Растворы

Раствор - смесь вяжущих веществ, заполнителя и воды. По плотности в сухом состоянии они делятся на тяжелые (1500 кг/м³ и более) и легкие (менее 1500 кг/м³). По назначению растворы бывают кладочные (для кладки кирпича, камня и блоков печей), отделочные (для отделки печей) и специальные.

Заполнитель вместе с вяжущим материалом и водой создают прочный фундамент и монолитный корпус печи и дымовой трубы. Он уменьшает усадку раствора при твердении, сохраняя свой объем, а в некоторых случаях способствует повышению теплозащитных свойств раствора (например, заполнитель в виде шлака). По типу вяжущих материалов растворы подразделяются на цементные, известковые, гипсовые и смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые и др.).

Простые растворы состоят из одного вида вяжущего материала и заполнителя, сложные, или смешанные, - из двух или более вяжущих (цемента и глины, цемента и извести) и заполнителей. Например, цементно-известковый раствор с соотношением 1:3:15 состоит из одной части цемента, трех частей известкового теста и 15 частей песка.

В сложных растворах объем основного вяжущего материала условно принят за единицу, остальные компоненты (вяжущие и заполнители) выражаются числами, показывающими, сколько объемных частей их берут на одну часть основного вяжущего. Основное вещество обладает более сильными вяжущими свойствами, поэтому название сложных растворов начинается с названия основного вяжущего. Например, известково-глиняный раствор в своем составе имеет два вяжущих вещества - известь и глину.

Глиняный раствор разрушается под воздействием влаги, он не пригоден для кладки фундаментов и дымовых труб над крышей. Эти части печи выполняют на известковом, цементном или известково-цементном растворе.

Глиняный раствор для кладки печей используют только в сухом месте, шов должен быть 3-5 мм. Раствор из толстого шва быстро выкрашивается, в него подсасывается воздух, который ухудшает работу печи и вызывает излишний расход топлива. Тонкие швы можно получать только из хорошей глины и тщательно перемешанного раствора, процеженного через сито с ячейками 3×3 мм. Песок для раствора должен быть мелким, крупность зерен - не более 1 мм.

Тощие растворы не обладают нужной пластичностью и крепостью, жирные - пластичны, но при высыхании образуют трещины. Наиболее пригодны для кладки растворы средней пластичности, или нормальные, в которых вяжущее и заполнитель находятся в оптимальном соотношении. Они прочны, не трескаются при высыхании и дают минимальную усадку.

Известковые, цементные и сложные растворы наносят на кладку только инструментами.

Перед приготовлением глиняного раствора глину необходимо проверить: в 0,5 кг ее добавляют немного воды и тщательно разминают руками, пока она не вберет в себя полностью воду и не будет прилипать к рукам. Приготовив крутое тесто, скатывают шарик диаметром 40-50 мм, из такого же шарика делают лепешку диаметром 100 мм и сушат их 2-3 дня. Если на шарике или лепешке за это время появились трещины, значит, глина жирная и требует добавления песка. Если после высыхания на шарике и лепешке нет трещин, а шарик, падая с высоты 1 м, не рассыпается, значит, глина пригодна для приготовления раствора. Тощие глины не растрескиваются, но не имеют прочности, в них надо добавлять более жирные глины. Песок или глину добавляют за несколько приемов, каждый раз проверяя качество раствора.

Другой способ проверки качества глины: берут 2-3 кг материала, помещают в посуду, заливают водой, разминают комки и перемешивают веселкой. Если глина сильно пристает к веселке (полностью ее обволакивает), значит, она жирная, в нее необходимо добавить песок. Если на веселке остаются отдельные сгустки, глина считается нормальной, и из нее приготовляют раствор без добавления песка. Если веселка покрывается тонким слоем глины, значит, она тощая и требует добавки жирной глины.

Можно проверить качество глины и так: 0,5 кг замешивают до густоты крутого теста и тщательно разминают руками. Из глиняного теста скатывают шарик диаметром 40-50 мм, помещают его между двумя гладкими дощечками и плавно нажимают на верхнюю, постепенно сжимая шарик, пока на нем не образуются трещины. Прилагаемое усилие и величина сплющивания шарика, а также характер образующихся трещин указывают на жирность глины. Шарик, изготовленный из тощей глины (суглинка), при незначительном нажиме распадается на куски. Шарик из глины более жирной, чем суглинок, при сжатии на 1/5-1/4 его диаметра дает трещины. Шарик из нормальной глины трескается при сжатии на 1/3 диаметра. Шарик из жирной глины дает тонкие трещины при сжатии на 1/2 диаметра.

Из такого глиняного теста, что и шарик, раскатывают руками жгутики толщиной 10-15 мм, длиной 150-200 мм и растягивают или сгибают в форме кольца вокруг круглой и гладкой деревянной скалки диаметром 40-50 мм. Жгутик из жирной глины вытягивается плавно, постепенно утончается, образуя в месте разрыва острые концы, а при сгибании трещины не образуются. Жгутик из нормальной глины вытягивается плавно и обрывается тогда, когда толщина его в месте разрыва становится меньше толщины жгутика на 15-20%, а при сгибании образуются мелкие трещины. Жгутик из тощей глины мало растягивается, дает неровный разрыв, а при сгибании образуется много трещин и разрывов.

