Песок шамотный


Применение шамотного кирпича в строительстве

Кирпич – наиболее востребованный строительный материал в области возведения жилых и промышленных построек. Существует много разновидностей кирпича, различных по физическим параметрам, от которых зависит и область их применения. В данном обзоре речь пойдет о кирпиче шамотном. Но, давайте начнем с начала.

Разновидности кирпича

  1. Кирпич керамический (основной компонент — глина).
  2. Кирпич силикатный (песок+глина+разные добавки).
  3. Кирпич огнеупорный (песок+глина+добавки, улучшающие способность сопротивляться высоким температурам):

 Шамотный(глиноземный) кирпич изготавливают из специального шамотного порошка и различных глин, обжигая заготовки в специальных печах при очень высокой температуре.

Шамот – огнеупорная глина, потерявшая связанную химически воду и пластичность в процессе обжига, спекшаяся до определенной степени. Производят данное сырье в шахтных печах посредством обжига при 1300-1500°C.

Виды шамота

  1. Высокожженный (влагопоглощение 2-10%).
  2. Низкожженный (влагопоглощение до 25%).

 Визуальные отличия шамотного кирпича

  1. Желтый (песочный) оттенок. Насыщенный и темный цвет свидетельствует о том, что данный кирпич подходит для кладки печи.
  2. Зернистая текстура.
  3. Шероховатая поверхность.
  4. Специальная маркировка («Ш»).

Какой формы может быть кирпич шамотный?

Преимущества шамотного кирпича

  1. Огнеупорные свойства. Шамотные блоки способны выдерживать до 1600 С°.
  2. Плоскость, сложенная из данного материала, прогревается быстро и держит тепло дольше, чем аналогичная керамическая (т.е., для достижения одинакового эффекта необходимо меньше топлива).
  3. Простота укладки. Каждая из 6 сторон шамотного кирпича может выступать в роли лицевой стороны. Для сравнения, керамический кирпич имеет только 3 такие грани, отличающиеся от других визуально.
  4. Не выделяет вредных испарений при нагревании в отличие от других разновидностей огнеупорного кирпича.
  5. Устойчивость к агрессивным щелочным и кислотным средам.

 Недостатки шамотного кирпича

  1. Меньшее количество замерзаний-размерзаний, которые способен вынести такой кирпич, по сравнению с керамическим аналогом. Чтобы устранить этот недостаток, можно применить специальный лак или жидкое стекло.
  2. Из-за особой закалки плохо режется. Подрезку данного материала можно производить лишь болгаркой, оснащенной с алмазным диском.

Вес и габариты шамотного кирпича

  1. Вес =3 кг.
  2. Размеры наиболее ходовых типов данного вида кирпича: 25х12х6,5см и 23х11,4х 6,5см.

Признаки огнеупорных кирпичей хорошего качества

  1. Правильная форма и ровность поверхности.
  2. Отсутствие сколов, белых разводов, трещин, неровностей.
  3. Насыщенность цвета (чем темнее, тем лучше).
  4. При постукивании кирпич производит звонкий звук.
  5. При сильном ударе не крошится, а делится на большие куски.

 Признаки недообожженных кирпичей

При чрезмерном обжиге кирпич становится черным, обугленным и оплавленным до самой середины. Полученный продукт называется железняком. Он очень стойкий к влиянию различных сторонних факторов. Его целесообразно выбирать для укладки фундаментов и канализационных линий. Но, для возведения печей этот кирпич уже не подойдет.

Где целесообразно применять такой кирпич?

  1. Отделка тех поверхностей уличных печей, на которые приходится прямой контакт с огнем – топливника, дымохода и пр.
  2. Кладка камина или печи, устроенных в доме, целиком из шамотного кирпича.
  3. Создание производственных установок для обогатительной, металлургической и химической и др. отраслей, таких, как доменные печи, котлы и топливные камеры и пр.                                                                                                                                                

Этому стройматериалу довольно часто отдают предпочтение при возведении печи или камина, но тут надо помнить, что цена шамотного кирпича гораздо выше классического керамического.

  1. Кладка производится без предварительного замачивания блоков.
  2. Нужна предварительная очистка поверхности от засорений при помощи щетки.
  3. Ширина стыков при укладке должна составлять не более 3 мм.

Готовясь к началу кладки, можно купить готовый порошок (шамотный мертель) для изготовления связующего раствора, а можно собственноручно сделать такой порошок, смешав огнеупорную глину и шамотный песок. Рассмотрим оба варианта.

Приготовления раствора из мертеля (из расчета на 100 шт. кирпичей)

Мертель шамотный

Что понадобится?
Технология приготовления
  1. В сухой огнеупорный порошок просто добавьте воды. Это необходимо делать до того времени, когда раствор станет сметанообразной густоты.
  2. При этом мешайте раствор не меньше, чем 5 минут с помощью миксера, электрической дрели или бетономешалки (при больших объемах).
  3. Оставьте полученную субстанцию на час.
  4. Снова перемешайте.
  5. Добавьте портландцемент для улучшения прочностных качеств.
  6. Раствор готов к использованию.

Применение мертеля, безусловно, более комфортный и простой вариант. Однако раствор, сделанный из основных составляющих собственноручно, не дает такой сильной усадки и обладает лучшими прочностными характеристиками. Поэтому лучше не лениться и готовить раствор самостоятельно.

Раствор, приготовленный своими руками из шамотного песка и огнеупорной глины

Глина белая каолиновая

Что понадобится?
Технология создания
  1. Замочите глину так, чтобы вода покрыла ее полностью.
  2. Оставьте на некоторое время (от 12 часов до 2-3х дней).
  3. Периодически помешивайте субстанцию.
  4. Тщательно протрите глину сквозь сито.
  5. Добавьте просеянный сквозь сито песок (его масса должна в два раза превышать массу глины).
  6. Перемешайте тщательно.
  7. Приступайте к кладке.

Важно!

  1. Если не найдена белая каолиновая глина, замените ее кембрийской голубой.
  2. Чистая глина почти не пахнет. Если же присутствует очень сильный запах, то из глины не вымылись органические добавки.
  3. Единственная допустимая замена шамотного песка — горный песок без включений. Не пытайтесь заменить его кварцевым аналогом, мраморной или гранитной крошкой.
  4. Конечный раствор должен быть такой густоты, чтобы свободно сползать с мастерка, не прилипая и не пачкая его. Он должен быть без комков и сгустков.

Раствор, сделанный по всем правилам, не нуждается в применении дополнительных добавок. Однако если есть сомнения относительно качества смеси, можно использовать определенные вещества для улучшения некоторых качеств.

Добавки

  1. Для усиления прочностных качеств:  соль поваренная – 100-150г/ведро; цемент 150 – 1/2 мастерка/ведро. Но, следует понимать, что, добавив цемент, вы уже не сможете ремонтировать кладку, а соль часто оставляет белесые разводы.
  2. Для усиления пластичности – жидкое стекло (1-3% от объема раствора).

