Шамотная глина

Что такое шамотная глина

Шамот является самым экологичным огнеупорным сырьём. Прежде чем разобраться, как с ним работать, необходимо выяснить, что из себя представляет этот строительный материал и какими достоинствами и недостатками обладает.

Огнеупорная глина состоит из таких элементов, как кварц, алюмооксидная керамика, оксид кальция, оксид железа, оксид натрия и оксид магния

Из чего состоит и как выглядит

Первоосновой шамота является каолиновая глина, которая образуется в результате оседания частиц разрушенных горных пород. Массу серой каолиновый глины подвергают термической обработке при высоких температурах – порядка 1300-1500 Co, в следствие чего она теряет практически всю воду, скрепляющую её молекулы, и глина спекается. После такой обработки каолин приобретает бурый оттенок и по физическим свойствам становится подобен камню. В готовый вид шамот приводят с помощью металлических валиков, которыми дробят куски обожжённого каолина.

Чем выше температура обжига каолиновой глины, тем меньше воды остаётся в составе шамота, благодаря чему материал теряет свою пластичностью и не подвергается кардинальным физическим и химическим изменениям при термическом воздействии. Иными словами, из-за потери воды шамот практически не расширяется при нагреве. По поглощению влаги шамот разделяют на:

  • Высокоотожжённый. Водопоглощение – от 2 до 8%.
  • Низкожжённый. Водопоглощение – от 20 до 25%.

Водопоглощение — количество влаги, которое способен впитать в себя и удерживать в порах материал. Данная характеристика выражается в процентах как разница массы сухого материала и насыщенного влагой. К примеру, если сухой материал имеет массу 1 кг, а полностью насыщенный (больше он жидкости впитать не способен) — 1100 грамм, то его водопоглощение – 10%.

Все виды шамотной глины выдерживают примерно одинаковую температуру, при которой не подвергаются её разрушительному воздействию — 1800 Co. Выдержанная температура зависит от конечного материала, в котором был использован шамотный порошок: концентрации в нём глины, воды, удерживающих веществ и иных химических реагентов. Производители могут (но не обязаны) указывать точную максимальную эксплуатационную температуру глины на мешке, добавляя при этом детальный состав для замешивания.

Шамотная глина отлично подходит для кладки шамотного кирпича, так как оба материала обладают одинаковым коэффициентом линейного расширения

Также у глины есть ещё одна характеристика – влажность. Чем она выше, тем пластичнее материал, а следовательно – чувствительнее к термическому воздействию. Влажность, как и максимальную температуру, могут указывать на упаковке, но обычно на эту характеристику не обращают внимания, поскольку разница небольшая – от 4 до 7%. Кроме того, шамот различается по размеру частиц: для добавления в состав кирпичей используется мелкозернистый, а для декоративной отделки – крупнозернистый.

Для чего нужна

Шамотная глина – материал с широким спектром использования. Её термическая стойкость особо ценится в строительстве, а красивый бурый цвет и необычная фактура – в дизайне интерьера и художественной лепке. Основными областями применения шамота можно назвать:

  1. Создание огнеупорных строительных материалов;
  2. Оформление помещения с помощью шамотной штукатурки;
  3. Лепка статуэток и сувениров из шамотной массы со специальными примесями.

Шамотный кирпич является огнеупорным, и маркируется буквой «Ш»

Шамотный порошок добавляют в цементные смеси, шпаклёвку, а также он может являться основой для кирпичей. В результате такой продукт приобретает огнеупорные свойства, но при этом значительно возрастает и его цена. Огнеупорные кирпичи (“Ш” – такая маркировка на них обязательно должна присутствовать) способны выдерживать полторы тысячи градусов, благодаря чему они служат основным материалом для печей, но выкладывать из них всю конструкция не имеет смысла, так как это влетит в копеечку. Важно отметить, что для топок нужно применять не только огнеупорный кирпич, но и шамотный раствор для их соединения.

