Использование огнеупорных смесей при устройстве печи

Как изготовить жаростойкий бетон своими руками

Перечень марок бетона.

Существует два основных способа, как своими руками приготовить жаростойкий бетон: использовать отдельные составляющие или готовую сухую смесь.

Предпочтительнее второй вариант.

Смесь, изготовленная в заводских условиях, однородная, соответствует стандартам. Достаточно добавить в нее воду и тщательно перемешать. После ее затвердевания получается огнеупорный бетон высокого качества.

Если смесь готовить самостоятельно, нужно правильно выбрать тип материалов в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться бетон:

• если предполагается частое взаимодействие с водой, в смесь добавлять жидкое стекло нельзя;если среда кислая и агрессивная, нельзя использовать портландцемент.

Кислая среда образуется в дымовых трубах. Серный ангидрид, содержащийся в продуктах сгорания, разрушает бетон, изготовленный на основе портландцемента.

Если в жидкое стекло добавить алюминаты кальция и силикаты, получается бетон с повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Он быстрее набирает прочность, обладает отличной водостойкостью и может эксплуатироваться при температурах до 1600°С.

В домашних условиях заполнителем могут служить имеющиеся подручные материалы: тугоплавкие горные породы, хромитовая руда, базальт, диабаз, андезит, бой глиняного, высокоглиноземистого, шамотного, талькового, магнезитового и обычного кирпича. Применяется дунит, титаноглиноземистый шлак.

Для приготовления пористых бетонов используется доменный шлак, керамзит, вспученный перлит.

В домашних условиях материал нужно измельчить до размеров 5-25 мм. Дробление — самый долгий и трудный процесс. После него заполнитель следует высушить.

Размер фракций в заводских смесях — 0.1-5 мм. Чем однороднее фракции, тем выше качество бетона.

Для улучшения свойств в состав смеси вносят тонкомолотые добавки: пемзу, цемянку.

При нормальной влажности и температуре воздуха 20°С смесь отвердевает через 24 часа.

Схема приготовления бетонной смеси.

Приобретая промышленную смесь, нужно учесть несколько рекомендаций.

Готовая сухая смесь имеет ограниченный срок хранения.

Для индивидуального применения нужно приобретать крупнозернистую смесь с высокой плотностью.

Состав смесей от различных производителей может отличаться, следует внимательно изучить инструкцию на упаковке. Обычно пакет имеет массу 22-25 кг, для приготовления раствора требуется 7-8 литров воды. Предпочтительнее использовать меньшее количество воды, так как ее избыток увеличивает время отвердевания, ухудшает свойства бетона.

Для качественного приготовления смеси даже в небольших объемах следует использовать бетоносмеситель. В него заливают воду и при постоянном перемешивании досыпают сухую смесь до получения однородной массы требуемой густоты. При необходимости можно добавить пластификаторы.

Из доступных подручных наполнителей нужно использовать один вид. Разные материалы имеют различные коэффициенты теплового расширения, бетон, изготовленный из разных видов наполнителей, со временем может растрескаться.

Если имеется конструкция, выполненная из обычного бетона, ее устойчивость к высоким температурам можно повысить, обработав специальными пропитками или мастиками. Проникая внутрь конструкции, они уменьшают степень обезвоживания и дегитратации.

Потребность в применении огнеупорных материалов довольно часто возникает при строительстве объектов.

В дальнейшем это позволяет защитить конструкции и людей от неприятных последствий случайных возгораний. Одним из таких материалов выступает жаропрочный бетон, который способен противостоять воздействию высоких температур до 1000 оC. При этом он сохраняет полезные качества и не теряет форму.

Маркировка огнеупорного цемента

Все жаростойкие цементы по количеству оксида алюминия в составе делятся на глиноземистые (ГЦ) и высокоглиноземистые (ВГЦ). Также их маркируют по классам в зависимости от прочности, которая достигается в течение 72 часов. Глиноземистые цементы имеют марки от 40 до 75 (например, ГЦ-60) и включают не менее 35% оксида алюминия. Самым популярным на стройке является ГЦ-40, который производят согласно ГОСТ 969-91. Он выдерживает нагрев до +1700 градусов. ГЦ-70 и ГЦ-75 характеризуются более высокими огнеупорными свойствами, при этом почти не дают неприятных запахов.

