какую температуру выдерживает красная глина

Отношение глин к повышенным температурам

При нагревании до 110° глина отдает всю механически примешанную воду, все же остальные ее свойства остаются неизмененными.

Дальнейшее нагревание до 250° также никаких заметных изменений в глине не вызывает. При 250° начинается очень медленное, постепенное удаление конституционной воды из глинистого вещества. При 425—450° из глинистого вещества выделяется большая часть химически связанной воды, причем молекулы глинистого вещества распадаются. Остатки конституционной воды удаляются около 900°.

После обжига при 450° глина легко растворяется даже в слабо разбавленных кислотах и щелочах, что объясняется распадением молекул глинистого вещества и потерей химической связи между окисью алюминия и окисью кремния.

Нагрев до 900° делает окись алюминия и окись кремния снова нерастворимыми в слабых кислотах и щелочах. По этой причине обжиг керамических изделий производят при температурах не ниже 900°, в противном случае они будут недостаточно устойчивы как в отношении выветривания, так и в отношении действия воды, разбавленных кислот и щелочей.

Дальнейшее повышение температуры у некоторых глин вызывает уже спекание.

Высокие температуры, создают в глинах огневую усадку (усадка при обжиге). Пористость тела при этом уменьшается. Высоко-обожженный плотный черепок называют спекшимся.

В практике спекшимся считают изделие с водопоглощением менее 5% от веса сухого обожженного черепка.

Спекание у некоторых глин наблюдается уже при 900°. Наивысшая возможная температура спекания у глин — 1400°.

При температурах, близких к 900°, говорить о плавлении составных частей глины в заметных количествах не приходится. Поэтому явление спекания здесь необходимо отнести в основном за счет увеличения сил притяжения между частицами.

Как раз в этой области температур глиняные изделия показывают и наибольшую механическую прочность под нагрузкой в момент обжига. Это подтверждает предположение об увеличении взаимного притяжения частичек глины при обжиге в пределах 900° и немного выше.

Ясно, что более пластичные глины показывают и более низкие температуры спекания, вследствие меньших величин частичек и больших величин сил притяжения.

Менее пластичные и более тощие глины показывают спекание при более высоких температурах, — до 1400°. Затрудненное спекание объясняется при этом относительно крупной величиной частичек и меньшими величинами сил взаимного притяжения.

Дальнейшее повышение температуры приводит глины к плавлению.

Глина, плавясь, превращается в однородное вещество. Отдельные частицы в расплавленной массе исчезают, все сливается в мутное, непрозрачное стекло. Переход в такое однородное состояние связан с постепенным размягчением глины, которая, плавясь, делается мягкой, как тесто.

Все примеси к глинистому веществу (за исключением окиси алюминия) понижают температуру его плавления, причем это понижение может быть довольно значительным. Наиболее энергично понижают температуру плавления щелочи (окиси натрия и калия), затем окись железа, известь (окись кальция) и, наконец, окись магния.

Самые легкоплавкие глины плавятся уже около 950°. Весьма большое значение имеет величина пористости глиняного черепка после обжига. Чем выше температура обжига глины, тем пористость меньше. Величина пористости определяется способностью обожженного изделия поглощать воду до полного насыщения.

Уменьшение пористости связано с увеличением усадки и механической прочности.

Глины повышенной пластичности показывают меньшую пористость при одной и той же температуре обжига, нежели глины малопластичные. Малопластичные глины, с примесью большого количества песка, после обжига дают черепок недостаточной прочности. Черепок от легкого удара молотком издает звук неясный, дребезжащий.

В производстве кирпича и черепицы применяют глины, которые после обжига до 900—1100° С показывают водопоглощение от 8 до 20% к весу абсолютно сухого черепка. Глины, показывающие водопоглощение после обжига ниже 8%, негодны: кирпич плохо связывается раствором в кладке, обладает высокой теплопроводностью. Здание, построенное из такого кирпича, зимой будет отдавать много тепла наружу. Глины, дающие черепок с очень большим водопоглощением после обжига, также непригодны: такой кирпич или черепица будет легко разрушаться зимой от замерзания в состоянии насыщения водой, т. е. не будет морозостойким.

В кирпично-черепичном производстве отформованный из глины сырец обжигают до полного удаления химически связанной (конституционной) воды из глинистого вещества, т. е. до 900—1100°С. Эти температуры совпадают с началом плавления составных частей глины. После обжига до этих температур сырец из пригодных глин приобретает достаточную прочность, стойкость против воды, слабых кислот и морозоустойчивость.

В керамических производствах очень большую роль играет промежуток (интервал) между температурами спекания и плавления. Большой температурный промежуток дает возможность обжечь изделие до спекания, если это необходимо, не опасаясь повреждения его формы. В производственных печах колебание температуры в различных местах доходит до 100°. Поэтому такой температурный промежуток для глин, обжигаемых до спекания, должен быть также не менее 100°. Чем этот промежуток больше, тем глину легче обжигать в производственных печах.

В зависимости от температуры плавления, глины делятся на огнеупорные и неогнеупорные. Огнеупорными считаются глины, плавящиеся выше 1580°.

Среди глин, по их отношению к высоким температурам, различают еще тугоплавкие и легкоплавкие.