Шамотная штукатурка благодаря своей фактуре подходит для современного дизайна интерьеров как самостоятельный художественный инструмент – можно заметить, что её применяют не только для удаления неровностей, но и просто для оформления поверхности.

Из шамотной глины изготавливают керамическую посуду и декоративные статуэтки

Если добавить в шамотную глину добавки, в число которых входит вода, влагоудерживающие реагенты и пластификаторы, то она станет податливым материалом для ручной лепки. Из такой смеси можно вылепить не только статуэтку или декоративную фигурку, но и художественно оформить рамку или небольшой предмет интерьера, который можно будет обжечь в печи. Чем выше температура запекания, тем темнее и хрупче получаются фигуры. После запекания их можно покрыть глазурью и расписать.

Преимущества и недостатки

Этот материал не вызывает противоречий как у профессиональных строителей, так у любителей выполнять бытовую работу своими руками, поскольку он практически незаменим при изготовлении печей и различных топок. Явными минусами шамотная глина не обладает, но это не исключает её отрицательных свойств. К достоинствам материала можно выделить:

  • Отличную термостойкость;
  • Надёжность и продолжительный срок сохранения прочности при профессиональной кладке;
  • Экологическую чистоту материла;
  • Наличие микропор для прохождения пара, что также препятствует расширению кладки и её разрушению;
  • Высокий уровень адгезии.

Минусов меньше, да к тому же они характеры для многих качественных материалов:

  • Высокая стоимость, поскольку производство такой глины технологически сложнее и опаснее, чем изготовления обыкновенной строительной глины;
  • Шамотная пыль попадает в дыхательные пути, поэтому при работе необходимо использовать респиратор.

Адгезия — физический процесс слипания разнородных тел под воздействием межмолекулярных сил.

Инструкция по применению

Примерный расход шамотной глины при кладке — 25 кирпичей на 20 кг сухой смеси или же 100 кг раствора на 1 м3 кладки. Раствор можно приготовить самостоятельно, используя относительно небольшой перечень материалов и инструментов. Очень важно совершать все действия последовательно, поскольку в противном случае состав получится некачественный, что приведёт к скоротечному разрушению кладки, что особенно опасно в условиях открытого огня.

Как развести шамотную глину для кладки печи

Использовать только шамотный песок для состава нельзя из-за плохой пластичности. Его нужно разбавить иным подходящим материалом: например, обычной глины или очищенным каолином. В первом случае соотношение продуктов должно быть 2:1 (первая цифра — шамотный песок), а во втором — 4:1. Особой разницы, кроме расхода материалов, между вариантами добавления либо обыкновенной глины, либо каолиновой, нет.

Очень важно понимать, что для приготовления шамотного состава нельзя использовать обыкновенный песок, поскольку он расширяется при термическом воздействии и подвергает кладку постепенному разрушению. Кроме того, песок плохо соединяется с компонентами состава, что существенно сокращает срок службы кладки и уменьшает её надежность. Как специальную добавку в шамотной смеси можно встретить портландцемент. Если температура в топке печи не будет достигать высоких температур — выше 700-800 Co, то его использование целесообразно, поскольку портландцемент увеличивает прочность смеси, но снижает огнеупорные свойства. Кроме того, в состав можно добавить небольшое количество крошки из стекловолокна, чтобы придать ей прочности.

Разводить смесь необходимо в ограниченном количестве, так как через 48 часов раствор затвердеет

Примерный порядок приготовления смеси с применением каолина таков:

  1. Из вышеописанного соотношения выводится нужное количество каолинового песка. Он продается точно в таких же мешках, что и шамотный песок, только имеет не бурый, а белый цвет. Именно каолиновый песок послужит основой для смеси наряду с шамотом.
  2. Шамотный песок смешивается в одной таре с каолиновым и постепенно разбавляется водой. В этом время важно размешивать смесь, чтобы распределить молекулы воды между молекулами вещества. На данном этапе смесь готовится по примерному соотношению. Воду нужно добавлять небольшими порциями, чтобы не испортить состав. Когда необходимое количество воды добавлено, смесь необходимо оставить на три дня, чтобы она могла впитать всю влагу и приобрести нужную консистенцию, которая должна быть подобна консистенции сметаны.
  3. По прошествии срока, нужно проверить качество получившегося состава и его густоту. Если он слишком жидкий, то в него добавляется смесь из каолинового и шамотного песка в том же соотношении — 2:1, если же он слишком густой, то добавляется вода небольшими порциями.
  4. Поверхность, на которой планируется проведение работ, нужно обработать. Для этого используется специальная пластиковая строительная сетка и небольшой шпатель с огнеупорной шпаклёвкой. Последней покрывается обрабатываемая поверхность: сверху кладётся слой (или несколько слоев) сетки, после чего на поверхность наносится ещё один слой огнеупорной шпаклёвки. Когда работа по подготовке поверхности закончена, нужно дождаться высыхания шпаклёвки.

В магазине шамотную глину можно купить в двадцатикилограммовом мешке, которого хватит для укладки до 30 кирпичей

Важно отметить, что слой состава не должен быть очень большим, поскольку в таком случае тепло будет медленно отводиться и накапливаться в стенках топки. Это приведёт к тому, что та сторона, которая находится ближе к пламени, будет нагрета гораздо сильнее, чем та, которая дальше, из-за чего возникнет разница в скорости движения молекул в веществе, и оно покроется трещинами. Чем больше будет слой состава между кирпичами, тем выше вероятность печального исхода, поэтому нужно следить за тем, чтобы между кирпичами было не больше 2-3 см скрепляющего состава. В данном случае это позволит не только уменьшить расход смеси, но и продлить срок службы кладки.

Как приготовить раствор для штукатурки

Из шамота можно изготовить не только составы для огнеупорной кладки, но и штукатурку для оформления и ремонта стен или в качестве промежуточного скрепляющего звена между стеной и облицовочным материалом. Кроме того, шамотная штукатурка применяется для придания дополнительной надёжности печной кладке — ей обрабатывают рабочую поверхность, чтобы улучшить сцепление малопластичной смеси с поверхностью. Также шамотной шпаклёвкой покрывают задние стенки печей, которые, как правило, выходят в другие комнаты, чтобы создать заслон для тепла и уменьшить нагрев поверхностей.

Раствор из шамота рекомендуется использовать в тех случаях, когда следует получить идеально ровную поверхность

Для приготовления штукатурки нужны те же ингредиенты: шамотный песок, карьерный песок и портландцемент. Составляющие необходимо замешать в пропорции 7:2:1, где 7 частей карьерного печка, 2 шамотного и 1 портландцемента. Для улучшения качества штукатурного состава можно добавить соль — примерно 100 г на 8 л шпаклёвки.

Смесь нужно замешивать аккуратно, обращая особое внимание на то, сколько воды было добавлено в состав. Если он стал слишком бледным и по консистенции похож на блинное тесто, то это некачественный материал, который можно исправить только добавлением вышеописанной смеси в том же процентном соотношении. Хорошая шамотная штукатурка имеет консистенцию не очень густой сметаны. Она должна быть примерно такой же, как и шамотная смесь для кладки, но при этом пластичнее и податливее последней.

Работа со штукатуркой происходит по стандартному принципу: используется несколько шпателей разного размера и длины, а так же серпянка (специальная сетчатая лента, которая применяется для придания прочности швам и лучшего соединения шпаклёвки с поверхностью). Слой шпаклёвки нельзя делать толстым, поскольку тепло будет отводиться медленнее, что отрицательно скажется на надёжности всей кладки.

Сколько сохнет шамотная глина

Опытные мастера говорят, что в большой печи может содержаться целая бочка жидкости. Она находится в составе, которым заделывают все швы конструкции и прочно скрепляют кирпичи между собой в единую надёжную термическую систему. Для того чтобы удалить из только что сложенной печи всю влагу и дать шамотному составу полностью высохнуть, необходимо не просто ждать, а постепенно и медленно топить печь небольшим количеством дров, тем самым помогая влаге выходить из пор глины. При этом важно соблюдать температуру окружающей среды — глина содержит в себе большое количество влаги при температуре ниже 10 Co, которая снаружи выглядит светлой и сухой.