Шамотный кирпич сегодня стал незаменим, его применение гарантирует сохранность кладки в специфических условиях эксплуатации, повышает пожаробезопасность и придает особый визуальный эффект домашним печам и каминам.

stroiremdoma.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Шамотный песок должен иметь фракции 0 15 - 5 РјРј. Шамотный щебень должен иметь фракции 5 - 20 РјРј.  [1]

Шамотный песок изготовляется также дроблением Р±РѕСЏ шамотного кирпича.  [2]

Шамотный заполнитель 50 - 60 %; это так называемый шамотный песок СЃ максимальной крупностью зерен РґРѕ 5 РјРј.  [3]

Бетон РЅР° портландцементе ( РЅР° 1 Рј3 бетона): портландцемент - 300 РєРі, шамотный щебень - 700 РєРі, шамотный песок - 700 - 500 РєРі, шамот тонкомолотый-100 - 300 РєРі, портландцемент - 250 РєРі, хромитовый щебень - 1200 РєРі, хромитовый песок - 850 РєРі, С…СЂРѕРјРёС‚ тонкомолотый - 750 РєРі.  [4]

Для ремонта футеровок вагонеток применяется жароупорный бетон РЅР° жидком стекле СЃ кремнефтористым натрием следующего состава: жидкое стекло ( удельный вес 1 38) 400 РєРі, кремнефтористый натрий 50 РєРі, тонкомолотый шамот 500 РєРі, шамотный песок 500 РєРі Рё шамотный щебень 750 РєРі. Твердение бетона РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ течение суток Рё РїСЂРё этом РЅРµ требуется его увлажнения.  [5]

Бетон РЅР° глиноземистом цементе ( РЅР° 1 Рј3 бетона): глиноземистый цемент - 300 РєРі, хромитовый щебень - 1200 РєРі, хромитовый песок - 1200 РєРі, глиноземистый цемент - 300 РєРі, шамотный щебень - 750 РєРі, шамотный песок - 750 РєРі.  [6]

Бетон РЅР° жидком стекле ( РЅР° 1 Рј3 бетона): жидкое стекло - 300 - 350 РєРі, хромитовый щебень - 1300 РєРі, хромитовый песок-800 РєРі, С…СЂРѕРјРёС‚ тонкомолотый - 650 РєРі, жидкое стекло - 300 - 350 РєРі, шамотный щебень - 750 РєРі, шамотный песок - 500 РєРі, тонкомолотый шамот - 500 РєРі, жидкое стекло - 360 РєРі, керамзит - 640 РєРі, шамот тонкомолотый - 640 РєРі, жидкое стекло - 500 РєРі, вермикулит вспученный - 300 РєРі, шамот тонкомолотый - 100 РєРі.  [7]

Жаростойкий бетон приготовляют РёР· растворимого стекла плотностью 1 38 - 1 40, кремнефтористого натрия, мелкого Рё РєСЂСѓРїРЅРѕРіРѕ огнеупорного заполнителя. Расход отдельных компонентов РЅР° 1 Рј3 бетона, рассчитанного РЅР° службу РїСЂРё температуре РґРѕ 1100 РЎ: растворимое стекло плотностью 1 38 350 - 400 РєРі, Na2SiFe 40 - 50 РєРі, тонкомолотый шамот 500 РєРі, шамотный песок 500 РєРі Рё шамотный щебень 750 РєРі. РџСЂРё использовании РІ качестве тонкомолотой добавки Рё заполнителей Р±РѕСЏ магнезитового кирпича полученный бетон может служить РґРѕ 1400 РЎ. Нагревание жароупорных бетонов РґРѕ 500 РЎ РЅРµ снижает РёС… прочности, РІ интервале температур 600 - 900 РЎ прочность большинства бетонов несколько снижается Рё РїСЂРё более высоких температурах возрастает Рё часто превышает прочность РёСЃС…РѕРґРЅРѕРіРѕ бетона.  [8]

Жаростойкий бетон приготовляют РёР· растворимого стекла плотностью 1 38 - 1 40, кремнефтористого натрия, мелкого Рё РєСЂСѓРїРЅРѕРіРѕ огнеупорного заполнителя. Расход отдельных компонентов РЅР° 1 РјСЏ бетона, рассчитанного РЅР° службу РїСЂРё температуре РґРѕ 1100 РЎ: растворимое стекло плотностью 1 38 350 - 400 РєРі, Na2SiF6 40 - 50 РєРі, тонкомолотый шамот 500 РєРі, шамотный песок 500 РєРі Рё шамотный щебень 750 РєРі. РџСЂРё использовании РІ качестве тонкомолотой добавки Рё заполнителей Р±РѕСЏ магнезитового кирпича полученный бетон может служить РґРѕ 1400 РЎ. Нагревание жароупорных бетонов РґРѕ 500 РЎ РЅРµ снижает РёС… прочности, РІ интервале температур 600 - 900 РЎ прочность большинства бетонов несколько снижается Рё РїСЂРё более высоких температурах возрастает Рё часто превышает прочность РёСЃС…РѕРґРЅРѕРіРѕ бетона.  [9]

Потолок выполнен РІ облегченной РѕР±РјСѓСЂРѕРІРєРµ. Таким образом, вертикальные топочные экраны имеют возможность СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРіРѕ теплового расширения вверх. Поверх коллекторов топочных экранов Рё труб потолочного экрана прокладывается слой рубероида для предотвращения сцепления трубной части Рё креплений СЃ бетоном. Затем заливается раствор жароупорного бетона ( состав: шамотный песок Рё щебень, цемент глиноземистый) РІ соответствии СЃ чертежами.  [10]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Как приготовить шамотную глину для кладки печи, как замешать раствор

Порой отыскать по-настоящему профессионального печника не представляется возможным. В этом деле необходимо учитывать множество нюансов, и любое отклонение от технических норм может повлечь за собой неисправимые последствия, что бесспорно скажется на качестве самой конструкции в процессе ее эксплуатации.

Одним из важнейших моментов является подбор кладочной смеси. Именно поэтому многих мастеров интересует, какой состав раствора с шамотом для кладки печи будет использовать правильнее. Ведь именно от него напрямую зависит, будет ли конструкция прочной и долговечной.

Готовый состав для кладки

Плюсы и минусы шамотных смесей

При возведении печи в обязательном порядке следует использовать огнеупорный материал как для внутренних, так и для облицовочных работ. Среди достоинств раствора из шамота можно отметить:

Однако не одними достоинствами славится кладочная смесь. Есть у нее и определенные недостатки. В первую очередь необходимо затронуть вопрос цены. Даже если приготовить раствор своими руками, его стоимость будет очень высокой, при проведении аналогии с иными материалами этой группы.

В составе смеси присутствует фенольная смола. Этот элемент имеет высокий показатель уровня токсичности, соответственно, при производстве происходит загрязнение окружающей среды. Да и сама работа на предприятии не идет никому на пользу, поскольку в течение всего рабочего процесса образовывается много вредной пыли.

Смесь заводского производства

Что касается экономичности, то она не настолько высокая, как хотелось бы. Например, если необходимо выложить всего 25 кирпичей, то нужно будет закупить около 20 кг глиняной массы, а вот для укладки одного кубометра конструкции потребуется целых 100 кг материала.

Подготовка необходимых материалов

Прежде всего, необходимо остановиться на одном моменте. Благодаря технологическому прогрессу и широкому производству строительных материалов, в настоящее время существует одна методика, воспользовавшись которой приготовить глину для кладки печи не составит труда.

Технология подходит тем людям, которые не имеют практического опыта в этой сфере, а также для тех, кто решил единожды вложиться, возвести кирпичную конструкцию в жилище и больше никогда об этом не беспокоиться.

Речь идет о широком ассортименте уже готовых кладочных смесей. Они доступны в свободной продаже и расфасовываются в фирменные мешки. Все, что потребуется сделать – приобрести необходимое количество материала и, воспользовавшись рекомендациями на упаковке, правильно его развести.

Недостаток в том, что такой раствор для кладки печи стоит недешево, при этом если его неправильно приготовить, то использовать будет невозможно, а это еще дополнительные расходы. Сэкономить помогут знания в области традиционного создания кладочной смеси.

Прежде всего необходимо будет добыть глину того вида, которая имеется в конкретном регионе. Наиболее удобно будет ею запастись в тех местах, где уже ранее проводились разработки на грунте, в оврагах либо под береговой речной линией.