Высокоглиноземистые цементы имеют свою маркировку — делятся на классы от 1 до 3, причем первый класс содержит от 60% оксида алюминия и от 32% кальция. Для второго класса количество оксида алюминия регламентировано от 70% и более, для третьего — от 80% с уменьшением доли кальция. Все цементы марки ВГЦ включают небольшой объем оксида титана.

Из чего делают

Современные огнестойкие штукатурки обычно имеют серый оттенок и обладают достойными эксплуатационными характеристиками. В частности, они способны выдерживать относительно несильные удары и иные механические воздействия и не рассыпаться.

А принципиально от обычных отделочных составов эти штукатурки отличаются содержанием жаропрочных компонентов, позволяющих выдерживать температуру до 1200-1700 °C. Речь в данном случае идет о следующих компонентах, выступающих основой для штукатурки:

• глиноземистый цемент;
• цемент с кремнеземистой добавкой (пуццолановой);
• гипс;
• стекло.

Для заполнителя огнестойкой штукатурки в ее состав вводят вермикулит, трепел, перлит, кизельгур, материалы вулканического происхождения, волокнистые минералы. Все это минеральные вещества, которые не горят и не выделяют при нагревании токсичных газов. Кварцевый песок и портландцемент в огнестойких штукатурках не применяют.

При нагревании во время пожара и последующем охлаждении водой, происходят реакции, приводящие к сильному набуханию и растрескиванию штукатурки. А через образовавшиеся трещины огонь может проникать внутрь сооружения.

Очумелые ручки

Шпаклевочный состав для печей часто готовится своими руками.

Для него нужно лишь равное количество мелкого просеянного песка и умеренно жирной глины.

• Сухая глина смешивается с песком и заливается чуть подсоленной водой.
• После размачивания в течение 3 суток раствор повторно тщательно перемешивается и может использоваться для шпаклевки швов или оштукатуривания всей поверхности печи.

У технологии самостоятельного приготовления печной шпаклевки есть пара тонкостей.

1. Если глина обладает недостаточной жирностью (оштукатуренная на пробном участке стена сыпется при прикосновении), вместо подсоленной воды используется обрат — снятое (без сливок) молоко.
2. Добавка небольшого количества гашеной извести сделает шпаклевку белой. Как вариант — отделанная поверхность может быть побелена исключительно стойкой смесью из обрата и толченого мела. Срок эксплуатации такого покрытия — не меньше 10 лет.

Печь на фото оштукатурена и побелена описанным выше способом.

Этапы приготовления глины

Для домашних мастеров очень важно знать, как приготовить шамотную глину для кладки печей. Для этого можно воспользоваться следующей схемой:

• Берут упаковку порошка и засыпают ее в заранее приготовленную емкость.
• Заливают порошок водой и оставляют для набухания на трое суток.
• По истечении этого времени вновь доливают воды и одновременно перемешивают глину. Процесс продолжают до получения однородной массы.
• В некоторых случаях допускается добавление песка.

В процессе работы с глиной необходимо постоянно перемешивать раствор, от этого зависит качество работы

Кроме того важно обратить внимание на консистенцию раствора, в слишком густой состав рекомендуется добавлять воду, в жидкий – порошок. Особенно важно выполнение этого условия при кладке печи с использованием огнеупорной глины

Количество воды в растворе играет важную роль: сухой состав крошится и осыпается, жидкий – стекает по рабочей поверхности

Поэтому очень важно знать, как развести шамотную глину для кладки печей. При расчете используемой воды следует учитывать, что раствор нормальной консистенции напоминает густую сметану.

Предназначение раствора для печи

Шпаклевка позволяет улучшить внешний вид печи или камина

Обработка поверхности печки улучшает внешний вид и помогает очагу вписаться в интерьер. Независимо от материала сооружения, шпаклевка выравнивает поверхность. Имеет значение усиление прочности стенок, на которых штукатурка остается длительное время в первоначальном виде.

