Из чего делают керамзит и для чего его можно использовать

Применение материала в сельском хозяйстве

Аграрии успешно используют его в процессе выращивания овощей. Отличный дренаж, он отводит излишки воды от корневой системы растений, предотвращая развитие гнили и грибков. Зерна оптимизируют воздухообмен растений, особенно тех, что высажены в плотные глинистые почвы. Гранулы можно добавлять при обустройстве грядок, для эффективного дренажа будет достаточно слоя толщиной 2-3 см. Причем делать это можно и на домашнем огороде.

В домашних условиях зерна используют и при выращивании горшечных цветов. С таким дренажом они выглядят намного лучше. Еще одно перспективное направление использования керамики — гидропоника. Гранулированный материал с успехом заменяет почву для растений. Его пористые разновидности сначала впитывают питательный субстрат, а потом постепенно отдают его корням. Происходит своеобразное дозирование питания, что благотворно сказывается на развитии растений.

Использование в качестве наполнителя бетонов

В качестве наполнителя легких бетонов керамзит используется очень широко, ибо позволяет делать строительные блоки с характеристиками, включая стоимость, лучше, чем у строительного кирпича. Это обстоятельство позволяет в теории полностью заменить красный керамический полнотелый кирпич керамзитобетонными блоками даже для многоэтажного строительства.

Для частных домов прочностные характеристики керамзитобетонных блоков могут оказаться избыточными, а теплоизоляционные – недостаточными. С этим в последннее время связано уменьшение популярности керамзитобетона в среде частных застройщиков.

Полнотелые керамзитобетонные блоки можно использовать для строительства фундаментов под не самые тяжелые дома.В том случае, если следует сделать толстую стяжку пола, то тоже можно успешно использовать керамзит в составе бетона.

Водопоглощение керамзита

Вот этот вопрос, к сожалению, остается открытым. Дело в том, что производители ничего не пишут об этой характеристике керамзита, который они же и выпускают.

Мнения пользователей керамзита на многочисленных форумах отличается удивительным разнообразием. Одни говорят, что керамзит впитывает очень хорошо, другие говорят, что керамзит не впитывает, или плохо впитывает воду.

Официальная документация объясняет и приводит во множестве МЕТОДЫ определения водопоглощения вообще, но я нигде не нашел информации о том, какое конкретно значение водопоглощения должно быть у керамзита и по какому методу оно измерялась. Встретив значение водопоглощения 8-20%, остается совершенно непонятно, как этими числами пользоваться, ибо не указано, каким методом они получены. Хотя бы по объему или массе, и за какой период (за час, за сутки, за минуту и т.д.). Да Бог с ними с методами. Дали бы хотя бы сравнение с каким-нибудь другим материалом. Например, с бетоном на гранитном гравии 10-20 мм. Но такого сравнения тоже никто не дает.

Остается только взять – и замерить эту характеристику самому. Возможно, когда-нибудь замерю. Ну и есть еще опыт. По опыту керамзитобетонные блоки не сильно впитывают влагу. Значительно меньше, чем красный кирпич. Но, как всегда все зависит от плотности блоков и качества их изготовления. Лично у меня из керамзитобетонных блоков сделан септик. И этот септик всегда выполнял свои функции весьма успешно и сейчас, по прошествии 13 лет он не потерял своих свойств, то есть нигде не треснул и не рассыпался. Но опыт у каждого свой. Это тоже надо иметь ввиду.

Если у кого-нибудь из читателей, вдруг, есть вменяемые сведения об этой важной характеристике, прошу прислать мне с указанием источника

Стадии и способы производства

Так как главным сырьем для производства керамзита является глина, сначала ее нужно добыть в специальных карьерах для последующей транспортировки к месту обработки. На данном этапе вводятся в эксплуатацию экскаваторы одно- и многоковшовного типа, осуществляющие добычу по всему уровню пласта, а не по частям. В случаях с каменными породами проводятся буровзрывные работы, такая добыча доступна круглый год, в то время как мягкий материал получают только в теплое время года. Непрерывность производства достигается благодаря функциональным объемным хранилищам, где сырье хранится в течение полугода и более. Морозостойкие бункеры предохраняют структуру материала от разрушения, позволяя ему сохранить первозданное качество на длительный срок.

