Кладка печей

Печная кладка должна иметь тонкие швы, вертикальные углы, горизонтальные ряды, гладкую поверхность. Печь лучше возводить на прочном фундаменте.

Если печь кладут на фундаменте от старой печи, то его надо при необходимости отремонтировать и сменить гидроизоляционную прокладку. Размеры фундаментов в плане могут быть равными размерам печи или несколько больше.

Если печь устанавливают около стены дома, то между фундаментом печи и стеной оставляют промежуток не менее 30-50 мм, заполняемый песком. Подошва фундамента заглубляется в грунт на 500-600 мм, причем выемку делают несколько большей, чем фундамент. Дно выемки выравнивают и уплотняют тяжелой трамбовкой, после чего закладывают подошву фундамента, или первый ряд его кладки. Фундамент можно делать из камня, бетона и хорошо обожженного кирпича, например железняка. Каменную кладку нужно вести с хорошей перевязкой швов, от этого зависит качество кладки, ее прочность. Между камнями не должно быть пустот, которые могут привести к неодинаковой осадке и перекосу печи.

Если сооружают монолитный фундамент, то в выемке ставят опалубку и заливают ее бетоном. Для большей прочности желательно в бетон вставить куски арматурной стали. Кладку любого фундамента заканчивают на 2 ряда кирпичей (130-150 мм) ниже уровня чистого пола.

Поверхность фундамента должна быть точно горизонтальной. Если фундамент отлит из бетона, то его выдерживают две-три недели, прежде чем приступить к кладке печи.

На подготовленный фундамент как можно ровнее укладывают один ряд кирпичей и покрывают его двумя слоями толя или рубероида для гидроизоляции от почвенных вод. На толь кладут второй ряд кирпичей, который должен находиться на одном уровне с полом, выше начинается собственно печная кладка.

При кладке фундаментов лучше всего применять цементный раствор, состоящий из 1 ч. цемента (марки 400) и 5 или 6 ч. песка, или цементно-известковый раствор, в котором на 1 ч. цемента приходится 0,7 ч. известкового теста и 6,5 ч. песка.

На выполненной кладке при помощи угольника, рейки или правила, метра или шпагата разбивают (рисуют) форму печи.

Затем насухо раскладывают кирпичи, проверяют, соблюдается ли перевязка швов и какова их толщина.

Только после этого укладывают весь первый ряд на растворе и снова проверяют его по уровню. Толщина швов должна быть 4-5 мм для кладки из обыкновенного кирпича и 3 мм — для кладки из тугоплавкого и огнеупорного кирпича. Во всех случаях горизонтальные и вертикальные швы должны быть полностью

заполнены раствором; через толстые незаполненные швы легко вылетают искры, что может привести к пожару. Кроме того, даже в заполненных толстых швах часто образуются трещины, сквозь которые в печь или дымовые каналы проникает холодный воздух. Он нарушает тягу и создает дымление.

Печную кладку в процессе работы надо периодически проверять по горизонтали, вертикали и боковым сторонам.

Так как на это затрачивается довольно много времени, кладку печи лучше выполнять в направляющих стойках или в передвижной опалубке — ящике без дна, который движется по стойкам, установленным и закрепленным строго вертикально.

Как только опалубка заполняется кирпичной кладкой, ее поднимают на нужную высоту и вновь закрепляют.

По ходу кладки внутренние и наружные поверхности очищают от излишков выдавленного раствора (руками или кельмой), а внутренние поверхности топливников и дымоходов, кроме того, швабрят или протирают мокрой тряпкой. Нельзя обмазывать глиняным раствором топливники и дымоходы, т. к. высохший раствор быстро отваливается и засоряет их. Дымовые каналы, топливники, внутренние поверхности труб следует делать как можно более гладкими, без неровностей, которые препятствуют хорошему движению газов и ухудшают работу печи. Все повороты и углы в каналах надо обязательно закруглять, а сужения или расширения делать плавными, чтобы улучшить тягу.

Колосниковые решетки располагают ниже топочного отверстия на 1-2 ряда кладки (70—140 см) с зазором между решеткой и кладкой не менее 10 мм по всему периметру. Если этого не сделать, то расширяющийся металл решетки расстроит кладку. Чугунные плиты или чугунный настил укладывают на тонкий слой глиняного раствора строго горизонтально.