После того как сырье в необходимом количестве добыли, его следует транспортировать к месту, где предполагается возведение конструкции. Шамотную глину высыпают в подготовленную емкость и заливают водой. Жидкости и материала следует брать в соотношении 1:4 согласно объему. Вымачивание длится на протяжении 48 часов. Когда время выйдет, нужно будет перемешать массу в однородную консистенцию. Этот процесс легче всего выполнить при помощи строительного миксера, а не ковыряться своими руками.

Перфоратор значительно облегчает работу

Далее необходимо массу процедить через сетку, у которой ячейки размером 3х3 мм, что даст возможность избавить материал от различных примесей и камней. К сожалению, песок таким же способом добыть практически нереально. Во-первых, он залегает глубоко, а во-вторых это может караться административной ответственностью, поэтому лучше его легально купить.

Качественный раствор получится сделать только при условии использования сухого песка, желательно предварительно очищенного. Добавление влажного материала недопустимо, поэтому, если он намок, ему нужно дать время на высыхание. Когда масса будет сухой, ее также просеивают через сетку с ячейками около 1,5 мм.

После того как вы разобрались, что такое шамотный раствор, а также выполнили подготовку всех компонентов, можно приступать к процедуре замешивания.

Приготовление раствора

Сразу стоит сказать, что четкие пропорции компонентов никто назвать не сможет, соответственно, их нужно будет определять самостоятельно. Сложность в том, что изначально в составе глины уже имеется песок, отсюда и распределение материала. Он может быть жирным (если много песка) и тощим (если песка мало). В среднем пропорции составляют от 1:2 до 1:5 объема.

Чтобы своими руками замесить раствор средней степени жирности, делаем следующее:

  1. Берем строительное ведро и наполняем третью часть его объема глиной.
  2. Затем на оставшийся объем выложим песок до полного заполнения.
  3. Тщательно перемешаем, при необходимости с добавлением воды.
  4. Производим проверку густоты раствора (смесь не должна спадать со шпателя если его перевернуть вниз, а если поставить по вертикали, то она плавно стекает).

Когда раствор приготовлен соответствующим образом, то это соотношение глины и песка нужно запомнить, чтобы в будущем знать, сколько и чего нужно использовать. Если же шамотный раствор отпадает со шпателя – следует вводить больше глины и снова проверять густоту, а когда он не стекает, находясь по вертикали, значит, следует добавить песок.

Важно замесить правильный раствор, поскольку если он будет жирным, то когда высохнет, конструкция покроется трещинами, а вот если замешивать тощую смесь, то кладка не будет прочной.

Использование шамотной глины

Если печь не нагревается более 1000°С градусов, то для ее возведения можно использовать раствор из шамотной глины. В тех ситуациях, когда этот показатель внутри топки значительно превышает границы нормы, то камеру сгорания обязательно обкладывают кирпичом, устойчивым к высоким температурам.

Для этих работ следует также изготовить печной раствор в один из представленных способов:

Если выбран второй вариант, тогда отправляются в место, где без труда можно добыть шамотный песок или покупают его в магазине, а также понадобится глина белого или серого цвета, устойчивая к высоким температурам.

Все компоненты берут в следующем соотношении:

  1. Одна часть жаростойкой глины.
  2. Одна часть обычной глины.
  3. Четыре части шамота.

В дальнейшем приготовление материала происходит так же, как готовилась бы обычная глина. Только очень важно следить за жирностью раствора, чтобы конструкция в будущем не растрескалась. Четко зная как приготовить шамотный раствор для кладки печи, можно быть уверенным, что возведенная конструкция будет крепкой.

ochg.ru

Раствор для кладки печи: состав, пропорции, приготовление

Кладка печи осуществляется различными составами, но чаще всего используют растворы на основе глины. Она комбинируется с обычным либо шамотным песком. Первый используют для кладки большей части конструкции, а второй вводят в состав — топочной камеры. Чтобы приготовить качественный печной глиняный раствор, необходимо правильно подготовить компоненты и верно подобрать нужные пропорции.

Глиняно-песчаный раствор

Продается в строительных магазинах либо готовится своими руками. Когда есть возможность добыть глину, смесь получается практически бесплатной. Раствор из глины с песком является основным, поскольку применяется для кладки практически всей печи. Исключение составляет дымоходная труба с фундаментом, поскольку влагостойкость получаемой смеси довольно низкая.

Печной раствор на основе песка с глиной прекрасно взаимодействует с обожженными глиняными кирпичами. Он обладает средними показателями прочности, устойчив к воздействию огня, а, главное, не позволяет газам проникать в вещество. Еще одним преимуществом является возможность вторичного применения. Раствор не имеет ограничения по сроку годности. Он может разбавляться водой и снова использоваться.

Глина

Основа печного раствора, которая при самостоятельной «добычи» требует правильного определения жирности. Обычного смачивания водой и разминания в руке недостаточно. Необходимо провести более доскональную проверку. Она может быть сделана разными способами, но среди наиболее простых и доступных считается разминание 2-3 литров глины посредством веселки с обычной водой.

Когда получаемая масса почти полностью прилипает к веселке, значит, глина имеет высокую жирность и нуждается в искусственном истощении добавлением песка. Если на инструменте глина остается небольшими сгустками, она идеально подходит для раствора и не требует никаких «доработок».Данный этап может быть продолжен непосредственным замешиванием кладочной смеси, но глину сначала необходимо очистить. Это касается и песка, который обязательно промывают.

Подготовка глины

Правильно подобранную глину следует предварительно очистить, что позволит значительно улучшить качество материала. Достаточно просеять сухой материал через сито с ячейками в 2-3 мм. Далее, она подвергается замачиванию, укладываясь слоями в 15-20 см, заливается сверху водой, а затем спустя сутки перемешивается, с добавлением небольшого количества жидкости. Когда проходит еще 24 часа, полностью набухшую смесь вновь тщательно размешивают. Именно такая глина и применяется для дальнейшего приготовления печного раствора.

Очистка песка

Покупной сыпучий материал обычно продается мытым, но и он чаще всего требует дополнительной подготовки. Наличие любых посторонних вкраплений снижает качество кладочного раствора, а, следовательно, отражается на качестве выполняемых швов, чего нельзя допускать. Приобретенный в магазине песок достаточно просеять через мелкое сито с ячейками от 1 и до 1,5 мм, а добытый самостоятельно потребует дополнительной промывки под высоким напором воды.В промышленных масштабах песок очищают от органических компонентов посредством нагрева до высоких температур, при которых сыпучий материал прекрасно сохнет. В домашних условиях проделать такое можно, но только тогда, когда самостоятельно изготавливают специальную установку, что для выкладки одной конструкции нецелесообразно.

Как подбираются пропорции?

На одну часть глины кладут от 1 и до 5 частей мытого очищенного песка, что подразумевает собой то, что точное количество достигается экспериментальным путем. Сначала делают экспериментальный замес, а затем уже, в зависимости от полученной консистенции, добавляют либо песок, либо глину. Идеальное соотношение 1:1 подходит только в тех случаях, когда глина полностью соответствует норме, то есть не является жирной или истощенной. К сожалению, когда она добывается своими руками, найти подобную довольно сложно.Правильный печной раствор на основе глины должен являться пластичным. Он обязан с легкость сползать с гладкого и абсолютно чистого мастерка. Полученную смесь обязательно проверяют на качество адгезии. Ее наносят на кирпич, который предварительно вымачивают. Раствор кладут ровным слоем в толщину 5 мм, а затем сверху помещают еще один кирпич и хорошо прижимают. Спустя полчаса проводят проверку. Она должна показать то, насколько хорошо сцепились два конструктивных материала. Качественный и хороший состав позволяет удерживать нижний кирпич, когда конструкция находится на весу, то есть в воздухе.

