Керамзит – что это такое?
Абсолютно уверены, что загадочное слово “керамзит” знает любой человек старше 10 лет. Многие полагают, что это вроде какой-то строительный материал, или толи дренаж, толи прикормка для растений, или еще что-то… Но немногие ответят на простой вопрос: что же такое керамзит? Затруднение вызовет, и просьба описать свойства этого материала. Спектр применения настолько широк, что перечисление займет массу времени. Большой загадкой остается, где добывают керамзит или может его производят? А если производят, то из чего? Все чаще, делая обзоры на теплоизолирующие материалы, буквально заполонившие наши строительные рынки, ключевыми словами для описания становятся: новинка, современный, инновационный и так далее. И действительно, количество, разнообразие, а главное высокое качество многочисленных материалов в последнее время все больше удивляет и радует.
Сегодня мы поговорим о хорошо знакомом с детства материале. Сделаем, так сказать ликвидацию пробелов в знаниях. Действительно, керамзит в первую очередь строительный материал, который находит свое применение часто за пределами стройки. С керамзитовыми шариками, порой сталкиваются люди, которые совсем далеки от строительных площадок.
Коэффициент
Бытует мнение, что керамзит широко используется в качестве утепления из-за низкой ценовой категории. И действительно, если сравнить стоимость одного метра кубического керамзита со стоимостью другого утеплителя, то его цена будет ниже. Но особенность таких подсчетов заключается в характеристике вещества. Дело в том, что количество керамзита для утепления понадобится в разы больше, нежели, например, утеплителя из пенопласта. Таким образом, получается, что на стоимости керамзита сэкономить не получится. Кроме того, веществу свойственен и ряд других особенностей.
- Обладает определенным свойством шумоизоляции, коэффициент качества которой ниже, чем, например, у ваты.
- Небольшой вес керамзитовых окатышей не привязан к его объему, что нужно учитывать при утеплении веществом пола. Дело в том, что для утепления всей квартиры понадобится много вещества, которое плиты выдержат, а деревянное перекрытие может и не выдержать. Толщина досок в таких случаях должна быть не меньше 25 мм.
- Не все так просто и с прочностью керамзита. Если наступить на рассыпанных по полу несколько камешков, то они разломятся. А если пройтись по полу, который устлан относительно тонким слоем, то камушки не деформируются.
Что влияет на главную характеристику керамзита
Как показывают исследования, теплопроводность керамзита определяется отсутствием кварца, но только на отдельно взятом этапе производства. Технологи должны учесть и особенности производства. Ведь содержащийся в керамзите кремнезём повышает теплопроводность, тогда как другие оксиды понижают это значение.
Это не распространяется на газы, образующиеся при нагревании до температуры вспучивания. Установлено, что если в порах содержится Н2 + СО в объеме, большем чем 55%, то теплопроводность керамзита окажется в 2 раза выше, чем в том случае, если наполненность будет осуществляться воздухом. На теплопроводность способны повлиять еще и микропоры. Чем меньше они будут, тем ниже окажется теплопроводность, однако пористость на этой характеристике не сказывается.
Технические характеристики
Параметры материала установлены ГОСТ 9757-90, регламентирующим качество строительных пористых материалов
Некоторые показатели не регулируются, однако все равно остаются важной характеристикой. Рассмотрим детальнее основные свойства керамзита
- Фракционный состав. Всего установлены три фракции материала, имеющие диапазон размеров 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм. Отдельной категорией проходят фракции, редко применяющиеся в строительных работах. К ним относятся гранулы и щебень керамзита размерами от 2,5 до 10 мм, а также широкая смесевая фракция от 5 до 20 мм.Теплоизолирующие керамзитные прослойки, используемые в виде насыпной массы, представляют смесь всех фракций – от 5 до 40 мм. Это связано с необходимостью заполнения пустот в теплоизолирующем слое, что увеличивает жесткость конструкции и ликвидирует конвекционные токи воздуха.
- Марки керамзита по насыпной плотности (объемному насыпному весу). Всего установлено семь значений: до 250 кг/м3 – марка 250, от 250 до 300 кг/м3 – марка 300, аналогично – марки 350, 400, 450, 500, 600. Марки 700 и 800 не выпускаются для широкой продажи и производятся только при согласовании с потребителем. Истинная плотность (истинный объемный вес) больше насыпной плотности в 1,5-2 раза. Данный параметр характеризует плотность материала без учета промежутков между гранулами или осколками материала;
- Марки керамзита по прочности. Для гравия существует 13 марок, различающихся прочностью при сдавливании в цилиндре. Для щебня нормируются 11 марок, имеющих такие же обозначения, как и марки гравия. Прочность щебня и гравия одной марки различается. Так, для марки П100 прочность гравия при сдавливании составляет от 2,0 до 2,5 МПа, тогда как щебня – от 1,2 до 1,6 МПа. Между марками керамзита по плотности и прочности существует связь – увеличение плотности приводит к увеличению прочности. Взаимосвязь между марками также регулируется стандартом ГОСТ 9757-90, что исключает изготовление низкокачественного керамзита высокой плотности, разрушающегося при небольшой нагрузке.
- Коэффициент уплотнения – согласованная с потребителем величина, которая не превышает значение 1,15 и применяется для учета уплотнения керамзитной массы в результате транспортировки или слёживания. Использование коэффициента связано с частой отгрузкой материала по насыпному объему, удобной при реализации крупных партий.
- Теплопроводность – является наиболее важным параметром, характеризующим теплоизоляционные свойства. Для керамзита коэффициент теплопроводности составляет от 0,10 до 0,18 Вт/(м?°C). Диапазон значений достаточно узкий, что свидетельствует о высоких теплоизоляционных свойствах материала. С увеличением плотности коэффициент теплопроводности увеличивается. Это связано с уменьшением количества и объема пор, содержащих главный теплоизолятор – воздух.
- Водопоглощение – важный параметр, показывающий поведение материала при воздействии воды. Керамзит относится к относительно устойчивым к материалам и характеризуется значением водопоглощения 8-20 %.
- Звукоизоляция – как и большинство теплоизоляционных компонентов, керамзит обладает повышенной звукоизоляцией. Наилучшие результаты достигаются при звукоизоляции деревянного пола, в которой керамзит выступает в виде прослойки между наружной частью пола и межэтажной плитой.
- Морозоустойчивость – благодаря низкому водопоглощению и глине, которая является основой материала, керамзит имеет достаточно высокие морозоустойчивые свойства. Численные значения не нормируются стандартами, поскольку керамзит морозоустойчив «по умолчанию». Нормируются лишь показатели строительных камней, в составе которых содержится керамзит – керамзитоблоки.
Как рассчитать сколько кубов керамзита в мешке расскажет следующее видео:
Керамзитовый щебень – что это
По своим техническим показателям, особой разницы между гравием и щебнем не увидим. Такой же сверхпрочный, устойчивый к агрессивным средам, с низкой теплопроводностью. Отличие только визуальное — форма зерна угловатая, масса не однородная. Но, именно благодаря угловатой форме, щебень имеет лучшее сцепление в бетонном растворе при изготовлении керамобетона. Его применение в приоритете перед гравием.
Бетонные изделия с применением керамзитового щебня имеют легкий вес, высокую прочность, обладают низкой теплопроводностью.
Керамзитовый щебень с успехом применяется для утепления теплотрасс, гидроизоляция трубопроводов, дренирование почвы для поддержания кислородного и воздушного баланса.
Сухой способ
Применяется, если керамзит получают из плотных каменистых глинистых пород и сланцев, используется иная технология изготовления. Исходный материал размельчается на дробильном оборудовании до получения зерен размером 1 – 20 мм. Керамзитовое сырье обжигается в барабанной печи, охлаждается, распределяется по фракциям. В таком варианте производства не предусмотрен этап формовки зерен, и конечный продукт отличается кубическими угловатыми очертаниями.
Мокрый способ
Способ подразумевает большой расход топлива, так как уровень влажности шликера достаточно высок. Но с его помощью сырье очищается от каменистых вкраплений, в него вводятся добавки, чтобы получилась однородная масса. Применяется такой вариант для сырья, отличающегося большим показателем влажности.
Пластический способ
Подготовленную природную глину, влажность которой не превышает тридцати процентов, подвергают двум этапам помола на специальных зубчатых вальцах – грубом и тонком. От такого процесса образуются гранулы, диаметр которых составляет 5 – 10 мм, поступающие в сушильные барабаны. В них полуфабрикат просушивается, подвергается окончательной обкатке, пока не приобретет овальные формы.
После этого начинается обжиг, для которого в печах создается температурный режим от 800 до 1 350 градусов. Процесс проходит под постоянным вращением печных барабанов. Спекшиеся керамические гранулы, которые увеличили свой диаметр из-за вспучивания, попадают во вращающиеся холодильные установки. После остывания наступает последний этап – керамзит рассеивается по фракциям.
Так как качество керамзита зависит от качественного состояния сырца, глину следует хорошо переработать и сформировать из нее гранулы одинаковых размеров, параметры которых увеличатся при вспучивании.
Разновидности керамзита
Керамзит производят в виде таких фракций, как:
- гравий;
- щебень;
- песок.
Область применения каждого вида достаточно широкая. Также материал делится по плотности. Данный параметр представляет собой соотношение веса и объема гранул. Так, марка керамзита М300 имеет плотность 300 кг/м³, а М400 – 350-400 кг/м³
Важно учитывать, что чем ниже марка материала, тем выше его качество
В свойства керамзита входит и прочность, которая делится на марки П15-П400. В этом случае высокая марка материала означает качественную продукцию и сырье, из которого она произведена. Прочность и плотность являются прямо пропорциональными показателями, поэтому керамзит М400 должен быть не ниже П50 по прочностному параметру.
Согласно таблице качеств материалов для утепления, теплопроводность керамзита имеет низкий показатель даже в сравнении с пенопластом и минеральной ватой. На расчет показателя влияют такие характеристики, как:
- фракция;
- влажность;
- пористость гранул.
Теплопроводность колеблется в диапазоне 0,7-0,16 Вт/м. Сравнение показателя с кирпичом показывает, что холод материал проводит хуже в 2-3 раза. Ведь чем ниже коэффициент теплопроводности керамзита, тем выше его теплоизоляционные характеристики.
Глина хорошо впитывает влагу, что приводит к потере теплоизоляционных свойств. А увеличение в весе несет дополнительную нагрузку на перекрытия
Поэтому важно делать качественную гидроизоляцию, чтобы не допускать проникновения воды к утеплителю. Однако он имеет низкий коэффициент поглощения влаги, что выгодно отличает его от других натуральных теплоизоляционных материалов. Если для утепления используется керамзит, характеристики его должны быть высокими, чтобы обеспечить качественную защиту от холода
Если для утепления используется керамзит, характеристики его должны быть высокими, чтобы обеспечить качественную защиту от холода.
Керамзитовый гравий
Гравий является самой крупной фракцией. Его гранулы имеют размер 20-40 мм. Используют такой крупный материал в качестве утепляющего слоя на крышах, подвальных помещениях, пола в гараже или при строительстве теплотрасс. У данной фракции керамзита теплопроводность самая низкая, а прочность наивысшая.
Щебень или гравий используют для утепления пола, стен, потолков, поскольку они представляют собой достаточно крупные фракции. Чтобы заполнить пустоты, которые образовываются между гранулами, смешивают материал обеих фракций. Это позволяет не только увеличить показатель плотности, но и теплопроводность слоя утеплителя.
Керамзитовый щебень
У щебня керамзита свойства немногим отличаются от гравия. Разница, прежде всего, состоит в размере гранул. Их диаметр составляет 10-20 мм, что увеличивает теплопроводность материала. Образуется щебень путем дробления гравия, поэтому гранулы имеют угловатую форму. Зерна такого вида позволяют насыпать плотный слой материала без использования более мелкой фракции для заполнения пустот. Технические характеристики керамзита данного размера будут ниже, чем у гравия.
Керамзитовый песок
Песок получают в результате измельчения крупных фракций или при обжоге остатков глины, которая использовалась для производства гравия. Размер частиц не превышает 5 мм. Материал применяют в качестве керамзитовой засыпки для межкомнатных перегородок, для производства сверхлегкого бетона, чтобы заполнить пустоты между большими фракциями.
Керамзитный песок имеет высокую устойчивость к морозам, гниению и горению. Это позволяет использовать материал для изготовления фундамента. Поскольку керамзит обладает теплоизоляционными качествами, толщина слоя бетона может быть меньше, чем без данного компонента.
Керамзитобетонная стяжка
Стяжку с применением керамзита делают, чтобы пол был теплым и не пропускал звуков. Цементно-песчаные смеси уступают по данным параметрам. У керамзитобетона теплоизоляционные свойства до 10 раз лучше, чем у простой бетонной смеси. Также утеплитель легче, что позволяет меньше нагружать перекрытия. Чтобы стяжка имела наилучшие показатели, ее следует делать по правильной технологии.
Область применения керамзита
Таблица применения керамзита в строительстве:
| N | Показатели | Фракции керамзита, мм | ||
| 8/20 | 4/10 | 0/4 | ||
| 1 | Теплоизоляция кровли скатного типа | + | ||
| 2 | Теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах | + | ||
| 3 | Производство сверхлегкого бетона и легких керамзитобетонных блоков | + | + | + |
| 4 | Теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий | + | + | |
| 5 | Теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов | + | + | |
| 6 | Теплоизоляция грунта | + | + | |
| 7 | Теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах | + | + | |
| 8 | Гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений | + | + | |
| 9 | В качестве сухой засыпки под ГВЛ полы с целью улучшения тепло- и звукоизоляционной способности пола | + | ||
| 10 | Производство теплого раствора | + | ||
| 11 | Производство фасадной и тротуарной плитки | + | ||
 |
Одно из основных применений керамзита — как наполнитель для легких бетонов. Так как керамзит позволяет снизить вес конструкции, использование таких бетонов особенно актуально тогда, когда необходимо уложить стяжку большой толщины, и при этом нельзя перегружать перекрытие. А возведенные стены из керамзитобетона обладают высокими санитарно-гигиеническими характеристиками, они долговечны и не требуют значительных финансовых затрат.
Керамзит активно применяют и при устройстве полусухой стяжки. Данная технология позволяет получить прочную основу под ламинат, линолеум, пробку в кратчайшие сроки. Здесь стоит отметить, что керамзит может выступать как в роли выравнивающей подсыпки, по которой в дальнейшем устраивается цементно-песчаная стяжка, так и в роли одного из компонентов стяжки (о чем уже упоминалось выше).
Для пола по грунту используют керамзит фракции 8-20 мм. Здесь он одновременно выполняет выравнивающую и теплоизоляционную функцию. Несмотря на водопоглощение керамзита в пределах 10-20 %, при достаточной толщине слоя (более 20 см) нет необходимости дополнительно использовать гидроизоляцию. Если же толщина засыпки меньше 20 см, то для гидроизоляции можно взять полиэтиленовую пленку. Ее нужно уложить с нахлестом на стены высотой не менее толщины засыпаемого слоя и тщательно проклеить все стыки широким скотчем.
После засыпки керамзита для пола по грунту важно его хорошо уплотнить слоями толщиной по 10-15 см. Трамбование керамзита производится при помощи уложенных на него досок
Постукиванием по этим доскам добиваются уплотнения массы керамзитового гравия. Также для этих целей можно применять виброплиты.
Для облегчения последующих работ, стоит скрепить утрамбованный керамзит проливкой цементным молочком (жидкой смесью цемента, песка и воды). Схватывание верхних слоев керамзита предотвратит его последующие сдвиги во время укладки цементно-песчаной стяжки. Если вы не хотите проливать утрамбованный керамзит цементным молочком и ждать некоторое время, уложите сверху арматурную сетку с мелкой ячейкой. Тем самым вы быстро укрепите верхний слой и в какой-то степени проармируете и саму стяжку.
Применение керамзита и в качестве утеплителя имеет некоторые нюансы. Во-первых, материал должен быть высокопористым. Во-вторых, как засыпной вариант керамзит проигрывает другим утеплителям. Расчетная толщина засыпки из керамзита плотностью 600 кг/м³ равна примерно 40 см. Это, согласитесь, не совсем эффективно. В то же время, использованный при изготовлении керамзитобетонных блоков, он значительно увеличивает их теплосберегающие характеристики.
Благодаря невосприимчивости к влаге и морозу, керамзит активно используют для отсыпки фундамента. Это позволяет сократить почти в 2 раза глубину залегания фундамента — с 1,5 м до 0,8 м, что ведет не только к экономии строительных материалов, но и к предотвращению промерзания грунта около фундамента постройки. Также керамзит окажется полезен при утеплении прокладываемых тепловых сетей возле дома.
Керамзит можно использовать не только в строительстве. С его помощью можно благоустроить садовые дорожки и сделать дренаж для плодовых деревьев, комнатных цветов и других растений.
Использование при заливке фундамента керамзита как наполнителя бетона не рекомендуется. Это обусловлено тем, что материал имеет ровные округлые грани, а это не препятствует возникновению работы на срез (сдвиг-излом) массива бетона. А фундамент должен именно исключить трещины (сдвиги) ленты в поперечном сечении.
Как делают керамзит
Производство начинается с отбора сырья. Глина сортируется, максимально удаляются примеси, при необходимости добавляются вещества, улучшающие вспучивание. Это могут быть соляровое масло, анулит, мазут и др. После этого формируются сырцовые гранулы, которые могут состоять из разных сортов глины. Они должны пройти процесс сушки. После высушивания загружаются в барабанную печь, где происходит обжиг.
Для ускорения процесса вспучивания глины сырцовые шарики постоянно перемешиваются. В зоне обжига поддерживается температура порядка 1300С. На обработку одной партии уходит около получаса. Готовые изделия остужают и калибруют, разделяя на фракции. При необходимости дополнительно дробят. После чего упаковывают.
Характеристики материала напрямую зависят от качества сырцовых зерен. Производят их 4 различными методами:
- мокрый;
- сухой;
- пластический;
- порошково-пластический.
Каждый из них дает хороший результат только при условии, что в процессе используют определенные сорта глины. Такое производство возможно и в домашних условиях: для этого приобретается мини-установка. Правда, качество кустарных изделий ниже, что ограничивает их область применения.
Применение керамзита в сельском хозяйстве
Как считает большинство аграриев, материал является лучшим дренажом и субстратом для культур, выращиваемых на гидропонике.
Керамзит вбирает в себя влагу при поливе и отдает при высыхании почвы. Довольно часто щебень и песок добавляют для оптимизации воздухообмена между растением и воздушной средой в тяжелые глинистые почвы.
Дренаж, в основе которого керамзит, не позволяет почвам закисляться, заиливаться. При этом материал не утяжеляет почву и препятствует образованию плесеней, появлению мхов и грибков.
Замечательно показал себя материал при устройстве грядок. Слой в 2 — 3 см, насыпанный в ее основание, обеспечивает прекрасный дренаж. Рассыпанный между растениями гравий сохраняет влагу, выполняя мульчирующую роль.
Керамзит имеет твердую внешнюю оболочку и пористое ядро, что делает его уникальным органическим субстратом для гидропоники, полноценным почвозаменителем.
Применение керамзита для утепления пола
Последовательность утепления разных всех видов полов имеет одинаковый алгоритм.
- освободить поверхность от старого покрытия;
- щели и трещины заделать строительным раствором;
- устройство полов можно проводить сразу на земляном основании. Предварительно землю утрамбовать, сделать подушку из песка и насыпать гравий.
