Глина испокон веков активно используется человечеством при выполнении строительных работ, ведь еще в древние времена было замечено, что под действием огня глина становится достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузки и механическое воздействие. Сегодня глина подразделяется на различные сорта в зависимости от ее отличительных свойств. Так, к примеру, для отделки печей, каминов и прочих поверхностей, подвергаемых воздействию высоких температур, активно используется шамотная глина – своими руками такая глина замешивается даже в домашних условиях, а основу для ее приготовления можно приобрести в любом крупном магазине строительных товаров.
Что необходимо для приготовления
Для приготовления шамотной глины своими руками понадобится:
- сухой порошок шамотной глины;
- вода;
- высокая емкость;
- кельма или прямая палка для перемешивания.
Как правило, основа для шамотной глины производится в виде порошка, который необходимо разводить водой. При этом сам порошок боится воздействия влаги, поэтому шамотная глина своими руками должна приготовляться в краткий отрезок времени, чтобы порошок преждевременно не схватился. Если успеть качественно перемешать смесь порошка и воды, то получится однородная масса, которую можно будет легко наносить на поверхность. Во время приготовления раствора специалисты рекомендую добавить в смесь небольшое количество клея, который придаст ей дополнительную прочность.
Мастер-класс по изготовлению авторской керамической плитки
Керамическая плитка, создаваемая по индивидуальному дизайну путем ручной отминки в форму, всегда отражает индивидуальность автора. Яркие или нежные тона росписи, воплощение собственных идей декора позволят создать неповторимый экземпляр декоративно-прикладного искусства. На мастер-классе в нашей мастерской Вы создадите керамическую плитку собственного дизайна, воплотите личные творческие идеи и реализуете художественные замыслы. Поскольку размеры плитки 10*10 см, то ее можно использовать в дизайне собственного пространства или как подставку под горячее. Изящные стилистические решения позволят вписать такой объект в любой интерьер.
Процесс приготовления
Вообще же процесс приготовления раствора шамотной глины технологически прост, справиться с ним сможет даже начинающий мастер отделочных работ. Для этого нужно взять фасованный порошок для приготовления шамотной глины, засыпать в высокую емкость и немного залить водой. Главное – не переборщить с водой, иначе раствор получится слишком жидким и не будет держаться на обрабатываемой поверхности. Нужно также обязательно учитывать, что качественный раствор для приготовления шамотной глины должен настаиваться в воде несколько суток, однако сегодня производители добавляют в состав порошка химические соединения, которые обеспечивают ускоренное приготовление раствора.
По сути это искусственная шамотная глина, однако составы для ускоренного приготовления шамотной глины пользуются высоким спросом. Здесь главное – не приобретать дешевые составы, ведь чем ниже цена раствора, тем ниже его качество. Соответственно, чем больше добавок в порошке для приготовления шамотной глины, тем выше должна быть его стоимость.
Когда готовится шамотная глина своими руками. важно обеспечить постоянное перемешивание. Если не перемешивать, то порошок слипнется и не полностью перемешается. Когда придет время нанесения раствора на поверхность, комки станут ощутимой проблемой качественной работе. Для подстраховки нужно помнить, что готовая к нанесению шамотная глина по консистенции должна напоминать густую сметану, а не молоко или кефир. Поэтому важно верно рассчитать соотношение воды и сухого раствора, иначе вся работа пойдет насмарку, а материал будет зря потрачен. Если нужно приготовить раствор шамотной глины, то нужно приобрести специальный порошок для моментального приготовления шамотной глины. С его помощью время приготовления сокращается в разы, но и действий он требует быстрых – иначе он просто слипнется.
При отделке поверхностей шамотная глина своими руками наносится так же легко, как и приготовляется. Она наносится шпателем на поверхность, разравнивается, и оставляется до полного высыхания. Когда глина высыхает, ее можно отшлифовать мягкой и мелкой наждачной бумагой. После этого отделка поверхности шамотной глиной завершена.
