Керамзит помимо выдающихся теплоизоляционных характеристик обладает также отличными звукопоглотительными свойствами. Благодаря своей неровной форме и прочной структуре, он эффективно глушит звуки, обеспечивая тем самым пользователям комфорт и уют.
Керамзит: что это, виды и основы применения
Современные технологии строительства не стоят на месте — новые и более эффективные материалы регулярно появляются на рынке. Научные исследования продолжают сосредоточиваться на уменьшении веса, повышении прочности и снижении затрат на различные строительные материалы. Особенно важно учитывать теплопроводность, так как в условиях как холодного, так и жаркого климата сохранение тепла становится важной задачей, и непринятие мер приведет к нежелательным последствиям, например, к чрезмерному охлаждению помещений.
Одним из этих материалов, получившим широкое распространение на глобальном рынке, является керамзит. Он был разработан сравнительно недавно и быстро завоевал популярность благодаря своим замечательным теплоизоляционным свойствам, которые позволяют эффективно удерживать тепло в помещениях.
Керамзит – свойства, характеристики
- долговечность;
- пожарная безопасность;
- устойчивость к воздействию атмосферных факторов;
- высокая прочность;
- неизлучение запахов;
- морозоустойчивость;
- экологическая чистота;
- низкая теплопроводность;
- высокая насыпная плотность;
- незначительный вес;
- водоотталкивающие свойства.
Как делают керамзит
Керамзит — это продукт, производимый с использованием особого вида плавленой глины, которая является экологически безопасной и не содержит вредных добавок или примесей. Поскольку он создается путем обжига глины в печах, где поддерживается высокое давление и температура, можно с уверенностью сказать, что керамзит — это результат обработки глины.
Процесс производства включает в себя варку глины, в ходе которой она превращается в пористые гранулы. В этот момент внешняя оболочка гранул плавится, формируя гладкую поверхность. При разрезании гранулы пополам, можно наблюдать их пористую структуру, что объясняет собственные свойства керамзита. В результате производственного процесса получаются гранулы разного диаметра, которые сортируются и хранятся в зависимости от размера. Размерность играет важную роль в определении стоимости и объема материала.
Виды керамзита
Керамзит подразделяется на несколько типов в зависимости от размера и формы гранул:
- Керамзитовый гравий представляет собой полукруглые окатыши, с цветом от красного до коричневого.
- Щебень — это крупные осколки керамзита, образующиеся в результате его дробления, с угловатыми и заостренными краями.
- Керамзитовый песок, который является производственным отсевом и представляет собой побочный продукт, получаемый в процессе обработки.
Керамзитовый гравий делится на фракции:
- 5 – 10 мм — эта фракция наиболее востребована в широком диапазоне применений, включая использование в бетонных смесях, производстве легких керамзитоблоков и утеплении фундаментов и фасадов. Это самая плотная фракция, её часто добавляют для заполнения пустот более крупных частиц, чтобы избежать уменьшения прочности конечного продукта.
- 10 – 20 мм — подходит для дренажа и рыхления почвы вокруг корней растений, увеличивая проницаемость грунта для влаги и кислорода. Керамзит в этом размере также используется для создания теплых полов и изоляции чердаков и перегородок.
- 20 – 40 мм — эта фракция применяется для производства легкого бетона, так как её крупный размер подходит для мест, где необходимо обеспечить толстый слой утепления без значительной нагрузки на существующие конструкции.
Керамзитовый песок, гранулы размером 0 — 5 мм, часто используется в качестве экономичного заменителя обычного песка в строительных растворах. Его низкая стоимость делает его особенно привлекательным, так как он не только снижает затраты, но и улучшает свойства бетонной смеси.
При использовании керамзита в зданиях повышается прочность и устойчивость полов к действию влаги, а также создается более комфортная температура в помещениях, так как его теплопроводность значительно ниже, чем у традиционных стройматериалов.
Что это и для чего нужен?
Керамзит представляет собой легкий пористый материал, получаемый путем обжига глины специальным образом. В некоторых случаях его получение включает в себя процесс обжига глиняных плиток в барабанных печах, которые могут варьироваться по размерам, с поперечным сечением от 2 до 5 метров и достигающими длины до 70 метров.
Вращающиеся конструкции обычно установлены под небольшим углом. Оператор помещает окатыши в верхнюю часть печи, пока гравитация не выталкивает их вниз к соплу, где происходит обжиг. Время, необходимое для обработки, составляет примерно 45 минут.
Некоторые заводы используют двухбарабанные печи, где два барабана разделены специальным порогом и вращаются с различной скоростью; это позволяет достигать высококачественного продукта даже из недостаточно качественного сырья.
Глинистый песок — это фракция с минимальным размером зерна, не превышающая 0,5 см, для получения которой применяются процесс дробления твердой глины и переработка остатков глины, предназначенной для других нужд. Глина с частицами диаметром до 4 см называется керамзитовым гравием, она характеризуется овальными или круглой формой. Это весьма устойчивый в отношении влаги материал.
Основной состав керамзитового гравия представляет более крупные фракции (более 4 см). Из-за отсутствия гладких поверхностей и неоднородности форм, он очень восприимчив к механическим воздействиям. Зерна создаются путём дробления твердой глины в сухих дробилках. Рассмотренные три типа материалов находят применение в следующих областях:
- Керамзитовый песок используется как компоненты для строительных растворов, стяжки и кладочных смесей;
- Керамзитовый гравий служит утеплителем и сырьем для специальных строительных блоков;
- Керамзитовый щебень находит применение как наполнитель для бетонных смесей и для отсыпки дорог.
Свойства и характеристики
Одной из главных особенностей керамзита, благодаря которой он стал столь популярным, являются его превосходные экологические характеристики. Выполняясь из глиняных и сланцевых материалов, он занимает высокие позиции в экологических рейтингах относительно других строительных веществ. Использовать его вполне безопасно даже в условиях деревянного дома или на территории экопоселения. Также стоит отметить такие важные свойства керамзита:
- высокая механическая прочность;
- долговечность;
- превосходные теплоизоляционные качества;
- морозоустойчивость;
- полная безопасность в случае возгорания;
- хорошая стойкость к кислотам;
- отсутствие реакций даже с активными веществами;
- привлекательная цена.
В процессе оперативной обработки глина подвергается быстрому тепловому воздействию, что приводит к размягчению и образованию пористой структуры. Итогом этого процесса является увеличение прочности полученного материала и его устойчивости к внешнему воздействию.
Тем не менее, керамзит, как и любой строительный материал, имеет и свои недостатки, о которых стоит упомянуть:
- хрупкость гранул — несоблюдение аккуратности в процессе засыпки может привести к неприятным последствиям, например, ломке частиц;
- впитывание влаги — хотя материал со временем высохнет, в момент впитывания он может значительно увеличивать свою массу и терроризировать процесс строительства;
- все эти разновидности керамзита лучше применять лишь для сухих засыпок.
Керамзит отличается низкой теплопроводностью, что делает его идеальным для применения в качестве изоляционного материала. Тем не менее, необходимо учитывать размер фракции, поскольку это напрямую влияет на теплоизоляционные свойства. Лабораторные испытания показывают, что разложение материала, соответствующего стандарту, не превышает 13 % от первоначального объёма, что означает возможность формирования дополнительного слоя концентрированного воздуха. Различные виды и качества керамзита имеют свои особенности, как по размерам фракций, так и по удельному весу.
Глину можно использовать в качестве теплоизоляционного слоя между несущими стенами и декоративными покрытиями, а также для заполнения пустот в полах или крыше.
Керамзит особенно эффективен в качестве утеплителя для деревянных полов.
Керамзит способствует поглощению избыточной влаги, помогая сбалансировать уровень влаги в помещениях. Он также служит отличной основой для полов с подогревом и теплоизоляцией стяжек, позволяя не возводить глубокие фундаменты.
Температурные перепады, как в случае с глубокими фундаментами, не являются проблемой, как и поддержание постоянной температуры в коммуникационных трубах. Такой подход позволяет частично нивелировать резкие колебания температуры в санитарно-технических системах. Дополнительным свойством керамзита является его возможность использоваться для выравнивания пола.
Как используют в строительстве?
Керамзит широко применяется для теплоизоляции стен в жилых и нежилых зданиях. Кроме того, он служит основным компонентом для производства керамзитобетона. Теплоизоляционные решения на основе керамзита рекомендуются для использования в полах, подвалах и перекрытиях. Материал также востребован для засыпки в растворы, используемые при производстве легкого бетона. При создании декоративных сооружений важно поддерживать оптимальную изоляцию полов или дерна. Кроме того, керамзит используется:
- в качестве дренажа и теплоизоляции насыпей, создаваемых в условиях влажного грунта;
- в качестве основы под заливку бетонной стяжки;
- для утепления мансард;
- в качестве насыпи под фундамент;
- для благоустройства садовых дорожек или дренирования участка.
Применение керамзита в строительстве
Керамзит является универсальным материалом, использующимся не только в процессе строительства зданий, но и для создания инфраструктуры, в том числе дорог и автомагистралей, а также в агрономии и садоводстве.
Рассмотрим ключевые преимущества керамзита в строительстве:
- Высокоэффективная изоляция. Пористая структура керамзита делает его идеальным для теплоизоляции: он эффективно защищает стены и крыши зданий путем заполнения пространства между наружными стенами и облицовкой, а также обеспечивает утепление чердачных помещений.
Керамзит подходит для теплоизоляции стен, этажей и потолков.
Производство глиняных кирпичей.
- Обыкновенное основание для большинства подложек. Керамзит служит основой для систем теплых полов, он позволяет заливать утепленные стяжки, исключая необходимость создания глубоких фундаментов, так как такой подход гарантирует, что полы не промерзают.
- Утеплитель для отопительных систем. Из-за своей низкой теплопроводности, керамзит способствует удержанию температуры в сантехнических системах и обеспечивает плавное снижение или повышение температуры в условиях резких скачков.
- Используется для выравнивания пола. Легкий вес керамзита позволяет выравнивать значительные перепады пола без ухудшения прочности на уже существующих фундаментах. Слой из 5-10 см керамзита будет значительно легче, чем аналогичные слои из щебня или бетона.
Свойства и плюсы керамзита в строительстве
- Небольшой вес. В зависимости от составных компонентов, примесей и фракции, вес керамзита колебался от 250 до 1000 кг на кубический метр.
- Высокая прочность. Способы производства и используемое сырье в производстве керамзита аналогичны кирпичному производству, что обеспечивает сопоставимую прочность керамзита и кирпичей. Менее пористые гранулы керамзита отличаются особенно высокой прочностью.
- Пожарная безопасность. Из-за того что керамзит является искусственным камнем, получаемым под высоким давлением при обжиге, он не горит и совершенно безопасен при воспламенении.
- Водонепроницаемость. Керамзит как пористый материал имеет разные уровни водоотталкивания в зависимости от технологии, использованной в его производстве. С закрытыми порами водостойкие фракции керамзита могут плавать на воде, не впитывая её, сертифицированные на уровень водопоглощения в пределах 8-10%. В то же время керамзит с открытыми порами поглощает влагу более активно, достигая водопоглощения до 20%.
Обращаем внимание, что водоотталкивающая способность наблюдается только при использовании материала высокого качества.
Слой керамзита не должен составлять меньше 10-15 см для достижения эффективной изоляции.
В отличие от других изоляционных материалов, керамзит не подвержен повреждению со стороны грызунов.
Минусы керамзита в строительстве
- Значительное водопоглощение у некоторых разновидностей керамзита. Керамзит, изготовленный из сухих масс с открытыми порами, легко впитывает и долго отдает влагу, что затрудняет его эксплуатацию, особенно как утеплителя. Также, такая особенность требует добавления защитных слоев пара и влаги.
- Увеличение занимаемой площади. Для достижения хорошей тепло- и звукоизоляции рекомендуется закладывать слой керамзита толщиной минимум 10-15 см, и в некоторых случаях рекомендуется до 30 см.
Таким образом, керамзит занимает много пространства.
Керамзит также является пылевидным материалом, что следует учитывать при его использовании.
Керамзит технические характеристики
Классификация материала происходит в зависимости от насыпной плотности, которая измеряется в единицах веса на кубический метр и варьируется от 250 до 1000 кг. Этот показатель, известный как насыпная плотность, характеризуется соотношением объема и веса материала. Марки керамзита начинаются от M 250 и заканчиваются M 1000.
В процессе вращения печи зерна приобретают почти круглую форму с диаметром от 0,2 до 0,4 см. Для определения нужного сорта следует учитывать размеры фракций:
- фракции 5-10 мм соответствуют марке 450-400 кг/м³;
- фракции 10-20 мм соответствуют марке 400-350 кг/м³;
- фракции 20-40 мм соответствуют марке 350-250 кг/м³.
По требованиям ГОСТ материальная маркировка варьируется от 250 до М 600. Технические условия допускают производство керамзита с показателями М 800 и М 1000. Упрощая задачу, можно запомнить правило: чем ниже качество, тем оно, в конечном счете, выше.
Керамзит — один из нескольких органических теплоизоляционных материалов, пользующихся постоянным спросом на строительном рынке. Коэффициент теплопроводности имеет широчайший диапазон, колеблясь между 0,06-0,17 Вт/м, и характеризуется линейной зависимостью: уменьшение размеров материала — увеличение теплоизоляционных свойств.
Сравнительная таблица теплопроводности материалов представлена ниже:
Если эти данные не дают четкого представления о сравнительных свойствах материалов, следующая иллюстрация сможет прояснить ситуацию:
Кроме того, стоит упомянуть, что керамзит также демонстрирует хорошие прочностные качества, которые варьируются от P15 до P400. Чем выше это значение, тем лучше качество. Более высокая плотность указывает на более высокую прочность материала, поэтому производители могут классифицировать керамзит по следующим критериям:
Керамзитовый гравий
- Форма этого типа — наиболее запрашиваемая в строительной отрасли.
- Зерна имеют шаровидную или продолговатую форму, становятся красно-коричневыми после вспучивания глины.
- Зерна классифицируются по фракциям на три группы: 5–10, 10–20 и 20–40 мм;
- Часто содержится в состав наполнителей для различных марок бетона из-за высокой прочности.
- Коэффициент теплопроводности у керамзитового гравия самый низкий среди всех разновидностей. Гравий размером 10-20 мм классификации по насыпной плотности равен М350, с коэффициентом не выше 0,14 Вт/м.
Плюсы – минусы керамзита
Керамзит — это пористый материал с невысокой массой, легче только минеральной ваты и других вспененных полимеров, но при этом характеризующийся высокими прочностными качествами. Его относительно низкий вес позволяет применять керамзит для утепления потолков, так как на крышу не оказывается значительной нагрузки. В то же время использование керамзита для утепления полов также облегчает процесс, потому что на этапе работ по нему можно свободно передвигаться, не беспокоясь о возможном повреждении конструкции. Главные преимущества керамзита включают:
- высокий уровень тепло- и шумоизоляции — пористая структура эффективно противостоит распространению звуков и удерживанию тепла;
- небольшой объемный вес;
- экологическую безопасность;
- высокую механическую устойчивость — керамзит не боится повреждений со стороны грызунов;
- полную безопасность для здоровья — в нем не развивается никаких микроорганизмов;
- пожарную безопасность — керамзит крайне трудно воспламеняется;
- устойчивость к морозам — минимум 25 циклов замораживания и оттаивания;
- долговечность — он не гниет и не подвержен образованию плесени или грибков;
- устойчивость к химическим воздействиям;
- простой процесс монтажа, понятный даже неискушенному пользователю;
- доступная цена;
- долговечность без разложения;
- широкое использование в агрономии, поскольку керамзит предотвращает испарение влаги, поддерживая оптимальный уровень водного баланса;
- популярный выбор для садоводов при создании субстратов.
При всех достоинствах, стоит отметить, что керамзит имеет некоторые недостатки:
- лёгкое впитывание влаги и недостаточная скорость высыхания. Из-за высокой прочности, коричневая корка препятствует быстрому освобождению от лишней влаги. Это может оказаться приемлемым для гидропонических систем, но неприемлемо для использования в качестве утеплителя;
- в качестве утеплителя, особенно важно засыпать керамзит, без использования стяжки;
- для обеспечения отличных теплоизоляционных качеств может потребоваться значительное количество материала — толщина засыпки должна быть минимум 500 мм.
Область применения керамзита
Благодаря своей низкой стоимости и хорошим свойствам, керамзит стал популярным выбором в качестве наполнителя для строительства и теплоизоляции. Отсутствие необходимости в специализированных навыках обработки, легкость и доступность делают его применение в строительстве чрезвычайно широким и разнообразным:
- производство керамического облицовочного и высоко-пустотного кирпича;
- производство керамзитобетонных блоков;
- утепление полов, стен и потолков, что приводит к снижению теплопотерь на 70%;
- использование в качестве пористого заполнителя для легкого бетона;
- в строительной отрасли находит применение для жилых зданий, промышленных сооружений, дачных домов и везде, где требуется этот бюджетный материал;
- в качестве дизайнерского решения на территории домов — создание различных насыпных конструкций, тротуарных плиток;
- в сельском хозяйстве, где керамзит поможет улучшить водный баланс в почве;
- в системах очистки, где он участвует в грубой фильтрации.
Дома, построенные из керамзитоблоков в советский период, служат доброй десятилетиями для тысяч семей в России и за пределами ее границ. Они обладают хорошей прочностью, а также прекрасно удерживают тепло, что делает их подходящими даже для жестких климатических условий. Этот морозостойкий материал оказался полезным и не капризным, что делает его идеальным для строительства.
Многие люди помнят эти здания как «народные». Такие как бетон и брусчатка с добавлением керамзита обладают высокой прочностью и легкостью, несмотря на свои параметры.
Что собой представляет керамзит
Керамзит состоит из легких керамических шариков со специальной пористой структурой, полученных из шиферов и различных видов глины, которые обрабатываются в специальной печи. Таким образом образуется гранулят с плотной оболочкой и пористым наполнением, состоящим из воздуха, который определяет его свойства.
Форма шариков зависит от метода их производства и может варьироваться. Элементы доступны в разных качествах: от почти идеальной сферы до кубической формы. Однако форма не влияет на функциональность продукта. Размеры также различные, иногда используется смесь нескольких фракций для плотного укладывания элементов.
Разновидности керамического материала
Главная характеристика, на основе которой классифицируются разные виды керамзита, — это размер зерна. На этой основе выделяются три группы:
Керамзитовый песок
Размер гранул не превышает 5 мм. Он получается путем дробления крупных керамзитовых фракций или обжига остаточных глин. Мелкая фракция используется в качестве наполнителя для производства легкого бетона, цементных растворов и других строительных химикатов.
Керамзитовый гравий
Состоящий из круглых зерен размером от 5 до 40 мм, данный керамзит производится путем обжига глины в печи. Обладает высокими теплоизоляционными свойствами, применяется в качестве теплоизоляционного материала и для производства цементных блоков.
Керамзитовый щебень
Это самые крупные частицы, размеры которых варьируются от 5 до 40 мм, с возможными значительными вариациями в размере. Их форма тоже может отличаться, но наиболее распространены угловатые элементы. Производится керамзитовый щебень путем дробления керамзитовой массы. Чаще всего его применяют в качестве наполнителя в легком бетоне.
Как делают керамзит
Производственный процесс начинается с выбора сырьевых материалов. Глина сортируется, из нее удаляются лишние примеси, а при необходимости добавляются расширяющие вещества, такие как дизельное топливо, анулит или мазут. Дальше формируются сырые гранулы, состоящие из различных видов глины, которые проходят процесс сушки. После сушки они загружаются в барабанные печи, где происходит их сжигание.
Сырые гранулы постоянно перемешиваются, чтобы ускорить процесс набухания глины. В области обжига поддерживается высокая температура приблизительно 1300 °C. Полный цикл обжига занимает около получаса. Готовый продукт охлаждается, затем проходит калибровку и делится по фракциям. При необходимости они дополнительно измельчаются и упаковываются.
Свойства керамзита зависят от качества исходного сырья. Существует четыре основных способа его производства:
- мокрый;
- сухой;
- пластический;
- порошково-пластический.
Каждый метод подходит для определённых видов глины, и производство керамзита возможно даже в домашних условиях с использованием мини-заводов, но качество таких изделий оказывается ниже стандартного.
