Что такое огнеупорная глина
Характеристики огнеупорной глины
Минеральное сырье изначально обладает большой стойкостью к нагреванию, которая может увеличиваться дополнительной технологической обработкой. Огнеупорная глина – это материал, получаемый из особых горных пород путем обжига при заданных условиях.
Полученный таким методом продукт называется шамотом, применяется для получения кирпичей для печек и других тепловых конструкций, декоративных элементов, строительных блоков повышенной термостойкости.
Состав и производство
Шамот делают из осадочных пород с большой концентрацией глиноземистых веществ, силикатов корундового или цирконового типа. В качестве сырья часто используют каолин – глину преимущественно белого или светло-бежевого цвета, представляющую собой гидратированный композит из оксидов алюминия и кремния.
Вода в составе каолиновой глины прочно привязана к неорганической основе, удаляется только при высокотемпературном прогревании. Добывают сырье в уральском регионе страны, где расположены самые крупные месторождения.
Обжиг шамотной огнеупорной глины проводят в печах особой конструкции, создающих равномерную температуру до 1500 °C по всей массе каолинового сырья. При интенсивном нагревании происходит удаление воды, изменение структуры минерала. Шамотный продукт, полученный при меньших температурных значениях (1300 °C) способен поглощать до 25 % воды. Такой огнеупорный материал называют низкожженным.
Если прогревание проводится при максимально допустимых 1500 °C, возможность поглощения воды продуктом варьируется от 2 % до 10 %, что является показателем высокой степени обжига.
По окончании прокаливания монолитную массу подвергают гомогенизации – измельчению до стадии образования частиц с размерами от 0,2 мм до максимальных показателей 2,5 мм.
Существует в продаже огнеупорная глина в виде комков, которую применяют в производстве керамики, клинкера, специальных видов картона и других изделий с повышенной термостойкостью.
Свойства шамота
Все характеристики нормированы требованиями ГОСТа, главными из которых являются термостойкие способности. В зависимости от марки молотая огнеупорная глина должна и может выдерживать нагревание до 1580 или даже 1730 °C.
В основу химического состава входят оксиды алюминия и кремния, помимо этого присутствуют в следовых количествах оксиды железа, кальция, магния, натрия, калия.
Если концентрация оксида алюминия достигает 40 %, огнеупорная глина называется высокоосновной; при массовой доле этого оксида от 26 % до 38 % сырье называется просто основным. Если удельный вес оксида алюминия не достигает 27 %, сырье называют полукислым. Содержание оставшейся в огнестойкой молотой глине влаги обычно составляет 5 %.
Материал сохраняет свойства в течение 3 лет при соблюдении правил хранения, включающих нормальные значения влажности воздуха, температуры; сохранение целостности заводской упаковки. Высокое содержание паров воды, холод в помещении могут привести к потере заявленных качеств огнеупорной продукции.
Применение
Огнеупорные виды глины применяют для получения формовочных смесей, кирпичей, штукатурных составов, кладочных растворов. Для изготовления каждого вида продукции выбирают определенную марку шамотной глины, учитывая технические характеристики и цену.
Кладка печей
Наиболее востребованная продукция – кирпичи из огнеупоров, которыми выкладывают самые ответственные части печек. Максимальные температуры топки могут выдержать только шамотные виды кирпичной продукции. Остальные печные слои обычно изготавливают из более дешевых обычных кирпичей.
Кладочные составы должны иметь такой же коэффициент расширения при нагревании, что и основной кирпич топки. Поэтому для приготовления растворов применяют смеси на основе огнеупорных глин. Перед началом работы следует провести расчет, принимая во внимание, что для одной сотни кирпичей нужно сделать приблизительно 3 ведра кладочного раствора.
Для приготовления смесей, которыми фиксируют кирпичи, применяют глиняный продукт с существенной концентрацией песка. При массовой доле оксида кремния равной 55 %, глина называется связующей; от 19 % до максимум 48 % — плавной. При концентрации песка меньше 21 % огнеупорная глина считается истощенной.
