Що таке шамотна глина: властивості, інструкція із застосування

Будівельники зі стажем, напевно, знайомі з таким матеріалом, як шамот. Як сировина йому використовується біла каолінова глина, що у процесі обробки піддається впливу високих температур, що робить її більш термостойкой.

Пройшовши термічну загартування в печах з гарячою температурою, шамот набуває міцності, порівнянної з каменем. Після цього його подрібнюють, а отриманий продукт називається шамотною глиною. Цей матеріал досить часто використовується при спорудженні термостійких об'єктів, а також виготовленні вогнетривкої цегли та красивих декоративних виробів.

Що таке вогнетривка шамотна глина

Поряд із традиційними матеріалами, у будівельних магазинах можна знайти і шамотну глину. Зазвичай вона пропонується у вигляді сухої будівельної маси, яка використовується як добавка в розчини кладок і штукатурні.

При необхідності в магазині можна придбати і шамотні цеглини. Каолін, що пройшов відповідне термічне загартування, зазвичай має. білий колір із кремовими відтінками або сіро-коричневий. Ці характеристики визначаються параметрами процедури випалу.

Сировиною для шамоту є глина, що містить високодисперсні гідроалюмосилікати. Ця глина дуже пластична і дозволяє сформувати з неї шматки різної форми. Іноді з неї роблять відразу пресовані брикети, після чого їх відправляють у спеціальні печі, розігріті до високих температур, де проходять процедуру випалу.

Кожен виробник використовує власну рецептуру виготовлення шамотної маси.При приготуванні одних складів додають більше обпаленого порошку, інших розчинів використовують порошок великого помелу, а при замішуванні третіх розчинів можуть збільшувати кількість води і т.д. буд.

У деяких видів шамоту їх особливі властивості обумовлені часом та висотою температури випалу. Це дозволяє в результаті випалу отримувати маси, що мають різний колір та фактуру.

У складі вогнетривкої глини міститься безліч різних хімічних елементів:

1. Оксид магнію (MgO).
2. Кварц (SiO2).
3. Оксид кальцію (CaO).
4. Оксид заліза (Fe 2 Про 3).
5. Оксид натрію (Na 2 Про).
6. Алюмінієвооксидна кераміка (Аl 2О 3).
7. Оксид калію (К2О).

Технічні характеристики та властивості

Перед придбанням шамотної глини покупець повинен дізнатися про термін придатності та умови зберігання. Звичайно, купувати матеріал, у якого термін придатності давно минув, не слід.

Що ж до зберігання, якщо глина тривалий час лежала на складі, то згодом вона позбавляється своїх властивостей. До того ж цей процес може прискоритися, якщо глину зберігали за високої вологості.

Кожен виробник під час виготовлення шамотної глини орієнтується на вимоги ГОСТу 6137-8. Саме він визначає основні технічні характеристики цього будівельного матеріалу:

• середній діаметр зерна – близько 2 мм;
• коефіцієнт водопоглинання – 2–10% для високопаленого шамоту та до 25% для низькопаленого;
• рівень вологості - не вище 5%;
• термостійкість – 1550–1850 °С.

Пакування шамотної глини вагою 20 кг зазвичай достатньо для створення кладки з 20–30 цеглин. Для влаштування кладки площею 1 кубометр потрібно близько 100 кг обпаленого каоліну.Після нанесення розчин набирає максимальну міцність за 2 дні за сприятливої ​​температури повітря від + 10 до +25 °C.

Шамотна глина зберігає свої властивості до трьох років з дня виготовлення за умови, що зберігається в оригінальній упаковці. Максимальні характеристики міцності матеріал набуває через 28 днів.

Способи застосування шамотної глини

В якості сировини шамотна глина застосовується для виготовлення сухих сумішей, що використовуються при виробництві штукатурних і розчинів кладок, а також для виготовлення вогнетривких цегли.

Кладка печей. Для спорудження надійної термостійкої печі або каміна досвідчені пічники рекомендують використовувати спеціальну цеглу, виготовлену з глино-шамотної суміші. Причому вибирати необхідно матеріал із маркуванням у вигляді літери «Ш».

Але з урахуванням вищої ціни цієї цегли його використовують виключно для кладки топки. Для влаштування решти конструкції застосовують звичайну червону цеглу.

