Печное отопление (сведения о материалах изготовления)

Различные печи, плиты, камины схожи между собой по существу и отличаются главным образом размерами, теплоотдачей, универсальностью использования. Их эксплуатационные свойства во многом определяются качеством кладки, которое зависит от качества выполнения работы, применяемых материалов, соблюдения размеров и порядка выкладки кирпичей (порядовок), чистоты дымовых каналов.

Материалы

Основные материалы; кирпич (красный, тугоплавкий, огнеупорный), глина песок, проволока, известь. Красный кирпич должен быть нормально обожжён, иметь правильную форму, с плоской постелью, плоскими боковыми гранями, прямыми кромками и острыми углами. Такие кирпичи при простукивании издают чистый звук; они допускают кладку с толщиной швов 4—5 мм, что обеспечивает высокую прочность кладки, и выдерживают длительное вымачивание в воде, необходимое при их выкладке. Недожжённый кирпич применять для печных, работ нежелательно. Печная кладка из такого кирпича имеет толстые швы  до 10 мм и более, она недолговечна. При вымачивании недожжённый кирпич рассыпается, поэтому при кладке его лишь ополаскивают водой, что недостаточно для прочного сцепления кирпича с раствором. Пережжённый кирпич годится только для фундамента.

Помимо красного кирпича при кладке печи применяют тугоплавкий кирпич, изготовляемый из глин повышенной огнестойкости и прочности (выдерживает температуру 900—1000“ С), а также огнеупорный шамотный кирпич, изготовляемый из обожжённой и размолотой огнеупорной глины (выдерживает температуру до 1600“ С).

Для приготовления глиняного раствора применяют красную или обыкновенную глину; огнеупорную глину используют только при кладке огнеупорного кирпича.

В состав глиняного раствора в качестве заполнителя входит мелкий песок с зёрнами не более 1 мм. Песок должен быть чистым, без примесей (ила, извести и т. п.). Лучшим песком считается горный, зёрна которого имеют шероховатую поверхность. Речной песок менее пригоден для глиняного раствора, т. к. его песчинки округлы и плохо сцепляются с глиной. Загрязнённый песок промывают.

Глиняный раствор должен иметь определённую жирность, или пластичность. «Тощие» растворы, где мало глины, но много песка, не прочны, швы из него часто разрушаются, а кладка расстраивается. «Жирный» раствор с большим содержанием глины при недостаточном количестве песка хорош для работы, но, высыхая, трескается и дает большую усадку. Через трещины в швах холодный воздух с избытком попадает в печь и охлаждает дымоходы, отчего заметно снижается теплоотдача печи.

Наиболее благоприятной для приготовления раствора считается дождевая или речная вода. В воде не должно быть кислот и щелочей: содержание солей — минимальное.

Известь применяют для приготовления растворов, употребляемых при кладке фундаментов под печи и оголовок труб, расположенных выше крыши.

При кладке печей помимо кирпича, глины и извести используются кровельная листовая сталь, стальная проволока, строительный войлок, асбест и толь (или рубероид). Кровельная листовая сталь (чёрная или оцинкованная, толщиной 0,3—0,6 мм) используется при сооружении кухонных плит и лёгких печей непосредственно на полу, а также для изготовления предтопочных листов. Стальной проволокой крепят печные приборы и изразцы; она должна быть мягкой (для этого её отжигают), толщиной 2—3 мм. Строительный войлок практически не горит, а тлеет, издавая специфический запах. Перед использованием войлок вымачивают в глиняном растворе, который предохраняет войлок от моли и улучшает его теплоизоляционные свойства. Вымоченным в глиняном растворе войлоком изолируют разделки у печей и труб, обёртывают концы деревянных балок, проходящих вблизи дымовых каналов и разделок, а также кладут под предтопочные листы. Асбест — минеральный несгораемый теплоизоляционный материал — применяется в виде листов толщиной 3—5 мм. Используется вместо войлока и, особенно для прокладки между рамками печных приборов и кирпичной кладкой. Толь и рубероид применяют как гидроизоляционные материалы при сооружении фундамента под печь, предохраняя её от грунтовой воды.

Раствор для кладки

Прочность печной кладки во многом зависит от качества раствора, связывающего воедино отдельные камни, кирпичи, блоки, печные приборы. Растворы надо тщательно подбирать, то есть дозировать их компоненты — вяжущее (обычно глину) и заполнитель (песок); воду во всех случаях берут в зависимости от требования к густоте раствора. Наиболее подходящими считаются растворы средней пластичности, или нормальные, в которых вяжущее и заполнитель подобраны в оптимальном соотношении. Такие растворы прочны, не трескаются при высыхании и дают минимальную усадку. По густоте глиняный раствор должен быть таким, чтобы при кладке намоченного кирпича лишний раствор мог легко выдавливаться тяжестью самого кирпича и под лёгким нажимом на него рукой (раствор должен быть примерно таким, как жидкая сметана). Качество глины можно определить одним из предлагаемых ниже способов.

Приготовить несколько растворов с различным содержанием глины и песка. С этой целью отмеряют 5 одинаковых порций глины. Первую порцию оставляют в чистом виде. Во вторую порцию добавляют 10% песка, в третью — 25%, в четвертую — 75% и в пятую 100%, то есть столько же, сколько и глины. Если известно, что глина жирная, то количество песка берётся для второй порции 50%, для третьей — 100%, для четвертой — 150% и для пятой — 200% от количества глины. Каждую порцию раствора необходимо хорошо перемешать, до полной однородности, затем постепенно добавляя воду, получить достаточно густое тесто, которое не должно прилипать к рукам.