Тугоплавкие глины показывают температуры плавления в пределах 1350—1580° и применяются для неответственного огнеупорного припаса и для изделий, имеющих спекшийся черепок: клинкер, канализационные трубы, метлахские плитки. Условия работы этих изделий (напр, малоогнеупорного припаса) требуют устойчивости массы при температурах 1350° и выше.

Легкоплавкие глины имеют температуру плавления ниже 1350° и применяются при производстве кирпича, черепицы, дренажных труб, кафель.

Источник

От свистульки до сервиза: удивительная глина

Керамика…Податливая глина, узнавшая опытные руки мастера, прошедшая сквозь огонь и воду и ставшая кувшином для масла, кофейной чашкой, ярким изразцом, сказочной свистулькой и веселой игрушкой. Секреты изготовления керамики были известны нашим предкам, жившим тысячи лет назад. В Китае за 2000 лет до нашей эры делали не только глиняную посуду – в ходу уже был фарфор. А первые упоминания о гончарах и их изделиях можно найти в Ветхом Завете. В век космических технологий и электронных гаджетов мы продолжаем пользоваться плодами древнейшего ремесла – наливая утром кофе в фарфоровую чашку, отправляя в духовку жаркое в глиняном горшочке и украшая дом изящными статуэтками – напоминаниями о чудесных путешествиях и людях.

На пути к печи

Двадцать лет мастер Виталий Гычев из Барнаула занимается гончарным делом. Первый свой круг, еще будучи мальчишкой, он соорудил из проигрывателя: накопал на ручье глины, включил пластинку и начал крутить на нем бурый комочек. Волшебный кувшин тогда сделать не удалось. Зато сегодня в руках мастера рождаются настоящие чудеса – древнерусские крынки и квасники, статные амфоры и вазы.

Виталий Гычев, гончар:

– Для работы подходит практически любая глина. Правда, если глина тощая, с большим содержанием песка, как в нашей местности, она менее пластична, мелкие изделия лепить из такого материала сложно. Поэтому сначала глину очищают от примесей: высушивают, чтобы легче расходилась в воде, а затем на сутки-двое замачивают в бочке – тяжелые частички песка оседают, а глина остается во взвешенном состоянии.

Жидкую глину пропускают через сито – очищают от корней растений и камней, а потом долго-долго вымешивают, как тесто. Это необходимо, чтобы выгнать из глины воздух, иначе при сушке она пойдет трещинами. Перед тем, как попасть на гончарный круг, она снова подсыхает – консистенция глины зависит от типа материала и того, какое изделие задумал создать гончар. По пловам Виталия, путь от эскиза до его полного воплощения иногда занимает месяцы.

С дружиться с гончарным кругом и вылепить простой горшок или чашку с первого раза не получается почти ни у кого из новичков. Поэтому, если вы решили попробовать себя в роли гончара, не расстраивайтесь, если глина не поддастся сразу – терпение и тренировки, и вот уже изделие после просушки можно отправлять в печь.

Температура, при которой мягкая податливая глина обретает каменную прочность, составляет 900-1000 градусов Цельсия.

Виталий Гычев:

– При обжиге есть критические точки – 300, 600 градусов, проходить которые нужно очень плавно. Глина может лопаться: при сушке прошел где-то сквознячок, обсохла глина неравномерно, и при нагревании ее начинает разрывать. Поэтому до 30% брака – это обычное дело у гончаров.

У каждого мастера гончарного дела есть свои секреты работы.

Виталий Гычев:

– Мой омский друг – гончар с большим стажем – как-то пришел ко мне в мастерскую и спросил: «А почему ты горшки не переворачиваешь, когда сушишь? У них ведь донышки выпучиваются». А я, чтобы не выпячивалось, когда горшок делаю, внутри бугорок на дне оставляю – он и тянет глину внутрь, и не наружу.

Молоко, свинец, глазурь

Чернолощеная, краснолощеная, обварная, майолика…Каких только разновидностей и способов отделки керамики за тысячелетия не придумали гончары! После обжига необработанная глина имеет пористую структуру и пропускает воду, а значит, такую посуду нельзя использовать на кухне. Чтобы сделать материал водонепроницаемым, мастера используют старинные техники обработки. По словам Сергея Зацаренского, гончара из Ростова-на-Дону, наиболее популярные – молочение, обвара и ганозис.

Сергей Зацаренский:

– Молочение так называется потому, что обожженное изделие окунают в жирное молоко, а потом прокаливают при температуре 300 градусов. Казеин склеивает поры, глина становится водонепроницаемой, а изделие приобретает красивый цвет – от коричневого до черного, а также блеск. А вот чтобы получить черные разводы с хаотичными пятнами, делают обвару: раскаленное докрасна изделие окунают в мучную болтушку с дрожжами, отрубями и кисломолочными отходами. Также чтобы глина не пропускала воду, ее вощат – эта технология называется ганозис. Воск с маслами слегка подогревают, пропитывают ими нагретое изделие, а затем полируют тряпочкой из сукна или войлока.

Появляются и новые технологии – так, фасадную керамику для водонепроницаемости теперь модно пропитывать аквастопами.

Придать цвет керамике можно не только с помощью молока, воска и мучной болтушки. Богатую палитру цветов дают смеси различных минералов, солей, пепла и шлака. Глазури медью и малахитом окрашивают в голубые, синие оттенки, свинцовые – в зеленые и так далее.

