Печные работы. Часть 1. Материалы. Раствор. Приборы. Инструмент.
Печные работы. Часть 1. Материалы. Раствор. Приборы. Инструмент.
Общие сведения
В нашей стране для отопления индивидуальных жилых домов наряду с водяными системами отопления довольно широко используются печи различных конструкций. Качество печи зависит от правильности приготовления раствора, соблюдения приемов кладки, применяемых материалов, в частности кирпича, печных приборов и т. д.
Сохранение теплоты в доме зависит не только от качества печи, но и от того, как он подготовлен к зиме. Напомним, что около 2/3 теплоты из дома выходит наружу через оконные проемы и двери. Много теплоты уходит через швы рубленых деревянных зданий из-за плохо выполненной конопатки, часть уходит через чердаки. Кроме того, холодное чердачное пространство является основным источником образования конденсата в печных трубах. Температуру в доме может снижать и холодное подполье.
При дровяном отоплении нужно помнить, что сырые дрова содержат много влаги, при сгорании превращающейся в пар, охлаждающий нагретые стенки печи.
В печи не должно быть трещин Они ухудшают нагревание печи и могут привести к пожару.
Тонкостенные печи быстро нагреваются и быстро остывают. Толстостенные, наоборот, нагреваются медленно и долго сохраняют теплоту.
Для придания печам красивого вида их облицовывают изразцами (кафелем) или оштукатуривают. Использовать какие-либо мастики или клеи и облицовывать печи обычными глазурованными керамическими плитками нельзя: из-за разного температурного расширения кирпичной кладки и плиток они быстро отваливаются. Печи можно класть и в металлических футлярах-бураках.
Применять камины для отопления помещений неэкономично. Их теплоотдача не превышает 10% количества теплоты, выделяемого топливом. Основная цель каминов — теплообмен в помещениях, создание красивого интерьера, уюта.
Материалы
Глина и суглинки необходимы для приготовления раствора для печной кладки. Их подразделяют на очень пластичные — жирные, среднепластичные — нормальные и малопластичные — тощие. В зависимости от пластичности они могут использоваться в чистом виде без добавки песка (нормальные), с добавкой песка (жирные), с добавкой жирной глины (тощие). Для обычной кладки применяют красную или обыкновенную глину. Огнеупорные глины используют только для кладки огнеупорного кирпича.
Известь воздушная применяется в растворах для кладки фундамента под печь и оштукатуривания.
Цемент и гипс добавляют в растворы соответственно для кладки и оштукатуривания печей.
Песок бывает горный, овражный, речной и морской. Он подразделяется на мелкий — размер зерен до 1 мм, средний — 1—2 мм, крупный — 2—5 мм. В глиняных растворах применяют пески с крупностью зерен не более 1 мм, что дает возможность получить самые тонкие (2—3 мм) швы.
Шамот добавляют в огнеупорные глины вместо песка (состав 1:1). Изготовляют его из огнеупорной глины, обжигаемой до температуры 1300. 1400°С с последующим измельчением. Применяют такие растворы для кладки печей из огнеупорного кирпича.
Гравии, щебень, булыги (валуны), бутовый камень общеизвестны.
Кирпич керамический, или обыкновенный, красного цвета должен быть нормально обожженным. Размер его 25x12x6,5 см. Сильно пережженный кирпич, так называемый железняк, для кладки печей непригоден, слабо обожженный (алый кирпич) также нежелательно применять для кладки печей.
1 м3 кирпича — около 540 шт.
Огнеунорный кирпич используют для кладки топливников или их футеровки — облицовки.
Трубы — керамические и асбестоцементные используют при устройстве дымооборотов, внутренних каналов в печи и дымовых труб. Их утепляют теплоизоляционными материалами.
Металлы различной формы и сечения применяют в некоторых местах печной кладки. Кровельную сталь используют для предтопочных листов.
Применение проволоки, гвоздей, войлока, асбеста общеизвестно.
Приготовление глиняного раствора
Качество кладки печи зависит от правильности приготовления глиняного раствора, толщины швов, перевязки кирпича и его качества.
Раствор для кладки должен быть средней, или нормальной, пластичности. Такой раствор дает малую усадку, высыхая не трескается, прочно связывает между собой кирпичи и выдерживает высокую температуру (до 1000°С) не разрушаясь.
