Растворы.
Для того чтобы применяемый в дело раствор хорошо скреплял части кладки и создавал ровную постель для равномерной передачи давления от одного камня к другому, он должен: а) хорошо приставать к поверхности камня; б) твердеть в положенный срок и приобретать необходимую прочность. Чтобы раствор отвечал этим требованиям, он должен приготовляться в строго определенном соответствии составных частей. Части обычно берутся в соответствии к объему, причем объем вяжущего вещества принимается за единицу. Чтобы записать соотношение объемов вяжущего и заполнителя их обозначают цифрами, между которыми ставят знак двоеточия. Например, если раствор составляется из одной объемной части извести (1 ведро) и двух объемных частей песка (2 ведра), то такой раствор называют «известковым раствором один к двум» и записывают 1 : 2. В известковых растворах за единицу вяжущего всегда принимается объем известкового теста. В цементных растворах за единицу принимается объем цементного порошка.
Растворы, в которых применен только один сорт вяжущего— глина, известь или цемент — называются п р о с т ы м и. Иногда, например, для экономии цемента, делают сложные растворы, где применяются два сорта вяжущих и цемент и более дешевая известь. Соотношение объемных частей таких растворов также обозначается, цифрами; первая цифра относится к объему цемента, вторая — к извести и третья—песку. Например, сложный цементно-известковый раствор 1:1:6 состоит из одного ведра цемента, одного ведра известкового теста и шести ведер песка.
В печных работах, в основном, применяется глиняный раствор. По своему составу (глина, песок, вода) он не отличается от состава кирпича, поэтому хорошо переносит нагревание до 800—1000°, не теряет прочности и не выделяет вредных испарений. Изменяя свой объем от нагрева и остывания одинаково с кирпичом, глиняный раствор сохраняет кладку прочной, без трещин. Количество раствора по объему составляет, примерно, 1/12 от наружного объема печи, или 1/8 объема укладываемого кирпича. Кладка, сложенная глиняном растворе, должна иметь тонкие швы 3—5 мм, чтобы раствор не выкрошивался. При выкрошивании раствора в кладке образуются трещины, в которые подсасывается воздух, а это нарушает тягу, печь дымит и плохо держит тепло. Чтобы швы были тонкими, необходимо раствор тщательно приготовить: в нем не должно быть крупного песка, комочков глины или посторонних примесей. Предварительная подготовка глины на небольшой объем работ заключается в том, что ее сначала (за день—два), замачивают, разминая крупные куски и пропуская затем через сито с ячейками не более 3 мм.
Глина легко перемешивается с песком, но, обычно, остаются твердые глиняные комки, которые приходится разминать, применяя или т р а м б о в к у или деревянное весло.
При ручном приготовлении раствора на деревянном настиле выкладывают в виде прядки отмеренное количество просеянного чистого песка. По оси грядки в середине делают канавку, в которую помещают заготовленную заранее глину в необходимом количестве. После этого глина равномерно закидывается песком с боков грядки и перелопачивается вместе с песком в одну общую массу—раствор.
При перелопачивании необходимо следить за тем, чтобы все попадающиеся комки глины были разбиты и чтобы в раствор попадали камешки или посторонние примеси. Вода добавляется по потребности. Перелопачивание производится по длине грядки 3—4 раза. После этого смесь рубится деревянным веслом (поперек грядки). Этот процесс повторяется до полного смешения глины и песка в одну однородную массу. При хорошем перемешивании не должны отдельно ощущаться ни комки чистого песка, ни клейкая глина.
Добавлять воду следует умеренно, так как в жидкой глине разбивать и разминать комки труднее. Окончательная добавка воды в пределах нужной густоты производится печником уже на рабочем месте.
Приготовленный раствор надо отгрести в кучу уплотнить удаляя лопатой, и прикрыть, чтобы предохранить его от высыхания.
Песок для раствора должен быть предварительно просеян через сито с ячейками 1 —1,5 мм и не содержать примесей ила, извести и т. п. Количество прибавляемого к глине песка зависит от жирности глины. Жирные сорта глины принимают песка больше, чем тощие.
Объем добавляемого песка колеблется от 1/2 до 2 частей на 1 часть глины; чаще это отношение равно 1:1 или 1:2. Раствор считается годным, если шарик, сделанный из него, высохнув не растрескивается, а при падении на пол не рассыпается. Если шарик рассыпался, значит раствор содержит избыток песка. Такой раствор называется «тощим». При излишне «жирном» растворе (избыток глины) высушенный шарик дает трещины по поверхности, а лепешки растрескиваются по краям.
На рис. 14 показан внешний вид хорошего и плохого глиняного растворов.
Хорошо перемешанный глиняный раствор похож на густую сметану, он легко сползает с железной лопатки, но не должен на ней растекаться.
Для заготовки глиняного раствора ручным способом при большем объеме печных работ может быть применен способ мастера Корнеева. Установка для приготовления раствора состоит из трех ящиков, размером 1,6х1,2х0,35 м каждый, расположенных рядом, но на разной высоте, - ступенчатым порядком.