Проверка консистенции раствора

Чтобы проверить правильность замеса, необходимо опустить в него смоченный водой чистый мастерок:

Каждый раз, изменяя смесь, нужно повторно опускать инструмент, пока не будет достигнута идеальная консистенция.

Глиняно-шамотный раствор

Предназначен для кладки топки. Отличается от обычного повышенной степенью жаростойкости. Способен выдерживать температуру в пределах 1200-1300 градусов по Цельсию. У раствора для выполнения основной кладки конструкции этот показатель в два раза ниже, поэтому он не подходит для топочной камеры, где образуемые швы подвергаются воздействию экстремально высоких температур.Жаростойкость составу придает шамотный песок. Но, учитывая то, что основа остается глиняной, это позволяет заготавливать раствор в больших объемах. Достаточно добавить в приготовленную немного воды, и можно снова использовать заранее заготовленную смесь, если она уже успела стать более вязкой, нежели нужно.

Шамотный песок

Шамотом называют спеченную полностью лишенную влаги глину. Огнеупорный песок обычно получают путем измельчения шамотного кирпича, то есть из боя. Сыпучий материал считается наиболее устойчивым к огню, нежели обычный песок. Именно его рекомендовано добавлять в раствор для кладки топочной камеры. Кроме того, он прекрасно взаимодействует с жаропрочным кирпичом, из которого и был получен, что позволяет создавать особо прочную связь. Экономить на данном компоненте не следует. Он требуется в малом количестве, но обеспечивает максимально высокий срок эксплуатации, что особенно важно для топочной камеры.

Приготовление раствора

Чтобы выложить топочный отдел печи, используют глину умеренной жирности. Она может быть белой, серой, шамотной. Слишком жирную «истощают» добавлением шамотного либо кварцевого песка. Замес делают в соотношении 1:1.Когда возводимая конструкция не отличается высокой тепловой нагрузкой, кладку можно выполнить раствором без добавления песка с использованием только огнеупорной глины. Подобный состав подойдет для топки обычной варочной плиты, русской либо голландской печи.

Задействование двух ингредиентов предполагает выполнение замеса по обычной схеме:

kaknadostroit.ru

Пусть печь простоит целый век: как приготовить раствор из шамотной глины для кладки

Растворы из шамотной глины отличаются от обычных глиняно-песчаных паст повышенной жаропрочностью. Их используют для кладки топочной камеры, так как кирпичи в этой зоне подвергаются воздействию высоких температур.

Высохшая шамотная смесь обладает высокой прочностью. Топка, выложенная с использованием такого материала, не требует ремонта несколько лет даже при постоянной эксплуатации.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Главный компонент шамотного глиняного раствора — обожженный каолин (шамот). Каолин — природная глина, осадочная горная порода. Это очень вязкий, пластичный материал.

Каолиновая глина состоит из каолинита. Химическая формула этого минерала — Al4[Si4O10](OH)8. Глина содержит примеси:

Каолинит подвергают обжигу при температуре 1300-1850 градусов Цельсия. При нагреве из формулы минерала удаляется связанная вода и получается шамот. В процессе обогащения и обжига сульфиды и гидроокислы титана и железа удаляются.

Обожженная масса частично спекается и теряет пластичность, материал после термической обработки приобретает свое главное качество — огнеупорность. Куски полученного шамота измельчают до тонкодисперсного состояния и до щебня с размером обломков 0,5-2,5 мм. В зависимости от технологии обжига получают два вида шамота:

Справка. Обычная глина содержит не только каолинит, но и другие глинистые минералы. Количество конституционной воды достигает 14%. Низкая (по сравнению с шамотом) жаропрочность обычных глин связана с их разнородным составом и большим количеством связанной воды.

Характеристики. Почему этот хорош для кладки печей?

Шамотные глиняные растворы идеально подходят для кладки шамотного кирпича, так как кирпич и связующая паста имеют одинаковый коэффициент линейного расширения.

При нагреве такая кладка расширяется равномерно, в швах не закладываются трещины.

Шамотный раствор подходит и для кладки керамического кирпича. К характеристикам шамотной глины, делающим ее подходящей в постройке печей, относятся:

Важно. Расход шамотного раствора для печной кладки зависит от толщины швов и составляет 20 кг на 50-100 кирпичей.

Где и для чего применяется шамотная глина

Жаропрочная шамотная глина используется не только для строительства бытовых печей. Ее применяют для кладки металлургических и других промышленных печей. Шамот является наполнителем огнеупорных бетонов.

Широкое распространение имеет и прикладное использование шамота. Из этого материала делают скульптуры для сада, лепные украшения зданий, декоративную керамику, панно и глиняные сувениры, гончарные изделия.

Сосуды, сделанные из шамота, прочны и изящны. Гончары лепят из шамотной глины легкие кувшины, вазы, чаши с тонкими стенками. Обожженная посуда издает мелодичный приятный звон, похожий на звон хрустального сосуда.

Как выбрать качественную глину

Шамотную глину под названием «Каолин» и готовые смеси продают в строительных магазинах. Хорошие отзывы есть и о российских, и о зарубежных производителях этого жаропрочного материала. Лучшим считается шамот, произведенный на предприятиях Западной Европы.

При выборе материалов обращают внимание на год выпуска продукции и ее качество. Качественная смесь и глина не содержат частиц, превышающих размер фракции, указанной на упаковке.

В смеси для приготовления раствора не должно быть щебня или песка размером более 2,5 мм.

Литера «У» на пакете говорит о том, что шамот сделан из вторичного, утилизированного материала. Литера «Ш» говорить о том, что материал не подвергался вторичной переработке, он лучше подходит для кладки топки.

Стройматериалы хранятся на специально оборудованных складах. Если шамот хранится в сухом помещении, в герметичных мешках, при температуре от плюс 40 до минус 40 градусов, то срок годности смесей и глин не ограничен. Длительное хранение (более трех лет) в условиях повышенной влажности приведет к ухудшению свойств материала из-за насыщения влагой.

Вам также будет интересно:

Шамотную глину перед использованием замачивают. Материал заливают водой, чтобы она полностью покрывал глиняный порошок. Ингредиенты тщательно перемешивают, чтобы не осталось комочков и сухой глины в углах сосуда. Емкость герметично укрывают и оставляют на три дня.

Этапы изготовления: развести смесь для строительства своими руками

Для приготовления понадобится большой сосуд, холодная вода, мешалка, миксер, шамотная глина, шамотный песок (щебень) или кварцевый песок. Существуют разные рецепты составов из шамота:

Количество воды и берут точно в соответствии с инструкцией от производителя шамота. Температура в помещении — от плюс 5 градусов и выше (до плюс 60 градусов).

Справка. Готовые шамотные смеси разводят согласно рекомендациям производителя. Сложные составы, в которые входят химические добавки, стекловолокно, термостойкие клеи, пластификаторы, цемент, не требуют длительного замачивания. Такие растворы готовы к работе уже через 20-25 минут после замешивания.

Так, чтобы подготовить к работе «Смесь кладочную глино-шамотную жаропрочную» от производителя Terrakot, понадобится емкость, миксер, мешалка, чистая прохладная вода. На килограмм порошка берут 240 мл воды, в соответствии с инструкцией на пакете.

Способы проверки качества полученного вещества

По консистенции качественно приготовленная глиняная паста напоминает сметану. Пластичность готовой смеси проверяют одним или несколькими способами.