Предназначенные для кладки печи кирпичи предварительно сортируют. Самые хорошие кирпичи, с плоскими гранями, без трещин и сколов используют для кладки топливников и дымовых каналов. Кирпичи подбирают одинаковой толщины, в противном случае получить ровные тонкие швы практически невозможно. Дымовые каналы, топливники и другие части печи, подверженные воздействию высокой температуры, рекомендуется складывать из целых кирпичей, т. к. сколотые и отесанные кирпичи

менее прочны и быстро разрушаются. При кладке печи часто приходится уменьшать размер кирпичей или же изменять их форму. Основные, применяемые в строительстве размеры кирпича показаны на рис. 84.

Обычно печи кладут в 1/2 кирпича, но бывают печи и в 3 кирпича, и в 2 кирпича, и в 1 кирпич.

В процессе кладки кирпичи приходится выкладывать по-разному: плашмя (в У2 кирпича), на ребро, стоймя. Для перевязки швов в зависимости от размера печи применяют целый кирпич или его части -— четвертки, половинки, трехчетвертки. Хорошей считается такая перевязка, когда перекрываемый шов оказывается под серединой кирпича, удовлетворительной — при перекрытии У3 кирпича и неудовлетворительной — при перекрытии менее У4 кирпича. Каждый ряд кладки проверяют, неточности исправляют.

Для того, чтобы получить желаемый размер кирпичей, их отесывают с помощью печного молотка или кирочки. При раскалывании кирпич берут поперек левой рукой, а правой наносят молотком по заранее сделанной на кирпиче насечке достаточно сильный удар (рис. 85). Чтобы было удобнее работать и получалась красивая кладка, кирпичи предварительно отбирают и раскладывают по ряду с таким расчетом, чтобы шов между ними был 4-5 мм. Подобранные кирпичи снимают и укладывают в определенном порядке, а затем по одному, смочив в воде, кладут на глиняном растворе на место. Если кирпичи нормально обожженные, то их опускают в воду для вымачивания на несколько

минут, пока из них не перестанут выделяться пузырьки воздуха. Если кирпичи недожженные — алые, то их не вымачивают, а только ополаскивают водой.

Раствор накладывают на кирпич кельмой или рукой и размазывают ровным слоем нужной толщины по постели кирпича, уже уложенного в кладку. Вынутый из воды кирпич сразу же укладывают на место, предварительно намазав его вертикальную грань небольшим количеством раствора для образования вертикального шва. Уложенный на место кирпич сильно прижимают одной или обеими руками и притирают к раствору, двигая его взад и вперед, добиваясь тем самым получения возможно более тонкого шва.

Иногда раствор наносят не на уложенный слой кирпичей, а на укладываемый кирпич, только что вынутый из воды. Если кирпичи выдерживают вымачивание, то лучше всего опускать

в воду сразу целый ряд кирпичей, а затем по одному вынимать и класть на место. Кирпичи и раствор надо укладывать быстро и точно, так как обезвоженный кирпичом раствор быстро густеет и его нельзя будет тонко разровнять. Не следует применять очень густой раствор, так как выдавить его излишки и получить тонкий шов будет очень трудно; раствор должен быть достаточно жидким, чтобы при незначительном нажиме на кирпич во время кладки его излишки легко выдавливались из швов.

Печи, сложенные из вымоченного кирпича, требуют длительной сушки. Если естественная сушка в течение 7-10 дней невозможна, то надо 2~3 раза в сутки протопить ее, используя небольшие порции топлива (15-25% от нормального количества), при полностью открытых дверцах, задвижках, вьюшках. Сушка считается законченной, когда на поверхности печи перестанут появляться сырые пятна, а на задвижке или вьюшке следы влаги (конденсата). Приборы (дверцы, задвижки, чистки и др.) необходимо ставить как можно прочнее. Крепление проволокой не всегда надежно, т. к. часто она быстро перегорает.

Поэтому рекомендуется крепить их на лапках —- стальных полосках, одним концом приклепанных или привинченных к прибору, а другим — заделанных в кладку. Устанавливать приборы вплотную к кладке нельзя, т.- к. металл, расширяясь, может расстроить кладку. Поэтому с каждой стороны прибора надо оставлять зазор не менее 5 мм, который заполняют шнуровым асбестом. Можно зазор заполнить и листовым асбестом, но укладка его труднее и не всегда он плотно укладывается.

Во всех печах обязательно устраивают чистки, через которые удаляют сажу из каналов. Если чистка закрывается дверцей, то после постановки чистка закладывается кирпичом, поставленным на ребро и скрепленным с кладкой глиняным раствором. Делается это для противопожарной безопасности и для того, чтобы в чистке не было сквозных щелей, через которые в каналы может проникать холодный воздух, охлаждающий печь. Для удаления сажи кирпич вынимают, а затем снова ставят на место. Если дверок у чисток нет, то их закрывают половинками кирпича на растворе, но так, чтобы эти половинки выступали за лицевую сторону кладки на 5-10 мм; это укажет местонахождение чист- , ки и поможет вынуть кирпич из отверстия. Иногда вместо дверок

ставят чистки-коробочки из кровельной стали такого же размера как и прочистные дверцы. Чист ка-короб очка — это рамка, в которую входит коробочка, заполненная куском кирпича на глиняном растворе (толщина кирпича должна быть равна толщине стенки печи).

Можно обойтись коробочкой без рамки, вставив ее в отверстие кладки и обмазав глиняным раствором. Коробочки легко изготовить из кровельной стали. При установке задвижек необходимо проверить легкость их хода и отсутствие больших зазоров в закрытом состоянии (это рекомендуется сделать при покупке).

Образование конденсата и борьба с ним. Некоторые печи имеют существенный недостаток — они конденсируют влагу, которая образуется в результате выделения на остывших стенках дымовой трубы водяных паров и паров смолистых веществ, образующихся при сгорании топлива. Со временем конденсат насквозь пропитывает печную кладку, она становится сырой, снижается тяга, а кладка быстро разрушается. Конденсат имеет специфический запах.

О появлении конденсата, помимо сильного запаха, свидетельствуют также пятна и полосы черного цвета, которые появляются местами на поверхности печи, иногда и большая часть поверхности печи становится черной. Чтобы удалить пятна с наружной стороны печи, лучше всего такие места срубить и оштукатурить цементным раствором, но иногда проще заменить всю кладку. Это не так сложно, поскольку конденсат сначала проявляется у верха печи и нижней части трубы, то есть там, где кончается собственно печь, в чердачном или междуэтажном перекрытии.

Чтобы влага, содержащаяся в горячих (дымовых) газах не конденсировалась на стенках трубы, температура газов должна быть повышенной.

Установлено, что нормальная температура отходящих из печи газов перед выходом в трубу должна быть не ниже 120-140° С, а при выходе из трубы в атмосферу — 100° С.

Если дымовые газы при выходе в трубу, то есть у вьюшки, имеют температуру около 250° С, то конденсата никогда не бывает, тяга хорошая, а печи быстрее нагреваются при малом расходе топлива. Температуру выходящих газов можно примерно

определить, воспользовавшись сухой лучиной, которую кладут поперек отверстия вьюшки во время топки. Через 30-40 мин лучину вынимают и очищают от копоти. Если цвет древесины не изменился, это значит, что температура не превышала 150° С; если лучина пожелтела (до цвета корки белого хлеба), значит, температура достигла 200° С; коричневой (цвета корки ржаного хлеба) лучина становится при температуре 250° С; при температуре 400° С лучина превращается в уголь. В теплое время года конденсат либо совсем не образуется, либо образуется в небольшом количестве и не может повредить печи. В образовании конденсата большую роль играют размеры колосниковой решетки, размеры дымового канала, толщина стенок, длина и высота дымовой трубы, температура ее нагрева, влажность топлива, температура выходящих из трубы газов и избыточное количество дымоходов в печи.

Высота дымовой трубы должна быть не менее 5-6 м, считая от уровня зольниковой камеры. Толщину кладки стенок трубы следует выполнять в полкирпича (130 мм).

Более тонкие стенки трубы быстрее нагреваются и быстрее остывают, что приводит к образованию конденсата. Такие трубы необходимо утеплять теплоизоляционными материалами (шлаковатой, стекловатой и др.). Различные трещины в трубе и печи, сквозь которые проникает холодный воздух, также способствуют охлаждению горячих газов, остыванию трубы и образованию конденсата. Если сечение канала трубы больше требуемого для данной печи, то дымовые газы поднимаются по ней очень медленно и холодный наружный воздух охлаждает их в трубе. Иногда для улучшения печной тяги трубу приходится перекладывать, уменьшая размеры дымоходов, уменьшая или увеличивая высоту трубы, до тех пор, пока не будет получен удовлетворительный результат.

Чтобы уменьшить влияние ветра на тягу, лучше всего накрыть трубу металлическим колпаком-зонтом со скошенными вниз плоскостями.

Ударяясь о поверхность зонта, ветер меняет направление и не задувает в трубу. Кроме того, колпак предохраняет верх трубы и ее стенки от намокания и размывания при дожде и от снега; в сырых трубах тяга очень слабая.

Печи, сложенные с соблюдением всех указанных требований, служат надежно в течение 50-70 лет. Для повышения коэффициента полезного действия (КПД) в печах устраиваются системы дымооборотов. Их назначение — так организовать движение горячих газов, поступающих из топливника, чтобы они, двигаясь по каналам и камерам, отдавали оптимальное количество теплоты кирпичной кладке. Очень важно, чтобы площадь внутренней тепловоспринимающей поверхности дымоходов печи соответствовала объему топливника. Если площадь поверхности дымоходов недостаточна, теплота будет уходить в дымовую трубу недоиспользованной и это снизит КПД печи. При излишней же площади поверхности дымоходов температура уходящих газов будет настолько низкой, что вызовет появление конденсата.

Для наилучшего усвоения теплоты необходимо, чтобы площадь внутренней поверхности дымооборотов превышала площадь наружной тешюотдающей поверхности печи на 30-35° С. Площадь внутренней поверхности печи зависит от сечения дымооборотов, их числа и системы расположения.

Все дымообороты должны иметь достаточное сечение для свободного пропускания всего объема образующихся при сгорании топлива дымовых газов. Как правило, размеры каналов кратны размеру кирпича и обычно равны 260 X 130 мм или 130 X 130 мм. Площадь сечения каналов дымооборотов также должна быть согласована с тепловой производительностью печи. При чрезмерно большом их сечении печь недостаточно разогреется, при слишком малом — будет дымить. Опыт говорит, что дымообороты при теплоотдаче до 3000 ккал/ч должны иметь сечение 170-250 см2, а при теплоотдаче 3000-5000 ккал/ч — 250-300 см2.

Тяга — разрежение в участке канала (чаще всего — в трубе), под действием которого создается поток газа. При естественной тяге, а именно она создается в печной трубе, движущая сила возникает из-за разности плотностей газов различной температуры. Таким образом, в основном сила тяги зависит от температуры отходящих газов и от высоты трубы. Увеличивать температуру газов экономически невыгодно. Чтобы улучшить тягу, следует увеличить высоту трубы. Опыт показывает, что расстояние между колосниковой решеткой печи и оголовком трубы должно быть не меньше 5-6 м. На тягу печи влияет также сопротивление

стенок дымового канала движению газов, уменьшить которое можно сокращением числа дымооборотов печи, увеличением площади сечения дымооборотов и дымохода, созданием более гладкой поверхности у внутренних стенок дымооборотов и дымохода. Сила тяги также может зависеть от специальных регуляторов, которые встраиваются в печь и бывают разных видов, как показано на рис. 86.

И наконец, тяга резко снижается, если в кладке печи или дымохода имеются даже небольшие щели (как показывает практика, причина неудовлетворительной тяги чаще заключается в дефектах дымовой трубы, но не топки).

Если предполагается, что печь будет топиться более 3 ч подряд, то необходимо дополнительно теплоизолировать деревянные конструкции потолка от трубы асбестом или войлоком,

пропитанным глиняным раствором. Если войлока или асбеста под рукой не окажется, толщину разделки следует довести до 51 см. Толщина стенок стояка не менее чем 1/2 кирпича.

Если при топке печи наблюдается постепенное ослабление тяги, топливо горит недостаточно интенсивно, а при открытой топочной дверке дым идет в помещение — это означает, что дымоход засорился сажей. После чистки дымоходов тяга восстанавливается. Если внезапно резко ослабла тяга, скорее всего, произошло разрушение одного из внутренних элементов печи, приведшее к перекрытию дымохода. Место повреждения определяется измерением тяги во всех прочистных отверстиях. Для восстановления дефекта необходимо разбирать часть кладки.

Полное отсутствие тяги при растопке свидетельствует о скоплении холодного воздуха в дымоходах и дымовой трубе.

Воздух в трубе можно согреть, сжигая в прочистном отверстии под трубой бумагу и щепки, в результате чего тяга восстановится. Если даже после длительной топки стенки печи не прогреваются в достаточной степени, то, значит, внутри дымоходов нарос толстый теплоизолирующий слой сажи или печь охлаждается при подсосе воздуха через щели, появившиеся в ее стенках. Для устранения этой неисправности сажу вычистить или выжечь, щели расшить и затереть раствором.