Текст книги "Печи для бань и саун своими руками"

Автор книги: С. Калюжный

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 9 страниц) [доступный отрывок для чтения: 4 страниц]

Цемент

Цемент представляет собой гидравлическое (затвердевающее на воздухе и в воде) вяжущее вещество, которое производят путем совместного измельчения клинкера и различных минеральных добавок. Среди цементов, используемых для замешивания строительных растворов и бетонных смесей, выделяют портландцемент, безусадочный и расширяющийся, глиноземистый цемент и другие виды. В печных работах применяется в основном портландцемент, который получают в результате тонкого помола клинкера, производимого путем обжига до спекания смеси известняка и глины.

Марка цемента определяется различной механической прочностью (кгс/см²) при его затвердевании: 300, 400, 500, 600. Согласно ГОСТ 23464-79, цементы делятся на высокопрочные (марки 550, 600 и выше), повышенной прочности (марка 500), рядовые (марки 300 и 400) и низкомарочные (ниже 300). Марка зависит от тонкости помола.

По сравнению с такими вяжущими веществами, как известь и глина, цементы имеют способность быстро схватываться.

В печном деле цемент используется при кладке фундаментов и оснований под печи, а также оголовков дымовых труб. Он применяется не в чистом виде, а в простых и сложных растворах.

Известь

Строительная известь (ГОСТ 9179-77) входит в состав многих строительных растворов и бетонных смесей. По условиям затвердевания она делится на гидравлическую, которая твердеет на воздухе и в воде, и воздушную, которая становится твердой только на воздухе. Производят глину путем обжига известняков в специальных вращающихся или шахтных печах.

В результате обжига образуется негашеная известь. Ее гашение происходит при поливании водой. Таким образом, она как бы кипит, распадаясь на мелкие части, и значительно увеличивается в объеме.

Негашеная известь по продолжительности гашения бывает быстрогасящаяся (не более 8 минут), среднeгaсящаяся (не более 25 минут) и медленногасящаяся (более 25 минут).

Гидравлическая строительная известь применяется при производстве строительных растворов для кладки и оштукатуривания в помещениях с повышенной влажностью.

Кроме того, она используется для получения бетонов низких марок и производства некоторых вяжущих веществ. Воздушная строительная известь чаще всего применяется при изготовлении растворов для надземной кладки. В печном деле она подходит для растворов, предназначенных для кладки фундаментов под печи и коренные дымовые трубы.

Также воздушная строительная известь используется при кладке оголовков дымовых труб и для побелки наружных поверхностей печей и дымоходов.

Вода

Вода, которая используется для приготовления бетонной смеси и строительного раствора, должна быть без примесей, так как они препятствуют нормальному схватыванию и затвердеванию вяжущего материала. Поэтому для этих целей больше всего подходит обычная питьевая или дождевая вода. Категорически запрещено использовать воду, содержащую примеси кислот, солей, масел, а также сточные воды.

Не рекомендуется для приготовления растворов, предназначенных для кладки печей, использовать жесткую воду.

Бетон

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, который получают из смеси вяжущего вещества, заполнителей и воды. Часто в его состав также входят специальные добавки для формирования и затвердевания. До формирования такая смесь называется бетонной.

По плотности бетоны можно разделить на особо тяжелые (их плотность составляет более 2500 кг/м³), тяжелые (от 2200 до 2500 кг/м³), облегченные (от 1800 до 2200 кг/м³), легкие (от 500 до 1800 кг/м³) и особо легкие (до 500 кг/м³).

Согласно ГОСТ 5802-78, в зависимости от предела прочности при сжатии, измеряемом в кгс/см³, выделяют следующие марки бетонов. Тяжелые бетоны марок 50, 75, 100, 150, 200, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800. Бетоны на пористых заполнителях марок 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400. Ячеистые бетоны марок 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150. Пористые бетоны марок 35, 50, 75, 100. Затвердевание бетона является результатом сложных процессов, протекающих между вяжущим материалом и водой. Такие заполнители, как щебень, гравий и песок, в этих процессах не принимают участия. Вяжущие материалы (гипс, цемент и известь) после добавления воды образуют пластичную и вязкую массу, которая, затвердевая на воздухе или в воде, связывает между собой зерна заполнителей и образует искусственный каменный материал. Бетоны можно разделить на материалы естественного и искусственного твердения. Бетоны искусственного твердения доходят до состояния затвердевания в результате автоклавной обработки.