Фото 1. Способ проверки качества раствора: на первом кирпиче засохшая смесь крошится, на третьем потрескалась, самая лучшая консистенция на втором.

Что делать, если раствор засох и получился неподходящей консистенции?

Если раствор слишком густой (консистенция гуще, чем у сметаны) в него добавляют воду и тщательно размешивают.

Если раствор жидкий (стекает с лопатки), в него добавляют все ингредиенты (глину, песок) в выбранных ранее пропорциях и также перемешивают.

Смесь без клеящих добавок и цемента сохраняет свои качества после высушивания. Ее нужно залить водой и размочить. Если паста высохла полностью, замачивание продлится несколько дней.

Если в состав раствора входят химические добавки, цемент и клеи, то засохший раствор размочить нельзя (как, например, мертель). Эту информацию производитель указывает на упаковке.

Видео, в котором показан еще один способ определения наилучшей консистенции глиняного раствора и его смешивание.

Время полного высыхания шамотной пасты на воздухе составляет 72 часа, внутри кирпичной кладки это время увеличивается, оно зависит от толщины кладки, температуры и влажности окружающего воздуха. Окаменение шамотного раствора происходит при 800 градусах Цельсия.

Важно! Шамотная кладка не любит резких перепадов температуры.

В первый раз печь топят через трое суток после завершения строительства. Используют тонкие, быстро прогорающие поленья. Заслонки и поддувала при первой топке полностью открывают. Затем печь неделю просушивают, ежедневно сжигая небольшие порции дров.

Шамотная кладка сохнет быстрее, чем кладка из обычного глиняно-песчаного раствора и керамического кирпича, но из шамота обычно выкладывают только топку. Поэтому сроки начала эксплуатации печи с шамотной кладкой будут такими же, как сроки использования печи, сложенной на глиняном и известковом растворе. Летом новую печь максимально разогревают через 10-14 дней, зимой — через месяц.

Оцени статью:

Средняя оценка: 5 из 5. Оценили: 3 читателя.

Поделись с друзьями!

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

ogon.guru

Песок для печной кладки

Еще на этапе планирования постройки загородного дома его будущие собственники стремятся предусмотреть сооружение печи. Она является признаком уюта и определенного шарма. Общеизвестно, что для таких сооружений применяется огнеупорный кирпич. Помимо этого, особые требования предъявляются и к кладочному раствору. От него тоже зависит прочность, срок службы и безопасность использования сооружения. При этом песок является важным составным элементом кладочной смеси, поэтому подходить к его выбору следует предельно внимательно.

Печь в доме

Конструктивные особенности печи

Чтобы приготовить раствор, обладающий необходимыми свойствами, следует принимать во внимание существенную разницу температур в различных зонах функционирующей печи. Например, в топке она может возрастать до 1000 °С, на выходе из дымовой трубы ее показатель не превышает 60 °С, а в районе фундамента и вовсе может быть равен 0°С. Кроме того, требуется учитывать механические нагрузки, которым подвергается конструкция, и внешние атмосферные воздействия, влияющие на наружный участок дымоходной трубы. Отсюда логичный вывод: для сооружения печи понадобится приготовить не одну, а несколько смесей для различных зон, отличающихся составом.

Виды и назначение растворов, используемых для кладки печи

Для устройства фундамента печи вполне подойдет стандартная армированная цементно-песчаная смесь. Далее следуют два первых ряда кирпича. Их укладка требует предельной аккуратности. От точности выполнения этого этапа сооружения печи во многом зависит надежность всей будущей конструкции. При этом нижние ряды печной кладки защищаются слоем жароизоляции и не подвергаются особым температурным воздействиям. По этой причине для них вполне подойдет цементно-известковая или известковая смесь.

Следующая зона печи располагается вокруг топки и является теплоаккумулирующей. На нее воздействуют раскаленные продукты сгорания. Эта часть конструкции нагревается до 600 °С. Для ее сооружения используется химически инертный глиняно-песчаный раствор. В топочной части печи температура еще выше: до 1000 °С. Для ее выкладки применяется огнеупорная глиняно-шамотная смесь.

Далее следуют исток и распушка дымоходной трубы. Они могут нагреваться до 400 °С, поэтому для них подойдет глиняно-песчаный раствор. Шейка и оголовок трубы испытывают серьезные нагрузки от перепадов температур. В дополнение к этому они подвергаются внешним атмосферным воздействиям. Для их кладки применяется цементно-песчаный раствор с добавлением извести.

Выкладка печи

Выбор и подготовка песка

Для приготовления печной кладочной смеси используется песок двух видов: шамотный и строительный. Первый применяется для выкладки топочной части. Он является результатом переработки и измельчения шамотного кирпича. Сам шамот представляет собой огнеупорную глину, подвергнувшуюся высокотемпературному обжигу. В результате из нее выводится вся влага, и она доводится до состояния спекания. Использование такого материала вместо классического песка придает раствору стойкость к высоким температурам.

Для всех остальных частей печи можно использовать стандартный строительный песок. При этом оптимальным будет применение его горного вида. Он имеет шероховатую поверхность, которая обеспечивает надежное сцепление кладочного раствора с кирпичом. Перед использованием песок необходимо просеять. Для этого используется сито с размером ячейки 1,5 × 1,5 мм. Даже после этого такой материал содержит большое количество примесей, ухудшающих свойства раствора. Соответственно, его дополнительно нужно тщательно промыть и после этого высушить.

Вместо строительного песка допускается использовать мытый или речной. При этом предпочтительнее первый вариант. Он ничем не отличается от строительного, но реализуется в уже очищенном от примесей виде. Следует учитывать, что зерна речного песка имеют гладкую поверхность и более слабые сцепляющие свойства.

Таким образом, именно песок для печной кладки может стать определяющим фактором при ее сооружении. А значит, к выбору этого материала нужно подходить с максимальной внимательностью.

taxi-pesok.ru

ОГНЕУПОРНЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ: Кварцевый песок. Наполнителями в литейном производстве принято

Кварцевый песок. Наполнителями в литейном производстве принято называть зернистые или пылевидные огнеупорные материалы, составляющие основу формовочных и стержневых смесей, а также вспомогательных составов. В смесях наполнителем обычно служит кварцевый песок, так-как он дешев, доступен, является одним из наиболее часто встречающихся природных материалов и отвечает целому ряду требований, предъявляемых литейной технологией. Добывается песок в песчаных карьерах открытым способом и носит название соответствующего месторождения, например Люберецкий, Кичигинский и т. д. Основу кварцевых формовочных песков составляют зерна минерала кварца размером от 0,05 до 1,6 мм. Входящие в состав песка частицы размером менее 0,022 мм независимо от химического состава называют глинистой составляющей. Минерал кварц (кристаллический кремнезем) представляет собой химическое соединение — диоксид кремния (БЮг). Его высокая огнеупорность (температура плавления 1713°С) позволяет успешно противостоять тепловому воздействию заливаемого в форму расплава, а высокая твердость и износостойкость частиц кварца обеспечивают возможность его многократного использования. Свойства кварцевых песков для литейного производства регламентируются стандартом ГОСТ 2138—74. В табл. 2.1 приведена классификация формовочных песков по химико-минералогическому составу. В основу ее положен принцип: качество песка тем выше, чем больше содержится в нем огнеупорного кремнезема и чем ниже содержание глинистой составляющей и легкоплавких примесей. Согласно табл. 2.1 пески высшего качества относят к классу обогащенных. Обогащенные пески получают на песчаных карьерах из обычных кварцевых песков способом отмывки водой, сушкой и просевом. Обогащенные пески предпочтительнее всего применять при изготовлении стержней с химически твердеющими связующими, такими, как синтетические смолы, жидкое стекло и т. п. Смысл этой рекомендации состоит в том, что обогащенные пески обеспечивают получение высокопрочных стержней при минимальном

