельмой. По краям должна выдавиться колбаска толщиной в 1-3 мм, не стекающая вниз. Не выдавливается – добавляем в раствор немного воды. Стекает – добавляем туда же теста; запас по пластичности мы заранее обеспечили песком.

Цементно-известковый

Цементно-известковый раствор гораздо прочнее простого известкового, а цемента добавить нужно совсем немного, от 0,12 до 0,065 по объему от известкового теста, т.е. на 1 часть цемента должно приходиться 9-16 частей теста. Цемент – от М200 до М600; чем выше марка, тем меньше его требуется, а качество раствора улучшается.

Пригодность цементно-известкового раствора для работы – 45 мин. от начала замеса; для неответственных частей допустимо использование в течение 1 часа, поэтому экспериментировать с песком времени нет, его нужно дать сразу сколько нужно. Однако вводить песок в цементно-известковую смесь недопустимо! Пропорции песка и воды нужно заранее определить по пробному замесу небольшого объема; пробу, впрочем, можно затем вылить в готовый раствор, тут же быстренько и хорошенько размешав.

Замешивают известково-цементный раствор следующим образом:

1. В известковое тесто, если по результатам проб нужно, добавляют воду.
2. Тесто тщательно размешивают: весёлком 10-20 мин, миксером – 2-3 мин.
3. Не прекращая замешивания, струйкой вводят цемент; лучше всего здесь работать с подручным.
4. Домешивают весёлком (3-5 круговых оборотов) или миксером (1-2 круговых движения головкой, не касаясь стенок бадьи).
5. Также не прекращая замешивания, постепенно, но не медленно вводят песок.
6. Домешивают, как в п. 4, и раствор готов.

Жаростойкий монолит

Монолитные топки, т.е. сборные из отлитых в опалубки частей, получают все большее распространение. Они прочнее, долговечнее, а по форме их можно сделать наиболее экономичными исходя из теплотехнического расчета и в то же время дающими большую свободу для дизайна печи. Одно только «но», весьма относительное: для подготовки литьевой массы нужна бетономешалка, вручную ее не вымесишь.

Отливаются топки-монолиты из жаростойкой бетонной смеси следующего состава:

• Портландцемент не ниже М400, а лучше М600 – 1 объемная часть.
• Щебень из керамического огнеупорного (печного) кирпича М150 – 2 объемных части.
• Кварцевый песок фракции 1 мм – 2 объемных части, только чистый покупной, самокопаный не годится.
• Шамотный песок – 0,3 объемных части.
• Вода жесткостью до 10 градусов – 4 л на 10 кг сухой смеси; практически – до сметанообразной консистенции.

Насчет кирпичного щебня – не ошибка. Секрет смеси именно в сложном, трехкомпонентном, наполнителе. Связующее выгорает не от температуры как таковой, а от поглощаемой им энергии топлива. В этом наполнителе тепловая энергия распределяется по компонентам каскадно и передается телу печи, а на зернышки цемента приходится ее малая часть. В данном случае цемент высококачественный и остатка его связующей способности хватает для обеспечения прочности топки.

Примечание: сборку топки из литых модулей производят на растворе точно такого же состава.

Замес жаростойкого бетона проводят во включенной бетономешалке, добавляя компоненты в последовательности, указанной в списке. Интервалы между введением составляющих – 2-3 оборота бункера машины. Вымешивание после введения воды – 10-12 оборотов. Пригодность раствора к работе – 40 мин от начала замеса. Полное схватывание – 12 часов; свободную поверхность детали в опалубке необходимо накрывать влажной ветошью или, лучше, мокрой древесной стружкой. Готовность собранной топки к пробному розжигу – не менее чем после 20 суток выстаивания в помещении без сквозняков и прямых солнечных лучей при температуре 16-27 градусов.

В заключение

У читателя может возникнуть вопрос: а как насчет расхождений с популярными источниками? Там, к примеру везде пишут, что вот мол, бить глину на печь можно и нужно, а здесь – нет.

Печное дело имеет глубочайшие корни; печь – одно из первых изделий человека. Основы известных руководств сложились во времена, когда социальное расслоение было по теперешним понятиям невообразимым. Простолюдин тогда и думать не смел о количестве денег, достаточном для покупки качественных материалов. И знал, что из-за частых опустошительных пожаров и войн избу ему в течение жизни придется 2-3 раза строить заново. Вот и приноравливались к тому, что под рукой. А руководства по печному делу – к читательскому спросу. В то же время тогдашним высшим слоям общества уровень бедности по современным требованиям к качеству жизни показался бы неслыханным благоденствием.

Исходя из этих соображений, материал статьи в части традиционных рецептов и методов подготовлен на основе руководств по строительству барских и хоромных печей, рассчитанных на поколения жильцов, с учетом достижений современных технологий и собственных возможностей в гражданском обществе.