Из каждой порции раствора делают по 2—3 шарика диаметром 4—5 см и 2—3 лепёшки толщиной 2—3 см. Шарики и лепешки помечают и сушат недели две в помещении без сквозняков. Если высохшие шарики и лепешки не растрескались и шарики, падая с высоты 0,75—1 м, не рассыпаются на полу, раствор считается годным. Если раствор «тощий», то шарики при падении рассыпаются, а лепешки легко ломаются. Лепешки и шарики из «жирного» раствора растрескиваются. Для более точного определения качества раствора сырые шарики помещают между двумя строганными дощечками и сдавливают до тех пор, пока на шариках не образуются трещины. На шариках из раствора малой пластичности большие трещины образуются уже при сжатии шариков на 1/5—1/3 их диаметра; на шариках из раствора средней пластичности мелкие трещины образуются при сжатии на ¹ /з их диаметра; в шариках из высокопластичного раствора тонкие трещины появляются при сжатии на 1/9 их диаметра. Можно также вместо шариков приготовить жгутики толщиной 1—1,5 см и длиной 15—20 см. При растяжении жгутик из малопластичного раствора почти не растягивается и даёт неровный разрыв. Жгутик из раствора средней пластичности вытягивается плавно и обрывается, когда его толщина в месте разрыва составляет 1/6 первоначальной толщины.

Жгутик из пластичного и высокопластичного растворов вытягивается плавно, постепенно утончаясь, и рвётся при толшине около  1/3— 1/6 от своего диаметра. Проверить раствор на пластичность можно также, сгибая жгутик в кольцо вокруг круглой деревянной скалочки диаметром 4—5 см. Жгутик из раствора с малой пластичностью при сгибании вокруг скалки образует много трещин и разрывов; на жгутике из раствора средней пластичности в местах сгибания образуются мелкие трещины; жгутик из пластичного и высокопластичного растворов при сгибании вокруг скалки трещин не имеет.

Повторенные 2—3 раза эти испытания позволяют подобрать нужный состав раствора средней, нормальной пластичности, наиболее пригодного для использования в печной кладке. Подобрав оптимальный состав раствора (то есть соотношение песка и глины, например, 1:1, 1:1,5 или 1:2), можно приступить к изготовлению раствора в нужном для работы количестве.

Для приготовления раствора подготовленный чистый песок просеивают через частое сито с ячейками от 1X1 до 1,5Х 1,5 мм. Глину сначала замачивают в какой-либо ёмкости, затем перемешивают, разводят водой до молокообразного состояния и также процеживают через сито. Оставшиеся сгустки глины вторично разминают, добавляют воду и снова процеживают. Излишки воды после отстаивания глиняного молока сливают. После этого отмеривают глину и песок нужными объемными частями, смесь разводят глиняным молоком и перемешивают до однородного состояния. Очень хорошо перемешивается раствор при дополнительном процеживании его через сито. В готовом растворе не должно быть крупных твердых частиц или сгустков. Глиняные растворы могут храниться неограниченное время; загустевший раствор разводят водой. Печная кладка, выполненная из вымоченного кирпича и хорошо приготовленного глиняного раствора, бывает настолько прочной, что для её разборки часто приходится применять зубило. Кладку из ополоснутого (не вымоченного) кирпича и плохо подобранного состава раствора можно разобрать руками.

Кладку из тугоплавкого или огнеупорного кирпича выполняют на растворе из огнеупорной глины и шамота (шамот — огнеупорная глина, обожжённая при температуре 1300—1400° С с последующим измельчением). Обычно на одну часть огнеупорной глины берут одну часть шамота.

Печные приборы

Печные приборы обычно покупают готовые либо делают сами из мягкой листовой стали нужной толщины. К печным приборам относятся: дверцы (топочные, поддувальные, прочистные, духовочные, вьюшечные), а также различные полу дверки; колосниковые (поддувальные) решётки из чугуна или стали; задвижки и вьюшки из чугуна; духовые шкафы; заслонки из чугуна или кровельной стали; плиты целые — с одной или двумя конфорками, либо составные — с конфорками или без них. Печные приборы надо подбирать с учётом конструкции печи.

Инструмент

При кладке печи необходим специальный инструмент. Печной молоток имеет обушок и острый конец лопаточкой; используется для раскалывания, окалывания и отесывания кирпичей, пробивки отверстий, забивки гвоздей и т. д. Правило (печная линейка)— для проверки кладки; длина его на 200—300 мм должна быть больше самой длинной стороны печи. Кальма — лопаточка для набирания и укладки раствора в печной кладке; ею удобно также перемешивать раствор. Весок — грузик цилиндрической формы, диаметром 15—20 мм, длиной 50—70 мм, с острым концом и отверстием на другом конце для закрепления прочного тонкого шнурка длиной не более 5—6 м; применяется, например, для проверки вертикальности стенок кладки. Уровень— деревянный или металлический брусок с вставленными в него одним или двумя визирами — изогнутыми стеклянными трубочками, заполненными спиртом так, чтобы там оставался воздушный пузырёк; при горизонтальном положении уровня пузырёк располагается точно в середине трубочки, отмеченной меткой. Мочальная кисть— для затирки или швабровки поверхности печной кладки; с её помощью сглаживают шероховатости и удаляют излишки глиняного раствора.