Песок Содержание кремнезема (SiO*). % не I менее Содержание глинистой составляющей, % Содержание вредных примесей
класс наименование оксиды щелочноземельных металлов, %, не более оксиды железа (F2O8), %, не более
061 к Обогащенный 98,5 He более 0,2 0,40 0,20
062к Кварцевый 98,0 » 0,5 0,75 0,40
ОбЗК 97,5 » » 1,0 1,00 0,60
IK » 97,0 » » 2,0 1,20 0,75
96,0 » » 2,0 1,50 1,00
зк 94.0 » » 2,0 2,0 1,50
90,0 » 2,0
T Тощий От 2,0 до 10,0
П Полужирный » 10,0 » 20,0
Ж Жирный » 20,0 gt; 30,0
ож Очень жирный » 30,0 » 50,0
расходе связующих. Сокращение расхода связующих очень важно по соображениям экономии (снижается стоимость смесей), технологии (снижается газотворность смесей и, облегчается их выбиваемость) и промышленной санитарии (уменьшается объем вредных выделений в окружающую воздушную среду). Формовочные пески, содержащие от 2 до 50% глинистой составляющей, называют глинистыми ив зависимости от ее процентного содержания делят на тощие, полужирные, жирные и очень жирные (см. табл. 2.1). Их используют при изготовлении форм из песчано-глинистых смесей по-сырому или с последующей сушкой. По величине зерен пески разделяют на восемь групп (табл. 2.2). Размер зерен определяют ситовым анализом, который заключается в просеивании сухого, отмытого от глины песка на специальном приборе через набор одиннадцати стандартных сит: от самого крупного с размером ячейки 2,5 мм (сито № 2,5) до самого мелкого с размером ячейки 0,05 мм (сито № 005). После рассева песка на ситах остаются частицы, крупность которых больше размера ячейки данного сита. Совокупность частиц песка, остающихся после просеивания на каждом сите, называют зерновой фракцией. Процентное содержание каждой фракции устанавливают взвешиванием. По результатам взвешивания определяют три смежных сита, на которых оказалась наибольшая масса песка, называемая основной зерновой фракцией данного песка.

Содержание основной зерновой фракции в песках с сосредоточенной структурой составляет не менее 60% от массы песка, а с рассосредоточенной структурой — менее 60% от массы песка.

Песок Номера сит, на которых остаются зерна основной фракции
наименование группа
Грубый 063 I; 063; 04
Очень крупный 04 063; 04; 0315
Крупный 0315 04; 0315; 02
Средний 02 0315; 02; 016
Мелкий 016 02; 016; 01
Очень мелкий 01 016; 01; 0063
Тонкий 0063 01; 0063; 005
Пылевидный 005 0063; 005; тазик
Крупность песка характеризуется его группой и категорией. Группа песка соответствует номеру среднего сита для трех смежных сит, на которых располагается основная зерновая фракция (см. табл. 2.2). Категорию песка определяют из сравнения содержания на крайних ситах основной зерновой фракции: категория А — при большем остатке на верхнем (более крупном) сите, чем на нижнем (более мелком); категория Б — при меньшем остатке на верхнем сите, чем на нижнем. При маркировке песка на первом месте ставят обозначение класса (см. табл. 2.1), на втором — группы (см. табл. 2.2), на третьем — категории. Например, 2К0315А — кварцевый песок второго класса, крупный (группа 0315), категории А. Чем мельче зерно, тем выше чистота поверхностей отливок. Чем крупнее зерно, тем выше термостойкость, лучше газопроницаемость смеси и ниже расход связующих материалов. При изготовлении тонкостенных отливок из чугуна и цветных сплавов рекомендуется использовать мелкозернистые пески, при изготовлении мелких и средних отливок из чугуна и стали — среднезернистые, а при изготовлении крупных стальных и чугунных отливок — крупнозернистые пески. Высокоогнеупорные и химически стойкие наполнители. При изготовлении крупных отливок из стали и чугуна рабочие поверхности форм и стержней подвергаются длительной и интенсивной тепловой нагрузке со стороны заливаемого жидкого металла. Образующиеся при этом на границе металл — форма оксиды железа химически взаимодействуют с кварцевым песком, что резко снижает качество поверхности получаемых отливок Кроме того, кварцевый песок претерпевает скачкообразное увеличение объема при температуре 575 0C, что также может быть причиной появления дефектов поверхности отливок. В тех случаях, когда кварцевый песок не обеспечивает необходимой чистоты поверхности отливок или других специальных требований, вместо него в составы формовочных и стержневых смесей вводят более высокоогнеупорные и химически стойкие наполнители. Основные характеристики наполнителей повышенной огнеупорности в сравнении с кварцевым песком приведены в табл. 2.3. Основные характеристики кварцевого песка и зернистых наполнителей повышенной огнеупорности (по данным О. М. Жудро и др.)

Примечание P — рассосредоточенный зерновой состав. Из не вошедших в табл. 2.3 наполнителей могут быть дополнительно отмечены магнезит, состоящий в обожженном виде преимущественно из оксида магния и применяющийся при изготовлении отливок из высокомарганцовистых сталей, и шамот— алюмосиликат, получаемый при обжиге огнеупорных глин и применяемый при получении крупных стальных отливок. Стоимость этих материалов значительно выше, чем кварцевого песка, поэтому на их основе готовят только облицовочные смеси или стержневые смеси для ответственных стержней (при изготовлении преимущественно крупных и толстостенных стальных отливок). Связующими в литейном производстве называют пленкообразующие вещества, вводимые в формовочные и стержневые смеси, а также во вспомогательные составы для придания им необходимой прочности. Связующие обволакивают частицы наполнителя и скрепляют (связывают) их между собой. Глина. Основным связующим материалом при изготовлении сырых песчаных форм является глина. Литейными формовочными глинами называют горные породы, состоящие из тонкодисперсных частиц гидратированных алюмосиликатов и обладающие связующей способностью. Это дешевый недефицитный материал, достоинствами которого являются высокая пластичность, отсутствие вредных выделений при нагреве и способность частично компенсировать за счет усадки тепловое расширение частиц наполнителя при заливке жидкого металла и его затвердевании. В литейном производстве используют главным образом каолиновую глину, называемую огнеупорной, и бентонитовую, которую принято называть бентонитом. В настоящее время, особенно при изготовлении сырых песчаных форм, все шире используют бентонитовые глины, которые по сравнению с другими видами глин отличаются более высокой связующей способностью и низкой чувствительностью к изменению влажности смеси. Это позволяет более чем в 2 раза снизить расход глины, повысить прочность, улучшить газопроницаемость и ряд других свойств смесей, способствующих снижению брака и повышению качества отливок. В современных стержневых смесях глина как самостоятельное связующее практически не используется, однако она нередко вводится в их составы в качестве вспомогательной добавки, обеспечивающей получение достаточной прочности стержней в сыром состоянии. Связующие теплового отверждения. Все связующие, применяемые для изготовления стержней, средних и крупных форм, принято делить на два класса: органические и неорганические. Принципиальное отличие органических связующих от неорганических заключается в характере их поведения при высокотемпературном нагреве смеси в процессе заливки и кристаллизации жидкого металла. Органические связующие в этих условиях разлагаются (выгорают), причем продуктами их термического разложения являются газы (оксид и диоксид углерода, простейшие углеводороды, в ряде случаев аммиак и др.) и твердый углеродный (коксовый) остаток. Чем выше выход твердого углеродного остатка и соответственно чем меньше газифицируется органическое связующее, тем выше его литейная термостойкость. Термостойкость органического связующего обязательно должна соотноситься с природой заливаемого сплава. Так, при изготовлении стальных отливок, особенно средних и крупных, требуется применять самые термостойкие органические связующие —с максимальным выходом твердого углеродного остатка и минимальным выходом газовой фазы. Несоблюдение этого требования приведет к неизбежному поражению отливки пригаром, просечками, газовыми раковинами и т. п. За счет постепенного выгорания органического связующего обеспечивается хорошая выбиваемосггь стержней из отливок. Однако из отмечаемых особенностей органических связующих вытекают и их недостатки: возможность брака отливок по пригару, просечкам и газовым раковинам, а также загрязнение воздушной среды литейных цехов токсичными газовыми выделениями как на операциях изготовления стержней, так и на' заливочных и выбивных участках. Неорганические связующие также могут претерпевать химические превращения при высоких температурах, однако в отличие от органических эти превращения не сопровождаются выгоранием. Относительное выделение газовой фазы из неорганического связующего при его нагреве, как правило, мало по объему, а по составу оно является в основном водяным паром. Поэтому неорганические связующие менее опасны с точки зрения поражения отливок дефектами, а главное, они практически не загрязняют воздушную среду. Существенный недостаток их заключается в том, что, частично оплавляясь при высокотемпературном нагреве, они прочно цементируют остывший стержень (форму) в спекшуюся массу, а это приводит к резкому ухудшению выбиваемости стержней и форм.

