44. Устройство фундаментов и оснований, кладка и наружная отделка печей

Устройство фундаментов и основания. Комнатные печи и очаги массой до 750 кг можно устанавливать непосредственно на прочном полу. Если полы недостаточно прочны, их необходимо усилить дополнительными балками, оперев их, если нужно, на кирпичные столбики. Печи массой более 750 кг обязательно сооружают на фундаментах. Фундамент должен опираться на прочный грунт.

К прочным грунтам относятся следующие. Скальные грунты, представляющие собой сплошные прочные породы - гранит, известняки, песчаники. Этим грунтам свойственны большое сопротивление сжатию и стойкость против действия грунтовых вод и мороза. Крупнообломочные грунты, представляющие собой обломки скальных пород, называются щебнем и дресвой. Песчаные грунты также пригодны для использования в качестве оснований под фундаменты.

Глинистые грунты, а также суглинки и супеси являются достаточно прочными.

Непригодны в качестве оснований макропористые грунты, содержащие глину, но имеющие крупные поры, различаемые визуально. Эти грунты при попадании воды разжижаются и теряют прочность.

Нижняя плоскость фундамента, опирающаяся непосредственно на грунт, называется подошвой фундамента. Обычно подошву фундамента заглубляют в грунт не менее чем на 0,5 - 0,6 м для одноэтажных печей "без насадных труб, на 0,75 м для коренных труб и печей с насадными трубами и на 1 м для двухэтажных печей и коренных труб.

Материалом для фундамента печей служат бутовый камень, обыкновенный кирпич (лучше железняк), а также бетон. Если грунт сухой - фундамент делают из кирпича. Кладку в сухом грунте можно вести на известковом растворе, во влажном грунте необходимо обязательно применить цементный раствор. Кладка производится горизонтальными рядами, выполняется она с обязательной перевязкой швов. Более массивные камни идут на кладку нижних рядов, меньшей величины - верхних рядов. Пустоты между камнями заполняются щебнем.

Для устройства фундамента в грунте вырывают котлован, дно которого выравнивают по уровню. Далее выкладывают первый ряд фундамента из больших (постельных) камней или из кирпичного щебня насухо (без применения раствора), камень или щебень утрамбовывают в грунте трамбовкой. Первый ряд заливают жидким раствором и выравнивают его. Наружные ряды кладут на более густом растворе (под лопатку), а внутреннюю часть - под забутку и заливают жидким раствором. Верх фундамента тщательно выравнивают по угольнику и правилу, а верхние два ряда выкладывают кирпичом на глиняном растворе. Не доходя до уровня чистого пола на 1 ряд (7 см), начинают кладку массива печи. По первому ряду кирпича укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рубероида, пергамина или толя.

Фундаменты под печи и коренные трубы также могут собираться из отдельных блоков в готовом виде или из типовых блоков самой печи.

Кладку фундамента печи нельзя перевязывать с кладкой стены здания. В случае разной осадки фундаментов может произойти перекос фундамента печи, в нем появятся трещины, разрушающие кладку. Для печи, устанавливаемой у стены здания, устраивают самостоятельный фундамент, а промежуток между фундаментами засыпают песком. При выкладке коренной трубы для нее сооружают самостоятельный фундамент (независимый от фундамента самой печи).

Основания под печи верхних этажей. Конструкции оснований под печи верхних этажей выбирают в зависимости от конструкций стен здания, взаимного расположения капитальных стен и ориентации самих печей. Самым простым решением является установка печи верхнего этажа на печь нижнего этажа, однако в этом случае при разборке нижней печи приходится или ломать верхнюю печь или устраивать трудоемкие временные конструкции для поддержания верхней печи на время ремонта нижней.

Для более равномерного распределения нагрузки на нижнюю печь на нее укладывают (на уровне междуэтажного перекрытия) железобетонную плиту. В случае ремонта нижней печи вскрывают только одну из ее стенок; верхняя печь при этом держится на железобетонной плите, которая опирается на три оставшиеся стенки нижней печи.

Иногда основание под печь верхнего этажа делается следующим образом. В массив нижней печи (по углам) при кладке заделывают стойки из квадратной, круглой или профилированной стали, причем нижние концы стоек закрепляют в прочный фундамент. Сверху стойки обвязывают прочной рамой из швеллеров и уголков, которая и является основанием для печи верхнего этажа.