Формовка плитки
Далее можно приступать к формовке плитки. Для комфортной работы лучше задействовать полиуретановые формы. Для небольших партий вполне подойдут и гипсовые. Формы помогут сделать ровную продукцию, имеющую одинаковые внешние данные. Здесь необходима тщательная утрамбовка глины и грамотное её распределение по имеющейся форме. По всей площади шаблона должна соблюдаться одинаковая толщина.
После этой работы заготовку (сырец) требуется основательно высушить. Нужная степень просушки будет достигнута, когда плитка посветлеет и затвердеет. Здесь очень важно соблюдать осторожность, поскольку сырец на данной стадии довольно хрупкий. Но если случится какой-то дефект, формовку и просушку можно повторить. Для этого заготовку можно размочить в воде.
Состав шамотной глины
Главный компонент шамотного глиняного раствора — обожженный каолин (шамот). Каолин — природная глина, осадочная горная порода. Это очень вязкий, пластичный материал.
Каолиновая глина состоит из каолинита. Химическая формула этого минерала — Al4[Si4O10](OH)8. Глина содержит примеси:
- оксиды калия, магния, кальция, натрия;
- гидроокислы железа, титана и их сульфиды.
Каолинит подвергают обжигу при температуре 1300-1850 градусов Цельсия. При нагреве из формулы минерала удаляется связанная вода и получается шамот. В процессе обогащения и обжига сульфиды и гидроокислы титана и железа удаляются.
Обожженная масса частично спекается и теряет пластичность, материал после термической обработки приобретает свое главное качество — огнеупорность. Куски полученного шамота измельчают до тонкодисперсного состояния и до щебня с размером обломков 0,5-2,5 мм. В зависимости от технологии обжига получают два вида шамота:
- высокоотожженный (водопоглощение — от 2 до 10% воды);
- низкоотожженный (водопоглощение — до 25% воды).
Справка. Обычная глина содержит не только каолинит, но и другие глинистые минералы. Количество конституционной воды достигает 14%. Низкая (по сравнению с шамотом) жаропрочность обычных глин связана с их разнородным составом и большим количеством связанной воды.
Нанесение глазури
Вашей плитке необходимо придать блеск. Для этого можно самостоятельно приготовить особую глазурь. Она может состоять из стекла, каолина и триполифосфата. Из этих компонентов получается пылеподобный порошок. Его нужно смешать с чистой водой. В эту смесь можно внедрить и прочие минералы. В общем перечне значатся порядка 30 видов.
Приготовленная глазурь наносится на кафель одним из трёх методов (или их комбинаций): распылителем, кистью, обливным способом.
Покрытие должно основательно затвердеть и соединиться с терракотой. Для этого оно проходит вторичный обжиг. Здесь важно, чтобы керамическая масса по температурным данным не достиг критического значения. Иначе плитка расплавится. Глазурь позволит создавать уникальные и изящные художественные решения.
Характеристики. Почему этот хорош для кладки печей?
Шамотные глиняные растворы идеально подходят для кладки шамотного кирпича, так как кирпич и связующая паста имеют одинаковый коэффициент линейного расширения.
При нагреве такая кладка расширяется равномерно, в швах не закладываются трещины.
Шамотный раствор подходит и для кладки керамического кирпича. К характеристикам шамотной глины, делающим ее подходящей в постройке печей, относятся:
- Высокая жаропрочность (обожженный раствор не растрескивается при температуре 1300-1850 градусов, в зависимости от исходных характеристик шамота).
- Высокая адгезия (хорошо отдает воду керамическому и шамотному кирпичу и плотно прилипает к ним).
- Прочность в тонких швах, что позволяет делать кладку с толщиной 3-5 мм.
- Прочность в широких вертикальных швах (шамотной глиной можно заполнять зазоры шириной до 12 мм).
Важно. Расход шамотного раствора для печной кладки зависит от толщины швов и составляет 20 кг на 50-100 кирпичей.