Глиняного раствора для печной кладки требуется от 1/10 до 1/13 объема печи, считая по наружному размеру, или до 1/8 объема укладываемого кирпича - в среднем 25 л (2,5 ведра) на 100 шт. кирпича. Глиняный раствор не должен отличаться от состава кирпича и хорошо переносить нагревание до 800-1000°, не теряя прочности и не выделяя вредных испарений. Чем меньше глины в печной кладке, тем выше ее качество. Лучшим раствором считается глина, из которой изготовляют кирпич. Для приготовления раствора можно использовать бой сырцового кирпича. Раствор должен быть пластичным. Жирный раствор, высыхая, уменьшается в объеме и растрескивается, тощий не дает достаточной прочности, плохо связывает кирпич и легко выкрашивается из швов.

Прочность глиняного раствора повышается, если на одно ведро добавить 100-150 г поваренной соли. Мелкую соль перемешивают с раствором, а крупную предварительно растворяют в воде. Иногда добавляют на ведро раствора 0,5-1 кг портландцемента, смешивая его в сухом виде или предварительно затворенным водой. Применяют такой раствор не позже чем через час после приготовления.

Для приготовления раствора используют разную глину, смешивая ее в сухом виде, затем затворяют водой. В жирную глину добавляют 0,5-5 объемных частей песка. Его просеивают через частое сито с ячейками 1,5×1,5 мм. Очень тощие глины отмучивают - промывают в воде, удаляя из них излишки песка.

Если жидкость глины нормальная, добавления песка не требуется. Для приготовления гляняного раствора изготовляют дощатый настил размером 1,5×1,5 м, на который насыпают слоями глину и смачивают ее водой. Когда глина размякнет, ее несколько раз перелопачивают и сгребают в кучку в виде узкой грядки высотой 300-350 мм. Затем от нее ребром деревянной лопаты отрезают тонкие пластинки, комки при этом разбиваются, мнутся. Камни и посторонние примеси удаляют. Затем массу перелопачивают, сгребают в грядку и снова мнут лопатой 3-5 раз, пока все комки не будут разбиты.

Если в процессе работы в глину добавляют песок, насыпая его в виде широкой грядки, в ней делают углубления, затем насыпают глину слоями, смачивают ее водой и засыпают сверху песком. Выдерживают время, пока глина размякнет, затем многократно перелопачивают с песком, собирают в грядку и мнут лопатой, пока она полностью не перемешается с песком и не станет однородной. Хорошо перемешанный раствор с нужным количеством песка и воды должен сползать с железной лопаты, но не растекаться по ней, на ощупь это скользкая масса с равномерным наполнением песком без глиняных или песчаных сгустков. В таком растворе часто остаются крупные частицы, не позволяющие выполнить тонкие швы, поэтому во время работы его приходится все время прощупывать руками, удаляя посторонние частицы, что замедляет работу. Такой раствор целесообразно процедить через сито.

Оптимальное соотношение глины и песка в глиняном растворе - 1:1 или 1:2. Количество воды - 1/4 объема глины.

Глину нормальной жирности, не требующей добавления песка, засыпают в ящик или бочку слоями и смачивают водой, где она размокает на протяжении нескольких часов. Затем ее тщательно перемешивают и процеживают через сито с ячейками 3×3 мм. Воду добавляют на рабочем месте, достигая необходимой густоты раствора.

Если в глину требуется добавлять песок, его отмеривают в необходимой дозе и просевают на сите. После размокания глины ее процеживают, добавляют песок, перемешивают и еще раз процеживают.

Известковый раствор приготовляют из известкового теста, песка и воды. Используют его для кладки фундаментов печей, а также труб выше кровли. Чтобы придать прочность раствору, в него добавляют цемент, а для быстроты схватывания - гипс (в штукатурных работах).

Для приготовления раствора известковое тесто процеживают через сито с отверстиями 3×3 мм, через него просеивают и песок. Если тесто получилось слишком густое, его необходимо размешать с добавлением воды. Добавляют песок и всю массу тщательно перемешивают до однородного состояния. Количество песка зависит от качества извести: на одну объемную часть известкового теста добавляют от 0,5 до 5 объемных частей песка (обычно 2-3 части).

Для определения качества известкового раствора его перемешивают деревянным веслом в течение 2-3 мин, если раствор к веслу не прилипает, значит, он тощий; если прилипает местами в виде отдельных сгустков или покрывает весло слоем 2-3 мм - нормальный, если раствор прилипает толстым слоем, значит, он жирный. В тощий раствор необходимо добавлять известковое тесто, в жирный - песок. Известковые растворы можно хранить на протяжении нескольких суток.