- керамзит обязательно изолировать слоем гидроизоляции от влаги, применив например Изоспан Д.
- на пленку изоспана насыпать керамзит. Совет от бывалых строителей гласит, что утепление требует хороший слой. Желательно сформировать слой не менее10 см.
- далее раскладываем армированную сетку
- выполняем стяжку цементным раствором.
- расстилаем пароизоляцию – изоспан С, далее укладываем новый пол.
Если Вы утепляете потолок, то лучше применить в составе “подушки” керамзит двух фракций. Такой прием позволит создавать более плотную засыпку, которая эффективнее сохраняет тепло в жилом пространстве.
В недавнем прошлом, купить керамзит для частного пользования было проблематично, так как он продавался врассыпную и большими объемами. Было крайне неудобно покупать машину керамзита, при небольшой потребности. В настоящее время все гораздо проще и упаковывают производители свой товар в мешки с разным объемом. Купить керамзит в упаковке можно необходимом количестве не переплачивая за лишнюю поставку. Упаковка облегчает транспортировку и не вызовет серьезной постановки вопроса.
Предлагаем вам виде обзор материала в удовлетворении садоводческих нужд:
Основные способы получения керамзитового гравия
Подходит ли тот или иной материал для производства керамзитного гравия, устанавливают с помощью специальных исследований. Главные требования к сырью:
- возможность вспучивания при обжиге;
- легкоплавкость;
- определенный интервал вспучивания.
Иногда в сырье вводят специальные добавки для повышения коэффициента вспучивания. В качестве добавки может быть использованы органические (соляровое масло, мазут и др.), железистые вещества, горные породы (перлит, алунит и т. п.) или искусственные вещества.
Способы получения керамзитовых гранул
Существует четыре основных способа изготовления керамзита, которые отличаются своей технологией:
- сухой;
- мокрый;
- порошково-пластический;
- пластический.
Выбор конкретного способа зависит от качества сырья.
Сухой способ изготовления керамзита
Этот способ является наиболее простым. Он применяется в случае, когда имеют дело с камнеподобным сырьем. Вначале его дробят, затем отправляют во вращающуюся печь. Такой способ наиболее эффективен, если порода однородная, без вредных включений. Он отличается невысокими затратами и низкой энергоемкостью.
Мокрый (или шликерный) способ изготовления керамзита
Глину помещают в емкости большого размера – глиноболтушки. Затем ее разводят водой, получая шликер влажностью около 50%. Его подают насосами в шламбассейн, откуда он перемещается во вращающуюся печь. Здесь он разбивается на отдельные гранулы. Их высушивают газы, которые выходят из печи.
Мокрый способ требует большого расхода топлива, поскольку шликер имеет высокую влажность. Однако он позволяет очищать сырье от каменистых включений, вводить в него добавки, получать однородную массу. Его используют в случае высокой влажности исходного сырья.
Пластический способ изготовления керамзита
Этот метод наиболее распространен при производстве керамзита. Он предусматривает увлажнение рыхлого сырья и его переработку в вальцах или глиномешалках. Процесс изготовления керамзита напоминает производство кирпича.
Из полученной массы на дырчатых вальцах или ленточных прессах формируют цилиндрические гранулы, которым позже придается шарообразная форма. Гранулы сразу отправляют во вращающуюся печь или дополнительно просушивают в специальных барабанах.
Пластический способ более сложный, энерго- и капиталозатратный, чем сухой, но он позволяет сделать материал с лучшими свойствами. Во время переработки природная структура сырья нарушается, оно гомогенизируется, поэтому имеет более высокий коэффициент вспучивания.
Порошково-пластический способ изготовления керамзита
Вначале сухое сырье доводят до порошкообразного состояния, затем разводят водой. В итоге получают пластичную массу, из которой формируют гранулы. Этот метод является довольно затратным, поскольку необходимо дополнительно выполнять измельчение материала. Еще одним недостатком является необходимость дополнительной сушки гранул.