Очень пластичный, или жирный, раствор очень удобен в работе, так как разравнивается по кирпичу тонким слоем без разрыва, но, высыхая, трескается, дает большую усадку, а во время работы прилипает к рукам, что затрудняет кладку.
Малопластичный, или тощий, раствор не трескается, почти не дает усадки, но непрочно связывает между собой кирпич, а из швов быстро выкрошивается (осыпается).
Глиняный раствор лучше всего приготовлять из кирпича-сырца. В таком растворе содержится требуемое количество глины и песка.
Песок для приготовления глиняных растворов должен быть мелким, т. е. горным, очищенным от растительности и крупных частиц (гравия). Такой песок просеивают через частое сито с ячейками 1,5х1,5 мм. Можно применять сито и с более крупными ячейками — до 3x3 мм, но тогда в растворе будут песчинки крупностью до 3 мм, что не позволит получить тонкий шов.
Количество песка, добавляемого в раствор, зависит от качества глины. Специалисты-печники определяют качество глины, растирая её между пальцами, но это достигается большой практикой. В домашних условиях глину можно проверить следующими способами.
Первый способ. В ведро (10 л) с глиной добавляют воду и перемешивают остроганной длинной дощечкой (веслом) до сметанообразного состояния (рис. 1). Если раствор покрыл весло тонким слоем (1 мм) то значит он тощий, малопластичный и требует добавления жирной глины. Если слой глины на весле достиг 2 мм и она прилипла отдельными сгустками, то глина имеет нормальную пластичность. Толстый слой глины, налипший на весло, свидетельствует о её высокой пластичности и необходимости добавления песка. Песок следует добавлять небольшими порциями, сначала на ведро литровую банку. Далее песок такими порциями добавляют до тех пор, пока раствор не достигнет нормальной пластичности.
Рис. 1. Определение пластичности (жирности) раствора веслом: а - малая пластичность (тощий раствор); б - средняя пластичность (нормальный); в - высокая пластичность (жирный).
Второй способ. Очищенную от крупных частиц глину отмеряют одинаковыми порциями, например литровой банкой. Отбирают пять порций: первую оставляют в чистом виде, во вторую добавляют одну десятую часть банки песка, в третью — одну четвертую часть, в четвертую — три четвертых, в пятую — полную банку. Этот способ применяют для глины средней жирности. В жирную глину песок добавляют в следующем количестве, во вторую порцию — 0,5 банки, в третью — полную банку, в четвертую — 1 5 банки, в пятую — 2 банки. Первая порция остается без добавок.
Песок тщательно перемешивают с глиной и в полученную смесь добавляют воду до тех пор, пока при перемешивании не получится раствор, хорошо разминаемый пальцами и не прилипающий к рукам. Из каждой порции раствора скатывают по пять шариков диаметром до 5 см. Из двух шариков каждой порции делают лепешки толщиной по 2—3 см. Шарики и лепешки сушат в помещении без сквозняков 8—12 сут, лучше всего на полу.
Раствор считается годным для кладки печи, если высохшие шарики и лепешки не растрескались, а шарики, падая с высоты 0,75—1 м, не рассыпаются на полу. Если на лепешках по краям имеются мелкие трещины, то такой раствор еще допустимо использовать для работы.
Лепешки и шарики из жирного раствора растрескиваются по краям. На шариках из тощего, не образуется трещин, но, падая, они рассыпаются. При небольшом надавливании лепешки из такого раствора также рассыпаются на мелкие кусочки.
Проверить пригодность раствора можно и так. Скатанные шарики по одному кладут между строгаными досками и надавливают на верхнюю из них. При небольшом нажатии шарик из тощей глины рассыпается на куски, причем это происходит, когда сжатие только начинается. На шарике из немного более пластичной глины при сжатии на 1/5—1/4 диаметра образуются большие трещины (рис. 2, а), на шарике из нормальной глины такие же по форме но более тонкие трещины появляются при сжатии на 1/3 диаметра (рис 2, б). У шариков из жирной глины тонкие трещины возникают при сжатии их на 1/2 диаметра.
Рис. 2. Определение пластичности глиняного раствора способом "шарика": а - шарик из раствора малой пластичности (сжатие 1/5-1/4 диаметра); б - шарик из высокопластичного раствора (сжатие 1/2 диаметра).
