Вибір матеріалів для печі чи каміна – цегла чи шамот, Печі та каміни, Журнал «Каміни та опалення»
Надійність, довговічність, економічність, міцність, герметичність, здатність акумулювати тепло та протистояти руйнівним факторам в екстремальних умовах (горіння палива в топці, різниця температур зовні та всередині димоходу тощо) – такі вимоги до пристрою під назвою «вогнище». І те, наскільки повноцінно вони будуть реалізовані в печі або каміні, багато в чому залежить від використаних матеріалів, правильний вибір яких визначає затишок, комфортабельність та безпеку житла, а також позбавляє необхідності перекладання невдалої печі.
Цей матеріал може бути отриманий двома способами: за допомогою пластичного формування та напівсухим пресуванням. При пластичному формуванні попередньо підготовлену масу, що складається з глини та різних добавок, механічно продавлюють через спеціальний пристрій, що надає їй форму довгого бруска з нормованим перерізом. Потім брусок розрізають (відповідно до заданого розмірного модуля) на частини, які після випалу власне і стають цеглою. В результаті випалу (8-15 годин при температурі 900-1150 ° С) цегла набуває міцності, матової поверхні, рожевого кольору і стає водостійкою.
У другому випадку використовуються глина та домішки у вигляді порошку з додаванням мінімальної кількості води. Ця суміш піддається пресуванню, після якого вона набуває форми цегли і в такому вигляді вирушає на випал.
Виробники цегли окрім основного модуля-цегли випускають і безліч фасонних деталей, що дозволяють виконати кладку печі будь-якої форми, конструкції та стилю. У зовнішніх частинах камінів і печей, не схильних до впливу високих температур, застосовуютьоблицювальна цегла.
На думку фахівців, для влаштування елементів печей і камінів краща повнотіла цегла пластичного формування, оскільки вона краще тримає температуру. Що стосується самої топки, то її рекомендується виконувати з вогнетривкої або шамотної цегли, яка при цьому повинна бути повномірною, добре обпаленою, без тріщин, щільною, з плоскими гранями і прямими кутами.
Друзі вогню
Проект виконано пічниками А.Бацуліним та Marcus Flynn/Pyromasse. Зводячи цегельну кладку, майстер повинен правильно організувати лабіринт для димових газів, щоб забезпечити оптимальний рівень прогріву корпусу конструкції.
Футерування топки шамотом захищає її від впливу високих температур
Вогнетривку цеглу використовують при температурі 1200°С і вище, яку звичайна цегла не витримує (в таких умовах вона розсипається). Крім того, вогнетривка цегла добре акумулює і віддає тепло, що дуже важливо для матеріалу, що йде на виготовлення вогнища.
Шамотна цегла, що маркується літерою «Ш», має у своєму складі порошок-шамот і також відноситься до вогнетривких матеріалів. Його використовують, як правило, у місцях безпосереднього контакту з вогнем. Він добре реагує на різкі перепади температури. Якщо шамотну цеглу при випаленні перетримати, то вона перетвориться на «залізняк» — покриється склоподібною плівкою і стане непридатною для використання в каміні через крихкість такого покриття. Недопалені ж зразки активно вбирають вологу, через що практично перестають бути вогнетривкими.
Зовнішня частина печі може бути викладена і червоною керамічною повнотілою цеглою марки М-150 і вище. Він також має бути добре обпалений і матиправильну геометрію, без тріщин та сторонніх включень.
Димову трубу можна викласти червоною будівельною цеглою, оскільки температура тут нижча, ніж у топці. Цей вид цегли більш пористий, ніж пічний, а отже, має меншу теплопровідність, що важливо для запобігання остиганню труби і створення умов, що перешкоджають випаданню конденсату. Цегла, що застосовується для викладки димоходів, теж повинна мати високу морозостійкість, тому що саме тут найбільше проявляється вплив агресивних факторів зовнішнього середовища. Морозостійкість означає здатність матеріалу, насиченого водою, витримувати багаторазові цикли заморожування-відтавання без пошкоджень та погіршення властивостей. Для позначення цього параметра маркування вводиться буква «F» у поєднанні з цифрами.
Даний вогнетривкий матеріал отримують високотемпературним випалом глини до втрати пластичності і видалення зв'язаної води. Щоб цього досягти, температуру в печах випалюють піднімають до 1500°С. Потім шамот подрібнюють на порошок дрібнозернистого або крупнозернистого помелу. Його змішування з різними видами глини у певних пропорціях дозволяє отримати шамотні керамічні вогнетривкі матеріали із заданими властивостями.
Особливості експлуатації топки вимагають від вогнестійкості шамота, що дозволяє працювати в безпосередньому контакті з полум'ям. Сам матеріал повинен витримувати нагрівання до 1200 ° С (реальна температура в топці може становити 750-1000 ° С). Важлива й стійкість шамоту до термічних перепадів, оскільки сам процес розпалювання печі та відбору тепла супроводжується підвищенням і пониженнями температури, що чергуються. Для тестування придатності шамота до використання у складі топки виробники влаштовують 30циклів нагріву до 1000°З наступним охолодженням холодною водою, причому розчин для з'єднання шамотних плит в єдиний виріб теж повинен відповідати зазначеній вимогі, - це гарантує, що в майбутньому тут не з'являться тріщини.
Основою асортименту шамотних виробів для вогнища, що пропонуються ринком, виступають блоки для кладки печей, модулі для димових труб та вогнетривка ізоляція металевих касетних топок.
