Как делают глиняные кирпичи без цемента

Производство кирпича из глины

Как делают кирпич из глины?

Поскольку глиняный кирпич всегда востребован на строительном рынке среди покупателей, его производство – важная и нужная отрасль. И если несколько веков назад изготовление кирпичных блоков было задачей трудновыполнимой, требующей большой доли ручного труда, то сейчас, с внедрением новых технологий и аппаратов, процесс этот значительно упростился. Свыше 200 млн изделий в год выпускается на крупных российских заводах. Впрочем, при наличии определенного оборудования и материалов, изготовление кирпича из глины возможно и в мини-цехах, и даже в домашних условиях. Этим и пользуются многие предприниматели. А потребитель в конечном итоге имеет возможность видеть на прилавках строительных магазинов огромный ассортимент изделий, различных по техническим характеристикам, качеству и цене.
Уже давно на современных предприятиях внедрены 2 технологии получения данного стройматериала. Первый способ основан на формировании глиняных блоков и его последующем обжиге. Во втором же случае стадия обжига опускается.

Сырой кирпич, несмотря на отсутствие высокотемпературной обработки, практически не уступает по качеству обожжённым изделиям. Но в основном, он используется для возведения некрупных сооружений.

Как делают кирпич из глины на современных заводах? И есть ли возможность получить качественные строительные блоки в домашних условиях?

Требования, предъявляемые к сырью

Получение глиняных кирпичей по стандартам предусматривает использование глины с добавлением совсем небольшого количества песка и дополнительных примесей. Благодаря такому составу, в структуре изделия не образуется никаких, даже самых мельчайших, пор и пустот. За счет этого, блоки и получаются столь прочными.

Поскольку основным компонентом для изготовления материала является глина, именно к ней предъявляются на производстве особые требования. На современных заводах ее качественный и количественный состав строго контролируется, поскольку режимы сушки и обжига подбираются технологами, исходя из этих параметров.

Многие крупные производства владеют собственными карьерами по добыче глины – это намного сокращает расходы на закупку необходимого сырья. Небольшим же по размеру предприятиям, наоборот, этот компонент выгоднее закупать на стороне, иначе расходы будут не оправданы. Цена глины для кирпича варьируется в зависимости от региона и начинается от 1000 руб/т.

Для получения самого простого глиняного кирпича используются песчаные глины (легкосплавные). Такое сырье в своем составе содержит много примесей – гипс, колчедан, известь, камни. А вот глина для производства кирпича, годного при возведении тяжелых конструкций, характеризуется куда лучшим составом. Она добывается мелкой фракцией с постоянным минеральным составом. Но вот месторождений с однородной по составу глиной сейчас мало, поскольку уже почти все разработаны.

Лучшим сырьем для получения кирпичных блоков считается та глина, которая потом, уже на производстве, для получения высококачественных изделий не потребует вообще никаких дополнительных добавок. Но это большая редкость.

Глина — основное сырье для кирпича

С высокотехнологичным производством все понятно – оптимальное по своему составу сырье добывают машины. А вот чтобы получить кирпичи в домашних условиях, «добыть» основной компонент придется самостоятельно – либо в ближайшем глиняном карьере, либо на собственном загородном участке. Впрочем, при наличии средств сейчас можно и купить глину для производства кирпича. А чтобы не тратиться на доставку материала, нужно поискать поставщика поближе к месту проживания.

Самый главный критерий, по которому отслеживается качестве глины (неважно – на производстве или в домашних условиях) – жирность. От данного показателя в дальнейшем будут зависеть качественные характеристики готовых изделий. Есть простой способ определить, нормальная ли жирность у глиняного «теста». Метод этот, кстати, используется и на многих производствах. Берется определенное количество глины, к ней добавляется немного воды. Раствор тщательно перемешивается до того состояния, пока не начнет прилипать к рукам. Из получившейся массы лепится небольшой шарик и оставляется на пару дней. Если по прошествии обозначенного времени на шарике не образовалось ни одной трещинки, значит состав глины для кирпича идеален и не требует никаких добавок. При наличии же в шарике пустот и деформаций к изначальной рецептуре следует добавить определенное количество песка.

Подготовка глины для получения кирпича

Полученная глина, перед тем как использоваться для получения кирпичных блоков, должна пройти определенную подготовку. Активно практикуется следующий метод. Извлеченная из карьера глина помещается в забетонированные творильные ямы. Здесь сырье тщательно разравнивается и оставляется примерно на 4 дня. И только после этого оно доставляется грузовым транспортом в производственные цеха.

В дальнейшем, уже на заводе, глина, с целью улучшения качества, перерабатывается на так называемых мокрых бегунках. Этот агрегат как бы перемалывает ее, устраняя все сгустки и комки. На многих предприятиях эта стадия опускается, и глина сразу после приемки направляется в производство.

Процесс изготовления обжигового кирпича

Изготовление кирпича из глины по обжиговой технологии начинается с подачи сырья в приемные бункеры ленточных прессов, которые снабжены резательными элементами.

