Profteplo47.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристика, процесс изготовления и сферы применения огнеупорной глины

Характеристика, процесс изготовления и сферы применения огнеупорной глины

Огнеупорная глина

Эту горную породу получают с помощью обжига каолина (белой глины) высокими температурами (не ниже 1000 градусов). Делается это для того, чтобы увеличить термостойкость материала. В процессе тепловой обработки из глины полностью выпариваются примеси и жидкость.

В специальных печах горная порода приобретает высокопрочные свойства камня, который впоследствии измельчают, и получается шамот. Его применяют для изготовления огнеупорных кирпичей, печей, отопительных приборов и декоративных элементов.

Термостойкая глина для кирпичей – это, прежде всего, заготовка для создания стройматериала путем измельчения и добавления различных веществ. Шамот имеет множество подвидов из-за неоднородности сырья и методов обжига.

Глина для кладки печей

Чтобы поставить печь в доме или в бане, необходимо приготовить скрепляющий кирпичи раствор. Обычно он готовится из глины. Недорогой материал, который в избытке имеется в любом месте. Глина, суглинок составляют половину всех осадочных пород земли. Вдоль дорог, в низменных местах леса и в безлесном пространстве залегает под межой, у берегов её можно найти в открытом доступе. Добывать её непросто, она тяжелая, сырая, хорошо сцепилась в насиженном месте. Однако есть плюс – собственноручно добытый материал всегда обходится недорого.

Глина для кладки печей

Как сделать качественный раствор? Нужно знать, не только где взять материал, но и какой он бывает.
Свойства глины:

  • Быстро впитывает воду, созревшая глиносмесь водостойкая – не пропускает воду;
  • Пластичная, примет всякую форму, закроет любую щель;
  • После сушки становится прочной, долговечно сохраняет форму;
  • Хорошая адгезия прочно скрепляет кирпичи;
  • Высокая газоплотность не допускает утечки дыма.

Недостатком является водопроницаемость (гигроскопичность), которая появляется после сушки раствора. Поэтому смесь из неё нежелательно использовать вне помещения.

Шамотная глина для кладки

Раствор из природной глины и песка используется для кладки печей с невысокими температурными режимами – до 1000 ºС. Когда предусматривается более высокая температура в топливнике, для кладки берут шамотную глину, а стенки камеры сгорания делаются из огнеупорного кирпича. Кстати, последний изготавливается из той же шамотной (каолиновой) глины.

замес для огнеупорного кирпича

Рабочий раствор и в этом случае можно приготовить двумя путями:

  • приобрести сухую каолиновую глину и сделать замес согласно инструкции;
  • взять шамотный песок и смешать с природной глиной, как это описано ниже.

сухая коалиновая глина в мешках

Размешать раствор из шамотной глины, продающейся в мешках, не составит никакой сложности, только надо следить за его текучестью, чтобы не переборщить с водой. Для приготовления по второму способу надо приобрести шамот (мертель) в виде песка и белую или серую огнеупорную глину. Пропорции следующие:

  • огнеупорная глина – 1 часть;
  • обычная глина – 1 часть;
  • шамот – 4 части.
Читайте так же:
Тонкий облицовочный кирпич размер

В остальном шамотная глина для кладки готовится таким же образом, как и простая. Главное, выдержать нормальную жирность раствора, чтобы ваша печь не растрескалась.

правильно замешанная глина для печной кладки

Правила приготовления раствора

Приготовление глиняного раствора

Приготовление глиняного раствора

Для приготовления вяжущего состава вам потребуется:

  1. Высыпать подготовленное количество глины и небольшое количество чистой воды.
  2. Оставить смесь на 12-48 часов, чтобы добиться качественного размокания глины. Помещение, в котором будет стоять ёмкость должно быть сухим и достаточно теплым.
  3. Периодически помешивайте глину, залитую водой.
  4. Добавьте песок и тщательно перемешайте все ингредиенты для получения однородной консистенции раствора.
  5. Соль и другие компоненты следует вводить постепенно, постоянно размешивая состав.