В печном деле бетон применяется для устройства фундаментов под печи и коренные трубы. Легкие его виды (например, керамзитобетон и т. п.) применяются в основном для утепления дымовых и вентиляционных каналов, сложенных из асбестоцементных труб. Из жаростойкого бетона производят печные блоки для стен дымовых и вентиляционных каналов. Такой бетон способен выдержать температуру до 1800 °C.

Совет мастера

Для печных блоков топливника состав жароупорной бетонной смеси по массе должен быть в соотношении 1: 4: 0,33. Таким образом, берется одна часть портландцемента (его марка должна быть не ниже 400), две части щебня и две части песка из огнеупорного кирпича и 0,33 части мелких тонкомолотых добавок из шамота.

Заполнители для бетонов

В состав тяжелых бетонов входят крупные и мелкие плотные заполнители. В мелкозернистом бетоне используются только мелкие заполнители. В качестве крупных заполнителей, у которых размер зерен превышает 5 мм, применяется щебень. Его насыпная плотность составляет более 1,8 г/см³. Крупные заполнители должны быть фракционированными. При производстве бетонной смеси используется крупный заполнитель фракций 5-10, 10–20, 20–40, 40–70 мм. В крайнем случае, вместо фракции 5-10 мм можно использовать 3-10 мм.

Для производства легких бетонов используются пористые заполнители, насыпная плотность которых составляет не более 1000 кг/см³, а величина зерен при этом может варьироваться от 5 до 40 мм (щебень, гравий). Если насыпная плотность составляет не более 1200 кг/м³, то величина зерен будет не более 5 мм (песок).

Среди пористых заполнителей выделяют искусственные, природные и производимые из отходов промышленности.

Добавки к вяжущим материалам и бетонам

Специальные добавки для бетонов применяют с целью изменения свойств вяжущих материалов. Среди них различают активные минеральные наполнители, добавки для специальных бетонов, ускорители твердения, замедлители схватывания, а также противоморозные добавки.

Активные минеральные добавки при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью и водой образуют тесто, которое после застывания на воздухе продолжает твердеть и может в течение длительного времени сохранять прочность в воде. Схватывание такого теста происходит не позднее чем через неделю после добавления воды.

Различают два вида активных минеральных добавок: природные (диатомит, трепел, опока, пепел, туф) и искусственные (доменные гранулированные шлаки, керамзит и т. п.).

Наполнители добавляют с целью снижения расхода цемента и увеличения плотности бетона. При затвердевании в нормальных условиях между такими добавками и вяжущими веществами не возникает химического взаимодействия.

Специальные добавки широко используют в производстве жаростойкого бетона.

Поверхностно-активные добавки способны менять свойства поверхности, на которой они адсорбировались. Они могут повышать или, наоборот, снижать водопроницаемость поверхности, способствовать понижению ее твердости и т. д. Среди таких добавок можно выделить пластифицирующие, воздухововлекающие, микрогазообразующие и др.

Ускорители и замедлители твердения

Благодаря ускорителям твердения бетон быстро набирает прочность. К таким веществам принадлежат хлорид и нитрат кальция, сульфат и нитрат натрия и др.

Замедлители схватывания способствуют увеличению времени сохранения пластичности бетонной смеси. Замедлителями твердения являются природный гипс, сернокислое окисное железо и поверхностно-активные вещества. При этом количество гипса и сернокислого окисного железа должно составлять не более 1 %, а поверхностно-активных веществ – не более 0,3 % от массы раствора.

Существуют также противоморозные добавки, благодаря которым в бетоне при отрицательных значениях температуры вода не замерзает. В результате этого даже без обогрева бетон сохраняет свою прочность в зимний период. В виде противоморозных добавок выступают соли-электролиты или смеси этих солей. Количество добавок зависит от температуры затвердевания бетона.