На выходе их пресса образуется целая глиняная лента. По сути, это уже и есть кирпич, просто непросушенный и необожженный. «Полуфабрикат», в соответствие с заданными параметрами, разрезается на отдельные блоки, которые отправляются в сушильные камеры.

Работает ленточный пресс

Сушка кирпича-сырца на предприятиях осуществляется механическим способом. В противном случае, потребовались бы огромные площади, чтобы вместить всю продукцию, отправляемую на «отлежку». В специальных агрегатах обработка осуществляется отработанным паром и, благодаря постепенному повышению температуры, в камере образуются водяные испарения. Такие условия обеспечивают равномерный прогрев блоков и их дальнейшую сушку. В среднем температура в сушильных камерах поднимается до +400 ˚C. Точные технологические параметры определяются индивидуально в каждом конкретном случае.

А вот кирпичи из глины своими руками, дабы избежать трат на покупку дорогостоящего оборудования, сушат на свежем воздухе.

Далее высушенный кирпич поступает на обжиг. В процессе обжига блоки приобретают свойства камня – становятся предельно прочными. На этом этапе используются специальные печи для обжига кирпича, в которые и помещаются на поддонах изделия. Температура обжига составляет в среднем 1000 ˚C. На данной стадии очень важен контроль технологов, поскольку все физико-химические процессы, проходящие в обжигаемом кирпиче, обеспечивают ему заданную прочность.

Условия обжига в значительной степени влияют не только на технические характеристики изделий, но и на их внешний вид. Чем выше температура, тем насыщеннее будет цвет кирпича. А вот слабый обжиг даст светло-розовый окрас блоков.

Так обжигают кирпич в бочке

На механизированных предприятиях используются специальные печи, но как обжечь кирпич из глины в домашних условиях? Многие умельцы обжигают блоки в больших бочках с предварительно вырезанным дном. Под бочкой разводится костер, а сами изделия укладываются в емкость друг на друга. Бочка потом накрывается крышкой. Основная сложность здесь – не допустить резкой смены температуры по окончании процесса.

После обжига кирпич проверяется на качество и на соответствие основным технологическим параметрам. Хорошее изделие имеет матовую поверхность, а при ударе издает звонкий звук. Прошедшие проверку кирпичи затем отправляется на хранение в складские помещения. Через несколько дней их уже можно отправлять на стройплощадки.

Процесс изготовления безобжигового кирпича

Вариант пресса для самодельного кирпича из глины

Технология производства кирпича из глины без обжига представляет собой гиперпрессование блоков под действием высокого давления. Это так называемый метод холодной сварки, когда при определенных условиях минеральные сыпучие компоненты прочно связываются друг с другом.

Процесс получения безобжигового кирпича выглядит так:

• Подготовка глиняной массы.
• Формование изделий в прессе.
• Выдержка сформованных изделий (3-7 суток).

Эта технология значительно проще предыдущей, поскольку не требует наличия сложного автоматизированного оборудования. Поэтому многие мастера изготавливают в домашних условиях именно безобжиговые кирпичи. И нельзя сказать, что самодельный кирпич из глины получается намного хуже заводского. Если знать, как изготовить его и в точности соблюсти технологию, если правильно подобрать глину и замесить хороший раствор, изделия будут обладать достаточно высокими техническими характеристиками.

Популярные публикации:

Состав линии для изготовления глиняного кирпича

С тем, как из глины сделать кирпич высокого качества, все понятно – соблюдать технологию. Но и правильный подбор технологического оборудования будет в значительной степени влиять на качество готовых изделий. К тому же, линия поможет определить реальные объемы выпуска продукции.

Каждый станок в цехе должен соответствовать всем современным нормам безопасности.

Многие современные линии, предлагаемые поставщиками сегодня, универсальны, а потому, могут подойти для выпуска и других видов кирпичных изделий.

Итак, линия по производству кирпича из глины включает в себя список следующего оборудования:

• Смеситель. Незаменим для приготовления однородной глиняной массы хорошего качества – без комков и примесей.
• Автомат для нарезки кирпича-сырца. Станок нарезает по заданным оператором параметрам кирпичи. Современное оборудование такого плана высокотехнологично и довольно компактно, что позволяет значительно сэкономить на производственных площадях.
• Сушилки. Есть несколько видов этого оборудования – тоннельные и камерные сушилки. Эти аппараты различаются по способу загрузки кирпича-сырца и времени обработки изделий.
• Печь для обжига. Распространена практика, когда даже крупные предприятия своими силами создают такие печи.
• Вспомогательное оборудование – вагонетки, тележки, емкости, конвейеры. Весь дополнительный инвентарь позволяет по максимуму автоматизировать процесс изготовления кирпича.