Проверить пластичность готового раствора можно, слепив из него жгутик толщиной 1,5 см. Длина его не должна превышать 20 см. После чего соберите его в кольцо и наблюдайте за изменениями. При появлении трещин и в раствор необходимо добавить глины, если же их нет, тогда в смеси недостаточно песка.

Жгут оказался пластичным и на нём появилось всего несколько небольших трещин? Тогда самое время начинать кладку печки! Помните, что добиться отличных результатов кладки можно только при условии использования качественных ингредиентов и правильного их соотношения в составе, поэтому следует тщательно изучить данный вопрос перед началом работы!

  1. Для печных сооружений нужен раствор, выдерживающий температуру не менее 1100–1200 С.
  2. Для возведения самой печи готовят растворы из красной глины. Для топочной камеры и дымохода нужен вариант из шамотной и песка. Нет разницы между применением кварцевого песка и обычного речного.
  3. Соотношение компонентов в материале зависит от показателей компонентов. Жирную глину смешивают с 5 частями песка, тощую – с 2.
  4. По мере изготовления выполняют проверочные тесты. Если раствор липкий – прибавляют песок, если расслаивается – жирную глину.
  5. Другие варианты для кладки – цемент, известково-песчаный, годятся только для фундамента или наружной части дымохода.

Раствор для кладки кирпича – пропорции песка и какой вид материала лучше выбрать для кладочных работ

Состав раствора для кладки печи из кирпича: пропорции

Раствор асбоцементный, асбестоцементный и асбестовый: как приготовить штукатурку

Читайте так же:
Шамотный кирпич для русских печей

Приготовление раствора

Сразу стоит сказать, что четкие пропорции компонентов никто назвать не сможет, соответственно, их нужно будет определять самостоятельно. Сложность в том, что изначально в составе глины уже имеется песок, отсюда и распределение материала. Он может быть жирным (если много песка) и тощим (если песка мало). В среднем пропорции составляют от 1:2 до 1:5 объема.

Подготовка состава

Чтобы своими руками замесить раствор средней степени жирности, делаем следующее:

  1. Берем строительное ведро и наполняем третью часть его объема глиной.
  2. Затем на оставшийся объем выложим песок до полного заполнения.
  3. Тщательно перемешаем, при необходимости с добавлением воды.
  4. Производим проверку густоты раствора (смесь не должна спадать со шпателя если его перевернуть вниз, а если поставить по вертикали, то она плавно стекает).

Когда раствор приготовлен соответствующим образом, то это соотношение глины и песка нужно запомнить, чтобы в будущем знать, сколько и чего нужно использовать. Если же шамотный раствор отпадает со шпателя – следует вводить больше глины и снова проверять густоту, а когда он не стекает, находясь по вертикали, значит, следует добавить песок.

Важно замесить правильный раствор, поскольку если он будет жирным, то когда высохнет, конструкция покроется трещинами, а вот если замешивать тощую смесь, то кладка не будет прочной.

Сырьевые материалы и керамические массы

Глина монтморилитовая (монтмориллонитовая) Каолиновые глины

Сырьевые материалы для производства керамических плит делятся на две основные группы:

  1. Глинистые (пластичные): мономинеральные (каолиновые глины), полиминеральные (иллитовые глины, бентонитовые глины, монтморилитовые глины);
  2. Неглинистые: отощающие добавки (кварцевый песок, шамот, шлаки, золы), плавни-флюсы (полевой шпат, доломит, магнезит, мел).

Пластичные (глинистые) материалы представлены глинами и каолинами.

