Шамотная глина своими руками. Характеристики и преимущества

Шамотная глина своими руками. Характеристики и преимущества

Приобретать шамотную глину лучше не с рук и не на рынке, а в специализированном магазине. Так меньше риска купить низкокачественную продукцию или такую, которую хранили в ненадлежащих условиях. Дело в том, что для каолина очень важна пониженная влажность воздуха, иначе он утрачивает уникальные свойства и становится таким же нестойким к высокой температуре, как и обычная глина.

Производство шамотной глины осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ — 6137−8. Согласно этому документу, шамот должен иметь такие характеристики ;

• влажность — 5% или ниже;
• водопоглощение у низкожжёного шамота — до 25%, у высокожжёного — до 10%;
• средний размер частиц — 2 мм;
• предел огнестойкости — 1550−1850 ° C .

Материал продаётся расфасованным в пакеты по 5, 12,5, 20 и 50 кг. Для кладки 10−15 кирпичей требуется 10 кг обожжённого каолина, что равнозначно 1 тыс. кг на 1 куб. м. Затвердевание раствора происходит при температуре воздуха от +10 до +25 °C. Набор прочности продолжается в течение 28 дней.

В заводской упаковке глина может храниться 3 года с момента производства. Достоинства обожжённого каолина:

Огнеупорность, позволяющая использовать продукцию для сооружения печей, дымовых труб, каминов.
• Паропроницаемость. Материал пропускает сквозь себя излишнюю влагу, поддерживая оптимальный микроклимат в помещении.
• Хорошая адгезия. Штукатурный раствор на основе шамота хорошо держится на различных поверхностях.
• Безопасность для человека и окружающей среды за счёт того, что в составе присутствуют только натуральные компоненты.
• Длительный срок службы. В течение нескольких лет глина не крошится, не осыпается и не трескается.

Недостатков всего 2: сложность приготовления кладочного раствора и высокая стоимость по сравнению с обычной глиной.

Шамотная глина где добывают. 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:

• кварцевый песок;
• оксид алюминия;
• оксид калия;
• оксид магния;
• оксид кальция;
• оксид железа;
• оксид натрия.

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:

1. высокожженные;
2. низкожженные.

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.

Температура обжига шамотной глины. Обжиг шамота

Шамотные и полукислые изделия в зависимости от их назначения, исходного сырья, сложности формы, размеров формуют методом полусухого или пластического прессования, а также трамбованием (см. гл. II). Влажность свежеотформованных изделий в зависимости от способа изготовления колеблется от 5 до 20%, поэтому перед обжигом полуфабрикат сушат, как правило, в туннельных сушилках при температурах 100—200°С.

Обжиг шамотных изделий в отличие от обжига многих других материалов относительно прост. Он необходим прежде всего для спекания и уплотнения изделий в той степени, которая обеспечила бы постоянство их объема при последующей службе в тепловых установках. Плотность и прочность изделий обеспечиваются всем технологическим процессом их производства, но окончательно определяются при обжиге.

В процессе обжига по мере повышения температуры в обжигаемом изделии происходит ряд физико-химических явлений, вызывающих изменения объема материала изделия. В интервале температур 100—200°С происходит удаление остаточной влаги сырца. В этот момент могут появляться трещины на изделии, вызванные значительным внутренним напряжением от повышения давления перегревающихся паров воды в его порах. При дальнейшем повышении температуры до 400—550°С в зависимости от скорости нагрева происходит постепенное разложение каолинита с выделением основной части химически связанной воды. Одновременно с выделением этой воды наблюдается незначительная усадка изделия, в пределах 0,5—1% первоначального объема, которая не вызывает значительных напряжений. Каолинит после дегидратации распадается на окислы Al2O3 и Si O2. В температурном интервале 550—900°С происходит равномерное и небольшое (1,2—1,3%) объемное изменение.

Таким образом, весь температурный интервал от 200 до 900°С характеризуется небольшими равномерными усадочными явлениями, протекающими в условиях упругого состояния материала и незначительного роста его первоначальной прочности. При температуре 920—940°С отмечается скачкообразное увеличение усадки, достигающее 4%, которое объясняется переходом аморфного глинозема в γ-глинозем, либо возникновением скрытокристаллического муллита 3Al203-Si02. Для этого температурного интервала характерно начало пластической деформации материала. Дальнейшее повышение температуры характеризуется началом спекания глины, наступающим в зависимости от ее химико-минералогического состава при 1000—1000°С. Спекание большинства глин заканчивается при температурах 1200—1250°С. Такой интенсивный процесс спекания обусловливается образованием при этих температурах жидкой фазы за счет плавления легкоплавких минералов и взаимодействия примесей с кремнеземом и глиноземом глинистого вещества. Одновременно возникают кристаллы муллита, имеющие большую удельную массу (3,15 г/см3), чем исходное глинистое вещество (2,7 г/см3). Этим объясняется усадка материала, достигающая 0,6—1% линейной усадки на каждые 10°С повышения температуры с момента начала спекания.