Сергей Зацаренский:

– В прежние времена для получения цвета гончары пережигали на чугунной сковороде свинец в муку, просеивали через сито. Для зеленого цвета добавляли медный купорос, для красного – железный, для желтого – сурьмы и белил, для коричневого – окись марганца. Само изделие обмазывали солидолом и керосином, обсыпали приготовленной мукой и ставили на обжиг – приставший глет образовывал яркую блестящую глазурь.

Блестящие крынки глубокого черного цвета – это чернолощеная керамика. Такая изготавливалась еще в третьем тысячелетии до нашей эры. В чернолощеной посуде долго не киснет молоко и сливки, не засахаривается мед, она стойко выдерживает перепады температуры. Рецепт изготовления черных горшков на протяжении веков оставался неизменным: сначала изделие формируют на гончарном круге, сушат и обжигают в печи, а затем помещают в чан с опилками, закрывают крышкой и коптят. После этого натирают до блеска.

Виталий Гычев, гончар:

– Гончарное искусство сегодня перестало быть утилитарным, а носит декоративный характер. Крынки и квасники теперь редко используют по назначению, а чаще приобретают для украшения интерьера. Хотя лично я дома люблю готовить и хранить пищу в глиняной посуде – это не только красиво, но еще и очень удобно.

Гостья с Майорки

Вершина глиняного перевоплощения – яркая майолика – разновидность керамики, изготавливаемая из обожженной глины с использованием расписной глазури. В технике майолики выполняют изразцы, посуду, статуэтки, декоративные панно. Секретами этой техники владели еще мастера Древнего Египта. Но по-настоящему популярной расписная керамика стала в эпоху ренессанса, попав в Италию через испанский остров Майорку – от географического названия и произошел термин «майолика».

Одним из крупных центров майолики в России еще в XVII веке стал Ярославль, где изготавливали изразцы для украшения храмов и домов. И сегодня Ярославль славится своей керамикой – таких сервизов и скульптур не производят больше нигде в мире.

Создание ярких статуэток начинается с лепки пластилиновой миниатюры. На этом этапе будущая майолика мягка и податлива, а скульптор может проработать даже мелкие детали. Далее мастера заливают миниатюры гипсовым раствором, который, застывая, принимает форму скульптуры. Затем гипсовую форму заполняют шникером – жидким раствором глины. Спустя несколько минут форму освобождают от шникера и оставляют сушиться. После того, как гипсовые оковы снимают, остается тонкий глиняный черепок – через несколько суток его отправляют в печь.

Обожженную керамическую фигуру окунают в белую эмаль и расписывают матовыми стекловидными красками, которые мгновенно засыхают. Это невероятно кропотливый процесс, ведь у художника нет права на ошибку – если рука дрогнет, лишнее пятнышко уже ничем не закрасишь. После обжига матовая блеклая фигурка обретает яркость и глянец. Получается такая вот красота:

Если вы хотите украсить свой дом изразцами, почитайте советы наших форумчан в этой теме. Также советуем посмотреть наше видео, в котором подробно рассказывается о производстве изразцовой плитки. Рекомендации по выбору правильной посуды для готовки в печи вы найдете здесь.

Источник

Глина, виды глины

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Поэтому разработки породы ведутся не в местах ее образования, а среди различных отложений, слои которых имеют определенную окраску и чистоту. Для каждой работы требуется особая разновидность глины. Ниже предлагается краткая характеристика видов глины и ее специфических свойств по пригодности для гончарного производства.

Глина состоит из мельчайших кристаллов. Эти кристаллы формируют глинообразующий минерал класса силикатов — каолинит. Его состав: 47% оксида кремния IV (SiO₂), 39% оксида алюминия (АL₂О₃) и 14 % воды (Н₂0).

Следует обратить внимание на самые важные качества используемых сортов глины, наиболее распространенными из которых являются: красная глина, белая керамика (майолика), глина из песчаника, глина для производства фарфора и огнеупорная глина (каолин).

Природная красная глина

В природе эта глина имеет зеленовато-коричневую окраску, которую придает ей оксид железа (Fe₂O₃), составляющий 5-8% от общей массы. При обжиге в зависимости от температуры или типа печи глина приобретает красную или белесую окраску. Она легко разминается и выдерживает нагрев не более 1050-1100 С. Большая эластичность этого вида сырья позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.

Белая глина

Ее месторождения встречаются во всем мире. Во влажном состоянии она светло-серая, а после обжига приобретает белесый цвет или цвет слоновой кости. Белой глине свойственна эластичность и просвечиваемость из-за отсутствия в ее составе оксида железа.

Глина используется для изготовления посуды, кафеля и предметов сантехники или для поделок из глиняных пластин. Температура обжига: 1050-1150 °С. Перед глазурованием рекомендуется выдерживать работу в печи при температуре 900-1000 °С. (Обжиг неглазурованного фарфора называется бисквитным.)

• Пористая керамическая масса

Глина для керамики представляет собой белую массу с умеренным содержанием кальция и повышенной пористостью. Ее натуральный цвет — от чисто-белого до зеленовато-коричневого. Обжигается при низких температурах. Рекомендуется необожженная глина, так как для некоторых глазурей однократного обжига недостаточно.

• Майолика

Майолика — это вид сырья из легкоплавких пород глины с повышенным содержанием белого глинозема, обжигается при низкой температуре и покрывается глазурью с содержанием олова.

