глина шамотная что это такое состав
Что такое шамотная глина: состав, плюсы и минусы, инструкция по применению
При строительных и отделочных работах особое внимание уделяется качеству и эксплуатационным свойствам скрепляющих растворов. Вид сухой смеси выбирается в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Шамотная глина широко применяется при кладке, оштукатуривании и декоративной обработки изделий работающих в условиях высоких температур.
Существует несколько модификаций шамотной глины каждая из которых имеет свои особенности. Рассмотрим более подробно состав, назначение и особенности использования различных модификаций шамотных смесей.
Что такое шамотная глина?
Шамотная глина – это не что иное, как модификация каолиновой глины, прошедшей высокотемпературный обжиг при температуре от 1300 до 1500 0 С. Такая обработка удаляет из состава глины практически всю влагу, что способствует ее спеканию. На последнем этапе производства каолиновые пласты дробятся металлическими валиками до получения мелкозернистой фракции.
Состав, свойства и характеристики
Благодаря специфическому химическому составу, повышенной механической прочности и жаростойкости шамотная глина широко применяется в массовом и гражданском строительстве, архитектуре, декоративно-прикладном искусстве. Наиболее значимыми составляющими, входящими в состав строительного материала можно считать:
Именно эти компоненты определяют эксплуатационные характеристики огнеупорной шамотной глины:
По способности поглощать влагу различают две модификации:
высокоотожженная. Влагопоглощение такой глины может составлять от 2 до 8%;
низкоотожженная. Для такого материала характерно влагопоглощение на уровне 20-25%.
Жаростойкая шамотная глина широко применяется при создании строительных смесей в самом широком диапазоне. Плотность исходного сырья, технология производства, максимальная температура при обжиге и качество дробления определяют область использования конкретного вида глины.
В зависимости от фракции шамота, глина может быть комовой и молотой.
Комовая глина нашла свое применение при изготовлении жаростойких, полимерных и резинотехнических элементов. Кроме того, она встречается в составе картона, бумаги и клинкерных и керамических элементов дизайна.
В зависимости от количества связующего компонента (песка) шамотная глина может быть:
По количеству оксида алюминия, входящего в состав шамотной глины, можно выделить три группы:
Сфера применения
В зависимости от процентного соотношения элементов и технологического процесса производства, данный строительный материал может использоваться в самых разных областях. Благодаря высокой термостойкости, шамотная глина получила широкое распространение в массовом и гражданском строительстве, архитектуре и декоративно-прикладных видах искусства.
Привлекательный внешний вид и оригинальная фактура особенно ценятся при создании декоративных предметов интерьера. Чаще всего его используется при:
Высокие прочностные характеристики и пожаробезопасность шамотной глины дают возможность эффективно использовать материал для декорирования печей, каминов и фасадов.
Преимущества и недостатки
Высокая популярность огнеупорной глины обусловлена целым рядом достоинств:
К недостаткам можно отнести два фактора:
Только строгое соблюдение дозировки и последовательности замеса позволит получить качественный и прочный раствор.
Как приготовить раствор из шамотной глины
В зависимости от области применения, смеси из глины имеют различные пропорции. Рассмотрим подробно, как правильно замесить раствор на основе шамота для укладки кирпичей и для штукатурных работ.
Смесь для кладки кирпичей
В большинстве случаев шамотные смеси применяются для строительства и ремонта печей, каминов и других объектов, работающих в условиях высоких температур. Для возведения печей и каминов как правило применяется термостойкий силикатный или шамотный кирпич.
Для обеспечения прочности, надежности и максимального срока службы необходимо чтобы раствор и кирпич имели одинаковые коэффициенты температурного расширения.
Кладочный раствор на основе шамотной глины
Если смесь получилась слишком жидкой, можно добавить в состав кварцевый песок. Густые смеси разбавляются водой до требуемой консистенции.
Существуют и более сложные составы. Высокопрочный жаростойкий раствор, способный выдерживать температуру до 1840 0 С.
Раствор получают путем смешивания 1 части синей глины, 1 части шамотной глины и 4 частей белого каолинового песка. После тщательного перемешивания в сухую смесь добавляется вода. Раствор вымешивается в бетономешалке до получения однородной вязкой массы.