В кирпичных зданиях широко применяется установка печей на рельсах или стальных балках различного профиля, заделываемых в кирпичную кладку стен на глубину не менее 38 см (1¹/₂ кирпича). Чтобы кирпич не разрушался" балки заделывают с помощью прокладок, которые ввиду большей их площади оказывают на кладку меньшее удельное давление.

Поверх балок настилают доски толщиной 50 мм, их покрывают слоем войлока, смоченного глиной. На войлок укладывают плашмя ряд кирпичей, затем возводят кирпичные столбики (гланцы) и на них выкладывают печь. Заполнение между балками следует делать из бетона или кирпича.

В этом случае кирпичи укладывают в виде свода, толщиной 12 см. Балки скрепляют металлической стяжкой-болтом (рис. 140). Поверх свода выкладывают ровную площадку из кирпичей, на которой выкладывают печь.

Рис. 140. Основание под печь верхнего этажа в виде свода с металлической стяжкой

Кладка печей и их наружная отделка. Кладка будет прочной, если отдельные кирпичи уложить так, чтобы получился один общий массив, все части которого работают вместе - связанно один с другим. Стена, сложенная без перевязки кирпичей, образует как бы отдельные столбы. Если нагрузить сверху один из столбиков, то только его кирпичи воспримут нагрузку, а соседние столбики останутся незагруженными. На границе между столбиками возникнут напряжения и возможно появление трещин в кладке.

Если стенка сложена с перевязкой швов, то при действии нагрузки сверху она, действуя сначала на один кирпич, потом распределяется на два, три, четыре кирпича и т. д. В этом случае в восприятии нагрузки участвует значительная часть стены и смещение отдельных частей кладки исключается. Перевязка швов необходима еще и для сохранения газовой плотности печи. Сплошные швы при случайном выкрошивании раствора создавали бы длинные сквозные трещины, а перевязочные швы значительно короче и щели в этом случае будут ограниченной длины (более короткими).

Кладку ответственных частей печи - топливника и дымооборотов - следует производить руками. Кладка с помощью мастерка допускается только в тех местах, где печной массив имеет большую толщину, например в основаниях печей. При расстилании раствора ладонью по постели кирпичной кладки прощупываются лишние примеси (камешки, комки), которые необходимо удалить. Кирпич укладывают на расстеленный раствор и сильно прижимают к кладке.

Основные правила и последовательность ведения работ при кладке печей. Приступая к кладке печи, следует убедиться в том, что ее фундамент заложен правильно и прочно, а место установки печи закрыто от атмосферных осадков (дождя, снега). При кладке следует строго соблюдать требования нормативных документов.

При выкладке первых рядов необходимо следить за тем, чтобы все стороны кладки были параллельны; это проверяется угольником или бечевкой, которой измеряют расстояние между противолежащими углами кладки. При равенстве этих расстояний кладка имеет правильную форму. Кладка печей отличается от кладки строительных кирпичных стен. Выкладку ответственных частей - топливника и дымооборотов - производят с предварительным подбором кирпичей и кладкой каждого ряда насухо (без раствора). При этом кирпич притесывают и подгоняют с учетом перевязки швов. Без предварительной раскладки можно вести кладку только сплошных рядов кирпича без дымооборотов (массив от фундамента до низа дымовых каналов). Не следует скалывать или стесывать поверхность кирпича, так как она становится менее прочной; также не следует укладывать кирпичи со стесанной поверхностью внутрь топливника и дымовых каналов, так как они могут выкрошиваться. Стесанные поверхности кирпичей должны быть обращены наружу или закрыты кладкой.

При выкладке топливника из огнеупорного кирпича следует применять огнеупорный раствор без перевязки футеровки с кладкой из обычного кирпича. Если выполнить футеровку отдельно не представляется возможным, то топливник целиком выкладывается из огнеупорного кирпича.

Даже если топливник выкладывается из обычного кирпича (например, при топке дровами), внутреннюю кладку топливника не следует перевязывать с кладкой наружных стен, потому что, хотя материал и однороден, внутренний слой нагревается гораздо сильнее и, расширяясь больше наружного, может нарушить целостность кладки.

Обыкновенный красный кирпич перед кладкой нужно смачивать, погружая его на несколько минут в воду. Сухой кирпич, как пористое тело, будет поглощать воду из раствора, а обезвоженный раствор теряет свои схватывающие свойства.