Грануляция керамзита

Керамзитовые гранулы можно получить при помощи четырех различных способов, различающихся спецификой и технологиями. От непосредственного качества сырья выбирается один из них:

пластический;
порошково-пластический;
мокрый;
сухой.

Пластический метод обработки один из наиболее популярных. Сначала рыхлое сырье увлажняется и перерабатывается в глиномешалках или вальцах. Изготовление керамзита сходно с производством кирпича. Конечная масса преобразуется в цилиндрические гранулы на ленточном прессе или дырчатых вальцах, затем продукту придается шарообразная форма. Опционально используются специальные барабаны для просушки или же гранулы направляются сразу во вращающуюся печь. Такой способ характеризуется затратностью процесса, он достаточно требователен к техническому оснащению. Однако именно так производится высококачественный керамзит. В процессе изготовления происходит нарушение естественной структуры глины, что позволяет ее гомогенизировать и значительно повысить коэффициент вспучивания.

Порошково-пластический метод производства подразумевает на начальном этапе полное измельчение материала до порошкообразного состояния. Полученная масса заливается водой и тщательно перемешивается до состояния полной пластичности. Затем с помощью специального оборудования формируются гранулы. Главное преимущество данного способа заключается в возможности создания высококлассного материала идентичного по объемам и размерам, а недостатки кроются в необходимости дополнительного измельчения и просушивания.

Мокрый способ производства характерен для сырья, которое имеет высокий исходный процент влажности. Добытый в карьерах материал помещается в глиноболтушки, где затем смешивается с водой до получения 50-процентного шликера. Сжиженная масса подается с помощью насосов в шламбассейн, а оттуда во вращающуюся печь. После формирования из материала отдельных гранул последние подвергаются сушке на газах, выходящих из печи. Преимущества способа заключаются в возможности добавления присадок во время производства и в очистке используемого сырья от каменистых включений, однако из-за повышенной влажности шликера значительно увеличиваются затраты ресурсов.

Сушка керамзита

Сухой метод изготовления отличается простотой и применяется при работе с камнеподобными породами. Глина отправляется в дробилку, а потом во вращающуюся печь. Максимальная эффективность сухого производства достигается в случае однородности исходного сырья и изначального отсутствия вредных включений. Его характеризуют низкая энергоемкость и отсутствие внушительных затрат.

Способы получения керамзитовых гранул

Для изготовления керамзита применяют один из четырех способов

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

Глина помещается в большие емкости, называющиеся глиноболтушками. После этого заливается вода, чтобы получился шликер с уровнем влажности до пятидесяти процентов. Насосными установками его перекачивают в шламбассейны, откуда он попадает во вращающиеся печи. В печных барабанах происходит разбивка на отдельные гранулы, которые просушиваются газами, выделяемыми печью.

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.

Порошково-пластический способ

Как производится керамзит таким способом? Исходный материал в сухом состоянии доводится до порошкообразной массы, потом в него добавляется вода. В итоге образуется пластичная масса, пригодная для формирования гранул. Способ считается довольно дорогостоящим, потому что приходится дополнительно измельчать сырье. Второй недостаток – гранулы подвергаются дополнительной сушке.

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.

Керамзитобетонные блоки: их параметры и размеры

В документации ГОСТ 6133-99 можно найти информацию по блочному керамзиту:

Назначение. Могут изготавливаться для лицевой, рядовой укладки, а также для возведения наружных, внутренних стен и перестенков.
Лицевые поверхности. Строительный элемент, в зависимости от использования, имеет 1 облицовочную (лицевую) поверхность или 2: боковую и торцевую. Лицевая поверхность может изготавливаться с фактурой, обозначенной в конкретном ГОСТ, кроме шлифованной (только по желанию потребителя и предварительного согласования). Что касается цвета, то блочный материал бывает бесцветным или окрашиваться путем добавления в состав цветного цемента или специальных пигментов.

Формы. Керамзитобетонные блоки могут производиться с формами и размерами, предпочтительными для условий конкретного строительства (определяется потребителем). В основном, они имеют формы прямоугольного параллелепипеда.
Торцы. Они могут изготавливаться с плоской поверхностью, наличием пазов или шпунта и гребня. Можно производить материал, у которого только одна грань будет плоская – торцевая. Что касается углов, то они могут быть как прямыми, так и закругленными. Опорные же стороны блоков имеют плоскую поверхность или они изготавливаются с пазами (продольными).