Где и для чего применяется шамотная глина
Жаропрочная шамотная глина используется не только для строительства бытовых печей. Ее применяют для кладки металлургических и других промышленных печей. Шамот является наполнителем огнеупорных бетонов.
Широкое распространение имеет и прикладное использование шамота. Из этого материала делают скульптуры для сада, лепные украшения зданий, декоративную керамику, панно и глиняные сувениры, гончарные изделия.
Сосуды, сделанные из шамота, прочны и изящны. Гончары лепят из шамотной глины легкие кувшины, вазы, чаши с тонкими стенками. Обожженная посуда издает мелодичный приятный звон, похожий на звон хрустального сосуда.
Огнеупорный кирпич
Для изготовления этого востребованного строительного материала также часто используется шамотная глина. Способ применения каолиновой смеси при кладке печей и каминов был рассмотрен нами выше. Огнеупорный кирпич, как вы помните, кладется исключительно на шамотном растворе. В результате получается конструкция, способная выдерживать температуру до 1600 0С.
Поскольку стоит шамотный кирпич намного дороже обычного, его чаще всего используют для изготовления только тех частей печи или камина, которые непосредственно соприкасаются с огнем: топок, дымоходов. Также из него делают разного рода производственные установки для металлургической, химической и обрабатывающей промышленности. Это могут быть котлы, доменные печи, топливные камеры.
Как выбрать качественную глину
Шамотную глину под названием «Каолин» и готовые смеси продают в строительных магазинах. Хорошие отзывы есть и о российских, и о зарубежных производителях этого жаропрочного материала. Лучшим считается шамот, произведенный на предприятиях Западной Европы.
При выборе материалов обращают внимание на год выпуска продукции и ее качество. Качественная смесь и глина не содержат частиц, превышающих размер фракции, указанной на упаковке.
В смеси для приготовления раствора не должно быть щебня или песка размером более 2,5 мм.
Литера «У» на пакете говорит о том, что шамот сделан из вторичного, утилизированного материала. Литера «Ш» говорить о том, что материал не подвергался вторичной переработке, он лучше подходит для кладки топки.
Стройматериалы хранятся на специально оборудованных складах. Если шамот хранится в сухом помещении, в герметичных мешках, при температуре от плюс 40 до минус 40 градусов, то срок годности смесей и глин не ограничен. Длительное хранение (более трех лет) в условиях повышенной влажности приведет к ухудшению свойств материала из-за насыщения влагой.
Как правильно приготовить глиняный раствор
Шамотную глину перед использованием замачивают. Материал заливают водой, чтобы она полностью покрывал глиняный порошок. Ингредиенты тщательно перемешивают, чтобы не осталось комочков и сухой глины в углах сосуда. Емкость герметично укрывают и оставляют на три дня.
Этапы изготовления: развести смесь для строительства своими руками
Для приготовления понадобится большой сосуд, холодная вода, мешалка, миксер, шамотная глина, шамотный песок (щебень) или кварцевый песок. Существуют разные рецепты составов из шамота:
- 1 мера шамотной глины, 2-4 меры шамотного песка, щебня;
- 1 мера шамотной глины, 3-5 мер кварцевого песка.
Количество воды и берут точно в соответствии с инструкцией от производителя шамота. Температура в помещении — от плюс 5 градусов и выше (до плюс 60 градусов).
- В емкость насыпают глину.
- Поверх глины насыпают наполнители (песок, щебень).
- Поверх сухих ингредиентов наливают воду.
- Массу перемешивают лопаткой или строительным миксером.
- Емкость закрывают, чтобы избежать излишнего испарения воды, и оставляют на трое суток.
- Через указанное время пасту еще раз тщательно перемешивают и приступают к кладке.
Справка. Готовые шамотные смеси разводят согласно рекомендациям производителя. Сложные составы, в которые входят химические добавки, стекловолокно, термостойкие клеи, пластификаторы, цемент, не требуют длительного замачивания. Такие растворы готовы к работе уже через 20-25 минут после замешивания.