Если кладка трескается, через щели проходят продукты горения и приводят к отравлению человека угарным газом. Обычные шпаклевки не выдерживают высоких температур, разрушаются и способствуют образованию трещин. Неровная поверхность кладки накапливает пыль, сажу и плохо очищается от загрязнения. По слою шпаклевки проводится окрашивание термостойкими красками.

Назначение и применение

Грунт для заделывания печи и облицовки необходим. Огнеупорная шпаклевка используется в защитных елях и для облицовки печей. Нет надобности в материале только в том случае, если вы используете в качестве строительного материала специальный кирпич, который и будет выполнять функции защиты от высоких температур. И даже в этих случаях, следует иногда заделывать щели.

Назначение огнеупорной шпаклевки:

1. Защита помещения от угарных газов. Дело в том, что если использовать обычный раствор, то спустя некоторое время эксплуатации появляются микротрещины, через которые проходит угарный газ наружу. Он может привести к необратимым последствиям, поскольку является ядовитым для человека;
2. Защита кирпичной кладки от разрушений. Спустя годы эксплуатации разрушается любой по прочности камень. Чтобы избавиться от деформации и сохранить в целостности конструкции применяют огнеупорный грунт. Если использовать шпаклевку, структура сохраниться примерно на 10 лет.

Применение шпатлевки термостойкой для печей основывается только в целях нанесения на печи, камины и другие конструкции, которые нуждаются в защите от жара.

Огнеупорная шпаклевка

В случае если поверхность устройства отличается заметными неровностями, а при строительстве использовалась кирпичная кладка, лучше выровнять ее термостойкой шпатлевкой.

Материал используется для обработки наиболее сильно нагревающихся поверхностей: возле дверцы печи, дымохода, иногда применяется для внутренней отделки топочной камеры.

Требования к смесям для шпатлевки: высокая устойчивость к нагреву, растрескиванию, большая эластичность, чем у штукатурных смесей.

Справка. Чтобы избежать растрескивания, мастера советуют протопить печь незадолго до проведения работ — так чтобы стены печи были теплыми. Следует равномерно смочить поверхность перед нанесением раствора.

Растворы изготавливаются на основе глины и извести с гипсом, часто добавляются связующие элементы на основе полимеров. Консистенция шпатлевки должна отличаться густотой, но при этом равномерно намазываться на поверхность. Для проверки качества рекомендуется скатать шарик из раствора, а потом сдавить его между двумя досками —если появляются трещины, раствор недостаточно эластичен.

Известные производители

Большей популярностью отличаются следующие компании:

1. «Плитонит» представляет различные варианты огнестойких шпаклевок, например, состав «Огнеупор» на основе шамотной глины, который можно использовать для шпатлевки внутренней части топки (выдерживает нагрев до 1200 градусов).
2. Мастика «Титан». Выдерживает температуры до 1300 градусов благодаря составу на основе каменной муки, жидкого стекла, а также полимерных добавок. Может использоваться для внутренней отделки.
3. «Термокладка». Применяется для наружных работ, обрабатываются области, нагревающиеся до 400 градусов.
4. «Геркулес». Имеет свойства клея, состав на основе цемента с минеральными и полимерными добавками. Отличается высокой адгезией, выдерживает нагрев до 1200 градусов.

Специалисты советуют пользоваться готовыми термостойкими шпаклевками, так как самостоятельно создать качественную смесь довольно сложно.

Выбор раствора

Состав неизвестного происхождения нельзя использовать для оштукатуривания печей ни в коем случае. Дело в том, что в процессе эксплуатации печи ее стенки будут сильно нагреваться.

В результате температурных деформаций обычная штукатурка возьмется трещинами и буквально через два-три месяца начнет отпадать.

Приготовить огнеупорный состав для шпаклевки можно по народным проверенным рецептам. Стоит отметить, что подобные растворы целесообразно использовать лишь при обустройстве небольшой печки на даче – презентабельный внешне объект (печь) с такой шпаклевкой сделать не получится.

