Предисловие: Строительство печи, как и любого другого сооружения, начинается с лежания фундамента. Перед тем, как построить фундамент под печь в бане или доме, необходимо подготовить соответствующие материалы и добавки.
В первую очередь, вам потребуется огнеупорный бетон для печей. Кроме того, необходимо приобрести специальные добавки в бетон, а именно – ускоритель и замедлитель твердения бетона, чтобы ускорить прочность материала и увеличить время сохранения пластичности смеси.
Огнеупорный бетон для фундамента под банную печь
Содержание
В печном деле бетон применяется для устройства фундаментов под печи в баню, а также для фундамента под коренные трубы. Легкие его виды (например, керамзитобетон и т. п.) применяются в основном для утепления дымовых и вентиляционных каналов, сложенных из асбестоцементных труб. Из жаростойкого бетона производят печные блоки для стен дымовых и вентиляционных каналов. Такой бетон способен выдержать температуру до 1800 °С.
Бетон для фундамента под печь в бане представляет собой искусственный каменный материал, который получают из смеси вяжущего вещества, заполнителей и воды. Часто в его состав также входят специальные добавки для формирования и затвердевания. До формирования такая смесь называется бетонной.
По плотности бетоны можно разделить на особо тяжелые (их плотность составляет более 2500 кг/м3), тяжелые (от 2200 до 2500 кг/м3), облегченные (от 1800 до 2200 кг/м3), легкие (от 500 до 1800 кг/м3) и особо легкие (до 500 кг/м3).
Согласно ГОСТ 5802-78, в зависимости от предела прочности при сжатии, измеряемом в кгс/см3, выделяют следующие марки бетонов. Тяжелые бетоны марок 50, 75, 100, 150, 200, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800. Бетоны на пористых заполнителях марок 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400. Ячеистые бетоны марок 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150. Пористые бетоны марок 35, 50, 75, 100.
Затвердевание бетона является результатом сложных процессов, протекающих между вяжущим материалом и водой. Такие заполнители, как щебень, гравий и песок, в этих процессах не принимают участия. Вяжущие материалы (гипс, цемент и известь) после добавления воды образуют пластичную и вязкую массу, которая, затвердевая на воздухе или в воде, связывает между собой зерна заполнителей и образует искусственный каменный материал. Бетоны можно разделить на материалы естественного и искусственного твердения. Бетоны искусственного твердения доходят до состояния затвердевания в результате автоклавной обработки.
Для печных блоков топливника состав жароупорной бетонной смеси по массе должен быть в соотношении 1:4:0,33. Таким образом, берется одна часть портландцемента (его марка должна быть не ниже 400), две части щебня и две части песка из огнеупорного кирпича и 0,33 части мелких тонкомолотых добавок из шамота.
Заполнители для бетонов и их крупность
В состав тяжелых бетонов входят крупные и мелкие плотные заполнители. В мелкозернистом бетоне используются только мелкие заполнители.
В качестве крупных заполнителей для бетонов, у которых размер зерен превышает 5мм, применяется щебень. Его насыпная плотность составляет более 1,8 г/см3. Крупные наполнители должны быть фракционированными. При производстве бетонной смеси используется крупный заполнитель фракций 5-10,10-20, 20-40, 40 -70 мм. В крайнем случае, вместо фракции 5-10 мм можно использовать 3-10мм.
Для производства легких бетонов используются пористые заполнители, насыпная плотность которых составляет не более 1000 кг/см3. Крупность такого заполнителя для бетона может варьироваться от 5 до 40 мм (щебень, гравий). Если насыпная плотность составляет не более 1200 кг/м3, то величина зерен будет не более 5мм (песок).
Среди пористых заполнителей выделяют искусственные природные и производимые из отходов промышленности.
Добавки в бетон: ускоритель и замедлитель твердения бетона
Строительство фундамента под печь в доме или бане невозможно без использования специальных добавки в бетон, которые применяют с целью изменения свойств вяжущих материалов. Среди них различают активные минеральные наполнители, добавки для специальных батонов, ускорители твердения, замедлители схватывания, а также противоморозные добавки.
Активные минеральные добавки в бетон при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью и водой образуют тесто, которое после застывания на воздухе продолжает твердеть и может в течение длительного времени сохранять прочность в воде. Схватывание такого теста происходит не позднее чем через неделю после добавления воды.
Различают два вида активных минеральных добавок: природные (диатомит, трепел, опока, пепел, туф) и искусственные (доменные гранулированные шлаки, керамзит и т. п.).
Наполнители добавляют с целью снижения расхода цемента и увеличения плотности бетона. При затвердевании в нормальных условиях между такими добавками и вяжущими веществами не возникает химического взаимодействия.
Специальные добавки широко используют в производстве жаростойкого бетона.
Поверхностно-активные добавки способны менять свойства поверхности, на которой они адсорбировались. Они могут повышать или, наоборот, снижать водопроницаемость поверхности, способствовать понижению ее твердости и т.д. Среди таких добавок можно выделить пластифицирующие, воздухововлекающие, микро-газообразующие и др.
Благодаря ускорителям твердения бетон быстро набирает прочность. К таким веществам принадлежат хлорид и нитрат кальция, сульфат и нитрат натрия и др.
Замедлители твердения бетона способствуют увеличению времени сохранения пластичности бетонной смеси. Замедлителями бетона для фундамента под банную печь являются природный гипс, сернокислое окисное железо и поверхностно-активные вещества. При этом количество гипса и сернокислого окисного железа должно составлять не более 1%, а поверхностно-активных веществ — не более 0,3% от массы раствора.
Существуют также противоморозные добавки, благодаря которым в бетоне при отрицательных значениях температуры вода не замерзает. В результате этого даже без обогрева бетон сохраняет свою прочность в зимний период, в виде противоморозных добавок выступают с0ли-электролиты или смеси этих солей. Количество добавок зависит от температуры затвердевания батона.