Огнеупорный кирпич не требует пропитки, его только споласкивают водой, чтобы удалить пыль, препятствующую хорошей связи кирпича с раствором. По мере выкладки топливника и каналов внутренняя поверхность их через каждые 5 - 6 рядов тщательно протирается мокрой тряпкой, выдавленный из швов раствор удаляется. Следует учесть, что смазывать внутренние поверхности топливника и дымовых каналов глиняным раствором нельзя, так как обмазка, высохнув, отвалится и засорит дымовой канал.

Толщина швов должна быть минимальной; не более 5 мм при кладке из обыкновенного кирпича и 2 - 3 мм - из огнеупорного. Чтобы швы были тонкими, раствор надо готовить без комков и примесей, не слишком густым.

Кладка сводов и арок. Небольшие проемы в стенах печей, которые по размеру превышают длину кирпича, перекрывают постепенным напуском кирпича с укладкой поверх него второго и третьего ряда кирпичей (рис. 141). Толщина перекрытия должна быть не менее, чем из двух рядов кирпичей, уложенных плашмя. Более значительные по ширине отверстия перекрывают арками и сводами. Число кирпичей в арке (рядов в своде) должно быть всегда нечетным, средний кирпич называется замком, а крайние (на которые опирается перемычка) - пятами. В правильно сложенной перемычке все швы между кирпичами направлены к одной точке - центру. Высота подъема арки или свода называется стрелой подъема.

Рис. 141. Перекрытие проемов при кладке печи с напуском кирпича

Кладка перемычки начинается с закладки пят. Для правильной установки пят пользуются деревянной опалубкой. Кладка арки может выполняться из обычного кирпича с клинообразными швами или из стесанного кирпича, со швами равной толщины. После затвердения кладки опалубка удаляется. Если ее не удается выбить, то ее выжигают при первой топке печи. Под действием нагрузки от вышележащей кладки арки и своды стремятся как бы раздвинуть боковые стенки, на которые они опираются, причем с уменьшением стрелы подъема сила распора возрастает. Для создания противодействия распору его или стягивают на уровне опор (стальными стяжками), или утолщают в этом месте стены.

Установка и крепление печных приборов. Печные приборы устанавливают по ходу ведения кладки. При установке топочных дверок, колосниковой решетки, дымовых заслонок следует учитывать различное термическое расширение металла этих приборов и кирпичной кладки. Чтобы расширение приборов не нарушало кладку, между печными приборами и кладкой оставляют зазор (около 5 мм), а рамки приборов обматывают шнуровым асбестом, плотно вдвигают в гнезда и обмазывают зазоры раствором. Закрепляют рамку с помощью специальных металлических лапок, которые заводят в швы кладки и зажимают кирпичом и раствором.

Топочный проем перекрывается по-разному (рис. 142): при ширине его меньшей, чем длина кирпича - кирпичом в замок (рис. 142, а) при ширине его большей, чем длина кирпича - кирпичной перемычкой (рис. 142, б).

Рис. 142. Перекрытие топочного отверстия: а - кирпичом в замок; б - перемычкой

Делая перекрытия, надо сначала убедиться, что верхняя сторона полочки, входящая в кладку, лежит на одном уровне с рядами кирпича по обе стороны топочного отверстия.

Колосниковую решетку укладывают в гнездо на полу топки с зазорами в 5 мм, засыпаемыми песком. Решетку располагают ниже топочного отверстия на 1 - 2 ряда кирпичей, уложенных плашмя. Поддувальная дверка, не подвергающаяся перегреву, устанавливается без зазоров. Ее, а также вьюшечную дверку допускается закреплять проволокой, заделываемой в кладке.

Приборы, регулирующие тягу к закрывающие трубу, устанавливают как можно ближе к дымовому стояку, чтобы уменьшить длину дымоходов, которые охлаждаются после окончания топки печи и ее отключения. Однако устанавливать прибор на самом стояке не рекомендуется, так как здесь он может быть поврежден при очистке стояка. Вьюшечная дверка должна устанавливаться после вьюшки. В этом случае ею можно пользоваться для прочистки дымохода, кроме того, можно вентилировать помещение при закрытой вьюшке, не охлаждая печь.

Отделка наружных поверхностей печи. Печи, как правило, отделывают или облицовывают. Необлицованная поверхность лучше отдает теплоту, но выглядит неэстетично, кроме того, шероховатая поверхность, а также расшитые швы легко покрываются пылью, ухудшающей теплоотдачу и санитарно-гигиенические условия помещения. Если печь не отделывают или не облицовывают, то ее наружные поверхности слегка смачивают и затирают обычным кирпичом для выравнивания поверхности и удаления лишнего раствора. Можно произвести расшивку швов, придав им форму валика. Гладкую поверхность далее белят или красят.