Второй вариант – приобрести уже готовую заводскую смесь. Промышленная огнеупорная шпаклевка станет оптимальным вариантом для начинающего строителя. Инструкция поможет правильно соблюсти пропорции и не ошибиться при приготовлении раствора. Отделочные работы с применением промышленной огнеупорной шпаклевки сделать намного легче, да и результат будет лучше. Правда, стоит такая смесь несколько дороже.

Разновидности смесей

Любой состав, не являющийся огнеупорным, испортится в первый же год эксплуатации обогревательного устройства.

Глиняно-песчаная

К другим плюсам покрытия относят:

• легкость ремонтирования;
• низкая теплопроводность;
• хорошая экологичность;
• можно наносить без четкого соблюдения толщины слоя;
• отличная паропроницаемость;
• состав долго отвердевает.

Прочность

4

Пластичность

4

Безопасность

5

Итого
4.3

Известково-глинопесчаная

В классический глиняный состав добавляют известь. Она повышает прочность и пластичность штукатурки. В готовых составах можно встретить стекловолокно и некоторую часть асбеста.

Прочность

4.5

Пластичность

5

Безопасность

4

Итого
4.5

Цементно-глинопесчаная

Цемент существенно увеличивает прочность камина или печи. Однако такая смесь сложна в нанесении. Раствор очень быстро схватывается.

Для приготовления обычно используют цемент 150 марки.

Отлично подходит для последующей кладки плитки, но при условии добавления мела и жидкого стекла.

Прочность

5

Пластичность

4

Безопасность

5

Итого
4.7

Гипсовая

Смесь на основе гипса не используется, так как она быстро трескается при нагреве. Но гипс применяют как дополнительный вяжущий элемент, повышающий плотность штукатурки.

Часто комбинируют с известью для повышения прочности состава.

Прочность

4

Пластичность

5

Безопасность

5

Итого
4.7

С асбестом

Асбест увеличивает прочность и адгезию штукатурки. Он защищает смесь от трещин, однако не считается безопасным материалом. Вместо него нередко добавляют стеклосетку или измельченную солому.

Прочность

5

Пластичность

5

Безопасность

3

Итого
4.3

Особенности приготовления рабочих растворов

Независимо от выбранного состава огнеупорной смеси, мастеру в любом случае понадобится вода. Она не должна содержать большого количества солей жесткости – гидрокарбонатов кальция и магния.

Обычно, население знает особенности местной воды, местонахождение источников с водой небольшой жесткостью. При необходимости можно воду слегка смягчить специальными методами, но делать это целесообразно только в крайнем случае, так как удовольствие будет стоить дороговато.

Для кладки своими руками всех частей печи идеально подходит белый песок, имеющий кварцевый состав. Песчаные крупинки желтоватого цвета можно применять для кладки любых частей печной конструкции, кроме топочной.

Существуют давние исторические методы определения количества песка, которое необходимо добавить в глину. Предки жили неспешной размеренной жизнью, поэтому испытания смесей проводили больше 3 недель. Сейчас народ делает проверку быстрее – готовят несколько вариантов лепешек или шариков, ждут полного высыхания, затем роняют на деревянную поверхность с высоты одного метра. Достоин внимания состав, который не раскололся. Если таких стойких образцов несколько, высоту для проведения испытания можно увеличить, выбрать в коечном итоге самый прочный вариант.

Окончательную контрольную проверку можно проводить следующим образом: готовой смесью смазать широкую часть кирпича (постель) слоем раствора не менее 3 мм, сверху уложить второй кирпич, хорошо прижать его постукиванием деревянным черенком, выждать минут 10 и приподнять. Если нижний кирпич удерживается и не падает, состав подходит.

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.

Способы приготовления глиняного состава

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

Способ №1

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

Способ №2

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.

Способ №3

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.

Способ №4

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.

Достоинства и недостатки

Термостойкая шпаклевка при нагревании не выделяет вредных для здоровья веществ

Термостойкие шпаклевки обладают преимуществами по сравнению с традиционными растворами. Они отличаются высокой прочностью при действии больших температур за счет присутствия связующих волокон и применения огнеупорных материалов.