Чем лучше известковое тесто, тем выше качество раствора, и наоборот. Поэтому комовую известь-кипелку гасят, заливая ее водой и выдерживая в творильных ящиках до полного гашения. От этой операции зависит качество извести и максимальный выход известкового теста. Сливать гашеную известь можно в любую посуду, но лучше в вырытую в земле творильную яму, обшитую досками, где она может храниться длительное время, если ее засыпать сверху землей слоем не тоньше 50 см. Чем дольше она хранится, тем выше качество, но без доступа воздуха. Сливают известь через сито с ячейками не менее 5×5 мм.

Чтобы приготовить быстрогасящуюся известь, в гасильный ящик наливают воду на половину его высоты. Затем его в несколько приемов заполняют известью, равномерно распределяя ее. При появлении пара ее интенсивно перемешивают, разбивая отдельные куски и добавляя воду до тех пор, пока не прекратится выделение пара. В гашеную известь добавляют воду, чтобы получить однородное известковое молоко, и оставляют на некоторое время, чтобы погасились оставшиеся кусочки. Затем всю массу перемешивают и процеживают через сито.

Для гашения среднегасящейся извести в гасильный ящик насыпают известь-кипелку на четверть его высоты и заливают водой до половины слоя. При появлении пара начинают перемешивать известь, одновременно разбивая куски. Воду добавляют небольшими порциями, чтобы предупредить высыхание и перегорание извести. После прекращения выделения пара добавляют воду, все тщательно перемешивают и известковое молоко через некоторое время сливают через сито в посуду или творительную яму.

Медленногасящуюся известь насыпают в гасильный ящик на четверть его высоты, увлажняют небольшим количеством воды и выдерживают до тех пор, пока не появятся трещины и другие признаки гашения. После этого ее поливают небольшими порциями воды, соблюдая осторожность, чтобы не охладить начавшую гаситься известь. По мере гашения добавляют воду небольшими порциями и перемешивают. После гашения известь разбавляют водой до густоты известкового молока, выдерживают некоторое время и сливают через сито для хранения. В холодное время года медленногасящуюся известь для ускорения гашения заливают горячей водой.

Остатки непогасившейся извести складывают отдельно и заливают водой, оставляя на некоторое время. Часть ее при этом может погаситься. Гашеную известь рекомендуется выдержать до употребления не менее месяца: качество ее улучшается, чем больше выдерживается известковое тесто.

Цементный раствор - самый прочный, он твердеет на воздухе и в воде. Приготавливается из цемента, песка и воды. Применяется для кладки фундаментов в сырых местах или грунтах, насыщенных водой, а также труб выше кровли. Цементный раствор быстро схватывается (начало схватывания- 45 мин, конец - не позднее 12 ч). Применяется не позже часа с момента приготовления, при более длительных сроках снижает свою прочность. Марка, или прочность раствора на сжатие, бывает разная и зависит от количества составляющих материалов, а также марки цемента. Составы раствора - от 1:1 до 1:6.

Для приготовления раствора цемент и песок просеивают через сито с отверстиями 3×3 мм, отмеривая их объемными дозами. Нужное количество песка насыпают тонким слоем и сверху посыпают цементом, перемешивают до полной однородности, а иногда дополнительно просеивают через сито. В сухую смесь льют воду до нужной густоты.

Сложный раствор приготавливают из двух вяжущих и одного заполнителя: цемента, известкового теста и песка. Применяется для кладки фундаментов во влажном грунте и труб выше кровли. На одну часть цемента берут от одной до трех частей известкового теста и от шести до пятнадцати частей песка.

Раствор приготавливают двумя способами. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затем известковое тесто разводят водой до густоты сметаны. Эти материалы предварительно отмеривают точными объемными дозами. В разведенное известковое тесто добавляют приготовленную порцию цементной смеси, все тщательно перемешивают. Для получения раствора нужной густоты добавляют воду и еще раз перемешивают.

Другой способ: из отмеренного количества песка и известкового теста приготавливают раствор, насыпают в него порцию цемента и все тщательно перемешивают. Цемент можно предварительно смешать с водой до сметанообразного состояния. Такой раствор пластичнее цементного, но он ниже по прочности. Его необходимо запасать в таком количестве, чтобы употреблять в дело за час с момента приготовления.

Жаростойкие бетонные смеси используют для изготовления монолитных очагов открытого огня или блоков для кладки печей и топливников. Технология приготовления - как и цементно-песчаного раствора. Применение бетона, как правило, требует сооружения опалубки и выдерживания его до 28 суток во влажном режиме. Свежеуложенный бетон (в опалубке) закрывают рогожами или стружками и обильно смачивают водой, особенно в течение первых трех - пяти дней. Хорошие результаты дает использование для этих целей полиэтиленовой пленки (паровой эффект).

Составы жаропрочных (огнестойких) бетонов в объемных частях:

        Для очагов открытого огня 
Цемент марки не ниже 400 . . . . . . . . . .     1 
Щебень из красного кирпича . . . . . . . . . 2-2,5 
Кварцевый песок или тонкомолотый красный 
кирпич . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2,5 
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок . .  0,33 

             Для топливников
Цемент марки не ниже 400 . . . . . . . . . .     1 
Щебень из шамотного кирпича  . . . . . . . .     2 
Песок  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     2 
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок . .  0,33