Название «майолика» происходит от острова Майорка, где ее впервые использовал скульптор Флорентино Лука де ла Роббиа (1400-1481). Позднее эта техника имела широкое распространение в Италии. Керамические изделия из майолики называли также фаянсовыми, так как их изготовление началось в цехах по производству фаянсовой посуды.

• Каменная керамическая масса

Основу этого сырья составляют шамот, кварц, каолин и полевой шпат. Во влажном состоянии оно имеет черно-коричневый цвет, а после сырого обжига — цвет слоновой кости. При нанесении глазури каменная керамика превращается в прочное, водостойкое и несгораемое изделие. Она бывает очень тонкой, непрозрачной или в виде однородной, плотно спекшейся массы. Рекомендуемая температура обжига: 1100-1300 °С. При ее нарушении глина может рассыпаться. Материал используют в различных технологиях изготовления гончарных изделий из пластинчатой глины и для моделирования. Отличают изделия из красной глины и каменную керамику в зависимости от их технических свойств.

• Глина для фарфора

Глина для фарфоровых изделий состоит из каолина, кварца и полевого шпата. Она не содержит оксида железа. Во влажном состоянии имеет светло-серый цвет, после обжига — белый. Рекомендуемая температура обжига: 1300-1400 °С. Этот вид сырья обладает эластичностью. Работа с ним на гончарном круге требует больших технических затрат, поэтому лучше использовать готовые формы. Это твердая, непористая глина (с низким во-допоглощением. — Ред.). После обжига фарфор становится прозрачным. Обжиг глазури проходит при температуре 900-1000 °С.

Различные изделия из фарфора, сформованные и обожженные при температуре 1400 °С. Дизайн: фарфор Пордамса

Крупнопористые крупнозернистые керамические материалы применяются для изготовления крупногабаритных изделий в строительстве, архитектуре малых форм и т. п. Эти сорта выдерживают высокие температуры и термические колебания. Их пластичность зависит от содержания в породе кварца и алюминия (кремнезема и глинозема. — Ред.). В общей структуре много глинозема с высоким содержанием шамота. Температура плавления колеблется от 1440 до 1600 °С. Материал хорошо спекается и дает незначительную усадку, поэтому используется для создания больших объектов и крупноформатных настенных панно. При изготовлении художественных объектов не следует превышать температуру в1300°С.

Цветная глина

Цветная глина — это глиняная масса с содержанием оксида или красочного пигмента, представляющая собой гомогенную смесь. Если, проникая глубоко в глину, часть краски останется во взвешенном состоянии, то может нарушиться ровный тон сырья. Как цветную, так и обыкновенную белую или пористую глину можно приобрести в специализированных магазинах.

Массы с цветным пигментом

Приготовление керамической массы требует большого внимания. Ее можно составить двумя способами, которые дают совершенно разные результаты. Более логичный и надежный путь: вносить красящие вещества под давлением. Более простой и, разумеется, менее надежный метод: подмешивать красители в глину рукой. Второй способ применяется, если нет точных представлений об окончательных результатах окраски или же есть необходимость повторить какие-то определенные цвета.

Источник

Что такое шамотная глина и где ее взять, состав, пропорции при кладке печи и применение

Что это такое?

Огнеупорная шамотная глина включает в свой состав гидроалюмосиликаты с высокой дисперсией. Данный материал относят к природным ископаемым и подразделяют на глины морского типа и материкового происхождения. Морская глина добывается со дна моря, тогда как материковые залежи встречаются в речных и озерных донных отложениях. В Россию шамотную глину добывают на месторождениях, самыми крупными из которых являются Астафьевское, Кыштымское и Палевское.

По цвету порода выглядит в зависимости от составляющих ее компонентов органических примесей. Чистая глина имеет светло-серую окраску, но распространены также и красные, синие, желтые варианты.

Состав огнеупорной шамотной глины выглядит следующим образом:

Востребованность и популярность шамота довольно высока, и объясняется это тем, что состав продукта полностью натуральный и имеет высокую степень устойчивости к высокотемпературным режимам. Кроме того, шамотная смесь при высыхании не склонна давать усадку и поэтому не растрескивается. Длительность просушки глины зависит от температуры окружающей среды, в среднем этот срок составляет 10-12 суток.

Из чего состоит и как выглядит

Первоосновой шамота является каолиновая глина, которая образуется в результате оседания частиц разрушенных горных пород. Массу серой каолиновый глины подвергают термической обработке при высоких температурах – порядка 1300-1500 Co, в следствие чего она теряет практически всю воду, скрепляющую её молекулы, и глина спекается. После такой обработки каолин приобретает бурый оттенок и по физическим свойствам становится подобен камню. В готовый вид шамот приводят с помощью металлических валиков, которыми дробят куски обожжённого каолина.

Чем выше температура обжига каолиновой глины, тем меньше воды остаётся в составе шамота, благодаря чему материал теряет свою пластичностью и не подвергается кардинальным физическим и химическим изменениям при термическом воздействии. Иными словами, из-за потери воды шамот практически не расширяется при нагреве. По поглощению влаги шамот разделяют на:

Водопоглощение — количество влаги, которое способен впитать в себя и удерживать в порах материал. Данная характеристика выражается в процентах как разница массы сухого материала и насыщенного влагой. К примеру, если сухой материал имеет массу 1 кг, а полностью насыщенный (больше он жидкости впитать не способен) — 1100 грамм, то его водопоглощение – 10%.