Для ответственных работ не следует применять растворы шамота с маркировкой «У» (утилизационный)

Чтобы выгнать эту влагу из состава, нужно поддерживать температуру за пределами печи в районе 18-20 Co. Топить печь нужно 2 раза в день очень малым количеством дров — примерно по 4 полена каждый раз. Такой режим работы у печи должен быть примерно в течение 6-10 дней (зависит от размеров печи и глубины кладки) летом и около 2-3 недель зимой. Пока конструкция полностью не высохнет, печкой пользоваться нельзя!

В заключение стоит сказать, что совершенно необязательно прибегать к услугам опытных каменщиком-печников, чтобы сложить конструкцию для которой, в большинстве всех случаев, и применяется шамотная глина. Однако если домовладелец не уверен, что у него получится, а расходовать материал на эксперименты жалко, то лучше обратиться к профессионалам.

Разновидности огнеупорной глины

Огнеупорная глина – готовая основа, которая подходит для приготовления строительных растворов различного назначения. В зависимости от плотности расходного сырья, методов производства, температурного режима обжига и степени измельчения, материал имеет множество разновидностей.

Существует два вида шамотной крошки: комовая и молотая.

  • Комовая глина используется для изготовления керамических, жаростойких, пластиковых, резинотехнических изделий, картона, бумаги и клинкера.
  • Молотая глина применяется для производства жаростойких растворов, обмазочных, формовочных и набивных смесей, а также мертелей.

По количеству связующей добавки – песок, глина – бывает:

  • Связующей – 55% песка.
  • Плавной – от 19 до 48% песка.
  • Истощенной – до 21% песка.
  • Камнеподобной – не используется для приготовления пластичных растворов.

По степени содержания алюминиевого оксида прокаленная шамотная глина бывает:

  • Высокоосновной (до 40%).
  • Основной (от 26 до 38%).
  • Полукислой (до 27%).

В зависимости от фракционных примесей, степени огнестойкости и химических элементов выделяют 4 сорта глины: особый, 1-й, 2-й и 3-й.

Сферы использования и рецептура составов

Благодаря своим хорошим техническим характеристикам и длительному сроку эксплуатации, огнеупорная глина широко используется для приготовления штукатурных и кладочных растворов, производства жаростойких кирпичей, изготовления керамики и декоративных элементов интерьера.

Этот материал отлично подходит для изготовления посуды, статуэток, скульптур и сувениров.

Высокая прочность и пожаробезопасность шамота позволяют использовать его для декоративной отделки отопительных печей, каминов и фасадов зданий.

Огнеупорная кладка отопительных приборов

Опытные печники при строительстве, ремонте печей и каминов применяют термостойкие силикатные кирпичи. В этом случае кладка выполняется при помощи специального раствора на основе огнеупорной глины, который имеет одинаковые с кирпичом коэффициенты температурного расширения.

Если для кладки применяется стандартный кирпич с низким уровнем пустотности, то расходная норма материала составит 100 кг шамотной смеси на 1 кубический метр кирпича.

Инструкция по замесу кладочного раствора:

  1. На дно емкости высыпаются компоненты в следующих пропорциях: 2 части кварцевого песка и 1 часть шамотной дробленой глины.
  2. Далее добавляется вода для пропитки сухой смеси. Все тщательно перемешивается и отстаивается 3 дня до полного поглощения жидкости.
  3. При помощи строительного миксера выполняется замес раствора для получения густой тягучей смеси. Слишком жидкие составы можно сгустить частью кварцевого песка, густые разбавить водой.

Более сложная рецептура предусматривает использование следующих компонентов: 1 часть синей глины, 1 часть шамотной глины и 4 части белого каолинового песка. Смесь разводится водой до получения вязкого раствора. Готовый состав обладает высокой прочностью и огнеупорностью, достигающей отметки в 1840 градусов.