Обжиг шамотных изделий обычно завершается при температурах, превышающих на 100—150°С температуру полного спекания связующей глины. Длительная выдержка изделий при более низких температурах позволяет уменьшить этот перегрев. Повышение степени обжига (т. е. температуры и продолжительности ее воздействия) необходимо и для полного прогревания изделия по всему сечению, а еще и для того, чтобы снизить дополнительную усадку изделий в процессе их эксплуатации. При конечных температурах обжига 1350 — 1380°С завершается кристаллизация муллита в виде появления отдельных кристаллов и их скоплений в стекловидном (аморфном) веществе.

Процесс охлаждения шамотных изделий сопровождается лишь их нормальным термическим сокращением. Дополнительных объемных изменений, связанных с полиморфными превращениями, при этом не происходит. Относительные сдвиги, возникающие при неравномерном или чрезмерно быстром охлаждении при температурах 800—1000°С, компенсируются пластической деформацией изделия и не опасны для нею в отношении возникновения трещин. Скорость охлаждения ниже этой температурной границы зависит от упругих свойств изделия и его физико- механических свойств. На практике шамотные изделия нормальных размеров охлаждают со скоростью 60— 70°С/ч. При низких температурах эта скорость снижается.

Шамотная плита своими руками. Как самому сделать легковесный шамотный кирпич. Технология.

Легковесный кирпич используется для строительства печей обжига.

Использование данного вида кирпича позволяет сократить расход топлива и увеличить скорость разогрева печи. Связано это с его малой теплопроводностью, так как легковесный кирпич имеет структуру губки. Поры образуются в процессе выгорания наполнителя. В большинстве случаев это опилки, лигнин или древесный уголь.

В данное время купить такой кирпич не составляет труда, но не всегда это выгодно. На то есть масса причин — кого-то может не устроить цена, размеры и т.д. Шамотный легковесный кирпич можно сделать дома, при условии наличия времени ну и желания.

Для этого нам понадобиться:

1. собственно огнеупорная глина,
2. шамот,
3. опилки,
4. обойный клей,
5. жидкое мыло.

1. Глина. Чем более тугоплавкая и пластичная тем лучше. Если есть возможность можно добавить каолин.

2. Шамот. В данном случае использую измельченные кирпичи с предыдущих обжигов. Шамот нужен для уменьшения деформации при сушке кирпича.

3. Опилки. Тут вообще вариантов масса, так как опилки бывают самые разнообразные. Наилучший результат получается при использовании мелких опилок от мебельного производства. Опилки можно совмещать с древесным углем (удобнее формовать и меньше усадка при сушке). Но уголь дома не очень удобно измельчать.

4. Обойный клей. Я использую «эмкол» на декстриновой основе. Нужен для связки сырого кирпича, так как сырец очень хрупок.

5. Жидкое мыло. Самое дешевое в 5 литровых бутылках. Мыло для того, чтобы в формовочной массе не размножались бактерии (запах не айс).

Так можно получить почти любую объемную плотность и пористость материала. Но я буду указывать материалы исходя из своих пропорций. (глина 50%, опилки-40%, шамот-10%).

1. Разводим сухую глину 5 кг. (сухая лучше распускается). Можно воспользоваться миксером.
2. В разведенную глину (5 кг) добавляем 1 кг шамота, 50г обойного клея, 50г мыла. Перемешиваем.(миксер в помощь).
3. Небольшими партиями добавляем 4 кг опилок и вымешиваем (4кг опилок это много).
4. Оставляем на 1-2 суток для выдержки. Масса перед формованием должна быть не жидкая но и не сухая (должна формоваться в ком).

5. Формуем сырец. Для этого была сделана форма под тот размер кирпича что мне нужен. (кирпич при сушке уменьшается на 10-15%, поэтому форму делаем с этим учетом).

6. Сушим на доске или же на двп (процесс не очень быстрый).

7. Обжигаем (я обжигал на 1200 градусов, в течении 10 часов — 7 часов поднятие до температуры и 3 часа выдержка). Конечно на производстве кирпич обжигают гораздо дольше, но у нас и объемы не такие.

Итог: при минимальных денежных затратах (в основном это стоимость теплоносителя при обжиге) мы получаем довольно качественный кирпич (при пропорции как у меня получается кирпич с объемной плотностью 0.5г/см3).

Дополнения.

1. Термостойкость напрямую будет зависеть от глины с которой вы его делаете. Я использовал глину Владимирского карьера. Также огнеупорность можно повысить введением в состав талька (дешево и качественно).

2. Кирпич при обжиге неизбежно деформируется (так как вручную набивка все равно не равномерная) и поэтому требуется немного его пошлифовать (лист наждачки или большой круг). Для начала стоит попробовать сделать пару-тройку штук для проверки так сказать.(многое становится стазу понятно).

Расход шамотной глины. Как разводить шамотную глину?