Готовят смесь следующим образом:
При необходимости загустить смесь, добавляют песок; если нужно уменьшить плотность массы, приливают постепенно воду. Некоторые мастера для улучшения потребительских качеств раствора добавляют к нему ПВА, техническую повареную соль, жидкое стекло.
Штукатурка
Покрытие штукатурными составами на основе огнеупорной глины выполняется по такому же принципу, что и обычными смесями.
Рецептура несколько отличается, сводится к следующему: в емкость засыпают 1 объем портландцемента, 2 объема шамота, 7 порций – песка. В сухую смесь добавляют воду и оставляют на 2 дня, затем в массу присыпают еще цемент до получения нужной вязкости.
Тягучий состав нужно использовать в течение 2, максимум 3 часов, по истечении которых она затвердеет и станет непригодной.
Поверхность предварительно покрывают термостойкой грунтовкой, на ней крепят армирующую сетку, затем наносят штукатурку шпателями. Верхний слой должен иметь толщину около 2 мм, импровизировать в этих случаях не стоит. Когда штукатурка из огнеупорной глины полностью высохнет, на нее можно наносить декоративный состав, который полностью завершит отделку поверхности.
Декоративные изделия
Многие народы издавна пользовались изделиями из глины, которые старались украшать. В настоящее время техника изготовления декоративных элементов популярна, достигла значительного развития и распространения. Дизайнеры применяют огнеупорные глины при оформлении печей, каминов, изразцов, посуды, деталей украшения интерьеров.
Для увеличения пластичности в термостойкое сырье вводят специфические добавки. Один из рецептов основан на следующем алгоритме действий:
Вода для приготовления всех глиняных составов не должна иметь высокие показатели жесткости потому, что избыток карбонатных солей изменит свойства материала.
Иногда к смеси добавляют ПВА. Если при творчестве огнеупорный состав фиксируют на каркасе из проволоки, к нему добавляют жидкое стекло в количестве 3 % по отношению ко всему объему.
Готовое изделие должно высохнуть в течение минимум 3 суток, а затем его обжигают при 1700 °C для превращения в качественную долговечную керамику.
Чтобы осуществилось все задуманное и усилия не пропали даром, глину нужно покупать не на рынках, а в специализированных магазинах. Разнообразных видов глиняного сырья в стране очень много. Для дилетантов ее внешний вид может показаться очень похожим; в последующем при работе и эксплуатации станут очевидными дефекты сырья, купленного наспех, где попало.
Приобретение огнеупорной глины с сопроводительными документами, сертификатами позволяет обрести уверенность в качестве материала, предсказуемости его свойств.
Что такое шамотная глина: состав, плюсы и минусы, инструкция по применению
При строительных и отделочных работах особое внимание уделяется качеству и эксплуатационным свойствам скрепляющих растворов. Вид сухой смеси выбирается в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Шамотная глина широко применяется при кладке, оштукатуривании и декоративной обработки изделий работающих в условиях высоких температур.
Существует несколько модификаций шамотной глины каждая из которых имеет свои особенности. Рассмотрим более подробно состав, назначение и особенности использования различных модификаций шамотных смесей.
Что такое шамотная глина?
Шамотная глина – это не что иное, как модификация каолиновой глины, прошедшей высокотемпературный обжиг при температуре от 1300 до 1500 0 С. Такая обработка удаляет из состава глины практически всю влагу, что способствует ее спеканию. На последнем этапе производства каолиновые пласты дробятся металлическими валиками до получения мелкозернистой фракции.
Состав, свойства и характеристики
Благодаря специфическому химическому составу, повышенной механической прочности и жаростойкости шамотная глина широко применяется в массовом и гражданском строительстве, архитектуре, декоративно-прикладном искусстве. Наиболее значимыми составляющими, входящими в состав строительного материала можно считать:
Именно эти компоненты определяют эксплуатационные характеристики огнеупорной шамотной глины:
По способности поглощать влагу различают две модификации:
высокоотожженная. Влагопоглощение такой глины может составлять от 2 до 8%;
низкоотожженная. Для такого материала характерно влагопоглощение на уровне 20-25%.
Жаростойкая шамотная глина широко применяется при создании строительных смесей в самом широком диапазоне. Плотность исходного сырья, технология производства, максимальная температура при обжиге и качество дробления определяют область использования конкретного вида глины.
В зависимости от фракции шамота, глина может быть комовой и молотой.
Комовая глина нашла свое применение при изготовлении жаростойких, полимерных и резинотехнических элементов. Кроме того, она встречается в составе картона, бумаги и клинкерных и керамических элементов дизайна.
В зависимости от количества связующего компонента (песка) шамотная глина может быть:
По количеству оксида алюминия, входящего в состав шамотной глины, можно выделить три группы:
Сфера применения
В зависимости от процентного соотношения элементов и технологического процесса производства, данный строительный материал может использоваться в самых разных областях. Благодаря высокой термостойкости, шамотная глина получила широкое распространение в массовом и гражданском строительстве, архитектуре и декоративно-прикладных видах искусства.
Привлекательный внешний вид и оригинальная фактура особенно ценятся при создании декоративных предметов интерьера. Чаще всего его используется при:
Высокие прочностные характеристики и пожаробезопасность шамотной глины дают возможность эффективно использовать материал для декорирования печей, каминов и фасадов.
Преимущества и недостатки
Высокая популярность огнеупорной глины обусловлена целым рядом достоинств:
К недостаткам можно отнести два фактора:
Только строгое соблюдение дозировки и последовательности замеса позволит получить качественный и прочный раствор.
Как приготовить раствор из шамотной глины
В зависимости от области применения, смеси из глины имеют различные пропорции. Рассмотрим подробно, как правильно замесить раствор на основе шамота для укладки кирпичей и для штукатурных работ.
Смесь для кладки кирпичей
В большинстве случаев шамотные смеси применяются для строительства и ремонта печей, каминов и других объектов, работающих в условиях высоких температур. Для возведения печей и каминов как правило применяется термостойкий силикатный или шамотный кирпич.
Для обеспечения прочности, надежности и максимального срока службы необходимо чтобы раствор и кирпич имели одинаковые коэффициенты температурного расширения.
Кладочный раствор на основе шамотной глины
Если смесь получилась слишком жидкой, можно добавить в состав кварцевый песок. Густые смеси разбавляются водой до требуемой консистенции.
Существуют и более сложные составы. Высокопрочный жаростойкий раствор, способный выдерживать температуру до 1840 0 С.
Раствор получают путем смешивания 1 части синей глины, 1 части шамотной глины и 4 частей белого каолинового песка. После тщательного перемешивания в сухую смесь добавляется вода. Раствор вымешивается в бетономешалке до получения однородной вязкой массы.
Улучшить эксплуатационные характеристики раствора можно, добавив в него следующие ингредиенты:
Добавление этих компонентов существенно повышает пластичность раствора.
Раствор для штукатурки
Штукатурные растворы на основе шамотной глины отличаются высокой прочностью, жаростойкостью и длительным сроком службы.
Методика проведения штукатурных работ шамотным составом ничем не отличается от штукатурки известковым или песчано-цементным раствором. Отличие заключается только в составе раствора.
Штукатурная смесь на основе шамотной глины
Для приготовления раствора потребуются:
Перед смешиванием песок необходимо тщательно просеять. Приготовление раствора осуществляется в следующей последовательности:
Важно! Готовую штукатурную смесь необходимо выработать за 2-3 часа до начала затвердевания
Штукатурная смесь на основе шамотной глины должна наноситься на обработанную термостойкой грунтовкой поверхность. Это обеспечит максимальную адгезию с основанием.
Состав для изготовления декоративных элементов и сувениров
Для изготовления декоративных предметов интерьера смесь приготавливается в определенной последовательности:
Отливка может сохнуть интенсивнее, если в готовый состав влить 1 часть клея ПВА. Когда изделие окончательно высохнет, его подвергают высокотемпературному обжигу. При этом температура в печи должна быть приблизительно 1300 0 С.
Инструкция по применению кладочной глино-шамотной смеси Терракот
Кладочный состав «Терракот» представляет собой готовую к применению смесь, обеспечивающий надежность и высокое качество кирпичной кладки, работающей в условиях повышенной температуры.