Так, чтобы подготовить к работе «Смесь кладочную глино-шамотную жаропрочную» от производителя Terrakot, понадобится емкость, миксер, мешалка, чистая прохладная вода. На килограмм порошка берут 240 мл воды, в соответствии с инструкцией на пакете.
- Смесь из мешка насыпают в бак.
- В сосуд наливают воду, раствор замешивают лопаткой и миксером.
- Пасту выдерживают 20 минут, еще раз перемешивают и используют для кладки. При необходимости в нее добавляют немного воды, чтобы добиться нужной консистенции раствора.
Сфера применения
Огнеупорную глину можно использовать самостоятельно или примешивать к растворам штукатурки. Шамот не только термически стоек, но имеет глубокие коричневые и бурые оттенки, и эффектную фактуру. Эстетические качества существенно расширяют сферу применения материала:
- производство строительных огнеупоров;
- дизайн помещений с использованием шамотной штукатурки;
- отливка и лепка сувениров, посуды, статуэток;
- подготовка растворов для сооружения печей и каминов;
- для формирования теплоизоляционных экранов.
Для дизайнеров, скульпторов, мастеров-прикладников, оформителей огнеупорная глина открывает безграничные возможности. В нее можно добавлять различные наполнители и красители. Пластичный материал способен принимать самые замысловатые формы. Эффектная фактура приносит элемент неповторимости. В строительстве и ремонте шамот характеризует локальное применение.
Оформление стен помещений штукатуркой из шамота
Способы проверки качества полученного вещества
По консистенции качественно приготовленная глиняная паста напоминает сметану. Пластичность готовой смеси проверяют одним или несколькими способами.
- Раствор берут мастерком или шпателем, наклоняют его под углом 45 градусов. Нормальный раствор не стекает с мастерка, не падает с него комками, а держится на рабочей поверхности инструмента.
- Раствор наносят на кирпич ровным слоем (5 мм) и высушивают. Если состав «тощий» (содержит избыток песка), то после высыхания паста осыпается с кирпича при легком механическом воздействии. Жирный раствор после сушки покроется трещинами, он содержит много глины и мало песка. Нормальная паста застывает ровным слоем без трещин. Она не крошится, не осыпается, не растрескивается.
Фото 1. Способ проверки качества раствора: на первом кирпиче засохшая смесь крошится, на третьем потрескалась, самая лучшая консистенция на втором.
- Пластичность готовой смеси проверяют жгутиком. Из раствора раскатывают «колбаску» диаметром 1,5-2 см и длиной до 20-22 см. Жгутик медленно растягивают и оборачивают им цилиндрический предмет. Мало пластичный жгут из тощей глины сразу разорвется. Жгутик из жирной смеси будет сильно тянуться и прилипать к поверхности. Жгут из раствора нормального состава разорвется при растягивании, когда его диаметр уменьшится примерно на 20%.
Что делать, если раствор засох и получился неподходящей консистенции?
Если раствор слишком густой (консистенция гуще, чем у сметаны) в него добавляют воду и тщательно размешивают.
Если раствор жидкий (стекает с лопатки), в него добавляют все ингредиенты (глину, песок) в выбранных ранее пропорциях и также перемешивают.
Смесь без клеящих добавок и цемента сохраняет свои качества после высушивания. Ее нужно залить водой и размочить. Если паста высохла полностью, замачивание продлится несколько дней.
Если в состав раствора входят химические добавки, цемент и клеи, то засохший раствор размочить нельзя (как, например, мертель). Эту информацию производитель указывает на упаковке.
Сколько времени нужно глиняной смеси для застывания
Время полного высыхания шамотной пасты на воздухе составляет 72 часа, внутри кирпичной кладки это время увеличивается, оно зависит от толщины кладки, температуры и влажности окружающего воздуха. Окаменение шамотного раствора происходит при 800 градусах Цельсия.
Важно! Шамотная кладка не любит резких перепадов температуры.