Для надійного зв'язування шамотну цеглу укладають на вогнетривку глину, Яка має той же, що і цегла, коефіцієнтом розширення. На створення кладки зі 100 цегли йде приблизно 3 цебра розчину.

Штукатурка шамотною глиною

Якщо вам доводилося виконувати штукатурку, то і при роботі з шамотною глиною у вас проблем не виникне, оскільки тут використовується подібна технологія. Ця робота не потребує використання спеціальних інструментів, достатньо двох шпателів — великого та середнього.

З їхньою допомогою можна навіть за відсутності спеціальних навичок виконати якісне оштукатурювання печі. Під час нанесення розчину потрібно весь час контролювати його, підтираючи краплі, що розтікаються, і розгладжуючи нерівності.

Товщина шару має становити максимум 12 мм. Додаткового зволоження шамотна цегла не потребує. Коли кладка буде завершена, необхідно зробити паузу, щоб штукатурка добре висохла. Зазвичай виробники вказують час просушування на упаковці суміші. Коли штукатурка повністю висохне, можна переходити безпосередньо до оздоблення.

Вироби із шамотної глини

Багато дизайнерів часто включають цей матеріал у свої проекти, адже він має такі переваги, як вогнестійкість, висока міцність. Не останню роль відіграє приваблива фактура. Шамотну глину часто використовується для виготовлення статуеток, керамічного посуду, кахлів та інших речей.

Вироби із шамотної глини – це універсальний декор, який гармонійно виглядатиме в інтер'єрі будь-якого стилю. Пояснюється це тим, що шамотна глина набуває високої пластичності за рахунок додавання до неї домішок.

Ще це дуже екологічно чистий матеріалоскільки у складі шамотної глини відсутні токсичні домішки. Вироби художньої кераміки роблять із пластичної глини різного складу та обов'язково додаючи до неї шамотну крихту, яку беруть у кількості близько 40%.

Процес виготовлення виробів із шамотної глини починається зі складання ескізу. Після цього художнику-керамісту необхідно виготовити форму, наповнити її шамотною глиною, а потім відправити її на просушування. Ця процедура займає багато часу і повинна проходити у природних умовах. Інакше готовий продукт змінить геометричні форми.

Інструкція з роботи з шамотною глиною

Майстри, які мають мати справу з шамотною глиною вперше, часто стикаються з труднощами.Міцність кладки не завжди відповідає потрібній, штукатурка покривається мережею тріщин і обсипається.

Зазвичай це результат випалу, через яку каолінова глина повністю позбавляється своєї пластичності. Але це можна виправити під час замішування розчину. Необхідно взяти спеціальний клей або звичайний кварцовий пісок і додати розчин.

Перед роботою шамотний порошок необхідно змішати із звичайною водою. Пропорції визначаються залежно від цього, як саме планується використовувати розчин.

Як приготувати штукатурний розчин:

• Нам знадобиться упаковка шамотного порошку, який потрібно насипати у спеціальну ємність.
• Тепер починаємо лити у посуд воду до того часу, поки порошок не покриється повністю водою.
• Отриманої глини необхідно дати настоятися три дні.
• Після зазначеного часу необхідно виконати і остаточний заміс.
• Тепер потрібно додати кварцовий пісок чи воду – все залежить від складу. Перший компонент використовують для отримання більш рідкого розчину, а другий - для густішого.
• Беремо спеціальний дриль або будь-яке пристосування, що є під рукою, і добре розмішуємо склад.

Визначаємо готовність шамотного розчину за консистенцією, яка має нагадувати густу сметану. Після нанесення такий розчин не стікатиме і зможе триматися на поверхні. Можна допомогти розчину швидше схопитися, якщо додати до нього цемент, дотримуючись наступних пропорцій. не більше 2 кг на упаковку шамотної глини.

Можна прискорити цей процес, якщо купити склад для моментального замішування. Тоді не доведеться чекати три дні, поки розчин настоїться. Але є у цього складу недолік — він коштує в кілька разів дорожче за звичайну суміш.

У будь-якому випадку перед використанням до складу потрібно додати будівельний клей ПВА. У деяких випадках додатково роблять армуючий шар зі скловолокна.

Завершивши всі необхідні операції з виготовлення розчину, його починають наносити на поверхню, використовуючи шпатель. Рекомендується готувати суміш невеликими порціями, оскільки вона починає твердіти вже через 48 годин.