Все виды шамотной глины выдерживают примерно одинаковую температуру, при которой не подвергаются её разрушительному воздействию — 1800 Co. Выдержанная температура зависит от конечного материала, в котором был использован шамотный порошок: концентрации в нём глины, воды, удерживающих веществ и иных химических реагентов. Производители могут (но не обязаны) указывать точную максимальную эксплуатационную температуру глины на мешке, добавляя при этом детальный состав для замешивания.

Шамотная глина отлично подходит для кладки шамотного кирпича, так как оба материала обладают одинаковым коэффициентом линейного расширения

Также у глины есть ещё одна характеристика – влажность. Чем она выше, тем пластичнее материал, а следовательно – чувствительнее к термическому воздействию. Влажность, как и максимальную температуру, могут указывать на упаковке, но обычно на эту характеристику не обращают внимания, поскольку разница небольшая – от 4 до 7%. Кроме того, шамот различается по размеру частиц: для добавления в состав кирпичей используется мелкозернистый, а для декоративной отделки – крупнозернистый.

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:

Характеристики материала

Шамотную глину выпускают в форме порошка, фракцией до 2 мм. Если вещество хранили правильно (+15-25 С), то по консистенции однородное, без заметных кусков и комков. Материал теряет характеристики через 3 года или при содержании во влажных условиях.

Температура плавления всех видов шамотной глины – от 1500 до 1850 С. При повышении градуса эксплуатационные качества не меняются, что позволяет применять при изготовлении печей и каминов. После спекания вещество теряет способность впитывать влагу, при этом не утрачивая огнеупорности.

У каолина и песка нет связующих возможностей, но при соединении получается очень крепкая, плотная масса (сырец). Уровень прочности состава – 12-24 Н/кв.мм. Раствор из шамотной глины по устойчивости не уступает бетону. У средства высокие адгезивные свойства, что облегчает последующую обработку.

Одной упаковки материала в 20 кг достаточно для укладки 30 кирпичей. Чтобы облицевать куб поверхности, используют 100 кг огнеупорного вещества. Каолиновый состав пропускает сквозь себя кислород и влагу, поэтому в помещении сохраняется благоприятный микроклимат. Затвердевший натуральный шамот безопасен для здоровья человека.

Огнеупорная глина – очень дорогой материал с особыми правилами использования. Обработанная поверхность долго сохнет (3-4 суток). Если нарушить технологию приготовления раствора или не соблюдать сроки выдержки, то масса не станет крепкой. Поднимающаяся в воздух шамотная пыль токсична, поэтому во время смешивания ингредиентов обязательны респиратор с защитными очками.

Технические параметры и свойства

Характеристики шамотной глины у каждого производителя должны соответствовать нормативам ГОСТ 6137-8, который определяет основные параметры продукта:

Срок годности сухого шамотного состава не превышает 3 лет, при хранении его в сухой и плотно закрытой упаковке. Шамотные глиняные смеси применяют для кладки печей, каминов, дымоходов.

Из глины делают кирпичи, они так же, как и раствор, имеют огнестойкость и теплопроводность с одинаковыми параметрами.

Обоженный каолин обладает следующими полезными свойствами:

Недостатки шамотной глины заключаются в том, что этот продукт имеет высокую стоимость, а для приготовления рабочих растворов необходимо знать тонкости работы и обладать некоторыми навыками.

Основными физическими свойствами шамотной глины является ее огнеупорность, хорошая пластичность, способность к спекаемости и огневой усадке.

Чтобы получить изделие по заданным размерным и объемным параметрам, при формовании необходимо учитывать процент усадки и увеличивать параметры заготовки. Процесс усадки у шамотной глины начинает происходить уже при температуре от 600°C, он протекает довольное длительное время. Происходит этот равномерный процесс до того момента, когда температура не повышается до 1000°C. После этого рубежа усадка идет наиболее интенсивно и продолжается до температуры 1300-1400°C, после достижения этой отметки усадка останавливается.

Благодаря своим огнеупорным качествам глина чаще всего востребована для выполнения кладки печей. Кроме того, из этого материала изготавливается огнеупорный кирпич, необходимый для выкладывания печи изнутри, то есть для формирования топки. Эта же глина применяется и в качестве кладочного раствора, так как имеет хорошую адгезивную способность к поверхностям. Кроме использования шамотной глины в печном деле, она используется и для обмазок в виде огнеупорных масс и мертелей. Для этих целей применяют марки ПГБ или ПГА.

На сегодняшний день из огнеупорной глины производят керамическую облицовочную плитку, изразцы для отделки печей, тигели для расплавления драгоценных металлов, изделия из фарфора, фаянс.

Пластичность

К основным свойствам шамотной глины относят пластичность, огнеупорность, способность к огневой усадке, связующую способность. Некоторые термины требуют дополнительного определения. Под пластичностью подразумевается способность материала изменять свою форму при относительно небольшом воздействии. Это касается лишь увлажненных глин, так как шамотные глины, из которых была удалена влага, практически не подвержены деформации.

Пластичность возникает только когда глина контактирует с водой. Разные сорта глины обладают различными показателями пластичности, так как они зависят от состава минералов и зернистости шамота. При нагревании глины до температуры 150 градусов ее пластичность обратима. Но после дегидратационного процесса нагревание до более высоких температур делает пластичность необратимой. Снизить пластичность можно при помощи специальных добавок – отощителей, содержащих кварц и сухой шамотный песок.