Улучшить эксплуатационные характеристики раствора можно, добавив в него следующие ингредиенты:
Добавление этих компонентов существенно повышает пластичность раствора.
Раствор для штукатурки
Штукатурные растворы на основе шамотной глины отличаются высокой прочностью, жаростойкостью и длительным сроком службы.
Методика проведения штукатурных работ шамотным составом ничем не отличается от штукатурки известковым или песчано-цементным раствором. Отличие заключается только в составе раствора.
Штукатурная смесь на основе шамотной глины
Для приготовления раствора потребуются:
Перед смешиванием песок необходимо тщательно просеять. Приготовление раствора осуществляется в следующей последовательности:
Важно! Готовую штукатурную смесь необходимо выработать за 2-3 часа до начала затвердевания
Штукатурная смесь на основе шамотной глины должна наноситься на обработанную термостойкой грунтовкой поверхность. Это обеспечит максимальную адгезию с основанием.
Состав для изготовления декоративных элементов и сувениров
Для изготовления декоративных предметов интерьера смесь приготавливается в определенной последовательности:
Отливка может сохнуть интенсивнее, если в готовый состав влить 1 часть клея ПВА. Когда изделие окончательно высохнет, его подвергают высокотемпературному обжигу. При этом температура в печи должна быть приблизительно 1300 0 С.
Инструкция по применению кладочной глино-шамотной смеси Терракот
Кладочный состав «Терракот» представляет собой готовую к применению смесь, обеспечивающий надежность и высокое качество кирпичной кладки, работающей в условиях повышенной температуры.
В состав смеси входят:
Эксплуатационные характеристики
Производитель состава «Терракот» гарантирует соответствие продукта приведенным ниже параметрам:
Для разведения 1 кг сухого порошка нужно применить 300 мл чистой воды.
Состав предназначена для укладки керамических и шамотных кирпичей.
Прежде чем приступить к кладке поверхность необходимо тщательно зачистить от старой краски, наплывов цемента, различных загрязнений и пыли. Перед укладкой пропитывать кирпич водой на протяжении 3 минут. Для укладки 40 кирпичей потребуется 20 кг готовой смеси.
Замешивание смеси
Для приготовления качественного раствора необходимо:
Методика выполнения работ
Кладочные работы рекомендуется проводить при температуре от +5 до +60 0 С. Толщина швов должна составлять от 10 до 12 мм. Готовая смесь наносится строительным мастерком. Расшивка швов производится сразу по окончанию укладки.
Первичный прогрев кладки допускается не раньше 48 часов с момента завершения укладки кирпича. Температура первичного нагрева должна быть не более 300 0 С. При дальнейшей эксплуатации время и температурный режим не нормируются.
В случае загустения раствора допускается добавление небольшого количества воды при тщательном перемешивании.
Упаковка и условия хранения
Шамотная смесь «Терракот» реализуется в мешках емкостью 5 и 20 кг. Срок годности состава не ограничен. Замерзание и размораживание, промокание и сушка не сказываются на эксплуатационных характеристиках смеси. В состав материала не входят токсичные компоненты, поэтому он полностью безопасен для человека и окружающей среды.
Шамотная глина считается уникальным, экологически безопасным стройматериалом, имеющим высокие эксплуатационные свойства. Материал широко применяется в строительных работах, архитектуре изготовлении различных предметов интерьера, посуды и статуэток. Высокие прочностные характеристики и способность выдерживать высокие температуры позволяет применять шамотную глину для возведения и отделки печей и каминов.
Шамотная глина: виды, состав и характеристики, где используется, варианты приготовления
Зачастую для возведения отопительных печей и каминов, изготовления огнеупорных кирпичей и декоративных изделий используется специальный материал – шамотная глина. Хорошая пластичность, жаростойкость и эстетичность глины делают ее незаменимой для оштукатуривания и декоративной отделки различных поверхностей. Чтобы обеспечить длительный срок службы материала, необходимо знать, как правильно его использовать для различных целей.