Як замішувати розчин для кладки цегли своїми руками

Береться ємність великих розмірів, до якої до шамотної глини додають пісок і воду. Для замішування розчину можна взяти бак 10-15 літрів. Тоді вам простіше перемішувати розчин.

Щоб визначити готовність розчину, необхідно взяти кельму та зачерпнути невелику кількість суміші. Готовність визначають після того, як швидко розчин стікає по кельмі. Якщо він рухається повільно, і після нього не залишається на інструменті слідів, значить, розчин готовий до використання.

Шамотна глина є екологічно безпечним матеріалом, але все ж таки під час приготування розчину слід дотримуватися запобіжних заходів. Потрібно стежити за тим, щоб частинки суміші не потрапили в обличчя. Якщо робота проводитиметься у робочому приміщенні, необхідно забезпечити хорошу вентиляцію.

Плюси та мінуси

Шамотна глина має певні переваги, про які необхідно знати кожному, хто збирається з нею працювати:

1. Висока термостійкість.
2. Високі адгезійні характеристики, що забезпечують прекрасну зчеплюваність з будь-якими поверхнями.
3. Паропроникність. Розчин дозволяє проходити крізь себе парам вологи, накопичує їх і при необхідності віддає, регулюючи повітрообмін.
4. Довговічність.Покриття із шамотної глини довго не покривається тріщинами, стійке до кришення, роками не змінює початкову форму та розміри.
5. Екологічна безпека.

Але також потрібно не забувати і про недоліки, які є у шамотної глини:

• проблеми з замішуванням якісного розчину, з якими стикаються майстри-початківці;
• висока вартість, що відрізняється матеріалом від звичайних, необроблених видів глин.

Не завжди за допомогою традиційних матеріалів можна виконати завдання, які постають перед будівельником. забезпечити високу термостійкість.

У таких випадках використовують спеціальний будівельний матеріал – шамотну глину. Її унікальність обумовлена ​​особливою технологією виготовлення, яка наділяє її. стійкістю до високих температур.

Але для того, щоб успішно вирішити завдання за допомогою шамотної глини, необхідно правильно приготувати розчин. дотримуватись правильних пропорцій, її потрібно готувати у невеликих кількостях, оскільки вона має невеликий час затвердіння.

Опис шамотної глини та сфери її застосування

При виготовленні цегли з вогнетривкими властивостями, а також печей, камінів або виробів декоративного призначення використовується шамот - вогнестійка глина. , яку можна порівнювати з кам'яною гірською породою.

Подрібнений шамот називається "шамотна глина". Вона має високу ступінь пластичності, стійкість до високих температур, а також має декоративний зовнішній вигляд, що використовується при процесі оштукатурювання поверхонь печі.

Що таке?

Вогнетривка шамотна глина включає до свого складу гідроалюмосилікати з високою дисперсією. Даний матеріал відносять до природних копалин та поділяють на глини морського типу та материкового походження. Морська глина видобувається з дна моря, тоді як материкові поклади зустрічаються в річкових та озерних донних відкладах. У Росію шамотну глину добувають на родовищах, найбільшими з яких є Астаф'євське, Киштимське та Палевське.

За кольором порода виглядає залежно від складових її компонентів органічних домішок. Чиста глина має світло-сіре забарвлення, але поширені також червоні, сині, жовті варіанти.

Склад вогнетривкої шамотної глини виглядає так:

• елементи кварцового піску;
• калію оксид;
• алюмінію оксид;
• кальцію оксид;
• магнію оксид;
• натрію оксид;
• заліза оксид.

Затребуваність і популярність шамоту досить висока, і це пояснюється тим, що склад продукту повністю натуральний і має високий ступінь стійкості до високотемпературних режимів. Крім того, шамотна суміш при висиханні не схильна давати усадку і тому не розтріскується. Тривалість просушування глини залежить від температури навколишнього середовища, загалом цей термін становить 10-12 діб.