Глина

Глина – это продукт земной коры, осадочная горная порода, образованная в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Она представляет собой землистые, минеральные массы с размером частиц около 0,02 мм и часто менее 0,002 мм, способные с водой образовывать пластичное тело, при высыхании сохранять форму и после обжига приобретать твёрдость камня. Свойства глин определяются их составом – химическим, минералогическим и гранулометрическим. В число оксидов, составляющих глины, входят глинозём (Al2O3), кремнезём (SiO2), оксид железа (Fe2O3), оксид натрия (Na2O), оксид кальция (CaO), оксид магния (MgO), оксид калия (K2O). Изменение химического состава заметно отражается на свойстве глин:

  • Глинозём повышает огнеупорность, и, следовательно, прочность;
  • При повышенном содержании кремнезёма уменьшается связующая способность глин, повышается пористость, снижается прочность;
  • Соединения железа понижают огнеупорность глин;
  • Оксиды кальция и магния уменьшают огнеупорность, увеличивают усадку при обжиге и пористость, что снижает прочность и морозостойкость;
  • Оксиды натрия и калия понижают температуру спекания глины.
Читайте так же:
Шамотный легковесный кирпич свойства

Глины бывают мономинеральными и полиминеральными. В основном мономинеральные каолинитовые глины состоят из минерала каолинита.

Каолинитовые глины

Термин каолин (каолинит) происходит от китайского слова «као линг», что означает «Высокая Гора» – название месторождения данного типа глины в Китае, впервые использованное для производства керамики. Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются тугоплавкостью, малопластичны, малочувствительны к сушке. Наиболее известные месторождения каолина находятся в Англии (Корнуэлл, Девоншир), Германии (Мейсен, Хемниц, Галле), Франции, Чехии, на Украине, Урале, в Восточной Сибири, США и Китае (гора Као-Линг).

Иллитовые глины

Их название происходит от названия американского штата «Иллинойс», так как именно там был впервые найден этот тип глины. Наиболее известное месторождение – Апеннины. Технологические показатели иллитовой глины можно охарактеризовать как среднее между показателями монтмориллонитовой и каолиновой глин, то есть как точку равновесия по большинству характеристик. Иллитовая глина не вызывает проблем при сушке, механическая прочность сухого продукта на изгиб колеблется между 40 и 60 кг/см 2 , что дает возможность манипуляции с высушенным материалом без возникновения проблем с появлением трещин. При обжиге быстро происходит стеклование материала, начиная от 800 о С в связи с высоким содержанием К2О.

Монтморилитовые глины

Их наименование происходит от названия французского города Montmorillon, где впервые был обнаружен этот тип глины. Состоят из минералов группы монтмориллонита. Для глин монтморилитовых характерна способность к разбуханию, особенно если в обменных катионах преобладает Na. Образуются в щелочной среде при разложении пеплов (подводном и наземном), выветривании известняковых почв, в морских засоленных бассейнов и лагунах, при гидротермальных процессах.

Технологические свойства глин

Помимо глинистых минералов, в состав глин входят неглинистые минералы: кварц, слюда, полевые шпаты, кальцит, магнезит и т.д. Минералогический состав определяет формовочную способность глиняного сырья, его поведение при обжиге и другие технологические свойства, характеризующиеся пластичностью, отношением к сушке и действию высоких температур. Очень тонкие частицы глины, благодаря своей большой поверхности, хорошо впитывают воду, поэтому глина гигроскопична и во влажном состоянии приобретает способность к пластическому формованию.

Пластичность

Характерное свойство глин образовывать при смешивании с водой тесто, которое под воздействием внешних условий может принимать заданную форму без образования трещин и сохранять это форму после прекращения действия усилий. Степень пластичности глины зависит не только от химического состава, но также от физических размеров и формы частичек глины (гранулометрический состав), от количества содержащейся в ней воды. Пластичность является важнейшим технологическим свойством глин, обуславливающим возможность формования из них изделий. Пластичность можно повысить добавлением высокопластичных глин и понизить добавлением непластичных материалов, например, кварцевого песка. Естественная пластичность глин может быть также повышена искусственно за счёт увеличения её дисперсности путём промораживания, отмучивания, вылёживания, а также механической обработки. Различают три сорта глин:

  1. Высокопластичные – вязкие, жирные, требуют много воды для того, чтобы стать легко формуемыми. Такие глины разрушаются при высокой температуре;
  2. Среднепластичные – золотая середина между двумя другими сортами;
  3. Низкопластиные – также называют тощими. Для создания пластичного тела из тощих глин требуется меньшее количество воды. Их достоинство – огнеупорность.
Читайте так же:
Чем очистить глину с кирпича

Рассмотрим такое свойство глин как огнеупорность.