Описание и состав огнеупорной глины
Шамотная глина изготовлена из чистого каолина, который подвергается тепловой обработке в печи или барабане под воздействием высоких температур в диапазоне от 1100 до 1500 градусов. В процессе обжига снижается пластичность и уровень влажности глины, что на выходе позволяет получить твердую основу, имеющую различную фактуру и плотность. Завершающим этапом является измельчение материала для получения сухой мелко- и среднефракционной массы.
В состав шамотной глины включены следующие химические компоненты:
Особый химический состав, повышенная прочность и стойкость к температурному воздействию дают возможность использовать шамот в современном строительстве, дизайне и скульптуре.
Основные технические характеристики материала
Если соблюдены особые условия складирования, это позволяет сохранить уникальные свойства огнеупорной глины на протяжении всего срока ее эксплуатации. Особую опасность для нее представляют высокая влажность воздуха, низкие температуры и нарушение целостности заводской упаковки. Срок годности шамота составляет 3 года от даты производства. Для затвердения кладочного раствора требуется 48 часов, для достижения полной прочности – 28 дней.
Технические характеристики материала строго регламентируются ГОСТом и составляют:
Разновидности огнеупорной глины
Огнеупорная глина – готовая основа, которая подходит для приготовления строительных растворов различного назначения. В зависимости от плотности расходного сырья, методов производства, температурного режима обжига и степени измельчения, материал имеет множество разновидностей.
Существует два вида шамотной крошки: комовая и молотая.
По количеству связующей добавки – песок, глина – бывает:
По степени содержания алюминиевого оксида прокаленная шамотная глина бывает:
В зависимости от фракционных примесей, степени огнестойкости и химических элементов выделяют 4 сорта глины: особый, 1-й, 2-й и 3-й.
Сферы использования и рецептура составов
Благодаря своим хорошим техническим характеристикам и длительному сроку эксплуатации, огнеупорная глина широко используется для приготовления штукатурных и кладочных растворов, производства жаростойких кирпичей, изготовления керамики и декоративных элементов интерьера.
Этот материал отлично подходит для изготовления посуды, статуэток, скульптур и сувениров.
Высокая прочность и пожаробезопасность шамота позволяют использовать его для декоративной отделки отопительных печей, каминов и фасадов зданий.
Огнеупорная кладка отопительных приборов
Опытные печники при строительстве, ремонте печей и каминов применяют термостойкие силикатные кирпичи. В этом случае кладка выполняется при помощи специального раствора на основе огнеупорной глины, который имеет одинаковые с кирпичом коэффициенты температурного расширения.
Если для кладки применяется стандартный кирпич с низким уровнем пустотности, то расходная норма материала составит 100 кг шамотной смеси на 1 кубический метр кирпича.
Инструкция по замесу кладочного раствора:
Более сложная рецептура предусматривает использование следующих компонентов: 1 часть синей глины, 1 часть шамотной глины и 4 части белого каолинового песка. Смесь разводится водой до получения вязкого раствора. Готовый состав обладает высокой прочностью и огнеупорностью, достигающей отметки в 1840 градусов.
Для улучшения эксплуатационных характеристик в готовый раствор следует добавить связующие компоненты:
Технология нанесения раствора аналогична той, что применяется при кладке стен и фундаментных оснований. Оптимальная толщина швов между кирпичами – от 8 до 10 мм.
Оштукатуривание поверхностей
Способ оштукатуривания шамотной глиной схож с процессом нанесения обычной штукатурки. Единственное отличие заключается в рецептуре приготовления самодельного штукатурного раствора.
Он состоит из таких компонентов:
Качественный раствор можно приготовить следующим образом:
Важно! Готовый состав можно использовать в течение 2-3 часов до начала его затвердевания.
Нанесение штукатурного состава выполняется на предварительно подготовленную поверхность отопительного прибора. Поскольку обжиг приводит к снижению пластичности шамота, поэтому необходимо обеспечить его максимальную адгезию с поверхностью.
Это предусматривает применение специальной термостойкой грунтовки глубокого проникновения. В дальнейшем на грунтованную поверхность можно клеить армированную металлическую сетку для повышения адгезии штукатурного состава.
Для оштукатуривания печек и каминов используются два вида шпателей – среднего и большого размера. Раствор необходимо аккуратно нанести и равномерно распределить на поверхности шпателем, своевременно устранив все потеки и неровности. Оптимальная толщина штукатурного слоя – 2 мм.