Асбест

Асбест представляет собой несгораемый теплоизоляционный материал, который в основном используется для защиты деревянных элементов от воздействия высоких температур. Его уникальность заключается в способности выдерживать длительный нагрев до 450–500 °C без заметной потери прочности. Благодаря небольшому коэффициенту теплопроводности асбест нашел широкое применение в печном деле при монтаже противопожарных разделок, изоляции стен и перекрытий. Также он используется в производстве несгораемых прокладок. В продаже асбест можно найти в виде листов, картона, ткани, а также шнура.

В качестве теплоизоляционных материалов в печном деле могут использоваться листы асбофанеры и строительный войлок. Перед тем как переходить непосредственно к укладке строительного войлока, его необходимо вымочить в глиняном растворе. Это обеспечит его несгораемость. С помощью войлока можно осуществлять изоляцию деревянных элементов, располагающихся в непосредственной близости от разогревающихся частей отопительных агрегатов, дымовых труб и противопожарных разделок.

Следует учитывать, что войлок, как правило, не горит, а тлеет, издавая при этом неприятный резкий запах. Толь и рубероид используются в основном с целью гидроизоляции печных фундаментов. Различие состоит лишь в том, что толь укладывают на дегтевых, а рубероид – на битумных мастиках.

Асбестоцементные трубы применяются для внутренней облицовки дымовых и вентиляционных каналов, а также для монтажа приставных дымовых труб и возведения труб выше чердачного перекрытия.

Преимуществом асбестоцементных труб является устойчивость к внешнему воздействию влаги, они не ржавеют, поэтому и не нуждаются в окрашивании в течение всего срока службы.

Стойкость асбестоцемента к воздействию отрицательных температур объясняется его низким во-допоглощением.

Трубы прослужат не одно десятилетие, если дополнить их специальными устройствами, предупреждающими попадание в них воды.

По сравнению с кирпичными трубами асбестоцементные дымовые трубы обладают рядом преимуществ. Они достаточно прочные, легкие, без швов, просты в устройстве.

При этом годовая стоимость их обслуживания гораздо меньше стоимости обслуживания дымовых труб, сложенных из обычного красного кирпича. Единственными недостатками асбестоцементных труб является необходимость утепления и низкая ударопрочность.

Совет мастера

Вместо асбестоцементных труб можно использовать гончарные, или керамические, трубы. Они производятся из лучших сортов глины с последующим обжигом и глазуровкой изнутри.

Диаметр керамических труб составляет 170–220 мм, а их длина может варьироваться от 350 до 700 мм.

Печные изразцы

Печные изразцы (рис. 9) представляют собой специальный материал, предназначенный для облицовывания наружных поверхностей печей. Различают прямые (стенные) и угловые изразцы. Прямые изразцы применяются для облицовывания стен печи, а угловые непосредственно для облицовывания углов.

В зависимости от формы изразцы бывают закладными (цокольными), гладкими (лицевыми), палочными, карнизными, а также венцовыми.

Рис. 9. Виды изразцов: а – прямые; б – угловые

Лицевая сторона изразца чаще всего бывает покрыта глазурью. Если глазированное покрытие отсутствует, то такие изразцы называют терракотовыми.

Оборотная сторона изразца образует особую коробку (румпу), которая перед укладкой тщательно заполняется межигоркой, кирпичным щебнем и раствором.

Приготовление раствора

Строительный раствор (ГОСТ 5802-78) представляет собой смесь вяжущего вещества и заполнителя (песка) с водой. Такая смесь имеет главное свойство затвердевать после укладки. С помощью раствора происходит связывание воедино отдельных кирпичей, блоков, камней и т. п. Прочность такой связки зависит от качества применяемого раствора. Следует отметить, что для каждого материала необходимо использовать определенный вид раствора.

Качество строительного раствора меняется в зависимости от содержания его компонентов, которое измеряется в процентах. Компоненты бывают вяжущими (глина, цемент) и заполнителями (песок, шлак). Густота раствора может варьироваться в зависимости от количества добавленной в него при замесе воды. Состав раствора обозначается числовым соотношением вяжущих веществ (глины, извести, цемента) и заполнителя (песка, щебня и др.). Количество воды, используемой для создания смеси вяжущего вещества и заполнителя, в соотношении не указывается, так как воду в раствор добавляют в зависимости от его необходимой густоты.

По применению вяжущих компонентов все растворы можно разделить на четыре типа: цементные, известковые, гипсовые и смешанные, в состав которых входят два вяжущих компонента.