В первый раз печь топят через трое суток после завершения строительства. Используют тонкие, быстро прогорающие поленья. Заслонки и поддувала при первой топке полностью открывают. Затем печь неделю просушивают, ежедневно сжигая небольшие порции дров.
Шамотная кладка сохнет быстрее, чем кладка из обычного глиняно-песчаного раствора и керамического кирпича, но из шамота обычно выкладывают только топку. Поэтому сроки начала эксплуатации печи с шамотной кладкой будут такими же, как сроки использования печи, сложенной на глиняном и известковом растворе. Летом новую печь максимально разогревают через 10-14 дней, зимой — через месяц.
Минеральный состав
Сырье для производства шамота — глина, состоящая из высокодисперсных гидроалюмосиликатов. Кроме них, в сухой массе содержится некоторое количество примесей. Добытое сырье проходит процедуру обжига, после чего его обогащают минералами. Существует множество рецептур, различающихся по количеству воды, шамотного порошка и добавок. Длительность термической обработки тоже варьируется. Она зависит от того, какими характеристиками должна обладать продукция на выходе. Основное отличие состоит в цветах и типах фактуры.
Химические элементы в составе огнеупорной глины:
Основные составляющие
Шамотная огнеупорная каолиновая глина лучше всего подходит для кладки печей
Глинистый состав различается в зависимости от добавляемых компонентов:
- глино-песчаный;
- глино-цементный;
- глино-известковый.
Печники, как правило, выбирают первый вариант. Долевые пропорции зависят от того, какую глину использовать для печи. Если она жирная, соотношение песка будет 2:1, если среднежирная – 1:1.Также при хорошем качестве глины можно обойтись без добавок.
Характеристики и преимущества
Приобретать шамотную глину лучше не с рук и не на рынке, а в специализированном магазине. Так меньше риска купить низкокачественную продукцию или такую, которую хранили в ненадлежащих условиях. Дело в том, что для каолина очень важна пониженная влажность воздуха, иначе он утрачивает уникальные свойства и становится таким же нестойким к высокой температуре, как и обычная глина.
Производство шамотной глины осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ — 6137−8. Согласно этому документу, шамот должен иметь такие характеристики;
- влажность — 5% или ниже;
- водопоглощение у низкожжёного шамота — до 25%, у высокожжёного — до 10%;
- средний размер частиц — 2 мм;
- предел огнестойкости — 1550−1850 ° C .
Материал продаётся расфасованным в пакеты по 5, 12,5, 20 и 50 кг. Для кладки 10−15 кирпичей требуется 10 кг обожжённого каолина, что равнозначно 1 тыс. кг на 1 куб. м. Затвердевание раствора происходит при температуре воздуха от +10 до +25 °C. Набор прочности продолжается в течение 28 дней.
В заводской упаковке глина может храниться 3 года с момента производства. Достоинства обожжённого каолина:
- Огнеупорность, позволяющая использовать продукцию для сооружения печей, дымовых труб, каминов.
- Паропроницаемость. Материал пропускает сквозь себя излишнюю влагу, поддерживая оптимальный микроклимат в помещении.
- Хорошая адгезия. Штукатурный раствор на основе шамота хорошо держится на различных поверхностях.
- Безопасность для человека и окружающей среды за счёт того, что в составе присутствуют только натуральные компоненты.
- Длительный срок службы. В течение нескольких лет глина не крошится, не осыпается и не трескается.
Недостатков всего 2: сложность приготовления кладочного раствора и высокая стоимость по сравнению с обычной глиной.
Варианты использования материала
Из глины делают огнеупорные кирпичи. Её используют для приготовления штукатурных и кладочных растворов. Третий вариант применения — изготовление поделок, сувениров, декоративной посуды.
Термостойкий кирпич
Этот штучный стройматериал продаётся в готовом виде. Сделать самостоятельно огнеупорный кирпич в домашних условиях не получится, так как сложно соблюсти геометрическую точность и обеспечить нужную температуру обжига. Кирпич для печей маркируется буквой «Ш». Он гораздо дороже обычного, поэтому используется только для кладки топочной части. Остальную часть печи выгоднее сделать из обычного рядового кирпича.