Оборудование для производства кирпича из глины представлено на современном строительном рынке в небольшом объеме. Многие поставщики, чтобы обезопасить себя от финансовых потерь, выпускают станки только под заказ. Зато мини-заводов и линий малой мощности сейчас в продаже довольно много, поскольку эта ниша сейчас активно развивается.

Как выполнить печную кладку

Мастера печных дел раньше ценились очень высоко. Ведь в свое время печь выполняла функцию отопления, плиты и кровати одновременно. Современные печи стали значительно проще, многие даже строят в первую очередь в качестве декоративного элемента. Но даже такая, максимально упрощенная конструкция должна быть выполнена по всем правилам, иначе растрескается и придет в негодность в течение 2-3 лет. Поэтому если вы решили построить в своем доме печь, внимательно изучите материал этой статьи.

Чертеж и расположение печи

Для успешного проведения всех работ нужен четкий план действий, который невозможен без подробного чертежа будущей печи. Если вы не знаете, как ее конструировать и не имеете нужных навыков в черчении, тогда не занимайтесь проектированием, а найдите чертежи действующей печи, примерно подходящей вам по размерам.

Выбирать нужно только качественные чертежи, узнать хороший проект можно по наличию необходимой информации. В чертежах обязательно должен присутствовать лист с вертикальными разрезами — для получения информации о внутреннем строении всей конструкции. Внешний вид с разных сторон с указанием габаритных размеров, оптимальное расположение в пространстве, характеристика наружной поверхности, расположение приборов и конструкционных элементов, например, топки. И в заключение набор чертежей с горизонтальными разрезами для каждого ряда кирпичной кладки. По ним и будет выполняться основная часть работы.

Кроме размеров нужно учесть и местоположение объекта. Печь должна стоят на своем собственном фундаменте, независимом от фундамента стен дома. Между стенами дома, особенно внешними, и стенкой печи должен быть воздушный зазор не менее одного кирпича. Он нужен для нормальной теплоотдачи. Вывод печной трубы не должен попадать на стропильные ноги или чердачные перекрытия. Обязательно проверьте свой проект на соответствие технике пожарной безопасности для типа вашего здания

Закладываем фундамент и выбираем вид кирпича

Печь должна иметь свой собственный фундамент и ни в коем случае не быть связанной с фундаментом стен. Из-за разной осадки возникнет перекос печи, который приведет к образованию трещин на стенках. Такой дефект не только снизит коэффициент теплоотдачи, но и может стать причиной возникновения пожара. Использовать печь с растресканной поверхностью запрещено по технике пожарной безопасности.

Глубину фундамента для печи рассчитываем аналогично глубине устройства ленточного фундамента при строительстве дома. Все зависит от массы будущей конструкции. Фундамент заливают по всей площади дна конструкции. Он должен выступать на 5-7 см за стенки печи с каждой стороны. В качестве материала используем бетонный строительный раствор, приготовленный на прочном цементе, желательно М400 с наполнением гравием или битым кирпичом.

После заливки фундамента делают небольшую надстройку, на которой уже потом будут возводить печь. Прямо по верху, до уровня «чистого» пола кладут нужное количество рядов из обожженного кирпича на цементный раствор. Поверхность надстройки должна быть строго горизонтальной. Для нее можно использовать пережженный кирпич. Затем укладываем двухслойную гидроизоляцию. Обычно применяют рубероид или толь.

Для непосредственной кладки печи можно применять только красный кирпич высокого качества правильной геометрической формы. Запрещено использовать недожженный, он же светлый, кирпич, пережженный, он же железняк и стекловидный кирпич. Также строго запрещено использовать кирпичи с отбитыми частями, трещинами и любыми другими повреждениями.

Способ печной кладки подразумевает использование относительно большого количества половинок и четвертинок, которые должны быть аккуратно отколоты от цельных красных кирпичей. Допускается использование старых кирпичей, при условии, что их удалось полностью очистить от сажи и строительного раствора без повреждений геометрической формы.

Раствор для печной кладки

Кладка печи своими руками сильно зависит от качества строительного раствора, который нужно специально готовить для каждого конкретного случая. Использовать можно только глиняные растворы. Соотношение компонентов зависит от качества глины и песка. В идеале это должна быть жирная глина и очень чистый песок. Возможные варианты соотношения между глиной и песком начинаются от 1:0 и заканчиваться на 1:3, если применять жирную глину. Ошибка с составом раствора может привести к тому, что швы дадут большую усадку и пойдут трещинами или не будут иметь нужной прочности, что приведет к высыпанию засохшего раствора из швов.

Перед началом замешивания компоненты раствора нужно очистить от возможных включений: частичек грунта, битого стекла, древесных опилок и т.п. Для этого песок просеивают через сито с размером ячейки 1,5х1,5 мм. Желательно сделать два просеивания, первый на сите с большей ячейкой.

Глину приготовить сложнее. Нужно взять бочку или герметичный деревянный ящик, засыпать его наполовину глиной и осторожно заполнить водой, постоянно размешивая полученную смесь. Обычно приходится добавить треть или половину объема воды от объема глины. Готовая смесь должна приобрести консистенцию густой сметаны. Затем ее нужно процедить через сито с размером ячейки 3х3 мм.