Нужно учитывать, что синтетические вяжущие компоненты, так же как и органические, не способны выдерживать длительного воздействия высоких температур, поэтому для кладки печей применяются только минеральные вяжущие материалы (глина, цемент, известь или гипс).

Растворы можно разделить на тяжелые, плотность которых в сухом состоянии составляет более 1500 кг/м³, и легкие, плотность которых не превышает 1500 кг/м³.

По назначению растворы делятся на кладочные (предназначенные непосредственно для кладки кирпича, камня и печных блоков), отделочные (для отделки печей) и специальные.

Растворы, в отличие от бетонов, можно укладывать более тонкими слоями и без использования специального механического уплотнителя. Чаще всего они наносятся на пористые основания (кирпич, подходящие природные каменные материалы), которые способны поглощать воду.

Простые растворы состоят из заполнителя и одного вида вяжущего компонента. Сложные или смешанные растворы включают в себя несколько видов вяжущих компонентов (цемента

и глины, цемента и извести) и заполнителей. Так, например, сложный цементно-известковый раствор, имеющий соотношение 1: 3: 15, состоит из одной части цемента, трех частей известкового наполнителя и пятнадцати частей песка.

В сложных растворах объем главного вяжущего компонента условно принимают за единицу. Остальные вещества обозначаются числами, которые указывают, сколько объемных частей необходимо на одну часть основного вяжущего компонента. Главный вяжущий компонент обладает более выраженными вяжущими свойствами по сравнению с остальными веществами, входящими в данный раствор. Поэтому название растворов дается согласно наименованию основного вяжущего вещества. Так, например, в составе известково-глиняного раствора присутствуют два вяжущих вещества – известь и глина.

Известь обладает более выраженными вяжущими свойствами, поэтому все другие компоненты приравнивают к ее объему.

Приготовить качественный подходящий раствор, руководствуясь только количественным соотношением вяжущих веществ и заполнителя, не всегда возможно, так как кроме подобного соотношения необходимо учитывать еще и основные свойства материалов, т. е. жирность, марку, количество примесей и т. д.

Глиняный раствор

Глиняный раствор используется для кладки печей и частей дымовых труб, расположенных под крышей здания. Прочность и долговечность кирпичной кладки во многом зависит от качества его приготовления.

Главным недостатком такого раствора считается отсутствие влагостойкости, поэтому глиняный раствор рекомендуется использовать только при возведении основного печного массива. Для устройства печной трубы или фундамента он не подходит.

Толщина шва глиняного раствора не должна составлять более 5 мм, в противном случае под действием высоких температур он может растрескаться, и в образовавшиеся пустоты будет проникать воздух, ухудшая работу печи. Такой раствор должен быть приготовлен из качественной глины и мелкого просеянного песка. Диаметр песчинок должен быть не более 1 мм. Раствор следует тщательно перемешивать.

Глиняные растворы можно разделить на жирные, нормальные и тощие.

Жирные растворы характеризуются хорошей пластичностью, но при высыхании они могут заметно растрескаться.

Тощие растворы в большинстве своем непластичные, они часто крошатся и довольно непрочные.

Если сочетание вяжущего компонента и заполнителя подобрано правильно, то нормальные растворы отличаются пластичностью, практически не растрескиваются при высыхании и дают минимальную усадку, т. е. объем таких растворов остается практически неизменным. Именно нормальные растворы рекомендуются для возведения печей.

Еще одним важным фактором для глиняного раствора является его густота. Правильно приготовленный раствор внешне всегда выглядит однородным, без ярко выраженных участков, состоящих из одного заполнителя или глины. По консистенции раствор должен напоминать сметану. Это легко проверить при кладке намоченного кирпича, когда лишний раствор будет легко выдавливаться тяжестью самого кирпича, а также при легком нажиме на него рукой.

Перед приготовлением раствора рекомендуется также проверить качество используемой глины. Сделать это можно следующим образом.

Необходимо приготовить несколько растворов, содержащих разное количество глины и песка. Для этого нужно отмерить пять одинаковых порций глины, первую из них оставить в чистом виде, во вторую порцию добавить 10 % песка, в третью порцию – 25 %, в четвертую – 75 %, а в пятую добавить песка столько же, сколько и глины. Если глина жирная, то для второй порции количество песка должно составлять 50 %, для третьей порции необходимо взять 100 % песка, для четвертой – 150 %, а для пятой – в двойном объеме от количества глины.