Связующая способность

Связующая способность шамотной глины – показатель, который интересует не только строителей, но и декораторов. Глина способна связывать между собой мелкодисперсионные частицы шамота, которые сами по себе не являются пластичными. Под связностью подразумевается, что для разделения материала на части необходимо прикладывать определенное усилие.

Разведенный глиняный порошок после высыхания образует «сырец». Связующая способность сырца обусловлена пластинчатым строением частиц некоторых компонентов шамотной глины. Если такие компоненты будут присутствовать в других сортах глины, то их связность тоже будет высокой.

Воздушная усадка

Воздушная усадка показывает степень уменьшения объема заготовки после просушки. Она выражена в процентном соотношении к первоначальному объему. Для шамотных глин показатель воздушной усадки варьируется от 5 до 11%. Высокий показатель соответствует пластичным сортам глины. Их также называют «жирными» глинами.

Работать с пластичными сортами глины проще, однако в процессе обжига изделие начинает ужиматься, что приводит к образованию трещин. Сохранить первоначальные параметры без специальных примесей практически невозможно. В глину необходимо добавлять связующие компоненты.

Огневая усадка

Усадка происходит не только в процессе сушки, но и в процессе обжига, поэтому следует обратить внимание еще и на такую характеристику, как огневая усадка. Данный вид усадки объясняется, отнюдь, не испарением влаги, а плавлением глины, то есть некоторые ее соединения при высоких температурах могут плавиться. Жидкая субстанция проникает в поры и пространства между частицами, которые не расплавились. Плотность материала увеличивается, а объем, соответственно, уменьшается.

Весь описанный процесс называют огневой усадкой или усадкой огневого типа. Большое содержание кварцевого шамота позволяет избежать усадки. Дело в том, что кварцевые частица при высокой температуре образуют новые структуры кристаллический решетки увеличенного объема. Усадка и преобразование кристаллов компенсируют друг друга, поэтому объем заготовки практически не изменяется. Логично говорить о полной усадке, обусловленной процессом воздушной и огневой усадки. Для шамотной глины этот показатель не превышает 18%.

Для достижения заданных параметров необходимо рассчитать полную усадку и увеличить размеры заготовки. Усадка глины начинается при температуре 600 градусов и длится достаточно продолжительное время. Завершается монотонная усадка при достижении температуры в 1000 градусов. После этого интенсивность усадки увеличивается, а заготовка перестает изменяться в объеме только при температуре в 1400 градусов.

Температура спекания

Глина спекается в тот момент, когда она перестает впитывать влагу. Температура, при котором происходит указанный процесс, называется температурой спекания и служит одной из характеристик материала. Изделия из шамотной глины спекаются, не деформируясь, при этом сохраняются все огнеупорные свойства.

Огнеупорность

Под огнеупорностью понимают способность глины оставаться в твердом состоянии, то есть, не плавиться, при высоких температурах. Хорошая глина способна выдержать температуру до 1580 градусов. Высокая огнеупорность достигается очищением глины от посторонних примесей. Огнеупорность востребована при кладке печей и каминов.

Шамотная глина используется в качестве связующего материала, но из нее также изготавливаются кирпичи, которыми выкладывается внутренняя поверхность печи. Но такая глина нашла применение и в других отраслях. Она используется для изготовления изразцовых плиток, тигелей, в которых плавят драгоценные металлы, фарфора и фаянса, а также при лепке статуэток и декоративных поделок.

Получение

Шамот получают путём обжига при температуре 1300—1500 °C в печах, обычно вращающихся или шахтных.

Сырьё поступает в печь в естественном виде или в брикетах, подготовленных на ленточных, вальцевых и других прессах.

По степени спекания различают высокоотожжённый шамот, с водопоглощением от 2—3 до 8—10 %, и низкожжённый — до 20—25 %.

Производство и загрязнение окружающей среды

В производстве используется токсичная фенольная смола, технологический цикл предусматривает обжиг в печном цеху, в результате которого воздух вокруг предприятий, изготавливающих шамотные изделия загрязняется сернистыми и фенольными соединениями.

Другой фактор отрицательного воздействия на окружающую среду при производстве шамотных — шамотная пыль. Одна вращающаяся печь Великоанадольского огнеупорного комбината ежегодно производит около 13 800 тонн шамотной пыли ]источник не указан 355 дней.

Среди известных российских предприятий, изготавливающих шамотные изделия — «Снегирёвские огнеупоры» в подмосковном посёлке Снегири.

Преимущества и недостатки

Этот материал не вызывает противоречий как у профессиональных строителей, так у любителей выполнять бытовую работу своими руками, поскольку он практически незаменим при изготовлении печей и различных топок. Явными минусами шамотная глина не обладает, но это не исключает её отрицательных свойств. К достоинствам материала можно выделить:

Минусов меньше, да к тому же они характеры для многих качественных материалов:

Адгезия — физический процесс слипания разнородных тел под воздействием межмолекулярных сил.

Применение

Полученный шамот дробят, измельчают, после чего добавляют как отощающий компонент, который уменьшает пластичность и усадку при сушке и обжиге, в массу для формования изделий, в том числе из высокоглинозёмистых и других огнеупоров.

Также шамот используют при изготовлении мертелей, торкрет-масс, как наполнитель огнеупорных бетонов и в других составах.

В середине XX века, по мере роста распространённости материала, шамот начали применять для архитектурного оформления зданий и в скульптуре малых размеров.