Технічні параметри та властивості

Характеристики шамотної глини у кожного виробника повинні відповідати нормативам ГОСТ 6137-8, який визначає основні параметри продукту:

• колір сухої шамотної суміші – сірий, за структурою продукт сипкий, без грудок та великих конгломератів;
• фракція зерен за діаметром – приблизно 2 мм;
• високопалений шамот має коефіцієнт поглинання вологи від 2 до 10%;
• низькопалений шамот має коефіцієнт ступеня вологості не більше 25%;
• загальна вологість продукту має перевищувати 5%;
• температура плавлення знаходиться у діапазоні від 1550 до 1850°C.

Термін придатності сухого шамотного складу не перевищує 3 років, при зберіганні його в сухій та щільно закритій упаковці. Шамотні глиняні суміші застосовують для кладки печей, камінів, димарів.

З глини роблять цеглу, вони так само, як і розчин, мають вогнестійкість та теплопровідність з однаковими параметрами.

Обоженний каолін має такі корисні властивості:

• високий рівень стійкості до високих температурних режимів дає можливість застосовувати продукт для облаштування камінів, печей, а також димарів;
• глина здатна пропускати крізь себе вологу, тим самим утримуючи комфортний мікроклімат у приміщенні;
• при кладці глина використовується у вигляді розчину, який має високі адгезивні властивості;
• натуральний склад глини є абсолютно безпечним продуктом для здоров'я людини та навколишнього середовища;
• термін служби глини тривалий, і в процесі експлуатації матеріал не розтріскується та не кришиться.

Недоліки шамотної глини полягають у тому, що цей продукт має високу вартість, а для приготування робочих розчинів необхідно знати тонкощі роботи та мати деякі навички.

Основними фізичними властивостями шамотної глини є її вогнетривкість, хороша пластичність, здатність до спікання та вогневої усадки.

• Пластичність - під цим терміном у зволоженого шамотного складу мається на увазі можливість при додатку невеликих зусиль видозмінювати задану форму, при цьому суміш залишається у своєму пластичному вигляді і не розтріскується. У глини пластичні властивості виявляються лише за умови контакту з водою, причому у невеликих кількостях. Властивості пластичності залежать від складу мінералів, що входять до структури глини, а також від розміру частинок. У разі нагрівання до 150°C пластичність суміші носить оборотний характер. Однак якщо після закінчення дегідратаційного процесу нагріти шамот до 500-600 ° C, то оборотність пластичності буде втрачена. Якщо потрібно знизити пластичність, то до глини додаються звані отощители як кварцу, шамотного піску. Крім того, надмірна пластичність може бути знижена шляхом додавання малопластичних глин іншого складу.

• Сполучна здатність – у шамотної глини вона полягає у здатності до зв'язування між собою дрібнодисперсійних частинок піску або шамоту, які самі по собі не мають пластичності. При висиханні розведеного глиняного порошку виходить щільне та міцне утворення, зване «сирець». Саме собою поняття зв'язності передбачає зусилля, що необхідно докласти, щоб роз'єднати частки глини. Сполучна здатність цього матеріалу пояснюється невеликою за розміром і пластинчастою формою частинок компонентів шамотної глини. Найбільша зв'язність властива тим видам шамотної глини, у складі яких є найбільше подібних глинистих компонентів.

• Повітряна усадка – цей параметр проявляється зміною розмірів вихідної заготовки, зробленої із пластичної суміші та просушеної, у бік зменшення.Виражається ця величина у відсотковому співвідношенні щодо вихідного розміру непросушеної заготівлі. Зміна показника повітряної усадки у шамотної глини становить трохи більше 5-11%. Найбільший відсоток усадки показують глини, що володіють високим ступенем пластичності, їх ще називають «жирні», а найменший ступінь саджуваності мають так звані тонкі малопластичні сорти глини. Якщо використовувати шамотну глину з великим ступенем усадки, то при випаленні виріб змінить свої початкові параметри, що викликатиме складності при виготовленні виробів із заданими параметрами. Щоб змінити ситуацію, до глинистого складу додається шамот, яке залежить від сполучних характеристик глинистих фракцій.