Из такого же глиняного теста, что и шарики, раскатывают руками жгутики толщиной 1—1,5 см, длиной 15—20 см. Эти жгутики проверяют на растягивание или сгибание в форме кольца вокруг круглой деревянной скалки диаметром 4—5 см. Жгутики из жирной глины вытягиваются плавно и постепенно утоньшаются, образуя в месте разрыва острые концы (рис. 3, а). Жгутики из нормальной глины вытягиваются плавно и обрываются, когда толщина в месте разрыва достигает 15—20% начального диаметра (рис. 3, б). Жгутик из тощей глины мало растягивается или почти не растягивается и дает неровный разрыв (рис. 3, в).
Рис. 3. Определение пластичности глиняного раствора способом "жгутика" (слева - растягиванием, справа - сгибанием вокруг скалки): а - высокопластичный; б - средней пластичности; в - малой пластичности.
При сгибании вокруг скалки на жгутике из жирной глины не образуется трещин (рис. 3, а), на жгутике из нормальной возникают мелкие трещины (рис. 3, б), а на жгутике из тощей появляется много крупных трещин и разрывов (рис 3, в).
Подобрав раствор начинают его приготовление, отмеряя глину и песок соответствующими объемными частями. Перед приготовлением раствора материалы просеивают через сито. Глину просеивать трудно, поэтому её рекомендуется сначала отмерить в нужном количестве, загрузить в бочку или ящик и залить водой, тщательно перемешав. Размокшую глину снова хорошо перемешивают, добавляют воду до получения густоты жидкой сметаны и процеживают через сито, лучше с ячейками не более 1,5x1,5 мм. В глину добавляют нужное количество песка, и полученную смесь тщательно перемешивают, а затем процеживают через сито с ячейками до 3x3 мм, чтобы придать раствору однородность. Хорошо перемешанный глиняный раствор легко сползает со стальной лопаты, не растекаясь на ней. На ощупь он однороден в нем не должно быть отдельных песчаных или глиняных сгустков.
Густоту раствора регулируют добавлением в него воды и перемешиванием. Эту операцию выполняют во время кладки печи, на рабочем месте. Раствор должен быть, как сметана средней густоты. Такой раствор легко выдавливается под действием тяжести вымоченного кирпича или при небольшом нажиме на него. Из просеянного (процеженного) глиняного раствора можно получить тонкие (3—5 мм) швы.
Глиняные растворы имеют низкую прочность, поэтому в них рекомендуется добавлять поваренную соль (100—250 г на ведро раствора) или цемент (3/4 л). Соль предварительно растворяют в воде, а цемент затворяют водой до густоты сметаны и затем тщательно перемешивают с раствором. Количество раствора, идущего на печную кладку, достаточно велико. В среднем считают, что без учета потерь на 100 шт. кирпича при кладке его плашмя и толщине швов 5 мм необходимо 20 л раствора (2 десятилитровых ведра). С учетом потерь необходимы 2,5 ведра раствора. Для русских печей раствора нужно на 15—20% больше.
Напомним, что только пластичный нужной густоты раствор хорошо заполняет все неровности кирпича и швы становятся плотными, прочными, газонепроницаемыми.
Печные приборы
Печные приборы изготовляют из чугуна или стали. Чугунные приборы бывают обыкновенными и герметичными. Последним отдается предпочтение. Изготовляют печные приборы разных размеров в соответствии со стандартами.
Дверки и полудверки состоят из рамки и полотна (рис. 4). Различают топочные, поддувальные, прочистные и вьюшечные дверки и полудверки.
Рис. 4. Дверки и полудверки: а - обыкновенная; б - герметичная; в, г - простые стальные.
Чистки-коробочки (рис. 5) изготовляют из кровельной стали. Лапки к рамкам дверок (рис. 6) выполняют из полосовой стали. Крепят их к рамкам дверок и к печной кладке. Длина лапок 200— 500 мм. Закрепление дверок проволокой менее прочно. Рамки дверок рекомендуется обернуть шнуровым асбестом и только затем вставлять в кладку. Изделия покрывают с двух сторон огнеупорным лаком.
Рис. 5. Чистки из кровельной стали: а – рамка; б - коробочка со вставленным в нее кирпичом.
Рис. 6. Крепление лапок к рамкам дверок
Задвижки печные (рис. 7) служат для закрывания дымовой трубы после топки печи или для переключения дымовых каналов в отопительно-варочных печах. Отливаются из чугуна.
Рис. 7. Печная задвижка: а - рамка, б – движок.