Кладочный раствор приготавливают из обожжённого каолина, так как у него такой же коэффициент расширения, как у шамотного кирпича. Расход раствора — около 30 л на 100 шт.
Штукатурная смесь
Штукатурную смесь из шамота делают, как из другого сухого сырья. Консистенция — наподобие густой сметаны. Смесь используют для первичной отделки, а также для восстановления участков, на которых шпатлевка отслоилась или потрескалась. Компоненты для замешивания раствора:
- 7 кг карьерного песка;
- 2 кг шамотной глины;
- 1 кг цемента.
Воды берут столько, чтобы добиться нужной густоты. Для нанесения нужно использовать 2 шпателя, средний и широкий. Раствор накладывают снизу вверх, разравнивая и подбирая лишнее. Заглаживать неровности лучше сразу. Когда раствор начнёт застывать, сделать это будет труднее.
Толщина штукатурного слоя не должна превышать 2−3 мм. Смесь наносят на сухой кирпич. Когда вся поверхность оштукатурена, её оставляют для окончательного застывания. Сколько на это нужно времени, зависит от вида смеси. Обычно производитель указывает время затвердевания на упаковке. К финишной облицовке приступают, когда штукатурный слой полностью высохнет.
Работа со смесью для кладки
Раствор замешивают из смеси глины и песка в пропорции 1:1. Удобно использовать 40-литровый бак — в нём легче перемешивать массу. Консистенцию проверяют так: набирают немного смеси на мастерок и наклоняют. Готовая масса должна не стекать, а сползать. Если она держится неподвижным комом, нужно влить ещё воды, а когда смесь слишком жидкая — добавить поровну песка и глины.
Кладку делают, как обычно, стараясь, чтобы раствор полностью заполнял горизонтальные и вертикальные швы. Если остаются углубления, впоследствии их нужно будет заделать шпаклёвочной смесью на основе такой же глины. При наведении кладочной смеси важно обеспечить вентиляцию в помещении и следить, чтобы частицы раствора не попали на кожу и особенно в глаза.
Декоративная керамика своими руками
Огнеупорная смесь подходит для изготовления красивых поделок, которые можно даже не обжигать — они и без этого не будут трескаться и сохранят форму в течение нескольких лет, если не держать их в сырости. Такими уникальными свойствами обладает только шамотная глина. Своими руками изготовить поделку несложно.
Смесь для декоративных изделий делают из 4 кг шамотного порошка и 6 кг простой глины, которую можно набрать в карьере, на берегу водоёма или у себя на участке. Компоненты перемешивают, добавляют воду, чтобы получилась консистенция средней по густоте сметаны, и оставляют на несколько дней. После этого можно делать отливку.
Форму для изделия, куда будет закладываться раствор, художник подготавливает заранее. Отливка должна отстояться в течение 2 суток. Заготовка будет застывать быстрее, если в раствор добавить немного клея ПВА. Цемент добавлять нельзя, он ухудшит качество изделия. Застывшую отливку вытаскивают из формы и помещают в печь. После термообработки её можно раскрасить и покрыть лаком.
Для массивной скульптуры раствор делают немного гуще, но он должен быть эластичным. Для сложных фигур, требующих долгой работы, в основу добавляют жидкое стекло, чтобы смесь дольше не застывала. Скульптуру изготавливают с применением каркаса, иначе кусок глины может отломиться под своим весом. Закончив формирование изделия, его оставляют на 2 суток, потом обжигают. Если сделать термическую обработку раньше, поверхность покоробится, а изделие утратит первоначальную форму.
Обжиг керамической посуды выполняют обязательно, если предполагается использовать её по назначению. Температура во время термообработки должна быть не выше 1320 °C. При дальнейшем повышении состав начнёт плавиться, и шамотная смесь преобразуется в керамику. Таким же способом изготавливают художественные изразцы для украшения печей и каминов.