• Вогнева усадка – проявляє себе змінами обсягів та розмірних показників початкової заготівлі у процесі випалу. Усадка матеріалу пояснюється тим, що сполуки глини, які легко піддаються плавці при високих температурних режимах, переходять у рідкий стан. Рідка субстанція, що утворюється, повністю обволікає собою всі частинки глини, що не піддаються плавленню, а також забиває всі порожнечі між цими частинками. Подібна часткова переплавка компонентів глинистої суміші, разом з дією сили поверхневого натягу рідин, обумовлює максимальне наближення один до одного всіх компонентів суміші, при цьому обсяг заготовки зменшується, що і називають усадкою вогневого типу.Якщо в шамотному складі міститься велика кількість кварцового компонента у вигляді дрібних фракцій, то усадки може і не бути, або здійснюється розширення частинок складу, так як при нагріванні кварцові частинки утворюватимуть новий різновид кристалічної решітки частинок зі збільшенням їх обсягу. У шамотної глини усадка вогневого типу, як правило, не перевищує 3-6%. Існує ще й поняття повної усадки, яка складається із взаємодії вогневої та повітряної усадок у сумі, такий показник знаходиться в межах 6-18%.

Щоб отримати виріб за заданими розмірними та об'ємними параметрами, при формуванні необхідно враховувати відсоток усадки та збільшувати параметри заготовки. Процес усадки у шамотної глини починає відбуватися вже за нормальної температури від 600°C, він протікає досить тривалий час. Відбувається цей рівномірний процес до моменту, коли температура не підвищується до 1000°C. Після цього межі усадка йде найбільш інтенсивно і продовжується до температури 1300-1400°C, після досягнення цієї позначки усадка зупиняється.

• Температура спікання – це показник температурного режиму, при дії якого глиняна суміш втрачає здатність до поглинання вологи, тобто вона спікається. Вогнетривкий шамотний склад і всі вироби, виконані з нього, спікається без розплавлення та деформації, не втрачаючи здатність до вогнетривкості.
• Вогнетривкість – під цим терміном розуміють властивість глиняної суміші не розплавлятись під впливом температурних режимів у межах 1580°C. Така вогнестійкість у глини досягається через малий відсоток сторонніх домішок, що містяться в ній.Подібний тип глини використовується при виготовленні жароміцних виробів, у тому числі фаянсу або порцеляни.

Завдяки своїм вогнетривким якостям глина найчастіше затребувана для виконання кладки печей. Крім того, з цього матеріалу виготовляється вогнетривка цегла, необхідна для викладання печі зсередини, тобто для формування топки. Ця ж глина застосовується і як розчин кладки, так як має хорошу адгезивну здатність до поверхонь. Крім використання шамотної глини у пічній справі, вона використовується і для обмазок у вигляді вогнетривких мас та мертелів. З цією метою застосовують марки ПГБ чи ПГА.

На сьогоднішній день з вогнетривкої глини виготовляють керамічну облицювальну плитку, кахлі для оздоблення печей, тигелі для розплавлення дорогоцінних металів, вироби з порцеляни, фаянс.

Опис видів

Вогнетривкий шамот є компонентом, на основі якого можна приготувати різного призначення розчини. Глина поділяється на комову та мелену. Комовий різновид застосовується для виготовлення клінкеру, керамічних та жаростійких виробів, а порошок шамота застосовують для приготування робочих розчинів, що використовуються при обмазуванні або оштукатурюванні поверхонь. Крім того, з порошку готують набивні та формувальні суміші.

Каолінова глина підрозділяється ще й складом, залежно від пропорції шамотного піску. Для приготування розчинів використовують:

• сполучний тип глини із вмістом 55% піску;
• плавний тип, де пісок може бути від 20 до 48%;
• виснажений тип із вмістом піску трохи більше 21%.

Залежно від вмісту оксидів алюмінію шамотний склад поділяється на такі різновиди:

• високоосновну – трохи більше 40%;
• основну – від 25 до 37%;
• напівкислу – трохи більше 27%.

Крім того, шамотний порошок глини поділяють і за сортами. Усього існує 4 сорти залежно від складу домішок та ступеня вогнестійкості:

Навіщо застосовується шамот?

У вигляді сухої суміші шамотна глина використовується для приготування робочих розчинів кладок або штукатурних, а також з неї виготовляють і вогнетривку цеглу. Шамотна глина є незамінним продуктом у випадках, коли для саду потрібна вогнищева чаша, піч для обігріву будинку, тандир для приготування їжі, тигель для випалу матеріалів.

Кладка печей

Для виконання пічних робіт, коли встановлюються збірні елементи при кладці печі, барбекю або каміна, використовується не тільки спеціальна вогнетривка цегла, але і шамотна суміш, отримана з глини. Для робіт потрібно купувати суху глину з маркуванням «Ш», що означає «шамот».