Выбираем оптимальный состав раствора

Каждый печной мастер старается работать с одними и теми же глиной и песком, чтобы заранее знать оптимальный состав строительного раствора. Если вы занялись этим впервые или не уверены в качестве материалов, есть несколько способов для выявления нужного соотношения.

Для первого нужно в 5 банок налить на четверть размешанной и процеженной глиняной пульпы. Затем в каждую банку добавляем песок, чтобы в ней получилось соотношение между глиной и песком 2:1, 3:2, 1:1, 1:2 и 1:3. Все растворы тщательно перемешиваем до однородного состояния. Из каждого образца изготавливаем кубик с габаритами 3х3х3 см и оставляем на просушку на 5-6 суток в закрытом помещении без попадания солнечных лучей, с нормальной влажностью и без сквозняков. Не забудьте промаркировать каждый кубик, чтобы потом не перепутать образцы.

После высыхания сразу удаляем треснувшие. Затем проводим испытания на прочность, создав нагрузку в два-три кирпича. И последний этап — проверка прокаливанием. Если в глине много органических примесей, то заготовка рассыплется.

Часто применяют более быстрый и простой способ. Из приготовленных образцов раствора делают небольшие шарики одинакового диаметра. Для проверки прочности их роняют на пол с высоты 1 м. Прошедшие испытание образцы прокаливают для проверки на органику.

После того, как оптимальное соотношение глины и песка установлено, можно начинать готовить строительный раствор. Он должен быть густым и пластичным. Аккуратно добавляйте воду и размешивайте раствор. Увеличивать пластичность можно только за счет содержания воды.

Набор инструментов

Качественная кирпичная кладка печи невозможна без следующего набора инструментов. Нам понадобится кельма, с ее помощью наносим и разравниваем раствор, удаляем излишки со швов. Молоток-кирочка — им удобно аккуратно рубить кирпич на половинки и четвертинки, для кладки печи их нужно большое количество. Из рабочих инструментов все, теперь переходим к измерительным. Для контроля горизонтальной и вертикальной поверхности нужны уровень, отвес, линейка-правило и рулетка. Подобный набор инструментов называют стандартным для любого каменщика.

Порядок выполнения кладки

Важно строго следовать размерам, которые указаны в чертежах для каждого ряда кладки. Если допустить небольшое отклонение, то через несколько рядов оно приведет к перекрытию канала. Для устранения такого дефекта нужно будет разобрать всю кладку и начать работу заново. Поэтому заранее подготавливаем нужные кирпичи и выкладываем сухой горизонтальный ряд. При этом между кирпичами оставляем зазоры, которые потом заполним раствором.

Швы между рядами должны быть перевязаны, то есть шов следующего ряда нужно сдвинуть на четверть или полкирпича от предыдущего. Это обязательно учитывать при сухой укладке. После примерки готовим раствор и делаем кладку первого ряда, проверяем горизонтальность плоскости по шнуру.

Начинаем работу с места для первого кирпича, куда укладываем раствор и разравниваем его. Берем сам кирпич и опускаем в ведро с водой, ждем, пока перестанут выходить пузырьки воздуха. Кладем кирпич на его место и добиваемся нужной толщины шва. Проверяем положение и горизонтальность первого кирпича. Если все хорошо, кладем следующий, но теперь добавляется вертикальный шов. Такой порядок работы выполняем для каждого ряда. При этом постоянно проверяем горизонтальность и вертикальность плоскостей.

Обратите внимание, что внутри дымовых каналов не проводят штукатурных работ. Это снижает теплопроводность и в дальнейшем станет причиной засоров. Поэтому для создания гладкой поверхности внутри каналы постоянно протирают влажной мешковиной или кистью.

Все печные приборы монтируют на стадии кладки. Они должны строго соответствовать размерам на чертеже, чтобы не нарушить порядовку. Топочную дверку крепят при помощи стальной проволоки. Через специальные отверстия проволока заводится внутрь кладки. Аналогично крепят и другие дверцы. А вот решетка должна свободно выниматься. Плиту для готовки устанавливают с зазором 5 мм с каждой стороны, заполняют зазор раствором из глины и асбестовой крошки.

После завершения кладки самой печи еще нужно вывести дымоход. Его можно выполнить по аналогичной технологии или сделать вывод из кирпича, а сверху установить изолированную металлическую трубу. Обратите внимание, что описанные в статье работы требует наличия навыков приготовления раствора и кладки кирпича. Браться за работу без соответствующей квалификации не рекомендуется.

Перейти в раздел: Кирпич, газобетон, изделия из бетона → Кирпич

Как быстро и качественно приготовить раствор для кладки печи из кирпича

Важный этап в постройке печки для деревенского дома или бани – приготовление надежного кладочного раствора.