Наличие пустот. Блоки керамзитобетонные бывают полнотелые или пустотелые. Вне зависимости от конструкции масса одного камня не должна составлять больше 31 кг.
Расположение пустот. Они могут быть сквозные и несквозные. Они расположены правильно, если проходят перпендикулярно опорной поверхности, а также правильно распределены.
Толщина стенок. Если камень имеет в конструкции пустоты, то этот показатель равен 2 см для наружных стенок, аналогично для внутренних вертикальных перегородок. Для блоков с пустотами несквозного типа, горизонтальные перегородки должны быть не меньше 1 см.
Прочность на сжатие. Они могут быть марок 50–300 и 100–25 при изготовлении из тяжелого и легкого бетона соответственно.
Морозостойкость. Есть маркировка F15–200, где цифры означают количество размораживания/замораживания, которые выносит камень без потери эксплуатационных качеств.

Также ГОСТ нормируются и условные обозначения, которые нужны для оформления заказа и точного соответствия производимого продукта требованиям потребителя. Значение условных обозначений:

К – камень.
С – выполняют кладку стены.
П – выполняют перегородки.
Л – выполняют облицовку.
П – укладывают в ряды.
Пр – порядовочный.
УГ – устанавливают по углам.
ПЗ – применяют для перевязки.
ПС – имеет пустоты.

Отличные показатели материала не разрешают его использовать в прямом контакте с поверхностью грунта – в таких условиях он будет подвержен разрушительному воздействию влаги.

Дальше уже идут показатели длины, прочности, морозостойкости, плотности и номера стандарта, которым руководствовались при изготовлении материала. К примеру, приведем порядовочный камень с пустотами, произведенный для укладки стены и одновременно облицовки, а также имеет 100 марку прочности, 150 – по морозостойкости, среднюю плотность 1600 кг/м3 и длину 390 мм. Такой элемент будет иметь обозначение КСЛ-ПР-ПС-39–100–F150–1600 ГОСТ 6133-99.

https://youtube.com/watch?v=q1SFNmlFkOg

Марка керамзитобетона и пропорции компонентов

Основным отличием керамзитобетона от обычного бетона только в заполнителе, вместо щебня или гравия используется керамзит. В остальном – состав бетона и пропорции мало чем отличаются.

Керамзитобетон состоит из воды, цемента, песка и керамзита. Иногда целесообразны различные добавки, чаще всего добавляют пластификатор, для придания бетону пластичности, во время работы с ним.

От того, в каких пропорциях смешиваются эти материалы, полностью зависит его конечная прочность и марка.

На плотность керамзитобетона также влияет фракция керамзита. Керамзит большой фракции используется для марок с небольшой плотностью и, как правило, используется в основном как теплоизолятор. Керамзит мелкой фракции (также бывает дробленый керамзит – самый мелкий), используется для несущих и самонесущих конструкций, так же из него делают керамзитобетонные блоки марки М50, М75, М100 различных размеров, как для несущих стен, так и для перегородок.

Чем меньше фракция керамзита, тем плотнее и тяжелее будет конечный бетон, и в тоже время значительно уменьшаться его теплоизолирующие свойства. Поэтому нередко применяют керамзит смешанной фракции, таким образом, получая золотую середину – и не очень тяжелый и с хорошей теплоизоляцией керамзитобетон.

Часто используемые пропорции, для приготовления керамзитобетона из цемента М400, в строительстве частных домов:

Цемент

Песок

Керамзит

Вода

Пластификатор

1 ведро

3-4 ведра

4-5 ведер

1,5 ведра

(примерно)

по инструкции

к пластификатору

Примечание: Для устройства монолитных стен из керамзитобетона, как правило, добавляют больше керамзита, для создания искусственных пустот, которые улучшат теплоизолирующие свойства. А для устройства полов – необходима плотность бетона побольше, особенно если на нем планируются перегородки.

Пропорция добавляемого керамзита зависит от его фракции, чем меньше фракция, тем больше керамзита можно добавить и, соответственно, плотнее бетон получится в итоге.

В качестве пластификатора очень часто используют жидкое мыло. Его пропорции таковы: на ведро цемента добавляют 2-3 крышечки 5 литровой пластиковой бутылки. Если мерять стаканчиками, то примерно 50 – 100 грамм.