Штукатурка печей. Это самый дешевый способ отделки, но малонадежный, так как штукатурка часто трескается. Для предупреждения этого в нее добавляется волокнистый материал - шнуровой асбест. Оштукатуривание печи производят только после полной ее просушки, осуществляемой путем протопки печи. Раствор наносят в два приема на горячую поверхность печи: первый слой раствора - жидкий, второй - более густой (толщина слоя 0,5 - 1 см). Для оштукатуривания применяют следующие составы растворов (по объему):

1 ч. гипса + 2 ч. извести + 1 ч. песка + 0,2 ч. асбеста (№ 6 - 7);

1 ч. глины + 1 ч. извести + 2 ч. песка + 0,1 ч. асбеста;

1 ч. глины + 2 ч. песка + 0,1 ч. асбеста;

1 ч. глины + 2 ч. песка + 1 ч. цемента + 0,1 ч. асбеста.

Часто оштукатуренные печи обтягивают серпянкой и окрашивают клеевой краской. Масляная краска не применяется, так как при высоких температурах она разлагается, олифа пригорает и издает неприятный запах.

Облицовка стальными футлярами. Стальные футляры для печей применяют при отоплении ими помещений, в которых выделяются горючие пары (гаражей, лабораторий). Достоинством такого способа является то, что кладку можно выполнять небольшой толщины (в ¹/₄ кирпича), так как футляр делает конструкцию газоплотной. Для футляров применяют кровельную листовую сталь.

Недостатком стальных футляров является то, что поверхность их деформируется и на ней образуются вмятины. Особенно подвержены короблению прямоугольные печи. Поэтому для их облицовки применяют не гладкую, а гофрированную сталь. Воздушные прослойки между футляром и стенкой печи тщательно заполняют раствором. Стальной футляр составляют из отдельных звеньев (бураков) высотой 70 см каждый. Сначала на готовое основание устанавливают и закрепляют нижний бурак, внутри него производят кирпичную кладку, на него ставят сверху следующий бурак и т. д. Соединение бураков чаще всего производят на фальцах. После сборки футляр покрывают огнеупорным лаком.

Облицовка изразцами. Этот вид отделки является наиболее гигиеничным и эстетичные. Гладкая поверхность изразцов легко очищается, создает надежную газоплотность конструкции. Вместе с тем изразцовая облицовка - наиболее трудоемкий и дорогой вид отделки.

При облицовке печи изразцами порядок ведения работ следующий:

сортируют изразцы по оттенкам, руководствуясь правилом, согласно которому на данной высоте должны располагаться однородные но оттенку образцы;

подобранные изразцы обрабатывают, т. е. кромки обрубают и стесывают, затем шлифуют на точильном камне. Стесывание кромок ведут для того, чтобы вертикальные швы были возможно тоньше, а горизонтальные - несколько толще (2 - 3 мм). Изразцы, начиная с углов, подбирают и подгоняют насухо (без раствора) по всему горизонтальному ряду. Одновременно ведут кирпичную кладку основного массива печи;

после окончательной подборки изразцов горизонтального ряда их скрепляют между собой и с кирпичной кладкой с помощью проволоки, скоб и штырей. Для этого сквозь отверстия в горизонтальных полках румп продевают вертикальный штырь из проволоки диаметром 4 - 5 мм, равный по длине изразцу, при этом концы штырей выступают из румп. Выступающие вверху и внизу концы штырей и их середины связывают жгутом (из трех скрученных проволок), а концы закрепляют в кирпичную кладку. Ребра румп скрепляют в горизонтальных и вертикальных рядах скобами из стальных полос;

румпы плотно заполняют кирпичным щебнем на глиняном растворе. Глины должно быть по возможности меньше, так как при ее высыхании образуются воздушные прослойки, снижающие теплопроводность стенки.

При кладке проверяют с помощью отвеса или угольника вертикальность углов и швов по высоте печи. Дефекты исправляют немедленно, пока не высохла глина. Особое внимание следует уделять сплошным (сверху донизу) швам, а также швам, сделанным вразбежку. Швы расшиваются раствором на алебастре. Изразцовые плиты с оборотной стороны имеют насечки, улучшающие сцепление плит с раствором.