В состав смеси входят:
Эксплуатационные характеристики
Производитель состава «Терракот» гарантирует соответствие продукта приведенным ниже параметрам:
Для разведения 1 кг сухого порошка нужно применить 300 мл чистой воды.
Состав предназначена для укладки керамических и шамотных кирпичей.
Прежде чем приступить к кладке поверхность необходимо тщательно зачистить от старой краски, наплывов цемента, различных загрязнений и пыли. Перед укладкой пропитывать кирпич водой на протяжении 3 минут. Для укладки 40 кирпичей потребуется 20 кг готовой смеси.
Замешивание смеси
Для приготовления качественного раствора необходимо:
Методика выполнения работ
Кладочные работы рекомендуется проводить при температуре от +5 до +60 0 С. Толщина швов должна составлять от 10 до 12 мм. Готовая смесь наносится строительным мастерком. Расшивка швов производится сразу по окончанию укладки.
Первичный прогрев кладки допускается не раньше 48 часов с момента завершения укладки кирпича. Температура первичного нагрева должна быть не более 300 0 С. При дальнейшей эксплуатации время и температурный режим не нормируются.
В случае загустения раствора допускается добавление небольшого количества воды при тщательном перемешивании.
Упаковка и условия хранения
Шамотная смесь «Терракот» реализуется в мешках емкостью 5 и 20 кг. Срок годности состава не ограничен. Замерзание и размораживание, промокание и сушка не сказываются на эксплуатационных характеристиках смеси. В состав материала не входят токсичные компоненты, поэтому он полностью безопасен для человека и окружающей среды.
Шамотная глина считается уникальным, экологически безопасным стройматериалом, имеющим высокие эксплуатационные свойства. Материал широко применяется в строительных работах, архитектуре изготовлении различных предметов интерьера, посуды и статуэток. Высокие прочностные характеристики и способность выдерживать высокие температуры позволяет применять шамотную глину для возведения и отделки печей и каминов.
Шамотная глина и её назначение
Шамотная глина – это глина, обожженная в специальной печи при температуре в 1500 градусов. Последствием такой процедуры является улучшение термостойких характеристик материала, а также повышенная прочность, сравнимая разве что с прочностью камня. Подверженный термической обработке измельченный материал и есть шамотная глина. Процесс производства шамотной глины, а также все нюансы, связанные с производством и эксплуатацией, можно узнать, посмотрев видео и фото в интернете, которые находятся в открытом доступе.
Шамотная глина – прочный и недорогой материал, отличающийся повышенными водостойкими и огнеупорными характеристиками.
Состав шамота предельно прост – это белая каолиновая обожженная и измельченная глина. Готовая к использованию смесь, получится, если добавить в измельченную глину воды. Для использования в строительстве печей и каминов, разбавленная водой измельченная глина должна настаиваться три дня. Для однородности консистенции смесь надо очень долго и тщательно размешивать.
То, сколько сохнет шамотная глина, зависит от помещения, в котором проводилась работа. Так, в сухой комнате без сквозняков шамот будет сохнуть приблизительно 10 дней.
Непрерывно растущую популярность шамота можно объяснить натуральным химическим составом и высокими огнеупорными свойствами, а также тем фактом, что он не дает усадки – следовательно, не трескается при высыхании.
Характеристики
В процессе обжигах в специальных печах из глины испаряется вся влага, что делает ее более твердой и прочной. Далее куски обожжённой глины перемалываются на мельнице; средний размер крупинок – около 2 мм.
Для того, чтобы глина считалась шамотной, она должна соответствовать ряду требований, как-то:
Инструкция по эксплуатации шамотной глины
Шамотный порошок продается во всех строительных магазинах. Для того, чтобы он был пригоден к работе, нужно замесить раствор – с тем, как это сделать, можно ознакомиться далее по тексту.
Штукатурные работы с применением шамотной глины практически ничем не отличаются от работы с обычной штукатуркой. Толщина наносимого слоя должна быть в пределах 1-2 мм. При следовании всем инструкциям производителя, огнеупорный декоративный слой полностью высохнет в течение двух суток с момента нанесения.