Положительные моменты применения:

• Раствор состоит из безопасных компонентов, при нагревании поверхности не выделяются вредные воздушные примеси.
• Шпатлевка, приготовленная с соблюдением технологии и правил нанесения, служит длительное время.
• Смеси хорошо приклеиваются в поверхности печки, выполненной из различных материалов, есть разновидности, которые используются для отделки по металлу.

К недостаткам относится более высокая стоимость, чем у стандартных готовых смесей. Такие составы редко используются в качестве финишного слоя — их нужно покрасить или отделать плиткой.

Выбор термостойкой краски

Термостойкая краска может наноситься как на металлическую или кирпичную поверхность, так и на подготовительный слой шпатлевки или штукатурки. Использование краски защищает поверхность от коррозии и помогает придать оборудованию эстетичный внешний вид. Краска для печи должна обладать достаточной эластичностью, чтобы не трескаться при нагревании и остывании, не должно быть изменений в цвете, выгорания, выцветания из-за высоких температур.

Важно! Краски для печей нельзя делать на основе масел, которые при нагреве выделяют токсичные вещества, поэтому смеси изготавливаются на основе акрила, эпоксида, силикона. Консистенция краски должна быть однородной и равномерно наноситься

Иногда применяют распыляющие пульверизаторы и готовые аэрозоли — в таком случае консистенция состава более жидкая (например, так наносится термостойкая эмаль)

Консистенция краски должна быть однородной и равномерно наноситься. Иногда применяют распыляющие пульверизаторы и готовые аэрозоли — в таком случае консистенция состава более жидкая (например, так наносится термостойкая эмаль).

Особенности и свойства термопрочной штукатурки

Огнеупорные штукатурки могут состоять из простых ингредиентов – песка и глины. Однако сложные смеси с использованием 3 и более компонентов применяются чаще за счет улучшенных характеристик. К глине и песку добавляют асбест, известь, гипс, стекловолокно.

Требования

Главное требование — стойкость к высоким температурам

Любая жаропрочная штукатурка должна быть устойчива к перепадам температур и сильному жару. На упаковках производители обычно указывают, до какого значения можно использовать объект, покрытый смесью.

Другие требования:

• штукатурка должна хорошо сцепляться с поверхностью;
• состав должен быть эластичным и удобным в нанесении;
• смесь не должна пересыхать – это приведет к образованию трещин;
• в составе должны отсутствовать вредные компоненты, в том числе выделяющие опасные пары при нагреве;
• штукатурка не должна менять своих свойств под действием открытого огня.

Плюсы и минусы термостойкой штукатурки

Повышает долговечность печи на 7-15 лет
Снижает риск появления дефектов
Снижает токсичность дыма
Недорого стоит
Некоторые виды могут заменить финишное покрытие
Повышает пожаробезопасность

Смеси с асбестом нельзя использовать в жилых помещениях
Требует идеально ровного нанесения

Инструкция по использованию

Применение жаростойкой мастики – достаточно простой и незамысловатый процесс, который не требует специальных навыков и умений.

1. Рекомендуется выполнять температуры в диапазоне от пяти до сорока градусов Цельсия, так как именно в пределах этих цифр достигается максимальное «схватывание» мастики. Материал поставляется в виде сухой смеси. Для приготовления рабочей мастики необходимо добавить 300 мл воды к килограмму сухого компонента.
2. Перед нанесением необходимо тщательно очистить рабочую поверхность от пыли и грязи, которая могла остаться на предыдущих этапах работы. Для этих целей можно использовать металлическую щетку или другие аналоги. Обезжиривать поверхность ацетоном или растворителем нет никакой необходимости.
3. Сама мастика наносится на поверхность с помощью штукатурного инструмента тонким слоем, толщина которого составляет порядка пяти миллиметров. Если есть необходимость создать слой более 15 мм, то следует использовать металлическую армирующую сетку для придания прочности.
4. Для полного застывания мастики требуется порядка 36-48 часов. В этот временной промежуток не рекомендуется разводить огонь в камине, так как это может привести к линейному расширению мастики и увеличению ее объема.