Декоративная отделка наносится после полного высыхания шамотной штукатурки.
Изготовление декоративных элементов и керамики
Благодаря своей прочности, эстетичности и фактурности материал особенно востребован среди дизайнеров. Применение глины распространено в производстве посуды, изразцов, декоративных элементов интерьера – и это неполный перечень того, что можно сделать на ее основе.
Хорошие результаты достигаются за счет добавления в шамотную глину особых примесей, увеличивающих пластичность материала.
Для производства керамики и декоративных изделий используется обычная пластичная глина различной жирности, в которую добавляется молотый шамотный порошок. Его доля может достигать 42%.
Чтобы сделать изделия из шамотной глины, мастеру необходимо создать рабочий эскиз, а также подготовить формы или молды для отливки.
Раствор для изготовления декоративных изделий и керамики готовится по схеме:
Важно! Готовая отливка может сохнуть быстрее, если добавить в раствор часть клея ПВА.
Для изготовления скульптур и статуэток понадобится более пластичный раствор, который удобно наносить на проволочное основание. Чтобы упростить работу с подобным материалом, в основу можно добавить жидкое стекловолокно (его объем составляет 3% от всей массы раствора).
Обязательным этапом производства декора является обжиг готовых изделий. Он осуществляется через 2-3 дня после окончания всех работ. Это предотвратит возможную деформацию и растрескивание поверхности.
Температура обжига в специальной печи должна достигать отметки в 1300 градусов. Подобный температурный порог обеспечивает правильное плавление шамота с плавным преобразованием его в керамику.
Шамотная глина представляет собой уникальный, экологически чистый строительный материал, обладающий высокими техническими характеристиками. Чтобы получить качественный продукт, необходимо соблюдать не только технологию приготовления раствора, но и основные меры предосторожности при работе с расходным сырьем.
Шамотная глина в керамике и ее свойства
Одной из разновидностей глины является шамот. Его используют в кладке печей, облицовке каминов, при изготовлении огнеупорных кирпичей, в качестве скрепляющего материала и для декоративного назначения. В состав шамотной глины входит белый каолин, который после обжига приобретает прочность и огнестойкость.
Высокотемпературная обработка превращает глину в материал, свойства прочности которого сравнивают с прочностью горных пород.
Шамотная глина или шамот – это обожженная глина из белого каолина, причем обжиг является обязательным условием изготовления материала, так как при высокой температуре происходит удаление химически связанной воды и материал теряет свою пластичность. Различают цирконовый, корундовый и высокоглиноземистый шамот. Керамисты шамотом называют смесь пластичных глин разного сорта с добавлением зернистой шамотной крошки.
Общие сведения о шамотной глине
Шамот в своем составе содержит гидроалюмосиликаты высокой дисперсии, это группа природных силикатов с наличием кремния и алюминия. Образуется шамот только естественным путем, поэтому он считается природным ископаемым.
Различают морские шамотные глины и материковые глины. Морская глина, как уже понятно по названию, добывается с морского дна. Материковые глины залегают на дне рек и озер. В России есть три крупнейших месторождения шамотной глины: Кыштымское, Астафьевское и Палевское. Локальные месторождения повлекли за собой строительство комбинатов по изготовлению огнеупорных материалов.
Например, Боровичский комбинат огнеупоров Новгородской области использует шамотную глину с собственных карьеров.
Цвет готовой шамотной глины зависит от температуры ее обработки, а цвет начального сырья – от органических примесей и прочих компонентов. Глина без примесей имеет светло-серый оттенок. Встречаются красные, желтые и даже синие цвета. В состав шамота входят следующие элементы:
Именно устойчивость к высоким температурам и сделала шамотную глину популярной и востребованной. В керамическом искусстве шамот тоже имеет ряд преимуществ, среди которых такие качества, как экологическая чистота и натуральность, а также прочность.
Для керамиста важным качеством шамота является то, что он не дает усадки при высыхании, а это означает отсутствие трещин, свойственных обычной глине. Срок сушки изделия может продлиться от 10 до 12 суток. На продолжительность данного процесса влияет не только толщина слоя глины, но и влажность окружающего воздуха, а также его температура.