Стержни по сравнению с формами должны обладать существенно более высокой прочностью. Поэтому развитие связующих материалов диктовалось в первую очередь требованиями производства стержней и было тесно связано со способами их изготовления. Это положение наглядно иллюстрируется на примере развития органических связующих.

Сначала технология изготовления стержней базировалась целиком и полностью на процессах конвективной сушки стержней в сушилах. Готовые стержни, обладавшие минимальным запасом прочности в сыром состоянии, транспортировались на сушильных плитах в газовые или электрические сушила. После достаточно продолжительной сушки (не менее 3 ч) при температуре 300 0C и более стержни приобретали высокую прочность и могли использоваться для изготовления отливок. В качестве связующих теплового отверждения применяли продукты на основе растительных масел, например олифу. Дефицитность растительных масел потребовала взяться за разработку безмасляных крепителей. Эта задача была поставлена еще в 30-х годах, и работы по ее решению проводились вплоть до начала 60-х годов. Были созданы десятки связующих материалов на основе продуктов, полупродуктов и отходов органического синтеза в химии, нефтехимии, химии переработки древесины, торфа, каменного угля, сланцев и т. п. За счет применения этих связующих, многие из которых являлись доступными и недефицитными материалами, удалось снизить температуру сушки до 200—250 0C и несколько сократить ее продолжительность. Из весьма широкой группы связующих теплового отверждения приведем в качестве примера несколько связующих, применяемых в отечественном литейном производстве вплоть до настоящего времени. Связующее П — однородная темно-коричневая жидкость, представляющая собой раствор окисленного петролатума (продукта переработки нефти) в уайт-спирите; применяют при изготовлении мелких стержней сложной конфигурации, отверждаемых тепловой сушкой при температуре 220—240 °С. Связующее КО — однородная жидкость коричневого цвета; представляет собой кубовые остатки производства синтетических жирных кислот, растворенные в соотношении ! : I в уайт- спирите; применяют при изготовлении стержней любой сложности с повышенной сухой прочностью. Температура сушки стержней 220—240 °С. Связующее ГТФ — однородная жидкость от темно-коричневого до черного цвета, представляет собой тяжелую фракцию генераторной сланцевой смолы; применяют при изготовлении стержней средней сложности. Температура сушки 180—200 °С. Сульфитно-спиртовая барда и выпускаемая вместо нее сульфитно-дрожжевая бражка являются побочными продуктами целлюлозно-бумажной промышленности. В отличие от перечисленных выше связующих бражка полностью водорастворима. Выпускается в зависимости от содержания сухого остатка двух марок: КБЖ — концентрат бражки жидкий в виде густой однородной жидкости темно-коричневого цвета, и КБТ — концентрат бражки твердый в виде мелких светло-коричневых гранул или порошка, который перед употреблением растворяют в горячей воде. По своей химической природе представляет собой карбоцепной комплекс лигносульфоно- вых кислот. Доступность и дешевизна сульфитно-дрожжевой бражки, а также легкость сочетания ее с другими связующими привлекают к ней пристальное внимание специалистов литейного производства. Как самостоятельное связующее теплового отверждения сульфитно-дрожжевая бражка не получила широкого распространения, поскольку она не обеспечивает высокой прочности стержней в отвержденном состоянии. Однако связующие свойства ее могут быть резко улучшены за счет сочетания с другими связующими (например, КО) или с соединениями органической химии (например, поливинилацетатной эмульсией, дибутилфталатом, аминоспиртами и т. п.). Связующие СП и СБ представляют собой эмульсии сульфитной барды со связующими П и ГТФ. СП содержит 96— 97% КБЖ и 3—4% связующего П, а СБ - 88—90% КБЖ и 10— 12% ГТФ. Введение в сульфитно-дрожжевую бражку указанных добавок позволяет сократить время сушки стержней и повысить их прочность. Хотя смеси с описанными связующими теплового отверждения все еще достаточно широко применяют в литейных цехах СССР, процессы теплового отверждения в сушилах отличаются недостаточной производительностью, громоздки технологически и требуют повышенных трудозатрат. Еще одно «узкое место» этих процессов — операции передачи готовых стержней в сушила, так как на этой стадии стержни, обладая низкой прочностью в сыром состоянии, частично деформируются под действием собственного веса и посторонних динамических нагрузок и теряют требуемую размерную точность. Синтетические смолы. Новый этап развития органических связующих с конца 50-х годов связан с использованием синтетических смол. В массовом и крупносерийном производстве стержней внедрение синтетических смол в сочетании с песко- дувно-пескострельным процессом изготовления стержней в нагреваемой (горячей) оснастке привело к подлинной революции в технологии. Цикл горячего отверждения стержня составляет всего 30—60 с, а уже через I—2 ч он может быть подан на сборку формы. В результате внедрения нагреваемой оснастки производительность стержневых отделений цехов массового производства возросла в ряде случаев в 10 раз и более. Без использования высокореакционных и быстроотверждаемых синтетических смол этот современный процесс изготовления стержней не получил бы широкого распространения. Дальнейшее развитие, т. е. создание новых и совершенствование известных, органических связующих для изготокления стержней в массовом производстве отливок, связано с использованием процессов быстрого отверждения смесей в ненагреваемой (холодной) оснастке за счет продувки газовыми реагентами (SO2, амины, метилфор- миати др.). В единичном и мелкосерийном производстве средних и крупных отливок синтетические смолы также заняли ведущее положение в процессах изготовления стержней в холодной (~20°С) оснастке. Синтетические смолы для процесса по холодной оснастке являются химически твердеющими связующими, так как они отверждаются исключительно под действием катализаторов. Смолы для процесса по горячей оснастке отверждаются под действием тепла, а для повышения скорости их горячего отверждения практически всегда используются свои катализаторы. Следовательно, смолы для процесса по горячей оснастке являются связующими одновременно теплового и химического отверждения. Синтетические смолы получают поликонденсацией исходных продуктов — мономеров. В процессе синтеза мономеры объединяются в длинноцепочечные макромолекулы. При отверждении смеси в оснастке под действием кислых катализаторов происходит дальнейшая сшивка макромолекул, не только линейная, но и трехмерная, в результате чего жидкая смола затвердевает. Готовые к применению в литейных цехах синтетические смолы характеризуются содержанием активного вещества (или, как принято указывать в технической литературе, сухого вещества за вычетом содержания воды или органического растворителя), а также плотностью, вязкостью, остаточным содержанием исходных мономеров и концентраций водородных ионов pH. Важнейшей технологической характеристикой смол является их вязкость. В условиях литейных цехог и заводских лабораторий измеряют так называемую условную вязкость, выражаемую в секундах,— по времени истечения фиксированного объема смолы из воронки прибора ВЗ-4. Лучшие смолы имеют низкую