Правильно замешанный раствор для кладки печи влияет на герметичность, долговечность, термостойкость и безопасность готовой конструкции.

Хорошая смесь для кладки печи устойчива к высоким температурным режимам, механическим повреждением и растрескиванию.

• Особенности выбора материала
• На основе глины
  • Способ №1
  • Способ №2
  • Способ №3
  • Способ №4
• На основе извести
• На основе цемента

Особенности выбора материала

Процесс возведения современных печей разделен на несколько этапов:

1. Первый этап – обустройство печного фундамента при помощи бетонного состава;
2. Второй этап – кладка печи из огнеупорного кирпича с использованием кладочной соединительной массы на основе глины;
3. Третий этап – облицовка печи штукатурным составом.

Наиболее важным является этап непосредственной кладки и приготовление надежной основы, которая должна обладать высокими эксплуатационными характеристиками – жаростойкостью, адгезией, водонепроницаемостью, прочностью и долговечностью.

Для обустройства современных печей применяется несколько вариантов кладочных растворов: глиняный, известковый и цементный.

Кладочные растворы бывают простыми и сложными. Простые состоят из одного вида вяжущего компонента и заполнителя; сложные смеси включают от двух и более вяжущих материалов и несколько заполнителей. Вяжущие компоненты – известь, глина и цемент.

Чтобы приготовить раствор для выполнения кирпичной кладки потребуются следующие инструменты:

• Миксер;
• Емкость для замеса;
• Сито;
• Кельма;
• Мастерок;
• Пластиковый шпатель;
• Строительный термометр;
• Весы.

На основе глины

Один из самых дешевых и доступных типов соединительных печных смесей. Глиняный раствор для кладки печей характеризуется повышенной жирностью, которая определяет степень пластичность, жаростойкости и прочности готового материала.

Раствор для печи из натуральной глины бывает:

• Жирный – отличается пластичностью, прочностью, но быстрым появлением трещин после высыхания;
• Нормальный – достаточно пластичен и устойчив к растрескиванию, дает небольшой процент усадки после сушки. Способен выдерживать высокие температуры до 110 градусов;
• Тощий – непластичен и недолговечен, восприимчив к быстрому расслаиванию и крошению.

Огнеупорный раствор из глины готовится на основании трех компонентов: глины, песка и воды. Подобный состав устойчив к растрескиванию и пересыханию, обеспечивает надежное обустройство печи из кирпича.

Чтобы построить печник, рекомендуется использовать жирные и нормальные составы, которые обладают повышенной прочностью, пластичностью и устойчивостью к расслаиванию.

Качество глины определяет количество песка, необходимого для замеса раствора. Для работ используется глина и очищенная вода с низким содержанием примесей. Для кладки 100 кирпичей в среднем используется до 20 литров чистой воды.

Для приготовления раствора используется карьерный или речной песок мелкой фракции без дополнительных примесей. Перед использованием его обязательно просеивают через мелкоячеистое сито. Если в нем имеются примеси гравия, тогда рекомендуется использовать сито с размером ячеек до 10 мм. Для мелкофракционного материала подойдет сито с 2 мм ячейками.

Перед добавлением других компонентов глиняную основу рекомендуется проверить на пластичность. Как сделать подобную проверку? Для этого небольшую доску следует опустить в полученную смесь для кладки печи и определить ее толщину. Она должна быть в меру густой и тягучей. Если имеется лишняя жидкость, тогда стоит добавить немного вяжущего компонента, периодически размешивая и тестируя смесь на пластичность.

Оптимальная толщина соединительного материала – 2 мм, что свидетельствует о правильном соблюдении пропорций всех компонентов. Готовая кладочная масса получается тягучей и не очень плотной.

Подходящая плотность раствора для кладки зависит от соотношения основных компонентов в ней – глины и песка соответственно:

• Жирная масса – 1:2;
• Нормальная масса – 1:1;
• Тощая масса – 2:1.

Как приготовить качественную соединительную массу на основе глины? Существует несколько проверенных способов.

Способ №1

Нужный объем глины замачивается на 24 часа, добавляется вода для получения густой массы. Полученный материал аккуратно процеживается, затем в него добавляется песок и еще раз замешивается. Важно избегать образования глинистых луж, которые можно устранить небольшой порцией вяжущего компонента.

Способ №2

В емкости соединяется шамотный песок и глина в равных пропорциях, добавляется очищенная вода (1/4 часть от объема глины). Все компоненты тщательно перемешиваются до получения однородной массы.

Способ №3

Состав замешивается на основе суглинков. Этот рецепт предусматривает приготовление 10 различных вариантов раствора, из которого выбирается лучший.

Для первого: 10 объемов суглинки, 1 объем песка и 1 объем цемента и т.д. по убыванию объема суглинки. Десять полученных основ помещаются в разные емкости и оставляются на просушку в течение 5-6 дней. По завершению отведенного времени определяется наиболее качественный состав раствора с минимальной степенью усадки и устойчивостью к растрескиванию.

Способ №4

К глине добавляется песок и ¼ воды. Все компоненты перемешиваются для получения густой тягучей массы. Для повышения прочности в подобную смесь рекомендуется добавить каменной соли или цемента. На ведро смеси – до 250 г соли и ¾ литра цемента. Соль предварительно растворяют в воде, а цемент разводят водой до густой консистенции, после чего добавляют в готовую основу.

На основе извести

Для строительства фундамента и печного дымохода рекомендуется использовать состав на основе извести и цемента.

Особое тесто, получаемое путем смешивания негашеной извести и воды в соотношении 3:1. В готовое тесто добавляется просеянный песок через мелкоячеистое сито в соотношении 3:1 – на 3 объема песка 1 объем теста. Готовая масса разбавляется водой до получения густой массы.

Смесь для кладки печи на основе извести получается достаточно пластичной и прочной.

Показатель жирности состава из извести определяется количеством песка. Для чрезмерно жирной смеси требуется 5 объемов песочной составляющей, для нормальной – не более 3 объемов.

Увеличить прочность и водостойкость можно путем добавления цемента. Для приготовления подобного состава необходимо использовать компоненты в таких пропорциях (части):

• Цемент – 1;
• Песок – 10;
• Известковое тесто – 2.

Приготовление раствора имеет такую последовательность действий: цементные и песочные компоненты соединяются в отдельной емкости. Готовое тесто на основе извести разбавляют очищенной водой до получения густой консистенции. В разведенное тесто вводят сыпучие компоненты и перемешивают. Для увеличения вязкости, состав разбавляют водой.

На основе цемента

Какой раствор нужен для обустройства печного фундамента и кладки наружной части дымоходной трубы? Ответ прост – состав на основе цемента, песка и воды. По своей прочности он равен известковому аналогу, но для затвердения требует гораздо больше времени.

Оптимальный состав готовой массы получается в следующих пропорциях – 3:1 (на 3 объема песка 1 объем цемента марки М 300 или 400). Перед смешиванием все компоненты просеиваются через мелкоячеистое сито. В глубокую емкость засыпается просеянный песок, добавляется цемент и перемешиваются до однородной массы. В конце добавляется вода.

Готовую смесь нужно довести до густой и тягучей консистенции. Определить подходящую густоту достаточно просто – состав должен оставаться подвижным, но при этом не стекать с лопаты при ее повороте до 45 градусов.

Чтобы возвести монолитный печник, рекомендуется использовать огнеупорную бетонную смесь в следующих пропорциях (части):

• Цемент (М 400) – 1;
• Щебень или гравий – 2;
• Мелкозернистый песок – 2;
• Песок из шамота – 0,4.

Чтобы печник имел прочный фундамент, рекомендуется подготовить раствор для кладки, состоящий из крупно фракционного гравия, песка, цемента (пропорции 3:3:1).

Для увеличения прочности можно использовать кварцевую крошку. Огнеупорная бетонная смесь получается крупно фракционной, повышенной плотности и водонепроницаемости.

Для правильного замеса на 25 кг готовой смеси требуется 10 литров воды. Оптимальный способ смешивания – механический при помощи бетономешалки. Готовый состав застывает быстро, поэтому рекомендуется использовать его сразу после приготовления.

Строительство печи имеет свои отличительные особенности в отношении правильного выбора состава и приготовления кладочного раствора. Для разных элементов конструкции используются различные составы.