Растворы скрепляющего типа в сфере строительства применяются разные, один из самых популярных – бетонный. Однако область его применения невелика из-за восприятия внешних факторов: повышенной влажности, перепадов температур. Гораздо более универсальной является шамотная глина. Среди ее главных преимуществ – огнеупорность и экологичность, поэтому область применения гораздо шире, чем у других скрепляющих растворов. С помощью шамота можно создавать материалы, устойчивые к высоким температурам, штукатурки, в том числе и декоративного типа, смеси для лепки.

Как развести глину для кладки печи?

Правильно разводить шамотную глину можно, соблюдая пропорции шамотного песка и других компонентов. Использовать только песок нельзя, так как пластичность состава будет очень низкая. Замешивать песок для кладки и замазки нужно с добавлением глины, каолина . Пропорции песка и глины должны выдерживаться 2 к 1, песка и каолина – 4 к 1.

Оба состава имеют право на существование, и работа с ними особо не отличается. Не забывайте, что пользоваться обыкновенным песком в данном случае нельзя, так как он при нагревании увеличивается в размерах и постепенно разрушает кладку. Еще один компонент, который соединяют с шамотом, – портландцемент . Это допустимо, если не требуется максимальная огнеупорность будущей кладки.

Этапы приготовления

Для начала нужно подготовить раствор, не забывая, что через 2 суток он станет твердым и непригодным для применения. Соответственно, нужно готовить столько смеси, сколько вы планируете использовать сегодня-завтра. Каолиновый песок можно купить в мешках (так же, как и шамотный). Расход на 100 кирпичей – примерно 66-67 кг шамотного песка.

Процесс включает в себя следующие действия:

• шамот и каолин в указанных пропорциях соединяются в емкости;
• в смесь постепенно вводится вода при постоянном помешивании;
• соотношение воды и песка обоих типов приблизительное, определяется при порционном введении;
• после создания раствора его оставляют на трое суток для впитывания влаги и достижения необходимой консистенции;
• затем проверяются густота, качество смеси и регулируются в нужную сторону – добавляется либо вода, либо песок;
• после обрабатывается поверхность с помощью строительный сетки и шпателя;
• состав наносится не слишком плотным и большим слоем, иначе отвод тепла будет медленным, кирпичи будут греться хуже, перепад температуры приведет к трещинам, оптимальный слой – 2-3 см.

Что можно сделать из шамотной глины. 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 C^o, 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:

• Высокоотожжённый. Водопоглощение – от 2 до 8%.
• Низкожжённый. Водопоглощение – от 20 до 25%.

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 C^o. 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.

Шамотная глина, как разводить. Описание шамотной глины и сферы ее применения

При изготовлении кирпича с огнеупорными свойствами, а также печей, каминов или изделий декоративного назначения используется шамот – огнестойкая глина. Шамот состоит из белого каолина, который при обработке в условиях высокотемпературных режимов приобретает высокую степень огнестойкости. После прохождения закалки высокими температурами у шамота появляется особая прочность, которую можно сравнивать с каменной горной породой.

Измельченный шамот называется «шамотная глина». Она обладает высокой степенью пластичности, стойкостью к высоким температурам, а также имеет декоративный внешний вид, что и используется при процессе оштукатуривания поверхностей печи.

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:

• элементы кварцевого песка;
• калия оксид;
• алюминия оксид;
• кальция оксид;
• магния оксид;
• натрия оксид;
• железа оксид.

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.

Технические параметры и свойства

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

• цвет сухой шамотной смеси – серый, по структуре продукт сыпучий, без комков и крупных конгломератов;
• фракция зерен по диаметру – приблизительно 2 мм;
• высокожженый шамот имеет коэффициент поглощения влаги от 2 до 10%;
• низкожженый шамот имеет коэффициент степени влажности в пределах 25%;
• общая влажность продукта не должна превышать 5%;
• температура плавления находится в диапазоне от 1550 до 1850°C.

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:

• высокая степень устойчивости к высоким температурным режимам дает возможность применять продукт для обустройства каминов, печей, а также дымоходов;
• глина способна пропускать сквозь себя влагу, тем самым удерживая комфортный микроклимат в помещении;
• при кладке глина используется в виде раствора, который обладает высокими адгезивными свойствами;
• натуральный состав глины является абсолютно безопасным продуктом для здоровья человека и окружающей среды;
• срок службы глины длительный, и в процессе эксплуатации материал не растрескивается и не крошится.

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.

• Пластичность – под этим термином у увлажненного шамотного состава подразумевается возможность при приложении небольших усилий видоизменять заданную форму, при этом смесь остается в своем пластичном виде и не растрескивается. У глины пластичные свойства проявляются только при условии контакта с водой, причем в небольших количествах. Свойства пластичности находятся в зависимости от состава минералов, входящих в структуру глины, а также от размера частиц. В условиях нагревания до 150°C пластичность смеси носит обратимый характер. Однако если после окончания дегидратационного процесса нагреть шамот до 500-600°C, то обратимость пластичности будет утрачена. Если требуется снизить пластичность, то к глине добавляются так называемые отощители в виде кварца, шамотного песка. Кроме того, излишняя пластичность может быть снижена путем добавления малопластичных глин другого состава.