Так як вогнетривка цегла коштує дорого, то її в основному застосовують для облаштування внутрішньої топки печі, а зовнішню частину пічної конструкції збирають з червоної глиняної цегли. Щоб надійно зв'язати всі елементи кладки між собою, цеглу потрібно укладати на вогнестійку шамотну глину, яка має рівний з цеглою коефіцієнт розширення при нагріванні.

Як правило, в середньому на укладання 100-110 цеглин потрібно приготувати не менше 3 відер шамотного розчину.

Штукатурка

Крім сумішей для виконання цегляної кладки, з шамоту роблять і штукатурні склади для обробки стінових поверхонь або як адгезивна речовина при облицюванні оздоблювальним матеріалом. Шамотна штукатурка є чудовим варіантом для надання надійності кладці при облаштуванні печей. Таким складом обробляють ті частини печі, які мають вихід інших приміщення. Цей підхід дозволяє знизити нагрівання стінових поверхонь та створити заслін для нагрітого повітря. Товщина такої штукатурної обробки не повинна перевищувати 1,2 см.

Всі види робіт із розчинами із шамотної суміші виконують із застосуванням шпателя. Спрощує процес застосування стрічки-серп'янки. Після завершення процесу кладки або штукатурки потрібно дочекатися, щоб розчин встиг схопитися і висохнути.

Інші способи застосування

Сучасні дизайнери часто використовують шамотну глину не тільки для облаштування жароміцних конструкцій, але і для створення естетично привабливих декоративних виробів. Це може бути кераміка, кахлі, квіткові горщики, кашпо, посуд, плитка, вуличні вазони для квітів. Шамот застосовують для ліплення фігурок, статуеток, сувенірів. Всебічна застосування шамотної глини пояснюється привабливою фактурою, а також високою міцністю та вогнестійкістю.

Шамотна глина – це податливий та пластичний матеріал, з яким приємно працювати. Вироби з нього завжди виглядають оригінально та можуть гармонійно поєднуватися з будь-яким дизайнерським стилем. У складі шамоту повністю відсутні шкідливі для людини домішки, тому працювати з нею можна не лише дорослим, а й дітям. Після того, як виріб буде сформовано, його відправляють у піч для випалу, в процесі якого всі геометричні пропорції зберігаються у виробі у незмінному вигляді.

Як працювати із шамотною глиною?

Щоб використати порошок шамотної глини, потрібно приготувати робочий розчин. Його позитивна властивість полягає в тому, що суміш не тріскається при висиханні. Наприклад, щоб зробити штукатурний склад, слід вчинити так.

• Беруть шамотний пісок, портландцемент та звичайний пісок з кар'єру в пропорціях 7:1:2. З метою збільшення міцності готового складу до суміші можна додати сіль із розрахунку 100 г на 8 л розчину.
• Сипучі фракції потрібно поступово розводити водою, одночасно проводячи помішування, щоб усі компоненти рівномірно розподілялися між собою. Воду додають малими порціями, щоб густоту складу можна було контролювати. Найбільш зручною для роботи вважається консистенція густої сметани.
• Перед початком штукатурних робіт поверхню зачищають, а потім покривають розчином вогнетривкої шпаклівки, на яку укладається будівельна сітка. Далі поверх цього шару наносять шар розчину. Поверхню вирівнюють та дають їй повністю застигнути.

Фахівці вважають, що для виконання пічних або оздоблювальних робіт не можна використовувати тільки шамотний пісок, так як робочий штукатурний склад матиме погану пластичність. До суміші обов'язково додають каолін або глину. Співвідношення інгредієнтів піску та глини беруть у пропорції 2:1 або 4:1.

Для створення вогнестійкої суміші не можна застосовувати звичайний річковий або кар'єрний пісок, тому що під дією високих температур він має властивість розширюватися, і кладка або штукатурне облицювання в цьому випадку почне розтріскуватися та руйнуватися. Додавання до складу шамотної суміші портландцементу збільшує міцність суміші, але через таку добавку знижуються її вогнетривкі властивості – склад може витримувати нагрівання лише до 800°C. Іноді до шамотної глини додають скловолокно, такий крок також підвищує міцність кладки.