Вода добавляется «по вкусу». Керамзитобетон должен быть текучим и вязким одновременно. Беря его совковой лопатой, на лопате должна оставаться «горка», если «горка» растекается, то бетон слишком жидкий.

Как я уже неоднократно говорил, вода может присутствовать как в песке, так и в самом керамзите, поэтому сказать точно, сколько воды необходимо на ведро цемента М400, никто сказать не сможет, определяется опытным путем.

Внимание! Если переборщить с водой, то весь керамзит, в процессе устройства керамзитобетона, будет «всплывать», а песчано-цементная смесь – оседать на дно, тем самым образую неоднородную массу

Советы по приготовлению керамзитобетона:

Для приготовления керамзитобетона используйте «мытый» песок, он улучшит его усадку и увеличит конечную прочность, по сравнению с природным.
Чтобы приготовить качественный бетон, необходимо использовать бетономешалку. Вручную, хоть и возможно, но очень трудно его хорошо вымесить.
Используя бетономешалку, необходимо соблюдать очередность подачи ведер с материалом: сначала вода, затем цемент, песок, и только когда все это хорошо перемешается образуя однородную массу, добавляют керамзит.
Замешивая керамзитобетон в ванной с помощью лопат, очередность не так важна, но все равно, пока хорошо не перемешается цементно-песчаная смесь с водой, керамзит добавлять не следует.
Не забывайте использовать арматуру, которая значительно увеличит значение прочности на разрыв керамзитобетона. Допускается применение стеклопластиковой арматуры.

Как подобрать ингредиенты для керамзитобетонного состава?

Приготовить керамзитобетонный раствор несложно. В составе данного стройматериала идет цемент высокого качества и мелкий керамзит, производимый из исключительно натурального сырья. Для большей густоты в раствор подмешивается песок. Также могут добавляться опилки либо зола.

Пропорция материала может составляться непосредственно на строительной площадке. Профессионалы в данном вопросе дают несколько рекомендаций, которыми не стоит пренебрегать:

при изготовлении смеси учитывайте качественные характеристики используемого сырья: влажность, калибр крупиц;
если желаете повысить прочность, эластичность будущего стройматериала, добавьте во время замеса песок из кварца. При этом приемлем керамзитовый гравий без песка из керамзита и восприимчивого к влаге цемента, добавление которого обычно способствует уязвимости готовой конструкции перед влагой;
в качестве вяжущего вещества, как правило, применяется портландцемент с минимальной маркировкой М400, не имеющий пластифицирующих компонентов, провоцирующих уменьшение крепости готового продукта на начальных этапах;
повысить прочность готового продукта можно посредством прибавления цемента в состав керамзитобетона. Однако это приводит к увеличению объемной массы строительной смеси;
если планируется тепловая обработка керамзитобетонного материала, то приготовление следует осуществлять из алитового цемента;
чтобы работать с цельным керамзитобетоном, внутрь раствора добавляют больше керамзита.

От крупности используемого керамзитового сырья зависит плотность и структура готовых блоков, которые бывают:

крупнопористые;
с межзерновыми порами;
крупно- и мелкозернистые;
достаточно плотные;
со средней густотой.

Для смеси с умеренной плотностью используют крупнофракционный керамзит. Такой раствор зачастую выполняет роль теплоизолятора. Мелкий керамзит применяется при возведении несущих сооружений и межкомнатных стен. Из него производят керамзитобетонные монолиты разных габаритов, маркированные М50, М75, М100.

Чем мельче гранулы керамзита, тем плотнее и увесистей получится готовый материал. При этом теряются его теплоизоляционные показатели. Посему, дабы достичь золотой середины, производители керамзитобетонного стройматериала зачастую соединяют мелкий и крупный керамзит.

Свойства керамзита

высокая прочность
огнестоек
морозоустойчив
не содержит вредных примесей;
не впитывает воду;
долговечен
не теряет своих свойств и не разрушается при замораживании
не подвержен гниению

Абсолютно безопасен для человека и окружающей среды.

Керамзит – это продукт быстрого обжига легкоплавких глин. С греческого слово «керамзит» переводится как «обожженная глина», что абсолютно соответствует действительности. Несмотря на тепловую обработку, он не только не теряет свойств, присущих самой глине, но и приобретает дополнительные, становясь пористым.