Белая каолиновая глина образуется, благодаря процессу оседания горных пород. Сначала ее обжигают при температуре 1300-1500 градусов, в результате чего она спекается и теряет всю влагу. Каолин становится бурым. Затем его измельчают, а образовавшийся порошок (шамот) добавляют в основную массу для формирования изделий, как отощающую добавку, уменьшающую пластичность и усадку. Чем выше температура обработки, тем больше влаги потеряет материал. По способности поглощать влагу готовый шамот подразделяют на два типа:
Низкожженные шамоты обладают более высоким водопоглощением, то есть они способны впитывать в свои поры большее количество влаги. Водопоглащение выражается в процентах и показывает отношение разности масс сухого и влажного материала к массе сухого материала.
Шамотные глины способны выдерживать температуру до 1800 градусов, при этом сохраняя свои свойства и не разрушаясь. Температура указана условно. Ее более точное значение зависит от концентрации шамота и прочих компонентов. Обычно производители указывают состав глины и приводят детальную инструкцию по замешиванию. Благодаря тому, что у готовых кирпичей и шамотной глины одинаковый коэффициент линейного расширения, рекомендуется использовать эти материалы для кладки.
Такая величина, как влажность, тоже является характеристикой шамотной глины. Необходимо понимать, что более высокая влажность является причиной повышенной пластичности материала, следовательно, повышенной чувствительности к температурным перепадам. Влажность тоже указывает производитель, хотя в его обязанности это и не входит. Отличается глина и зернистостью. При изготовлении кирпичей пользуются мелкозернистым шамотом, а в декоративном искусстве – крупнозернистый.
Технические параметры
Все характеристики шамотной глины нормированы ГОСТ 6137-8. Согласно данным стандартам, к шамоту предъявляются определенные требования:
Соответствующие указанным требованиям материалы имеют срок годности до 3 лет. Хранить шамот следует в сухой герметичной упаковке.
Получить качественный огнеупорный материал позволяют уникальные свойства белого каолина. Он устойчив к высоким температурам, поэтому может входить в состав любого строительного материала. Шамотная глина может быть использована в качестве основного материала для штукатурки в жилых помещениях. Она пропускает влагу сквозь поры, поэтому отлично сохраняет необходимый для человека микроклимат. Глина с добавлением шамота обладает высокой адгезией, что очень удобно при проведении кладки кирпича.
Изделия из шамотной глины отличаются долговечностью, а сам материал не теряет своих свойств в процессе эксплуатации. К сожалению, как и любой другой материал, шамотная глина обладает и определенными недостатками. Например, ее нельзя назвать доступной, поэтому продукт имеет относительно высокую стоимость. Кроме того, шамотная пыль, попадая в легкие, вызывает такое заболевание, как силикоз. Это профессиональная болезнь сотрудников комбинатов, где производят огнеупорные материалы.
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.
Шамотная глина в керамике
Фактурность глины, ее прочность и эстетичность нашла применение в качестве материала среди дизайнеров. Шамот используют в производстве изразцов, посуды, статуэток и прочих декоративных элементов интерьера. Мастер знает все о свойствах данного материала, поэтому использует примеси, регулируя его пластичность.
В керамике используется самая обычная глина, в которую добавляется сухой шамотный порошок. Доля этого порошка может достигать до 50% от всей массы материала.
Перед созданием изделия мастер подготавливает эскиз, по которому создаются необходимые формы и молды. Для изготовления раствора пользуются следующей схемой:
Некоторые мастера для ускорения застывания добавляют в раствор клей ПВА. Скульптуры и статуэтки изготавливают, нанося материал на проволочный каркас, поэтому глину делают более пластичной. В некоторых случаях добавляется стекловолокно, как скрепляющий наполнитель. Через 3-4 дня после окончания работ начинается этап обжига. До этого момента глина сохла на воздухе.
Готовое изделие из шамота — керамическая плакетка
Предварительная сушка является обязательным этапом, чтобы при обжиге не появлялось на поверхности трещин. Шамот плавно превращается в керамику при температуре 1300 градусов. Важно соблюдать технологию, чтобы получился качественный и экологически чистый продукт.