Минеральное сырье изначально обладает большой стойкостью к нагреванию, которая может увеличиваться дополнительной технологической обработкой. Огнеупорная глина – это материал, получаемый из особых горных пород путем обжига при заданных условиях.
Полученный таким методом продукт называется шамотом, применяется для получения кирпичей для печек и других тепловых конструкций, декоративных элементов, строительных блоков повышенной термостойкости.
Состав и производство
Шамот делают из осадочных пород с большой концентрацией глиноземистых веществ, силикатов корундового или цирконового типа. В качестве сырья часто используют каолин – глину преимущественно белого или светло-бежевого цвета, представляющую собой гидратированный композит из оксидов алюминия и кремния.
Вода в составе каолиновой глины прочно привязана к неорганической основе, удаляется только при высокотемпературном прогревании. Добывают сырье в уральском регионе страны, где расположены самые крупные месторождения.
Обжиг шамотной огнеупорной глины проводят в печах особой конструкции, создающих равномерную температуру до 1500 °C по всей массе каолинового сырья. При интенсивном нагревании происходит удаление воды, изменение структуры минерала. Шамотный продукт, полученный при меньших температурных значениях (1300 °C) способен поглощать до 25 % воды. Такой огнеупорный материал называют низкожженным.
Если прогревание проводится при максимально допустимых 1500 °C, возможность поглощения воды продуктом варьируется от 2 % до 10 %, что является показателем высокой степени обжига.
По окончании прокаливания монолитную массу подвергают гомогенизации – измельчению до стадии образования частиц с размерами от 0,2 мм до максимальных показателей 2,5 мм.
Существует в продаже огнеупорная глина в виде комков, которую применяют в производстве керамики, клинкера, специальных видов картона и других изделий с повышенной термостойкостью.
Свойства шамота
Все характеристики нормированы требованиями ГОСТа, главными из которых являются термостойкие способности. В зависимости от марки молотая огнеупорная глина должна и может выдерживать нагревание до 1580 или даже 1730 °C.
В основу химического состава входят оксиды алюминия и кремния, помимо этого присутствуют в следовых количествах оксиды железа, кальция, магния, натрия, калия.
Если концентрация оксида алюминия достигает 40 %, огнеупорная глина называется высокоосновной; при массовой доле этого оксида от 26 % до 38 % сырье называется просто основным. Если удельный вес оксида алюминия не достигает 27 %, сырье называют полукислым. Содержание оставшейся в огнестойкой молотой глине влаги обычно составляет 5 %.
Материал сохраняет свойства в течение 3 лет при соблюдении правил хранения, включающих нормальные значения влажности воздуха, температуры; сохранение целостности заводской упаковки. Высокое содержание паров воды, холод в помещении могут привести к потере заявленных качеств огнеупорной продукции.
Применение
Огнеупорные виды глины применяют для получения формовочных смесей, кирпичей, штукатурных составов, кладочных растворов. Для изготовления каждого вида продукции выбирают определенную марку шамотной глины, учитывая технические характеристики и цену.
Кладка печей
Наиболее востребованная продукция – кирпичи из огнеупоров, которыми выкладывают самые ответственные части печек. Максимальные температуры топки могут выдержать только шамотные виды кирпичной продукции. Остальные печные слои обычно изготавливают из более дешевых обычных кирпичей.
Кладочные составы должны иметь такой же коэффициент расширения при нагревании, что и основной кирпич топки. Поэтому для приготовления растворов применяют смеси на основе огнеупорных глин. Перед началом работы следует провести расчет, принимая во внимание, что для одной сотни кирпичей нужно сделать приблизительно 3 ведра кладочного раствора.
Для приготовления смесей, которыми фиксируют кирпичи, применяют глиняный продукт с существенной концентрацией песка. При массовой доле оксида кремния равной 55 %, глина называется связующей; от 19 % до максимум 48 % — плавной. При концентрации песка меньше 21 % огнеупорная глина считается истощенной.
Готовят смесь следующим образом:
- в емкость высыпают 2 объема песка и 1 объем выбранной глины;
- смесь на 3 дня заливают водой для пропитывания компонентов;
- полученную массу тщательно перемешивают строительным миксером.
При необходимости загустить смесь, добавляют песок; если нужно уменьшить плотность массы, приливают постепенно воду. Некоторые мастера для улучшения потребительских качеств раствора добавляют к нему ПВА, техническую повареную соль, жидкое стекло.
Штукатурка
Покрытие штукатурными составами на основе огнеупорной глины выполняется по такому же принципу, что и обычными смесями.
Рецептура несколько отличается, сводится к следующему: в емкость засыпают 1 объем портландцемента, 2 объема шамота, 7 порций – песка. В сухую смесь добавляют воду и оставляют на 2 дня, затем в массу присыпают еще цемент до получения нужной вязкости.
Тягучий состав нужно использовать в течение 2, максимум 3 часов, по истечении которых она затвердеет и станет непригодной.
Поверхность предварительно покрывают термостойкой грунтовкой, на ней крепят армирующую сетку, затем наносят штукатурку шпателями. Верхний слой должен иметь толщину около 2 мм, импровизировать в этих случаях не стоит. Когда штукатурка из огнеупорной глины полностью высохнет, на нее можно наносить декоративный состав, который полностью завершит отделку поверхности.
Декоративные изделия
Многие народы издавна пользовались изделиями из глины, которые старались украшать. В настоящее время техника изготовления декоративных элементов популярна, достигла значительного развития и распространения. Дизайнеры применяют огнеупорные глины при оформлении печей, каминов, изразцов, посуды, деталей украшения интерьеров.
Для увеличения пластичности в термостойкое сырье вводят специфические добавки. Один из рецептов основан на следующем алгоритме действий:
- в емкость всыпают 6 порций обычной и 4 порции шамотной глины;
- смесь заливают на 3 дня водой;
- готовую массу размешивают до состояния сметаны.
Вода для приготовления всех глиняных составов не должна иметь высокие показатели жесткости потому, что избыток карбонатных солей изменит свойства материала.
Иногда к смеси добавляют ПВА. Если при творчестве огнеупорный состав фиксируют на каркасе из проволоки, к нему добавляют жидкое стекло в количестве 3 % по отношению ко всему объему.
Готовое изделие должно высохнуть в течение минимум 3 суток, а затем его обжигают при 1700 °C для превращения в качественную долговечную керамику.
Чтобы осуществилось все задуманное и усилия не пропали даром, глину нужно покупать не на рынках, а в специализированных магазинах. Разнообразных видов глиняного сырья в стране очень много. Для дилетантов ее внешний вид может показаться очень похожим; в последующем при работе и эксплуатации станут очевидными дефекты сырья, купленного наспех, где попало.
Приобретение огнеупорной глины с сопроводительными документами, сертификатами позволяет обрести уверенность в качестве материала, предсказуемости его свойств.
(Пока оценок нет)
Загрузка...