История цемента

История цемента: от каменного до 21 века

Что такое цементы? Это группа особых порошкообразных материалов искусственного происхождения, обладающих вяжущими свойствами, Взаимодействуя с обычной водой, соляными растворами и вообще с любой жидкостью, порошок цемента сначала преобразуется в полужидкую пластичную смесь, а затем твердеет до прочности, не уступающей прочности камня. Недаром полностью затвердевшую массы именуют цементным камнем.
Человек начал использовать первое натуральное вяжущее вещество, еще не имея представления об этом термине. На практике было замечено, что размокшей глине (и даже глинистой жирной земле) легко придать нужную форму, которая сохранится и после высыхания. Так появились первые постройки из глины — несовершенные по форме и не особо прочные, они стали далекими предками современных зданий. Воодушевленные открытием, люди стали экспериментировать с другими природными вяжущими.
Как и в других областях человеческих изысканий, в истории цемента были свои пионеры, значительно опережавшие время. Так, возле Дуная в Югославии (в современной географии) археологи нашли древнюю хижину, пол которой был. бетонным! Более 7 тысяч лет назад живший в каменном веке строитель залил пол смесью, слоем до 0,4м, в которую входили гравий и, как вяжущее — красная известь местных сортов. Находка действительно уникальная: повсеместное использование извести как вяжущего началось значительно позднее.
Строители древнего Египта, Китая и Индии еще в III тысячелетии до нашей эры знали о вяжущих свойствах природной извести и использовали ее, но не в столь широких масштабах. Предпочтение отдавалась искусственному компоненту с вяжущими способностями — гипсу. Парадоксальная на первый взгляд ситуация разъясняется просто: на Востоке издавна привыкли экономить дефицитное топливо, а для обжига извести его требовалось гораздо больше, чем для производства строительного гипса: для последнего вполне достаточной является температура от 150 до 190 градусов. Иногда эти материалы совмещались; по мнению ученых, знаменитые пирамиды фараонов возведены с помощью именно гипсово-известковых строительных растворов.
Гораздо активнее использовали известь древние греки: и в гидротехнических работах, и для отделки зданий. А чуть позже римляне практически полностью перешли на строительные растворы для кладки, приготовляемые на основе извести.
В пользу строительного гения мастеров Древнего Рима свидетельствует тот факт, что многие сооружения римской эпохи сохранились до наших дней. В записях того времени найдены первые «технологические описания», согласно которым изготавливались известковые смеси для строительства. Из тех времен пришел и термин «цемент пуццолановый»: именно римляне впервые использовали вулканический пепел, в огромных количествах залегающий возле городка Поццуолли.
Предки-славяне, жившие во времена Киевской Руси, также предпочитали в качсетве вяжущего известь разных сортов — благо, известняка на родных просторах хватало. Известняк сперва обжигали в особых, нарочно построенных печах, а затем укладывали в ямы для гашения. Уже тогда стройматериалы подвергались градации: обрабатывая чистый известняк, люди получали белую, «воздушную» известь, прекрасно подходящую для отделочных работ. Если же к известковой породе подмешивались глины, «на-гора» выходила так называемая серая известь — не столь красивая, но способная затвердевать даже при высокой влажности. Именно ее чаще всего применяли в растворах для скрепления каменной кладки. Впрочем, материалы могли и варьироваться — в зависимости от наиболее актуальных целей строительства; древние славяне руководствовались теми же рациональными соображениями, что и сегодняшние специалисты стройки.
Как наполнитель цементных растворов, на заре истории цемента применялась цемянка. Так называлась измельченные керамические и природные материалы различных фракций и различного происхождения: это могла быть как собственно керамика, так и толченая пемза (или туф), предварительно обожженная и молотая глина, немного позднее — растолченный бракованный кирпич. Не слишком мелкая кирпичная фракция делала раствор более устойчивым к трещинам и менее склонным к усадке, почти в пыль перемолотая глина добавляла гидравлических свойств. Повсеместно использовали толченый кирпич (сурки, как его называли), перемешанный с известью, в Индии и других древних странах. Возможно, древние люди более экономно относились к природным ресурсам: как ни странно, но натуральный песок почти не употреблялся как наполнитель при изготовлений строительных растворов. Его место занимала крошка алебастра, а как вяжущее наряду с известью использовался гипс.
Четыреста с лишним лет тому назад в Москве стали появляться профессиональные производители «семента» — сухой основы строительных растворов. Учрежденный в 1584 году «Каменный приказ» контролировал не только производство и заготовку стеновых материалов (камня, кирпича), но и известковое производство. Читая «рецепты» того времени, можно только поражаться фантазии и находчивости предков, стремящихся к наиболее качественному результату: для крепости в раствор добавляли не только классический белок яиц, но и творог, кровь быка, кизяк и другие порой совершенно неожиданные, но дававшие потрясающий эффект компоненты.
Начало 19 века ознаменовалось подведением научной базы под производство цемента. Немецкий профессор Иоганн Непомук Фукс, специалист в области химии и минералогии, в 1829 г. обнародовал результаты своих изысканий: для изготовления цемента (гидравлического) может подойти любой минерал кремнеземистой группы — после соответствующего обжига. То есть, вместе с реабилитированной глиной ряды сырья для цемента пополнили граниты и гнейсы, порфиры, слюда и полевой шпат. Конечно, свойством затвердевать в известковом растворе обладали и «чистые» представители кремнеземистых минералов — халцедон и горный хрусталь, но такие растворы стоили бы гораздо дороже, чем возводимое с их помощью сооружение.