Штукатурка шамотной глиной

Если вам приходилось выполнять оштукатуривание, то и при работе с шамотной глиной у вас проблем не возникнет, поскольку здесь используется схожая технология. Это работа не требует использования специальных инструментов, достаточно двух шпателей — большого и среднего.

С их помощью можно даже при отсутствии специальных навыков выполнить качественное оштукатуривание печи. Во время нанесения раствора нужно всё время контролировать его, подтирая растекающиеся капли и разглаживая неровности.

Толщина слоя должна составлять максимум 12 мм. В дополнительном увлажнении шамотный кирпич не нуждается. Когда кладка будет завершена, необходимо сделать паузу, чтобы штукатурка хорошо высохла. Обычно производители указывают время просушки на упаковке смеси. Когда штукатурка полностью высохнет, можно переходить непосредственно к отделке.

Изделия из шамотной глины

Многие дизайнеры часто включают этот материал в свои проекты, ведь он обладает такими преимуществами, как огнестойкость, высокая прочность. Не последнюю роль играет и привлекательная фактура. Шамотную глину часто используется для изготовления статуэток, керамической посуды, изразцов и других вещей.

Изделия из шамотной глины — это универсальный декор, который будет гармонично смотреться в интерьере любого стиля. Объясняется это тем, что шамотная глина приобретает высокую пластичность за счёт добавления в ней примесей.

Ещё это очень экологически чистый материал, поскольку в составе шамотной глины отсутствуют токсичные примеси. Изделия художественной керамики делают из пластичной глины разного состава и обязательно добавляя в неё шамотную крошку, которую берут в количестве около 40%.

Процесс изготовления изделий из шамотной глины начинается с составления эскиза. После этого художнику-керамисту необходимо изготовить форму, наполнить её шамотной глиной, а затем отправить её на просушку. Эта процедура занимает много времени и должна проходить в естественных условиях. Иначе у готового продукта изменятся геометрические формы.

Как приготовить раствор для огнеупорной кладки

На каждый огнеупорный кирпич в печной кладке нужно около килограмма скрепляющего раствора. Обычно 20-килограммовый мешок шамота расходится после укладки максимум 30 кирпичей. А на куб нужно не менее пяти таких мешков (100 кило раствора).

Приготовление скрепляющего кирпичи раствора идет по особой схеме. Вначале подбирается посуда для замеса. У этой посуды должны быть низкие борта и дно максимально большой площади. Идеальный вариант – это корыто или старая ванна.

На дно корыта засыпается дробленый шамот и кварцевый песок. Пропорция состава: 1 часть глины на 2 части песка для кладки топки и дымоходов. Используют Для кладки тела печки другую пропорцию: 1 часть глины на 3 части песка. Впрочем, если печник собирает небольшой очаг, то готовить отдельный состав не имеет смысла и тогда используют пропорцию 1:2 (шамот : песок).

По финальным объемам можно ориентироваться на вышеприведенную пропорцию – 100 кило на куб кирпича (5 стандартных мешков). Причем в мешках может содержаться не чистый шамот, а именно готовая смесь. Для такого состава кварцевый песок искать не нужно.

Ну а дальше, как гласит инструкция, в смесь добавляется вода, которая должна пропитать сухой состав и покрыть его на глубину первой фаланги указательного пальца. После этого корыто оставляют в покое на 2-3 дня, предоставляя сухой смеси время на поглощение влаги.

Именно поэтому печнику не нужно делать отдельные порции раствора, как в случае с цементом и штукатуркой, готовится сразу весь объем, достаточный для завершения кладки. Ведь поглотивший влагу состав будет высыхать в течение двух суток.

Затем нужно взять строительный миксер и замешать раствор до консистенции густого крема. Причем в слишком вязкие составы стоит добавить воды, а в чересчур жидкую смесь можно досыпать замоченного в отдельной посуде густого раствора или немного кварцевого песка.

Техника кладки на шамот не отличается от аналогичной технологии строительства стен или фундаментов. Рекомендуемая толщина швов – не более 10 мм.

Как сделать штукатурку на основе шамота

Растворы для оштукатуривания печей или стен готовят по похожей технологии:

После этого шамотную штукатурку можно использовать в течение нескольких часов. Поэтому при больших объемах отделки на площадке стоят несколько емкостей с замачиваемым составом.

Приготовленную штукатурку нужно использовать в течение нескольких часов

По применению такая штукатурка аналогична стартовым составам на основе гипса. Ведь размер шамотного зерна может доходить до 2,5 мм. Но песок в состав добавляют исключительно мелкозернистый. Причем пропорция 1:4 должна соблюдаться неукоснительно. В ином случае штукатурка потеряет вязкость и быстро потрескается.

Кроме песка в штукатурку можно подмешать дополнительные ингредиенты. Например, клей ПВА – он ускоряет отвердение отделочного слоя, застывающего в естественных условия в течение двух суток. Кроме того, перед нанесением на стену в штукатурку можно добавить дополнительный портландцемент из расчета 2 кило на мешок шамота. Он тоже помогает ускорить процесс отвердения раствора.

А вот для повышения прочностных характеристик смеси опытные штукатуры рекомендуют подмешивать в каждое ведро раствора до 150 грамм обычной поваренной соли, тщательно вымешивая посоленный состав миксером. В этом случае штукатурка будет более прочной.