Каждую порцию раствора следует тщательно перемешать до получения однородной массы. После этого, порционно добавляя воду, необходимо довести массу до консистенции густого теста, которое не должно прилипать к рукам.

Из каждой порции раствора нужно слепить по несколько шариков диаметром 4–5 см и столько же пластинок толщиной 2–3 см. Шарики и пластинки следует пометить и оставить сохнуть на 10–12 дней в помещении без сквозняков, с постоянной комнатной температурой.

Когда шарики и пластинки высохнут, необходимо проверить, не растрескались ли они. Если с ними внешне все в порядке и при падении с высоты 1 м на пол они не рассыпаются, то раствор считается пригодным для строительства. Пластинки из тощего раствора будут ломкими, а шарики из такого раствора при падении могут сразу рассыпаться.

Пластинки и шарики, изготовленные из жирного раствора, растрескаются при сушке.

Для наиболее точного определения качества раствора сырые шарики можно положить между двумя дощечками и сдавливать их до тех пор, пока на шариках не появятся трещины. На шариках, сделанных из раствора небольшой пластичности, крупные трещины образуются уже при сжатии примерно на четверть их диаметра.

На шариках, изготовленных из раствора средней пластичности, мелкие трещины появляются при сжатии на треть их диаметра. Небольшие трещины на шариках, сделанных из высокопластичного раствора, могут образоваться при сжатии на половину их диаметра.

Существует еще один вариант проверки качества раствора. Вместо шариков можно сделать жгутики толщиной чуть более 1 см и длиной 15–20 см. При попытке растяжения жгутика из малопластичного раствора он практически не тянется и сразу образует неровный разрыв. Жгутик, изготовленный из раствора средней пластичности, будет вытягиваться плавно, а оборвется только тогда, когда его толщина в месте разрыва составит примерно шестую часть от первоначальной толщины. Жгутик из пластичного и высокопластичного раствора растягивается плавно, постепенно становясь тоньше, а рвется он при толщине, равной около десятой части своего диаметра.

Провести проверку глиняного раствора на пластичность также можно, свернув жгутик из раствора в кольцо вокруг деревянной палочки диаметром 5 см. Если жгутик состоит из раствора с малой пластичностью, то при таком сгибании он растрескается, и будут видны разрывы. При средней пластичности в местах сгибания появятся мелкие трещины, но сам жгутик не порвется. Если раствор обладает высокой пластичностью, то ни трещины, ни разрывы не появятся.

После нескольких подобных испытаний можно выбрать необходимое соотношение глины и песка, а после этого уже переходить непосредственно к замесу раствора в нужном для работы количестве.

Что касается самого процесса замеса раствора, то сначала необходимо просеять песок через мелкое сито с ячейками 1–1,5 мм. Затем нужно приготовить глину. Для этого ее необходимо замочить в любой подходящей по размеру емкости, после чего добавить в глину воду до консистенции жирного молока и процедить через сито. Остатки глины необходимо развести в воде и снова процедить. Далее следует отмерить нужное количество песка и разведенной глины и тщательно перемешать до получения однородной смеси. Необходимо следить за тем, чтобы в готовом растворе не образовывались сгустки и не было примеси крупных частиц.

Срок хранения правильно приготовленных глиняных растворов не ограничен. Если с течением времени они засохнут, то их следует просто развести водой.

Совет мастера

Перед тем как приступать непосредственно к кладке, кирпич необходимо вымочить в воде в течение суток. Печная кладка на основе вымоченного кирпича и правильно приготовленного глиняного раствора простоит не одно десятилетие.

Если требуется возвести печную конструкцию из шамотного или огнеупорного кирпича, то раствор рекомендуется приготовить из огнеупорной глины и шамота в соотношении 1: 1.

Цементный раствор

Цементные строительные растворы являются наиболее прочными, они способны затвердевать как на воздухе, так и при повышенной влажности и даже в воде. Начало схватывания цементных растворов начинается примерно через 30 минут, а окончательное затвердевание происходит через 10–12 часов.