За сутки до употребления в дело хорошо раздробленную глину загружают в верхний ящик и замачивают, т. е. заливают водой и, перемешивая лопатой, доводят до жидкого состояния. Отсюда разжиженная глина через специальное отверстие поступает в задний ящик через металлическую сетку, положенную на него сверху. Сетка с ячейками 3X4 мм натягивается на деревянную рамку размером 1,6 X 0,7 м. На сетке задерживаются не растворившиеся куски глины, которые снова загружаются в верхний ящик. В среднем ящике чистая глина отстаивается, а излишек воды переливается ведрами в верхний ящик. Отстоявшаяся глина сливается в нижний ящик, где в нее добавляют песок, просеянный через сито с отверстиями 1—1,5 мм и замешивают. Этот способ приготовления раствора особенно удобен при тощих глинах, быстро растворяющихся в воде. Общий вид и размеры деревянной мешалки показаны на рис. 16.
Сквозные отверстия устраиваются для лучшего перемешивания массы при движении мешалки и для облегчения ее веса. Если нужно большое количество раствора, то его приготавливают в механических растворомешалках, песок также просеивается на механических ситах, очищающих его от вредных примесей и производящих отбор песка нужного размера. Общий вид растворомешалки изображен на рис. 17.
Ковшом 8, который поднимается по направляющим, материалы подаются в барабан мешалки 6, вода добавляется из верхнего бачка 7, В барабане происходит перемешивание при помощи вращающегося вала с насаженными на нем лопастями или при помощи вращения самого барабана. После перемешивания раствор через съемную решетку 5 поступает в разгрузочный бункер 4 и затем по наклонному желобу 3 на металлическую сетку 2. Здесь задерживаются посторонние примеси, а раствор попадает в растворный ящик 1. Механическое приготовление раствора обеспечивает более высокое его качество и гораздо производительнее. Одна растворомешалка емкостью барабана 150 л может заготовить в час около 1 м3 раствора.
Известковый раствор применяется в печном деле для кладки фундаментов. Он приготовляется в составе от 1: 2 до 1:4. Как правило, потребность в известковом растворе при печных работах бывает невелика, поэтому он приготовляется вручную. Ручное приготовление небольших порций производят в ящиках-корытах. Известковое тесто разбавляется в корыте водой до состояния жидкой сметаны; затем понемногу добавляют песок в необходимом по составу количестве. Смесь все время перемешивается специальными гребками, с добавлением воды до требуемой пластичности. Раствор может быть приготовлен заранее до употребления в дело; качество его от этого только улучшится. Срок схватывания известкового раствора от двух до семи суток. Окончание твердения—один—два года. Количество добавляемого песка составляет, в зависимости от качества извести, от 2 до 4 частей на 1 часть теста.
Цементный раствор твердеет и на воздухе, и в воде. Он применяется в печном деле в более ответственных местах, например, при кладке фундаментов, подвергающихся влиянию сырости или воды (грунтовые воды и пр.) или несущих большую нагрузку. Применяют его также для ускорения работ ввиду его быстрого схватывания. Прочность цементного раствора зависит от его жирности. Срок начала схватывания цементного раствора — от получаса до часа, поэтому приготовление ело должно быть приурочено к самому началу работ по кладке. Чтобы не вызвать преждевременного схватывания, цемент сначала смешивается с песком; вода добавляется только перед самым употреблением раствора в работу. Ручное приготовление цементного раствора производится аналогично глиняному. Перелопачивание делают несколько раз—до получения совершенно однородной смеси, в которой не должно быть отдельных крупинок цемента. Обычно эту работу 34 производят двое рабочих (рис. 18).
Для лучшего перелопачивания следует употреблять лопаты с прорезями. Вода добавляется перед самой кладкой. Добавлять воду следует осторожно, небольшими порциями, чтобы не сделать раствор слишком жидким, так как при схватывании и уплотнении он обычно выделяет влагу. Соотношение песка и цемента в этих растворах бывает от 1: 3 до 1:6.
Смешанные растворы изготовляются на двух вяжущих, например, цементе и извести — известково-цементные растворы. Потребность в них возникает в тех случаях, когда хотят ускорить или усилить действие более слабого вяжущего (извести), но из-за экономии не переходят целиком на более прочный и водоупорный сорт вяжущего (цемент). Состав известково-цементного раствора для печных работ принимается порядка 1:2: 16 или 1:0,8: 7 (цемент, известь, песок). Применяют также и цементноглиняные растворы. Глина повышает плотность раствора и его пластичность.
Жароупорный бетон отличается от обычного тем, что он не разрушается под действием высоких температур (от 300 до 1400°). В состав жароупорной бетонной смеси входят портландцемент, щебень из огнеупорного кирпича, песок из огнеупорного кирпича и пылевидные тонкомолотые добавки. В печном деле бетон и жароупорный бетон применяются при изготовлении сборно-блочных отопительных печей. Первый идет на приготовление блоков (отдельных составных частей) фундаментов, а из жароупорного бетона изготовляют блоки самой отопительной печи.