Если необходимо добиться пластичности шамотной штукатурки, в корыто с раствором заливают состав типа жидкое стекло. Но объемы присадки не должны превышать 3% от объемов смеси.

Декоративная керамика на основе шамота

Огнеупорные составы обладают высокой пластичностью и не оказывают негативного влияния на природную среду и здоровье человека. Хотя производство шамота нельзя назвать экологически безвредным.

Кроме того, продукцию с высоким содержанием шамота можно не обжигать в печи. Она держит свою форму и без температурной обработки. Поэтому сухие огнеупорные смеси используют не только печники и штукатуры, но и дизайнеры, которые делают из таких составов отливки и даже скульптуры.

Для приготовления декоративного изделия используют следующую пропорцию: на шесть частей обычной глины берут 4 части шамотного порошка. После этого раствор замачивается в течение нескольких суток и тщательно вымешивается. Причем для отливок используют жидкую фракцию, похожую по консистенции на сметану.

Отливка высыхает в течение двух суток. И чтобы сократить этот период в готовый состав можно подмешать клей ПВА. А вот цемент в этом случае лучше не использовать.

Для скульптур делают более вязкий раствор, который наносят на проволочный каркас. Если создание скульптуры требует длительной работы с основой, подмешивают в раствор жидкое стекло (от 1 до 3 процентов от общего объема).

Обжиг плитки или скульптур выполняется спустя двое суток от момента завершения работы над декором. В ином случае их поверхность сильно покоробит, а габариты изделия уменьшатся. Температура в печи для обжига должна держаться на уровне 1300-1320 градусов Цельсия. На этой отметке шамот начинает плавиться, превращаясь в керамику.

Сколько сохнет шамотная глина

Опытные мастера говорят, что в большой печи может содержаться целая бочка жидкости. Она находится в составе, которым заделывают все швы конструкции и прочно скрепляют кирпичи между собой в единую надёжную термическую систему. Для того чтобы удалить из только что сложенной печи всю влагу и дать шамотному составу полностью высохнуть, необходимо не просто ждать, а постепенно и медленно топить печь небольшим количеством дров, тем самым помогая влаге выходить из пор глины. При этом важно соблюдать температуру окружающей среды — глина содержит в себе большое количество влаги при температуре ниже 10 Co, которая снаружи выглядит светлой и сухой.

Для ответственных работ не следует применять растворы шамота с маркировкой «У» (утилизационный)

Чтобы выгнать эту влагу из состава, нужно поддерживать температуру за пределами печи в районе 18-20 Co. Топить печь нужно 2 раза в день очень малым количеством дров — примерно по 4 полена каждый раз. Такой режим работы у печи должен быть примерно в течение 6-10 дней (зависит от размеров печи и глубины кладки) летом и около 2-3 недель зимой. Пока конструкция полностью не высохнет, печкой пользоваться нельзя!

В заключение стоит сказать, что совершенно необязательно прибегать к услугам опытных каменщиком-печников, чтобы сложить конструкцию для которой, в большинстве всех случаев, и применяется шамотная глина. Однако если домовладелец не уверен, что у него получится, а расходовать материал на эксперименты жалко, то лучше обратиться к профессионалам.

Заводские жаростойкие смеси

В готовых печных смеся все вышеописанные процедуры уже сделаны на заводе. Нет необходимости искать нужную пропорцию песка и глины. Большинство жаростойких смесей просто заливаются водой и перемешиваются. Количество воды тоже не придется подбирать: оно указано на упаковке. Опытным печникам такие смеси могут и не понадобиться, а для новичка при кладке печи своими руками жаростойкая смесь окажется полезной. Главный недостаток использования жаростойкой смеси – более высокая общая цена на постройку печи.

Существенным преимуществом готовых смесей является наличие в их составе ингредиентов, которые обычно не используются при приготовлении кладочного раствора своими руками. К таким компонентам относятся пластификаторы и шамотная крошка.

Готовые печные смеси на основе измельченных огнеупорных ингредиентов называются мертели. Они разделяются на шамотные, полукислые, муллитовые и муллитокорундовые. При кладке домашних печей используются только шамотные смеси. Остальные применяются при производстве доменных печей, вагранок, боровов и др. Подробнее остановимся на шамотных смесях.

Шамот – это огнеупорный материал, которые получается в результате обжига шамотной глины. Материал подвергается воздействию высоких температур до тех пор, пока полностью не потеряет пластичность и влагу. После этого шамот измельчают в порошок, смешивая с различными сортами глины, получают разные жаростойкие смеси. Мертели относятся к термотвердеющим, то есть свои огнеупорные свойства приобретают только после высокотемпературного обжига.

При всех своих достоинствах готовые смеси имеют и определенные ограничения. Во многих смесях не предусмотрено повторное замешивание, если весь запас раствора не был израсходован. Кладка не может производиться при отрицательных температурах. Раствор из готовой смеси из-за добавления пластификаторов будет сохнуть дольше. Приготовленную смесь нужно выработать за один раз.Ручной замес многих жаростойких печных смесей невозможен, потребуется обзавестись специальным миксером.

Заключение

Если у вас нет опыта работы с приготовлением связки и кладкой шамота, используйте готовые смеси и старый советский шамотный огнеупор. По отзывам печников, среднее качество раствора на основе мертеля и хороший советский шамот не подведут даже в любительской кладке.

Источник