При проведении ремонта огнеупорных покрытий шамот можно применять в качестве шпатлевки. Для этого нужно смешать шамотную глину с песком и цементом в соотношении 7 частей песка к 2 и 1 частям шамота и цемента соответственно.
Изначально шамотную глину начали использовать в процессе кладки каминов и печей, и этот способ до сих пор остается одним из самых популярных.
При покупке шамотного порошка следует обратить внимание на указатели на упаковке. Так, буква “У” означает “утилизационный” – такой порошок представляет собой молотые забракованные изделия и не годится для ответственных и капитальных работ, т.к. огнеупорные свойства такого порошка находятся под вопросом.
Срок хранения шамота составляет 3 года, по истечению которых материал теряет часть качеств.
Область применения
Примечательно, что раньше шамотную глину использовали в основном в процессе кладки каминов и печей, а также при производстве огнеупорных кирпичей. Сейчас ее применение распространилось и на сферу декора.
Шамотную глину используют и в виде добавочного элемента к рабочим материалам, что позволяет предотвратить усадку и увеличить пластичность изделий, а также выполнять скульптуры весом до 250 кг. Использование шамота помогает передать эпоху античности, древнего японского и первобытного искусства.
Европейцы использую шамот в работах по облицовке и штукатурке зданий, в промышленности такая глина является составляющим компонентом огнеупорных кирпичей, керамики.
Шамотная глина очень быстро набирает популярность в сфере декора и лепки. Эффект потертости, маленькие выщербинки и трещинки создают ни с чем несравнимый колорит старины и роскоши. При наружной шероховатости, внутренняя часть изделия остается гладкой, что способствует легкости установки.
Как сделать раствор
Несмотря на то, что шамот достаточно прост в обращении, многие новички сетуют на то, что штукатурка на основе шамота сыпется и покрывается трещинами, а кладка держится очень ненадежно. Важно помнить, что глина в процессе обжига утрачивает пластические характеристики, поэтому замешивать раствор нужно правильно, чтобы вернуть хотя бы часть этих свойств.
Для приготовления раствора из шамотной глины нужно замешать порошок в воде. Для этого нужно засыпать его в емкость и заливать теплой водой до тех пор, пока он полностью не будет под водой. Далее полученную смесь надо тщательно размешать и оставить на 3 суток – это частично повысит пластичные свойства глины. По прошествии срока раствор размешивается еще раз. Если он получился слишком жидким, надо добавить еще порошка, а если слишком густым – добавить воды, на характеристиках раствора это никоим образом не отразится. По консистенции должно получиться что-то вроде сметаны – так раствор не будет растекаться и надежно прикрепится к поверхности. В готовый раствор рекомендуется примешать строительный клей типа ПВА или стекловолокно, для большей эластичности и долговечности материала.
Рабочую поверхность нужно подготовить – снабдить металлической сеткой и пройтись грунтовкой, которые компенсируют недостаток пластичности шамотной глины и повысят огнеупорные характеристики.
Шамотный раствор для кирпичной кладки
Шамот для кирпичей должен быть определенного качества – первый попавшийся раствор не подойдет. Лучшим вариантом для кладки является раствор из каолина и шамота в соотношении 1:2.
Шамотную глину рекомендуется использовать вместе с кирпичами из подобного материала – связано это с тем, что оба компонента обладают одинаковыми свойствами в ходе реакции на тепло, следовательно, прочность сооружения только повысится.
Для строительства топок в печах и каминах лучше использовать кирпичи с пометкой “ш” – они стоят дороже, но являются огнеупорными. Остальную часть работы можно выполнить обычными кирпичами.
Плюсы и минусы
К основным и явным достоинствам шамотной глины нужно относить следующие:
Однако есть у шамота и ряд недостатков, среди которых:
Справедливости ради, стоит отметить, что плюсов у шамотной глины все же больше, чем минусов. Экологически чистый и эстетически привлекательный шамот всегда найдет место в сердцах ценителей.