Вьюшки (рис. 8) предназначены для тех же целей, что и задвижки. Иногда вместо задвижек ставят вьюшки. Нередко применяют одновременно и вьюшки, и задвижки. Вьюшку размещают выше задвижки. Диаметр отверстий вьюшек 150—230 мм. Вьюшки могут быть простыми и поворотными (вьюшка-баран).
Рис. 8. Вьюшка (а) и баран (б):
Колосниковые решетки или колосники, разных размеров изготовляют из чугуна. Устанавливают над поддувалами, располагая прорезями вдоль топливника.
Плиты чугунные — верхний чугунный настил (рис. 9) — бывают цельные (с одной или двумя конфорками) или составные (глухие или с конфорками). Применяют для кухонных очагов.
Рис. 9. Чугунные плиты: а - цельная с одной конфоркой; б - цельная с двумя конфорками; в - составная с конфоркой.
Духовые шкафы (рис. 10) разных размеров изготовляют из листовой стали. Толстая сталь служит дольше тонкой. Швы должны быть плотными, соединенными фальцами или сварными. Наружные поверхности покрывают термостойкими лаками или эмалями.
Рис. 10. Духовой шкаф (духовка)
Водогрейные коробки (рис. 11) изготовляют из нержавеющих или малоржавеющих материалов. Медные и латунные коробки надо обязательно лудить. Устанавливают коробку или рядом с топливником, или непосредственно за духовым шкафом. Чтобы коробки служили дольше, их вставляют в стальной футляр. Крышки коробок должны плотно закрываться.
Рис. 11. Водогрейная коробка
Заслонки (рис. 12) служат для закрывания устья русской печи. Могут быть чугунными и стальными.
Рис. 12. Печной заслон (заслонка):
Самоварник (душник) — кусок трубы диаметром не менее 100 мм из кровельной стали. Служит для вставки самоварной трубы при нагревании самовара. Иногда закрывается крышкой.
Розетки — куски трубы, плотно закрываемые крышкой. Вставляют в один из дымовых каналов вверху печи. Открывают после топки печи. Во время топки розетки должны быть закрыты.
Предтопочный лист размером 700x500 мм укладывают под топкой на листовой асбест или войлок, вымоченный в жидком глиняном растворе, и крепят к полу штукатурными гвоздями. Перед укладкой войлок нужно просушить, чтобы исключить образование домового гриба.
Инструмент и приспособления
Печной молоток (рис. 13, а) применяют для раскалывания кирпича, отсеки и других целей. Можно использовать также кирочку (рис. 13, б).
Рис. 13. Инструмент для печных работ: а - печной молоток; б - кирочка; в - лопатки и кельма.
Кельмы (рис. 13, в) служат для нанесения глиняного раствора.
Правило — толстая деревянная хорошо остроганная линейка длиной 1,5—2 м, сечением 4x5 или 6 см — применяется для проверки печной кладки.
Отвес — грузик со шнуром — используется для проверки вертикальности печной кладки.
Уровень служит для проверки горизонтальности кладки печи.
Большой деревянный угольник необходим для проверки прямоугольности печи.
Весло (мешалка) применяется для приготовления раствора.
Ящики разных размеров используются для приготовления раствора.
Сито с ячейками не более 3x3 мм необходимо для просеивания материалов или процеживания глиняного раствора.
Подмости должны быть прочными и достаточно широкими для работы с них и расположения на них раствора, кирпича и воды. Лучше всего для этой цели изготовить нужное количество козелков с перекладиной, на которую укладывают доски. Удобными для работы считаются подмости высотой 60—80 см над уровнем пола.
Направляющие стойки (рис. 14, г) — приспособление, позволяющее обеспечить вертикальность и горизонтальность кладки. Стойки должны стоять строго вертикально, на них наносят риски рядов кладки, желательно со швом не более 5 мм. В этом случае риски наносят через 70 мм одна от другой по высоте и строго на одном горизонтальном уровне по всем стойкам. Стойки могут иметь опалубку (рис. 15) — ящик без дна, который передвигается по стойкам. Стойки и ящик должны быть тщательно остроганы. Опалубку можно сделать на один или несколько рядов кладки. Как только она будет заполнена кирпич ной кладкой, её поднимают на нужную высоту.
Рис. 14. Приспособления: а - рамка для переноски и хранения кирпича; б - козелок; в - специальная скамья для хранения материалов во время работы; г - направляющие стойки.
Рис. 15. Кладка печи в подвижной палубке.