У Фукса были предшественники, занимавшиеся исследования в своих областях. В 1812 году, пока Наполеон занимался войнами, инженер из той же Франции Луи Жозеф Вика выяснил: если смешать чистую известь с глиной в правильной пропорции, обжечь и измельчить, то при добавлении воды смесь превратится в камень безо всяких дополнительных компонентов. Через несколько лет этот же ученый поставил серию опытов, доказавших способность любых известково-глинистых минералов после воздействия высоких температур выделять вяжущую (гидравлическую) известь.
Продолжив свои исследования, Луи Вика сумел опытным путем подтвердить, что почти любая из глин при обжиге может трансформироваться в пуццолан — то есть, приобрести способность твердеть при попадании воды. Научные исследования мергелей, известняком и глин, залегающих на территории Франции, не только принесли известность ученому, но и резко двинули вперед французское производство в области цементов и гидравлической извести.
В отличие от интересующихся лишь наукой французских ученых, английский подданный Джеймс Паркер не только выяснил, что в устье Темзы находятся насыщенные глиной почвы, пригодные для изготовления цемента, но и получит патент на производство этого стройматериала. «Романский цемент» — так назвал свой продукт романтичный англичанин. Когда через несколько лет подобное открытие было сделано в Булони, французской провинции, название уже закрепилось. С тех пор все цементы этого типа носили имя «романские»; в основном, это были быстросхватывающиеся смеси, хотя и не без исключений. Увы, неоднородность глинисто-известковых залежей серьезно влияла на качество цемента, доставляя производителям значительные проблемы. Но, как всем известно, нет худа без добра: попытки преодолеть сложности привели к новым важнейшим открытиям.
Природа заботится о своих нуждах, а не о потребностях человека. В этом более сотни лет назад убедились производители цемента: известные залежи мергелей оказались весьма неоднородны по составу, что было крайне неудобно. Ведь если в известняке мало глины — из него получится отличная гидравлическая известь, если много — какой-то подвид гидравлического цемента. А что делать, если породы с разным содержанием глины беспорядочно перемешаны? Конечно, искусственно готовить смесь, которая станет наиболее оптимальной по составу. В свое время Вика доказал, что подобное возможно, но осуществили идею не легкомысленные французы, а практичные предприниматели Англии и России. Единственной данью первопроходцу осталось наименование прибора, позволяющего тестировать сроки отвердения цементных растворов: «игла Вика».
Наука и история всегда развивались за счет подвижников, и история цемента — не исключение. Российский ученый Е.Г. Челиев внес огромный вклад в отечественное строительное дело, выпустив в Петербургском издательстве уникальные книги: «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы» (1822) и «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений (1825). В основу последней книги легли практические знания по более эффективному использованию вяжущих, накопленные в процессе разрушенного нашествием Наполеона Московского Кремля.
Как истинный патриот Российской Империи, Егор Герасимович просто не мог спокойно смотреть на разрушения, причиненные войной 1912 года. Восстанавливая после пожара столицу России, он усиленно искал наиболее качественный строительный скрепляющий раствор, чтобы восстановленные здания стояли «пуще изначальных». Энтузиазм увенчался открытием: Челиев обнаружил, что если смесь глины и извести накалять в горне «до жару белого», используя звонкие сухие дрова, то результатом станет спекшийся в единую массу совершенно новый продукт. При измельчении и последующем смешивании с водой, он имеет способность быстро отвердевать и отличную крепость. Стоит заметить, что «белый жар» — температура от 1100 до 1200 о С. А «новый продукт», открытый Егором Герасимовичем Челиевым — не что иное, как первый вид цемента в его современном понимании.
Не многие сегодня знают, что популярный портландцемент был изобретен за 30 лет до начала его широкого использования. Специалист по каменному строительству, англичанин Джозеф Aспдин, еще в 1824 году провел нехитрый опыт: у себя на кухне хорошенько нагрел в печи смешанные в определенных пропорциях известняк (привезенный с острова Портланд) и глину, и после измельчения результата получил порошок, великолепно отвердевающий при добавлении воды — гидравлический цемент. По достоинству оценено это изобретение было лишь в 1951 году, после Всемирной Лондонской выставки; с тех пор портландцемент всех разновидностей традиционно именуют «английским».
Ради исторической справедливости надо пояснить: вяжущее вещество, которое получил в результате своих опытов Аспдин, портландцементом в полной мере отнюдь не являлось — по крайней мере, в сегодняшнем понимании термина. По сути, это была всего лишь качественная, обожженная при более высоких температурах, разновидность романского цемента; к свойствам нынешнего портландцемента гораздо ближе смесь, рецепт которой описан в трудах Е. Г. Челиева. Более поздняя плеяда русских ученых подхватила и развила идеи Егора Герасимовича: над темой цемента работали А.А. Байков и Р.Л. Шуляченко, В.А. Кинд и П.П. Будников, В.Ф. Журавлев, В.Н. Юнг, С.И. Дружинин и другие умы нашего государства. Даже великий Дмитрий Иванович Менделеев, создавая книгу «Основы химии», уделил внимание цементам в связи с химией силикатов.
Советские времена оказались временем расцвета для отраслей науки, занимающихся цементов: руководство молодой страны прекрасно осознавало исключительную важность производства цемента для отечественной экономики. Развивались специализированные научные направления, возникали профильные организации, перспективам цементной отрасли уделялось огромное внимание.
Неразбериха 90-х и последующих годов привела к плачевному результату: практический и научный потенциал отрасли утрачен, как минимум, на 70-75%. И оставшейся четверти, кое-как поддерживающей научные разработки в области производства цемента, просто не выжить без серьезных инвестиций со стороны как государства, так и наиболее заинтересованной стороны — производителей современного цемента.