Для улучшения эксплуатационных характеристик в готовый раствор следует добавить связующие компоненты:

  • Клей ПВА.
  • Каменную соль.
  • Жидкое стекловолокно.

Технология нанесения раствора аналогична той, что применяется при кладке стен и фундаментных оснований. Оптимальная толщина швов между кирпичами – от 8 до 10 мм.

Оштукатуривание поверхностей

Способ оштукатуривания шамотной глиной схож с процессом нанесения обычной штукатурки. Единственное отличие заключается в рецептуре приготовления самодельного штукатурного раствора.

Он состоит из таких компонентов:

  • 1 части портландцемента.
  • 2 частей шамотной глины.
  • 7 частей карьерного песка.

Качественный раствор можно приготовить следующим образом:

  1. В емкость нужно засыпать в указанных пропорциях глину и песок.
  2. Сухую смесь следует развести водой и настоять пару дней.
  3. В подготовленную основу добавить портландцемент и при помощи строительного миксера тщательно перемешать до получения тягучей и однообразной массы.

Важно! Готовый состав можно использовать в течение 2-3 часов до начала его затвердевания.

Нанесение штукатурного состава выполняется на предварительно подготовленную поверхность отопительного прибора. Поскольку обжиг приводит к снижению пластичности шамота, поэтому необходимо обеспечить его максимальную адгезию с поверхностью.

Это предусматривает применение специальной термостойкой грунтовки глубокого проникновения. В дальнейшем на грунтованную поверхность можно клеить армированную металлическую сетку для повышения адгезии штукатурного состава.

Для оштукатуривания печек и каминов используются два вида шпателей – среднего и большого размера. Раствор необходимо аккуратно нанести и равномерно распределить на поверхности шпателем, своевременно устранив все потеки и неровности. Оптимальная толщина штукатурного слоя – 2 мм.

Декоративная отделка наносится после полного высыхания шамотной штукатурки.

Изготовление декоративных элементов и керамики

Благодаря своей прочности, эстетичности и фактурности материал особенно востребован среди дизайнеров. Применение глины распространено в производстве посуды, изразцов, декоративных элементов интерьера – и это неполный перечень того, что можно сделать на ее основе.

Хорошие результаты достигаются за счет добавления в шамотную глину особых примесей, увеличивающих пластичность материала.

Для производства керамики и декоративных изделий используется обычная пластичная глина различной жирности, в которую добавляется молотый шамотный порошок. Его доля может достигать 42%.

Чтобы сделать изделия из шамотной глины, мастеру необходимо создать рабочий эскиз, а также подготовить формы или молды для отливки.

Раствор для изготовления декоративных изделий и керамики готовится по схеме:

  1. В емкость засыпаются ингредиенты в следующих пропорциях: 6 частей простой глины и 4 части шамотной крошки.
  2. Смесь разводится водой и настаивается в течение 2-3 суток.
  3. Готовый раствор тщательно перемешивается для получения жидкой сметанообразной консистенции.
  4. Подготовленная форма заполняется раствором и оставляется до полного высыхания.

Важно! Готовая отливка может сохнуть быстрее, если добавить в раствор часть клея ПВА.

Для изготовления скульптур и статуэток понадобится более пластичный раствор, который удобно наносить на проволочное основание. Чтобы упростить работу с подобным материалом, в основу можно добавить жидкое стекловолокно (его объем составляет 3% от всей массы раствора).

Обязательным этапом производства декора является обжиг готовых изделий. Он осуществляется через 2-3 дня после окончания всех работ. Это предотвратит возможную деформацию и растрескивание поверхности.

Температура обжига в специальной печи должна достигать отметки в 1300 градусов. Подобный температурный порог обеспечивает правильное плавление шамота с плавным преобразованием его в керамику.

Шамотная глина представляет собой уникальный, экологически чистый строительный материал, обладающий высокими техническими характеристиками. Чтобы получить качественный продукт, необходимо соблюдать не только технологию приготовления раствора, но и основные меры предосторожности при работе с расходным сырьем.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *