Керамзит

Содержание:

1. Сырье для производства керамзита
2. Технические характеристики
3. Оборудование для производства керамзита
4. Технология производства
5. Классификация керамзита
6. Маркировка керамзита
7. Применение
8. Достоинства и недостатки керамзита
9. Какую фракцию керамзита выбрать
10. Керамзит как утеплитель

Керамзит — легкий пористый материал в виде красно-коричневых гранул округлой формы.

Отличается абсолютной экологической чистотой и безопасностью, так как изготавливается из природных материалов.

Малый вес и высокие теплоизолирующие свойства позволяют использовать материал в строительной, производственной, сельскохозяйственной сфере. Это один из самых популярных наполнителей легких бетонов.

Сырье для производства керамзита

Основное требование, предъявляемое к сырью, — способность к вспучиванию под действием высоких температур.

Керамзит получают из подготовленных специальным образом пород:

• легкоплавких глин морских и озерных отложений, содержащих повышенное количество окислов железа;

• глинистых сланцев;

• аргиллитов, других твердых глинистых пород.

Сырье должно иметь тонкодисперсную структуру с содержанием песка не более 25%.

При необходимости выполняется измельчение и гомогенизация породы, в глину добавляются специальные вспучивающие добавки.

Благодаря термическому удару исходное сырье увеличивается в размерах, приобретая стекловидную пористую структуру с равномерно распределенными закрытыми порами. Внешняя оболочка оплавляется, становясь прочной и герметичной.

Требования к весу, прочности и другим параметрам регламентируются ГОСТ 9759-83 «Гравий и песок керамзитовые. Технические условия».

Технические характеристики

К основным технико-эксплуатационным характеристикам керамзита относятся:

• Теплопроводность. Параметр зависит от показателя плотности. Коэффициент теплопроводности составляет 0,1-0,2 Вт/м*К.

• Прочность. Материал имеет прочность от 0,5 до 10 МПа, в зависимости от фракции.

• Влагопоглощение. Гранулы способны поглощать и удерживать до 20% воды.

• Насыпная плотность. Керамзит не теряет своих качеств при нагрузке от 150 до 1000 кг/м3, в зависимости от влажности и размера зерен.

• Коэффициент уплотнения. Показывает, насколько меняется объем керамзита после перевозки или трамбовки. Согласно ГОСТ 32496-2013 коэффициент уплотнения не должен превышать 1,15.

• Морозостойкость. Материал выдерживает до 50 циклов заморозки без потери эксплуатационных качеств.

• Объемный вес. Составляет от 900 до 1800 кг/м3, в зависимости от пористости и фракции.

Керамзит не горит и не поддерживает горение. Не выделяет вредных веществ под действием высоких температур. Отличается высокими огнеупорными характеристиками.

Материал химически и биологически инертен. Он не вступает в реакцию с другими веществами. Не поражается плесенью, грибками и прочих микроорганизмами.

Благодаря пористости обладает хорошей адгезией с бетонными и штукатурными растворами.

Таблица1. Технические свойства керамзита, в зависимости от фракции.

Показатели
	Фракция до 5 мм		Фракция 5-10 мм
Теплопроводность, Вт/м·К	0,170		0,120
Влагопоглощение, % от объема	До 25		15-20
Насыпная плотность, кг/м3	600-1000		400-600
Процент раздавленных частиц, %	нет		3-8
Прочность при раздавливании (МПа)	5,0-10,0		3,0-5,0

При намокании керамзит теряет свои теплоизоляционные свойства.

Гранула в разрезе.

Оборудование для производства керамзита

Керамзитовые гранулы начали производить с середины 60-х годов прошлого столетия из осадочных глинистых пород либо глинистого сланца, аргиллита и других камнеподобных пород.

Технологическая линия по производству керамзита может включать следующие устройства:

• дробилку для измельчения породы;

• рыхлительные устройства и глиномешалки для перемешивания сырья;

• смеситель для введения в состав модифицирующих добавок;

• агрегат для формования гранул;

• печь для сушки;

• барабанную установку для обжига;

• оборудование для сортировки по фракциям;

• пневматические транспортеры, ленточные конвейеры для перемещения готовой продукции к месту упаковки и складирования.

Для обеспечения работы оборудования к производственной линии подводятся инженерные коммуникации.

Технологический цикл изготовления занимает 30-50 минут.

Технологическая схема производства керамзита. 1) Питатель 2) формующий агрегат 3) сушильный барабан 4) бункер печи 5) вращающаяся печь 6) охладитель 7) бункер.

Технология производства

На сегодняшний день существует несколько способов изготовления керамзита:

1. Применяется при использовании однородного метаморфического сырья без посторонних включений. Сначала порода измельчается в дробилках, затем подается во вращающийся барабан высокотемпературной печи, где материал скатывается в гранулы определенных размеров, вспучивается и спекается. Способ является наиболее простым и дешевым.

2. Шлинкерный (мокрый). Сухая глина подается в объемные резервуары, куда добавляется вода, до образования шлинкера влажностью 50%. Кашеобразная масса подается насосами в шламбассейн, оттуда — во вращающуюся печь, где сырье разбивается на отдельные шарообразные гранулы, высушивается и запекается. Мокрый способ облегчает введение в сырье добавок.

3. Пластически. Популярный способ, чаще других используемый в современном производстве. Измельченное сырье увлажняется, затем перемалывается в специальных глиномешалках до пластичного состояния. Из полученной массы выдавливаются или формируются цилиндрические гранулы, которые при движении скатываются в шарики. Их предварительно просушивают или сразу отправляют в печь. Нарушенная во время переработки структура глины гомогенизируется и в дальнейшем лучше вспучивается. Пластический способ наиболее энергозатратный, сложный, но позволяет получать материал с лучшими свойствами.

4. Порошково-пластический. Сначала сухое сырье размалывается в порошок, затем добавляется вода. Из пластичной глиномассы формируются гранулы и подвергаются тепловой обработке. При обжиге керамзита важное значение имеет быстрый подъем температуры. Влага, находящаяся внутри, не должна выпариться до спекания наружной оболочки. Сушка и обжиг могут производиться в одном цилиндре либо в двух соединенных между собой барабанах. Сразу после обжига гранулы быстро охлаждаются до температуры 800-900°С. Затем, для снятия термического напряжения, выполняется медленное охлаждение, в течение 20-25 минут до 600°С. Дальше возможно быстрое охлаждение за несколько минут.

Полученная продукция сортируется по фракцмям в барабанных установках типа «грохот», фасуется во влагозащитные мешки разного объема, отправляется к месту складирования или потребителю.

Информация на упаковке: фракция, ГОСТ, объем, область применения.

Классификация керамзита

Керамзит различается по форме, размерам, прочности, плотности и прочим параметрам.

По форме

В зависимости от формы зерен, керамзит подразделяется на три группы:

1. Керамзитовый песок. Размер частиц не превышает 2-5 мм. Представляет собой производственный отсев. Изготавливаться путем измельчения более крупных фракций керамзита. Как строительный материал не имеет особой ценности. Используется в основном в качестве наполнителя в штукатурных и кладочных растворах.

2. Керамзитовый гравий. Имеет округлую форму диаметром от 5 до 40 мм. Изготавливается методом вспучивания глиняных гранул в специальных печах.

3. Керамзитовый щебень. Получают при дроблении гравия крупных фракций. Отличается неоднородной формой с заостренными краями. Благодаря угловатой форме, материал имеет лучшее сцепление в цементном или бетонном растворе.

Керамзитовый песок используют в качестве наполнителей легких цементных растворов. Гравий применяют при изготовлении строительных блоков, в качестве засыпок и утеплителей. Щебень используют как наполнитель легких бетонов.

Виды керамзита.

По фракции

По размеру зерен керамзит подразделяется на следующие фракции:

• 0-5 мм — минимальная фракция, называемая песком или отсевом. Представляет собой побочный продукт, получаемый при дроблении гранул. Песок также получают при просеивании продукта через сита с минимальными размерами ячеек. Керамзитовый песок и отсев имеет большую насыпную плотность и вес.

• 5-10 мм — мелкозернистая фракция, отличается повышенной прочностью и минимальным влагопоглощением. Используется при утеплении помещений, устройстве засыпок под полы из ГВЛ.

• 5-20 мм — смесь мелкозернистого и среднезернистого керамзита. Универсальный материал, применяемый для утепляющих засыпок, приготовления легких бетонов, производства строительных блоков.

• 10-20 мм — средняя фракция. Используется для теплоизоляционных работ, подсыпки под фундаменты, садоводства и ландшафтного дизайна.

• 20-40 мм — крупнозернистый керамзит. Самый легкий из всех фракций. Подходит для создания толстых слоев теплоизоляции, так как его вес не будет сильно нагружать конструкции. Применяется для утепления мансард, чердаков и кровель. Крупные гранулы используют при устройстве дренажных конструкций и декорировании садово-парковых участков.

Цифрами обозначены минимальные и максимальные размеры гранул, входящих во фракцию.

По насыпной плотности

В зависимости от насыпной плотности керамзитовый гравий подразделяется на 13 марок.

Таблица 2. Значения насыпной плотности керамзита в зависимости от марки

Марка керамзитового гравия по насыпной плотности	Насыпная плотность, кг/м3
М 150	До 150
М 200	150-200
М 250	200-250
М 300	250-300
М 350	300-350
М 400	350-400
М 450	400-450
М 500	450-500
М 600	500-600
М 700	600-700
М 800	700-800
М 950	800-900
М 1000	900-1000

Величина плотности зависит от размера фракций. С увеличением размера уменьшается насыпная плотность материала. Наиболее востребован керамзит плотностью от 400 до 600 кг/м3.

По прочности

Прочность керамзита измеряется в мегапаскалях (МПа).

Показатель указывает, какое давление способны выдержать гранулы под нагрузкой без разрушения и деформаций.

Таблица 3. Значение прочности керамзита в зависимости от марки.

Марка по прочности	Прочность керамзитового гравия, МПа	Прочность керамзитового щебня, МПа
П 15	До 0,5	–
П 25	0,5-0,7	–
П 35	0,7-1,0	0,5-0,6
П 50	1,0-1,5	0,6-0,8
П 75	1,5-2,0	0,8-1,2
П 100	2,0-2,5	1,2-1,6
П 125	2,5-3,3	1,6-2,0
П 150	3,3-4,5	2,0-3,0
П 200	4,5-5,5	3,0-4,0
П 250	5,5-6,5	4,0-5,0
П 300	6,5-8,0	5,0-6,0
П 350	8,0-10,0	6,0-7,0
П 400	От 10,0	7,0-8,0

Из таблицы видно, что керамзитовый гравий прочнее, чем щебень.

По наличию постобработки

Любые манипуляции с керамзитом после его производства называются постобработкой.

Керамзит без постобработки — гравий, который не подвергался никаким воздействиям. Это самый востребованный материал, подходящий для строительных работ, производства керамзитовых блоков, ландшафтных или садово-огородных работ.

Керамзит с постобработкой — материал, который подвергался дроблению, окрашиванию или другим манипуляциям. При дроблении получают песок или щебень. Окрашивание выполняют для использования его в ландшафтном дизайне (создание альпийских горок, украшение клумб, цветников, садовых дорожек и пр.).

В отдельных случаях краситель может добавляться непосредственно в сырье при производстве керамзита.

Керамзит декоративный.

Маркировка керамзита

Керамзит маркируется по прочности и насыпной плотности.

Марки взаимосвязаны: с увеличением показателя прочности увеличивается марка по плотности. При этом чем выше марка товара, тем ниже фракция.

Таблица 4. Соответствие марок керамзита по прочности и насыпной плотности.

Марка по прочности	Марка по насыпной плотности
П 15	М 150
П 25	М 200
П 35	М 250
П 50	М 300
П 75	М 350
П 100	М 400
П 125	М 450
П 150	М 500
П 200	М 600
П 250	М 700
П 300	М 800
П 350	М 950
П 400	М 1000

Маркировка керамзита регламентируется ГОСТ 9757-90 «Гравий, щебень, песок искусственные пористые».

Керамзитобетонные блоки.

Применение

Керамзит широко используется в качестве наполнителя легких бетонов, идущих на устройство ограждающих конструкций стен, стяжек, заливки полов по грунту.

Применение керамзита в строительстве:

• теплоизоляция крыш, фундаментов, грунтов;

• создание уклонов скатных кровель;

• тепло- и звукоизоляция стен, полов и перекрытий;

• устройство дренажей в водонасыщенных грунтах;

• сухая засыпка под полы;

• декоративный материал в ландшафтном благоустройстве;

• производство теплых растворов, фасадной и тротуарной плитки.

Утепление траншей при прокладке трубопроводов снижает теплопотери и предохраняет трубы от коррозии. Малый вес позволяет не перегружать перекрытия, если необходимо выполнить стяжку большой толщины. Технология полусухой стяжки с использованием керамзитовой крошки позволяет получить теплую и прочную основу под ламинат, линолеум, пробковое покрытие.

Легкие гранулы идут на производство керамзитобетонных блоков, используемых при строительстве загородных домов, коттеджей и прочих малоэтажных построек.

В сельском хозяйстве применяют при выращивании растений гидропонным способом. Материал также используется для отсыпки садовых дорожек, устройства террариумов, в качестве дренажа для комнатных цветов, плодовых деревьев и прочих культур.

Сухая стяжка пола.

Достоинства и недостатки

Керамзит — универсальный легкий пористый материал.

К его основным достоинствам относится:

• высокий уровень теплоизоляции;

• устойчивость к химическим воздействиям и перепадам температур;

• нейтральность к химическим веществам;

• долговечность — он не гниет, не поражается грызунами;

• простой монтаж, не требующий особых строительных навыков.

Керамзитовые гранулы свободно насыпаются в полости любой формы и легко трамбуются. Это один из самых экологически чистых материалов. Он не горит. Его структура не нарушается под действием открытого огня.

Прочность материала позволяет ходить по нему, не опасаясь за его целостность.

Помимо достоинств, керамзит имеет ряд недостатков:

• относительно большой вес по сравнению с другими утеплителями (пенополистиролом, пенопластом, минеральной ватой);

• пористый материал легко впитывает воду, при этом оплавившаяся плотная корка препятствует быстрому высыханию;

• для устройства эффективной теплоизоляции необходимо, чтобы слой засыпки составлял более 200 мм, что существенно «съедает» высоту помещения.

Так как керамзит довольно сильно пылит, при работе с ним следует защищать глаза и органы дыхания.

Керамзит позволяет снизить вес и понизить стоимость строительных материалов и конструкций.

Кладка стен из керамзитовых блоков.

Какую фракцию керамзита выбрать

Выбирая фракции керамзита, следует ориентироваться на определенные рекомендации:

• для изготовления цементных растворов подходит песок или отсев фракции не более 5 мм;

• для обустройства теплого пола, изготовления керамзитобетонных блоков, в качестве утеплителя наружных стен используют фракцию 5-10 мм;

• для устройства выравнивающего и теплоизолирующего основания по грунту лучше использовать керамзит фракции 10-20 мм. Данная фракция применяется при теплоизоляции перекрытий и кровли;

• для изготовления легкого товарного бетона, утепления фундаментов, водоводов, теплотрасс подойдет керамзит 20-40 мм.

Важны условия хранения материала. Керамзит должен находиться в сухих закрытых помещениях.

Проверьте целостность керамзитовых гранул. Количество битых гранул, крошки и песка не должно превышать 5%. Цвет должен быть одинаковым: темно-бурая оболочка и почти черный разлом.

Покупать керамзит лучше в мешках. Такая расфасовка более точная, материал удобнее транспортировать, хранить и использовать.

Основные характеристики, марка по прочности и насыпной плотности обычно указывается на упаковке товара.

При покупке следует требовать у продавца сертификат соответствия.

Использование керамзита в дорожном строительстве.

Керамзит как утеплитель

Применяя керамзит в качестве утеплителя, следует учитывать все его положительные и отрицательные качества.

Достоинства керамзита как утеплителя:

• Легкость. Облегчает укладку материала, не создает дополнительную нагрузку на конструкцию. Не требует использования мощных грузоподъемных механизмов.

• Экологическая чистота. Изготовлен из натурального сырья, не содержащего вредных компонентов. Без ограничений может использоваться при строительстве зданий.

• Хорошая тепло- и звукоизоляция. Обладает низкой теплопроводностью. Помогает сохранить тепло и уменьшить шум в помещениях.

Материал не подвержен гниению, не поражается плесенью, грибками и микроорганизмами.

К недостаткам керамзита как утеплителя относится возможность впитывания влаги из окружающей среды. Материал нельзя использовать в помещениях с повышенной влажностью, для утепления фундаментов или наружных стен.

Вопросы и ответы

• Можно ли использовать керамзитовый гравий при изготовлении бетона для заливки фундамента?

Использовать керамзит как наполнитель бетона фундамента не рекомендуется.

Прочность легкого бетона в два раза ниже, чем замешанного на гранитном щебне. Округлые ровные грани керамзита не препятствуют образованию трещин (сдвигов) ленты фундамента в поперечном сечении.

• Безопасен ли керамзит для человека и окружающей среды?

Керамзит абсолютно безопасен. Изготовленный из натуральных материалов путем обжига, он не содержит токсинов и радиоактивных элементов. Не выделяет вредных веществ, не загрязняет природу, не представляет угрозы для экосистемы.