Огнеупорность

Это свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не размягчаясь и не деформируясь. По огнеупорности различают глины огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные глины (обжиг при температуре 1580 о С) отличаются высоким содержанием глинозёма (до 40 % и более) и незначительным содержанием примесей, понижающих огнеупорность (Fe2O3 не более 3 %). Глины с огнеупорностью от 1350 до 1580 о С называются тугоплавкими, ниже 1350 о С – легкоплавкими. При нагревании глин легкоплавкие составляющие расплавляются и, заполняя промежутки между твёрдыми зёрнами, за счёт сил поверхностного натяжения сближают их между собой. Это вызывает уплотнение и сокращение общего объёма материала, оцениваемое огневой усадкой. Огневая усадка тем выше, чем выше температура обжига. Процесс уплотнения глинистых масс при обжиге принято называть спеканием.

Отощающие добавки, плавни (флюсы)

И жирные, и тощие глины в естественном виде не годятся для применения в производстве. Они требуют соответствующей обработки – в зависимости от керамической массы увеличивают или уменьшают пластичность глины, улучшают сушильные и обжиговые свойства, сокращают продолжительность сушки и обжига изделия. Для этого используют так называемые отощающие добавки. К ним относятся песок, шамот, шлаки, золы.

Шамот – огнеупорная глина, обожжённая при температуре 1300 – 1400 оС с последующим измельчением. Применяется в качестве отощающего материала.

Глинам присуще такое свойство, как усадка, то есть уменьшение размеров без изменения формы. Различают воздушную усадку (при высушивании перед обжигом) и огневую при обжиге. Сушильные свойства – отношение материала к сушке. Важнейшее из них – воздушная усадка, то есть уменьшение в объёме глиняного тела при удалении воды. Выражается в % от первоначального размера образцов, составляет обычно 2 – 10 %. Воздушная усадка тем больше, чем выше пластичность глин.

Читайте так же:
Чугунная печка обложенная кирпичом

Отощающие добавки вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.

Плавни (флюсы) применяют для повышения спекания глины и снижения температуры спекания. К ним относятся полевые шпаты, доломит, магнезит, мел.

Основные виды глин

Для производства керамической плитки используют три основных вида глин: красную, белую, фарфоровую.

Красная глина имеет зеленовато-коричневую окраску, которую придаёт ей оксид железа, составляющий 5 – 8 % от общей массы. При обжиге глина приобретает красно-бурую окраску, чем выше температура обжига, тем черепок темнее; плитки носят название красножгущихся. Красная глина выдерживает нагрев не более 1150 о С. Из красной глины получают майоликовые плитки покрытые глазурью.

Белая глина во влажном состоянии светло-серая, а после обжига приобретает белёсый цвет или цвет слоновой кости. Чем выше температура обжига, тем белее черепок. Плитки из белой глины носят название беложгущихся. Белая глина менее пластичная и жирная, чем красная. Температура обжига 1150 – 1200 о С. Из белой глины с различными добавками – полевой шпат, кварцевый песок – получают фаянсовые плитки.

Фарфоровая глина состоит из каолина, кварца и полевого шпата. Она не содержит оксида железа. Во влажном состоянии имеет светло-серый цвет, после обжига – белый. Рекомендуемая температура обжига – 1200 — 1350 о С. Полученный в результате высоких температур глиняный материал обладает огнеупорностью, водостойкостью и механической прочностью. Из фарфоровой глины получают так называемые фарфоровые плитки или керамический гранит.

Материал, из которого состоят керамические изделия после обжига, в технологии керамики называют керамическим черепком или бисквитом. Некоторые виды керамических плиток для повышения санитарно-гигиенических свойств, водонепроницемости, эстетических качеств покрывают декоративным слоем – глазурью или ангобом.

В основу написания статьи легли материалы:
«Плитка керамическая: современная энциклопедия» сост. Сергеева Е.Е. компания Estima.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector