Материалы для строительства печей.

Для кладки отопительных печей применяется глиняный (красный) кирпич 1-го сорта, топливники и близкие к нему дымоходы облицовываются огнеупорным кирпичом. Глинопесчаный раствор, на котором ведется кладка печи, готовится заранее. Глину замачивают за сутки до начала работ, затем процеживают через сито и смешивают с просеянным песком в пропорции от 1:1 до 1:3 в зависимости от жирности глины. Нормальный глинопесчаный раствор при опускании в него палки оставляет на ней незначительные следы, жирный — обволакивает палку сплошь, тощий — сползает, не оставляя следов. Толщину горизонтальных швов следует делать минимальной (до 5 мм), а вертикальных — не более 10 мм. Каждый кирпич перед укладкой вымачивают в воде (1-3 мин), а огнеупорный — ополаскивают.

Кирпич

Кирпич глиняный обыкновенный — основной материал для кладки печей. Это искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда, который изготовляют из глины способом пластического или полусухого прессования.

Производство кирпича состоит из следующих основных операций: добычи глины в карьере и доставки ее на завод; переработки глины — придания ей однородности, разрыхления, измельчения, а также удаления ненужных примесей и иногда добавления песка (если глина жирная); формования кирпича; сушки и обжига кирпича.

При пластическом прессовании глиняное тесто влажностью 30 % на ленточных прессах выдавливается через специальные мундштуки и разрезается на отдельные кирпичи-сырцы. Кирпич-сырец сушат в камерных или туннельных сушилках; на небольших заводах в теплое время года сырец сушат под навесами; а затем его обжигают.

При полусухом прессовании кирпич формуют из глины влажностью 8-10 % на специальных прессах под большим давлением; при таком прессовании процесс сушки исключается.

Кирпич обжигают в кольцевых и тоннельных печах непрерывного действия. Глина начинает спекаться при температуре от 800 до 1000 °С, отдельные ее частицы плавятся и связывают всю массу кирпича в одно целое, придавая ей необходимую прочность. Цвет глины при этом меняется, и кирпич приобретает характерный красный (кирпичный) цвет.

Кирпич должен быть полномерным, т. е. иметь стандартные размеры (250x120х65 мм), все боковые грани должны быть строго плоскими, углы прямыми, кромки острыми; масса одного кирпича 3,5-3,8 кг. Кирпич должен быть пористым, не содержать посторонних примесей. При постукивании хорошо обожженный кирпич должен издавать чистый металлический звук; при падении — не рассыпаться на мелкие кусочки, а разбиваться на крупные куски.

Применять для кладки печей силикатный, дырчатый и щелевой кирпич запрещается.

1. пережженный кирпич

При температуре выше 1000 °С возможно плавление глины: она сильно темнеет — получается пережженный кирпич. Пережженный кирпич, называемый пережогом или железняком, имеет темную окраску и иногда стекловидный оттенок. Он отличается большой прочностью, не поддается теске, плохо впитывает воду и потому слабо связывается с раствором. Такой кирпич для кладки печей непригоден.

2. недожженный кирпич

Недожженный, или алый, кирпич бледно-розового цвета, при ударе издает глухой звук. Прочность его ниже, чем у нормально обожженного обыкновенного глиняного кирпича, водопоглощение большое; для кладки печей не используется.

3. тугоплавкий гжельский и боровичский кирпич

Тугоплавкий гжельский кирпич изготовляют из тугоплавкой глины, которую добывают возле города Гжель Московской области. Наибольшей прочностью и огнестойкостью обладает гжельская глина, называемая «песчанкой»; она содержит в большом количестве примеси мелкого кварцевого песка. В гжельской глине отсутствуют щелочи. Изготовленный из этой глины кирпич получается белым, ровным, он обладает большой прочностью, повышенной огнестойкостью, позволяющей применять его для облицовки внутренних поверхностей топливников для дров.

Такие же свойства имеет тугоплавкий боровичский кирпич, изготовляемый из глин, которые залегают возле города Боровичи Ленинградской области.

3. шамотный кирпич

Еще большей огнестойкостью, чем тугоплавкий гжельский и боровичский кирпичи обладает о гнеупорный шамотный кирпич, изготовляемый обжигом смеси шамота-порошка из обожженной и размолотой огнеупорной глины. Этот кирпич выпускают размерами 230х113х65 и 250х123х65 мм. Он идет главным образом на футеровку котельных топок, но применяют его также и для футеровки топливников комнатных печей, кухонных плит и очагов при топке их антрацитом.

Подовый кирпич размером 225х225х70 мм изготовляют из огнеупорной или обыкновенной глины им облицовывают поды хлебопекарных печей. Благодаря меньшему количеству швов под из этого кирпича получается более ровным, чем из обыкновенного глиняного или тугоплавкого гжельского.

Глина

Обыкновенная глина, или красная, часто встречается в виде грунта и представляет собой остатки выветрившихся горных пород. Она состоит из мельчайших частиц, напоминающих чешуйки.

Обычно глина встречается в природе с примесью песка, слюды, извести и т. д. Если количество примесей незначительно, то глину называют жирной, а если их много — тощей (жирная глина содержит не более 2-3 % песка, средняя — около 15 %, тощая — около 30 %). Глина способна впитывать большое количество воды; при намокании она заметно увеличивается в объеме (разбухает). Разведенная водой, она образует пластичное тесто. При кладке печей глину применяют как вяжущее вещество. При высыхании и обжиге объем глины резко уменьшается, в результате чего на ее поверхности образуются трещины. Из чистой (без примесей) глины приготовляют огнеупорные изделия: Жирная глина водонепроницаема и поэтому ее иногда применяют для гидроизоляции фундаментов зданий с наружной стороны.

Печной массив выкладывают на растворе, представляющем смесь глины, песка и воды. В зависимости от того, какую часть печи и из какого кирпича выкладывают, применяют глину обыкновенную, тугоплавкую, гжельскую и огнеупорную.

Гжельская глина идет на кладку стен топливника и жаровых каналов, выполняемых из гжельского или огнеупорного кирпича. Огнеупорную глину применяют для кладки огнеупорного шамотного кирпича в топливнике и жаровом канале при топке печей антрацитом или жидким топливом.

Песок

Песок, применяемый в растворах для кладки печей, должен быть чистым, без примеси ила, извести, растительных остатков и других загрязняющих веществ. Песок добавляют только к обыкновенной и тугоплавкой глине и тем больше, чем жирнее глина. К огнеупорной глине добавляют не песок, а шамот. Количество песка, вводимого в раствор, имеет большое значение для получения кладки необходимой прочности и зависит от формы и крупности его частиц и от общей чистоты. Речной песок окатаной формы менее пригоден для кладки печей, чем горный песок угловатой формы.

Песок, применяемый в растворах, должен быть мелкозернистым (зерна величиной не более 1 мм); при более крупных зернах не удается получить тонкие швы в кладке, что снижает прочность кладки печей. Пыль и загрязненность песка ухудшают вяжущие свойства глиняного раствора. Песок очищают, просеивая его через проволочную сетку с отверстиями размером 1-1,5 мм, натянутую на деревянную рамку (грохот) При сильном загрязнении песок промывают на пескомойках.

Цемент и известь

Эти материалы — вяжущие вещества; их применяют при кладке фундаментов под печи и трубы, при выкладке оголовков труб, расположенных выше крыши, а также для кладки коренных труб высотой более одного этажа.

Цементы обладают наибольшей быстротой схватывания по сравнению с известью и глиной. Начало схватывания цементов наступает не ранее чем через 45 мин, а конец — не позднее 12ч. По внешнему виду цемент представляет собой порошок серого цвета. К цементам относятся все разновидности портландцементов, шлакопортландцементов, пуццолановых портландцементов и глиноземистый цемент.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Цементным раствором называется смесь цемента, песка и воды. Цементный раствор быстро схватывается после его затворения.

Заданную (марочную) прочность кладка на цементном растворе приобретает только через 28 дней. Кладка печных фундаментов на цементном растворе допускается лишь при наличии высокостоящих грунтовых вод или для двухэтажных печей и дымовых труб. При перевозке и хранении цемент следует защищать от увлажнения, так как при соединении с водой он твердеет и становится непригодным для употребления.

Известь получают в результате обжига известняка в специальных вращающихся или шахтных печах. После обжига образуется негашеная известь (комовая известь, или известь-кипелка). При поливании водой она как бы кипит и рассыпается на мелкие части выделяя тепло и увеличиваясь в объеме. Этот процесс называется гашением извести, а полученная известь — гашеной известью, или пушонкой.

При небольших количествах известь гасят в бочке или деревянном творильном ящике. Известь слоем 7—10 см загружают в творильные ящики, заливают водой и перемешивают деревянными мешалками и веслами. Отсюда известь в виде известкового молока спускается в творильную яму. Спущенную в яму известь закрывают досками и засыпают песком и шлаком. Так известковое тесто предохраняют летом от высыхания, а зимой — от промерзания. До употребления известь выдерживают в творильной яме не менее 2-4 недель.

Бетон

Бетон — это искусственный каменный материал, получаемый из правильно подобранной смеси (вяжущего, мелких и крупных заполнителей, воды и, в необходимых случаях, специальных добавок) после ее формования и твердения. До формования эта смесь называется бетонной смесью. В качестве заполнителей используют местные материалы (песок, гравий, щебень). Цемент составляет 10-15 % от всей массы бетонной смеси, а заполнители и вода — 90%.

Бетон — важнейший строительный материал. Изменяя в широких пределах его прочность, плотность, объемную массу и теплопроводность, бетону можно придавать самые разнообразные свойства и изготовлять из него конструкции, изделия и целые сооружения самой разнообразной формы и назначения.

В зависимости от назначения бетоны должны удовлетворять определенным требованиям. Бетоны для обычных железобетонных конструкций должны иметь заданную прочность; у бетонов, идущих на сооружение стен отапливаемых зданий, должны быть небольшая объемная масса, малая теплопроводность и необходимая прочность; бетоны для полов характеризуются малой изнашиваемостью, достаточной прочностью при изгибе и т. д.

Жароупорный бетон на портландцементе применяют в жилищном строительстве для устройства сборно-блочных бытовых печей. Состав жароупорной бетонной смеси для блоков применяют в следующем соотношении 1:4:0,33 (цемент, крупные заполнители, добавки) по массе:

Для блоков топливника: портландцемент марки не ниже 400 — 1; щебень из огнеупорного кирпича — 2; песок из огнеупорного кирпича — 2; пылевидные тонкомолотые добавки из шамота — 0,33; для всех блоков, кроме блоков топливника, портландцемент марки не ниже 400 — 1; щебень из обыкновенного глиняного кирпича — от 2 до 2,5; песок из обыкновенного глиняного кирпича — от 2 до 2,5; пылевидные тонкомолотые добавки из шамота — 0,33.

Бутовый камень

Бутовый камень представляет собой крупные куски различных горных пород (известняка, песчаника, гранита и др.). Камень бывает правильной и неправильной формы. Различают следующие его разновидности: рваный, или ломаный камень, т.е. необработанный; постелистый камень, имеющий две примерно параллельные постели, длина и ширина которых больше высоты камня; бутовая плита — камень с двумя параллельными постелями; булыжник — камни с округленной поверхностью.

Фундаменты под печи рекомендуется устраивать из постелистого камня и бутовой плиты, так как они образуют более ровное и прочное основание.

Вода

Вода, применяемая для затворения растворов, гашения извести, поливки кирпича и бутового камня, должна быть чистой, без примесей и не содержать солей и кислот. Качество воды и ее пригодность для строительных целей определяют лабораторным анализом. Для приготовления растворов можно использовать и морскую воду. Нормы цемента при этом увеличивают на 10-15 %.

При больших масштабах строительства пригодность воды для строительных работ проверяют, испытывая образцы растворов, приготовленных на этой воде. Прочность испытуемых образцов должна быть равна прочности образцов, приготовленных на нормальной воде, или быть ниже не более чем на 10 %.