На українському ринку пропонуються також шамотні плити для відкритих камінів, які можуть бути облицьовані будь-яким із відомих матеріалів. Фасонні камені для складання топливників, що застосовуються при цьому, оснащені профілями для з'єднання один з одним «в замок» за принципом частин у відповідь. Для зручності кладки в комплект, крім цілих модулів, включаються і половинні, а також кутові камені. Ну а захист стін будинку, що примикають до топки, забезпечується за допомогою пустотілої шамотної цегли, які придатні для використання і в інших місцях з невеликим перепадом температур.
Коментарі фахівців
Підбір цегли для будівництва вогнища важливий як для майстра, так і для власника. Від правильного підбору залежить дуже багато: міцність вогнища, тривалість його безпечної експлуатації, естетичність зовнішнього вигляду, економічність тощо.
У розпорядженні майстра є різні види цегли: рядова, керамічна, вогнетривка, пічна, для зовнішніх робіт. Хімічно агресивне середовище в топковому просторі і висока температура (700-1000 ° С) висувають особливі вимоги до цегли, що йде на кладку топки. Червона повнотіла керамічна цегла, якщо вона не призначена для цієї мети, починає з часом відшаровуватися пластами по 3-7 мм. У топці можна використовувати керамічні зразки тільки зводопоглинання нижче 10%.
На відміну від керамічної червоної цегли, вогнетривкі аналоги робляться на основі кварцового піску, тому при температурі 580 ° С усередині них утворюється розплав - склоподібна маса, що перешкоджає проникненню газоподібних хімічних сполук. Однак при порушенні правил експлуатації вогнища шамотна цегла теж може зазнати руйнування, адже скло, що з'являється в його тілі в процесі випалу, є, як відомо, крихким матеріалом, що не витримує різких охолоджень.
Таким чином, у топці відкритого каміна може бути застосований і шамотний, і звичайний керамічний цегла. Нанесення різних покриттів з подальшим випалом, а також просочення «рідким склом» знижують газопроникність матеріалу та сприяють збільшенню терміну його служби. У топках побутових печей недоцільно використовувати керамічну цеглу, а якщо це з будь-яких причин неможливо, то в будь-якому випадку здатність матеріалу накопичувати (поглинати) воду не повинна перевищувати 10%. Замовнику ж, щоб уникнути передчасного руйнування конструкції, варто обзавестися докладною письмовою інструкцією за правилами експлуатації вогнища».
Кирилл Рінне, директор представництва компанії Brunner в Україні:
«Разом із камінами Brunner в Україну поставляються вироби з шамоту від компанії Ortner, яка в числі іншої продукції виробляє надійні, жаростійкі, ефективні та довговічні модульні системи KMS, призначені для тривалої акумуляції тепла.
Маса такої конструкції залежить від обсягу дров, що спалюються в топці, і розрахована на досягнення максимальної ефективності горіння та тепловіддачі. Питома вага матеріалу становить понад 2,7 т/м, що дозволяє підтримувати необхідну температуру.в приміщенні, що обігрівається, протягом доби після згасання полум'я в печі, а за надійністю і довговічністю він помітно перевершує і цеглу, і натуральний камінь. До того ж усередині організованих тут димових каналів немає прямих кутів, що посилює та стабілізує тягу, а також запобігає накопиченню сажі».
Євген Нікітін, пічник компанії Wolfshоher Tonwerke:
«Я давно і охоче використовую шамот як матеріал, який чудово акумулює тепло. Його, безумовно, потрібно застосовувати в теплоакумулюючих печах. Влітку цього року я закінчив один об'єкт, де зовнішнім облицюванням камінної топки виступали шамотні плити, а зверху камін був оброблений кахлем. Тепло від дров, що згоріли в каміні, накопичується конструкцією, яка продовжує обігрівати приміщення протягом 6 год. після згасання вогню, що скорочує витрати на паливо.
Монтаж плит великого формату відбувається досить швидко. Важливе значення також має використання відповідної суміші, рекомендованої виробником. В даному випадку я застосував шамот компанії Wolfshоher Tonwerke із сумішшю марки ХКМ, яка має той же коефіцієнт лінійного розширення, не містить цементу, добре схоплюється і дозволяє майстру працювати без застосування захисних рукавичок».
Андріан Коляганов, керівник компанії «Володимирський Гончар»:
«Пічна цегла, що використовується при кладці камінів, печей та димарів, підрозділяється на кілька видів. Червона повнотіла цегла М-200 може використовуватися у всій конструкції печі, чого не скажеш про вищі марки, які знаходять своє місце в холодних зонах печей і камінів: так, М-300 і М-500 в основному служать для облицювання цих споруд.
Шамотна цегла (звогнетривкої глини) є універсальним. Такий матеріал не тільки довго служить, демонструючи чудові характеристики, але й надає печам та камінам естетичного вигляду. Шамотна цегла марок ША і ШБ витримує температури до 1690 ° С, і її можна застосовувати в печах з максимальною температурою до 1400 ° С, для футерування паливників і при будівництві банних печей. Цегла ручного формування (від М-300 до М-700) в основному використовується для облицювання камінів. Завдяки високій міцності та хорошій теплоємності ці будівельні матеріали не тільки забезпечують багаторічну роботу печей та камінів, але й допомагають тривалий час зберігати тепло у протопленому приміщенні. Таким чином, правильно визначитися з вибором пічного матеріалу означає суттєво знизити витрати на опалення дачі чи заміського будинку».