исходную вязкость в пределах 20—40 с. Низкая вязкость смолы позволяет хорошо распределить ее по массе песка при перемешивании, что положительно сказывается на прочности отвержденных стержней. С течением времени смолы «стареют», что находит выражение в постепенном повышении их вязкости, т. е. загусте- вании. Смола считается годной для употребления до достижения ею вязкости примерно 150—200 с. У смол различных марок срок годности различен и находится, как правило, в пределах 4, реже 6 месяцев. В процессах изготовления как по горячей, так и по холодной оснастке тип применяемой синтетической смолы зависит от природы сплава, из которого получают отливку, что связано с различной термостойкостью синтетических смол. Термостойкость синтетических смол может быть оценена по их коксовому числу, которое представляет собой весовой остаток смолы после ее термообработки при 800—850 0C в условиях безокислительной среды, выраженной в % к исходной массе смолы. У наименее термостойких из применяемых в литейном производстве смол коксовое число составляет 7—12%, а у наиболее термостойких — 50—55%. При изготовлении отливок из цветных сплавов (силумины, латуни) в качестве стержневых связующих применяют карбами- доформальдегиды, или карбамидные смолы. Они же могут использоваться для получения чугунных отливок, однако не любых, а с ограничениями по толщине и предельной массе. Карбамидные смолы — продукт поликонденсадионного синтеза карбамида и формальдегида в водной среде. Полностью водорастворимы. Наименее термостойкие: коксовое число 7—12%. В то же время являются самыми дешевыми и доступными в классе синтетических смол. При изготовлении стержней по горячей оснастке используют преимущественно карбамидные смолы марок М3 и BK-1, а в составах холоднотвердеющих смесей — смолы М3, BK-I и КФ-Ж- При изготовлении отливок из чугуна лучшие результаты обеспечивает применение синтетических смол карбамидофор- мальдегидофуранового класса, или карбамидофурано- в ы х. Карбам’идофурановые смолы являются продуктом поликонденсации карбамида, формальдегида и фурилового спирта в водной среде. Благодаря введению в их синтез фурилового спирта, они обладают существенно более высокой по сравнению с карба- мидными смолами термостойкостью, которая возрастает в тем большей степени, чем больше содержит смола фурилового спирта. В то же время наличие в их составе фурилового спирта обусловливает высокую стоимость этих смол (в 3—5 раз дороже, чем карбамидные) и дефицитность. Коксовое число карбамидо- фурановых смол зависит от содержания в них фурилового спирта и изменяется в довольно широких пределах: от 20—25 до 40—45%. При изготовлении стержней по горячей оснастке нашли применение карбамидофурановые смолы КФ-90, КФ-40, фуритол-107, фуритол-125 и ряд других. Опыт литейных цехов наших крупнейших автомобилестроительных заводов (АвтоВАЗ, КамАЗ, ЗИЛ) подтверждает высокую техническую эффективность карбамидофурановых связующих горячего отверждения. Для изготовления средних и крупных стержней успешно используют самотвердеющие смеси с карбамидофурановыми смолами БС-40, фуритол-107. В перспективе найдет свое применение смола аналогичного класса с повышенным содержанием фурилового спирта КФ-65С, ФФ-65. Для получения стальных отливок карбамидофурановые смолы не рекомендуются, так как при термическом разложении они выделяют азот. Последний же, насыщая сталь, приводит к образованию в отливках специфического дефекта — ситовидной пористости. Поэтому для получения стальных отливок используют наиболее термостойкие безазотистые смолы, к которым относят фе- нолоформальдегидные, или фенольные, и фенолоформальде- гидофурановые, или фенолофурановые. О термостойкости смол этих классов свидетельствуют их коксовые числа: 45— 50% у фенольных и 50—55% у фенолофурановых. К водорастворимым смолам относят фенолоспирты, используемые в качестве связующих горячего отверждения. Более высокие результаты по скорости горячего отверждения и прочности стержней обеспечиваются при использовании водоэмульсионной смолы СФ-480. Для получения оболочковых стержней песок плакируют (равномерно покрывают) твердой оболочкой фенольных смол СФ-015 или СФ-260 (ранее этих целей использовалось фенольное связующее пульвербакелнт марки ПК-104). Затем сухой плакированный песок подают в горячую оснастку. Под влиянием тепла фенольная смола быстро расплавляется и связывает частицы песка между собой, а затем отверждается. Для получения средних и крупных стержней в холодной оснастке применяют фенольные смолы ОФ-1 и СФ-3042. Применение фенольных смол обеспечивает высокое качество стальных отливок, но требует самых тщательных мер по защите воздушной среды рабочей зоны от выделений высокотоксичного фенола. В составы песчано-смоляных смесей наряду со смоляными связующими обязательно вводят катализаторы отверждения: кислоты и кислые соли. К катализаторам отверждения в горячей оснастке относят сульфитно-дрожжевую бражку, подкисленную ортофосфорной кислотой (продукт ЛСФ), хлорид или сульфат аммония, а также кислые соли цинка, хрома, алюминия и меди. Особенно эффективными катализаторами оказались соли меди, например водный раствор азотнокислой меди, нередко в сочетании с сульфитнодрожжевой бражкой и карбамидом. Специфика требований к катализаторам горячего отверждения заключается в том, что они по возможности не должны проявлять своего влияния при комнатной температуре, обеспечивая максимальную живучесть приготовленной песчано-смоляной смеси, но должны резко ускорять отверждение смол при нагреве. К катализаторам холодного отверждения песчано-смоляных смесей относят водные разбавленные и концентрированные растворы ортофосфорной кислоты, водные растворы алюмохромофосфата или других сильнокислых солей (хлорного железа, персульфата аммония), а также водные растворы ароматических сульфокислот (бензол- или паратолуол-сульфокислоты). Связующие на основе синтетических смол позволили резко повысить производительность стержневых участков и улучшить качество стержней, решить трудную задачу выбивки стержней из отливок, так как под воздействием тепла залитого расплава песчано-смоляные смеси полностью разрушаются и в виде нес- связанного песка высыпаются из внутренних полостей отливок. Основная проблема при использовании смоляных связующих заключается в обеспечении удовлетворительных санитарно-ги- гиенических условий труда, так как при отверждении стержней, а также при заливке расплава, остывании и выбивке отливки атмосфера цеха загрязняется вредными веществами. Для решения этой главной проблемы требуется четкая организация производства и широкое применение средств общеобменной и местной приточно-вытяжной вентиляции. Другая, не менее острая проблема состоит в том, что потребность литейного производства в синтетических смолах, прежде всего фурановых, удовлетворяется пока далеко не в полной мере. Поэтому в настоящее время пристальное внимание уделяется неорганическим связующим материалам в силу их нетоксич- ности, доступности и дешевизны.

Разработаны новые высокоэффективные отвердители для жидкости стекольных смесей, по своей химической природе являющиеся сложными эфирами, а по физическому состоянию — низковязкими жидкостями (например, пропиленкарбонат, ацетаты этиленгликоля).

uchebnikfree.com


Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.