Фото: Свойства материала керамзит. Область применения

На их основе делают кермзитобетонные блоки, теплоизоляционные и механические свойства которых позволяют использовать их для теплоизоляционного строительства полов, стен, перекрытий, фундаментов и подвалов. Эти блоки благодаря керамзитному наполнителю приобретают и его свойства. Они легкие, прочные, огнеупорные, кислотоустойчивые и т.д.

Область применения керамзита

Кроме того, керамзит применяется и в качестве утеплителя, но это должен быть высокопористый материал, и, прежде чем использовать его в качестве засыпного утеплителя, следует произвести не очень сложные, но доступные только специалистам расчеты. По поводу его возможностей в области теплосбережения скажем только, что как засыпной вариант он проигрывает другим утеплителям. Расчетная толщина засыпки из керамзита плотностю 600 кг/м3 равна примерно 40 см. Это не совсем эффективно.

В то же время, использованный при изготовлении керамзитобетонных блоков, он значительно увеличивает их теплосберегающие характеристики.

Керамзит активно применяют и при устройстве сухой стяжки. Ныне этот способ очень популярен, так как позволяет получить прочную основу под ламинат, линолеум, пробку в кратчайшие сроки, буквально задень.

Также благодаря его уникальным свойствам, в том числе невосприимчивости к влаге и морозу, его активно используют для отсыпки фундамента при строительстве различных зданий и сооружений. 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. Последнее чревато перекосом дверей и оконных рам здания.

Минусы керамзитобетона

На первый взгляд, с такой кучей достоинств, кажется, что у такого материала практически не может быть недостатков, но это далеко не так. Все его минусы, в основном, касаются области его применения, а она хоть и широкая, но, как уже говорилось ранее, имеет свои рамки. Об этом и поговорим далее.

1. Влагопроницаемость.

Керамзитобетон, за счет своей «воздушности», очень хорошо впитывает влагу, которая разрушительна для него, из-за чего его применение ограничивается только местами, изолированными от внешних агрессивных сред.

Другими словами, керамзитобетон не применяется на улице в открытом виде, в отличие от тяжелых бетонов, он ни в коем случае не подходит для фундамента или цоколя, которые находятся постоянно в агрессивной среде, различного рода уличных тропинок и т.д. Даже при использовании керамзитобетона в качестве стенового материала, необходимо исключить прямое попадание наружной влаги на него.

Пожалуй, это основной минус керамзитобетона, который может перекрыть множество его положительных качеств, но если использовать его по назначению, придерживаться технологии, устраивать достаточную гидроизоляцию этого материала, то этот недостаток можно свести на нет.

2. Дополнительное утепление.

Несмотря на то, что у керамзитобетона относительно хорошая теплоизоляция, он не годится для основного и единственного метода утепления во многих регионах. При его использовании в стенах, необходимо позаботится о дополнительном утеплении стен снаружи, а это повлечет за собой дополнительные затраты.

3. Изделия из керамзитобетона.

Изделия из керамзитобетона, как правило, не идеальных размеров, что не позволяет делать тонкие швы между ними. А любой шов, как известно – является мостиком для холода, причем, чем толще шов, тем больше мостик. Но этот минус очень легко исправляется дополнительным утеплением стен, как правило, ватными утеплителями.

4. Недобросовестные производители

Как уже говорилось выше, производство керамзитобетона, а также керамзитобетонных изделий, не требует огромных финансовых затрат, и этим достаточно часто пользуются «кустарные» производители, которые для уменьшения затрат на изготовление, не придерживаются технологии, в следствие чего, страдает качество.

Можно ли использовать керамзитобетон в строительстве дома

Даже несмотря на все минусы, и на то, что на сегодняшний день, строительный рынок переполнен различного рода современными материалами, керамзитобетон и керамзитобетонные изделия не теряют своей популярности.

Прежде всего это происходит из-за того, что «новые» материалы не всегда удовлетворяют всем необходимым условиям, и чаще всего у них выражено какое-либо одно достоинство, либо теплый, либо прочный, либо дешевый, либо экологически чистый.

У керамзитобетона же все эти качества усреднены, что делает его достаточно универсальным материалом. При точном соблюдении технологий, его не только можно, но и в большинстве случаях – нужно использовать современном строительстве частных домов.

Список источников