Благодаря высокой прочности и влагостойкости они используются для устройства печных труб и кладки фундамента, так как именно эти элементы печи чаще всего располагаются в условиях повышенной влажности или в зоне ее сильных перепадов.

В качестве заполнителя в цементных растворах в основном используют песок. При этом пропорция соотношения цемента к песку может варьироваться от 1: 1 до 1: 6. Для того чтобы цементный раствор сохранял свою прочность и влагостойкость, лучше всего использовать его в течение часа после замеса.

При кладке фундамента на влажном грунте и возведении частей трубы, выходящих за уровень крыши, рекомендуется применять смешанные цементные растворы. Они чаще всего состоят из двух вяжущих элементов и заполнителя. Примером такого раствора может быть смесь цемента, известкового теста и песка. При застывании подобный раствор обладает высокой прочностью и влагостойкостью. Для его приготовления понадобится 1 часть цемента, 2 части известкового теста и от 6 до 12 частей песка.

Нередко при возведении печей требуются и более прочные растворы. Так, для создания монолитных очагов открытого огня желательно использовать жаростойкие бетонные смеси. Для их приготовления понадобится 1 часть цемента марки 400–600, 2 части щебня из красного кирпича, 2 части кварцевого песка и 0,3 части шамотного песка.

Если в ходе возведения печи происходят изменения ее конструкции, например, когда она не вписывается в заданный промежуток, то приходится самостоятельно изготавливать несколько строительных блоков. В таких случаях рекомендуется использовать огнеупорную смесь. Для ее создания понадобится 1 часть цемента марки 400600, 2 части щебня, 2 части обычного песка и 0,3 части шамотного песка.

Когда раствор будет готов, его необходимо залить в специальную форму – опалубку, которая представляет собой деревянный ящик заданной формы с разборными стенками и без крышки.

В опалубке блоки следует выдерживать в течение месяца. При этом нужно постоянно поддерживать высокую влажность, накрыв блоки полиэтиленовой пленкой и ежедневно смачивая водой в течение первой недели.

Известковый раствор

Как и цементные, известковые растворы отличаются высокой прочностью и хорошей влагостойкостью. Они используются в основном для устройства фундаментов и печных труб, располагающихся над уровнем кровли. В составе таких растворов в разных пропорциях содержатся известковое тесто, песок и вода.

Качество известкового раствора в большей степени зависит от того, насколько правильно было осуществлено гашение извести. Комовая известь должна быть залита водой в специальном ящике. Выдерживать ее необходимо до полного гашения, периодически добавляя воду. После окончания кипения извести ее нужно перелить в другую емкость.

Наиболее подходящим местом для хранения извести является специальная земляная яма, обшитая досками. После помещения в такую яму известь следует засыпать полуметровым слоем земли. В таком состоянии она может сохранять свои свойства в течение нескольких лет. Чем дольше она хранится, тем лучше, так как после гашения известь для улучшения ее качеств рекомендуется выдержать не менее месяца.

Для приготовления известкового раствора известковое тесто необходимо процедить через сито, смешать с заранее просеянным через мелкую сетку песком, затем добавить немного воды, не переставая перемешивать смесь. Таким образом раствор следует довести до необходимой густоты.

Для 1 части известкового теста понадобятся 2–3 части песка. Свежеприготовленные известковые растворы, в отличие от цементных растворов, сохраняют свои свойства в течение нескольких суток. Для большей прочности в раствор рекомендуется добавлять цемент, а для уменьшения времени застывания (например, при оштукатуривании) лучше всего добавить гипс.

Известковый раствор различают и по степени жирности. Чтобы правильно ее определить, уже готовый раствор необходимо перемешивать деревянной лопаткой в течение нескольких минут, затем посмотреть на степень его прилипания. Тощий раствор не прилипает к лопатке, жирный раствор покрывает ее поверхность толстым слоем, а нормальный ложится тонким слоем или останется на ней местами.

Известковый раствор нормальной жирности является идеальным вариантом для кладки. Для того чтобы изменить степень жирности раствора, рекомендуется добавить в него недостающие компоненты. Так, например, для увеличения жирности тощего раствора необходимо добавить известковое тесто, а для снижения жирности в качестве добавки используется песок.