Керамзит. Общие сведения, свойства, требования к материалу

Керамзит – это сыпучий строительный материал с пористой структурой. Выпускается в виде песка – 0,1-5 мм, гравия и щебня фракциями 5-10, 10-20 и 20-40. Производится из сортов глины, способных вспучиваться при крайне высоких температурах за короткое время. В результате сильного нагрева происходит выделение газов. Именно благодаря ним в керамзите появляются поры, которые и обеспечивают ему хорошие теплоизоляционные характеристики.

Применяется он для утепления и изготовления бетонных конструкций (стяжки, керамзитобетон). Используется для пола, фундаментов, перекрытий, крыш и много другого. Так как он делается из природного сырья, то является экологически безопасным для человека и окружающей среды. Также благодаря из глины, он устойчив к огню и не поддерживает горение. Гравий имеет округлую форму, а щебень – угловатую.

Положительные характеристики:

Морозоустойчивость. Керамзитовый щебень способен выдерживать до 50 циклов замораживания и оттаивания. Его можно применять в суровых климатических условиях.
Небольшой вес. Гранулы керамзита, особенно низких марок, содержат множество пор. Поэтому он имеет небольшой вес. В итоге при утеплении кровель и полов не создается большой нагрузки на фундамент здания.
Звукоизоляция. Керамзит хорошо поглощает шумы. Благодаря чему стены и перегородки, построенные из него, не требуют дополнительной звукоизоляции.
Керамзит имеет низкий коэффициент теплопроводности – 0,1-0,18 Вт/м·К.
На керамзитовом щебне не может расти плесень и грибки, также он не боится кислот и других химических средств.
Имеет длительной срок эксплуатации.

Что такое плотность и ее виды

По плотности керамзита определяется его качество и сфера применения. Также она показывает, какое количество материала вмещается в емкость объемом 1 м3. Изменяется этот показатель в зависимости от размера . Чем крупнее гранулы, тем плотнее укладывается. На плотность влияет способ производства. Существует несколько технологий изготовления:

Сухой.
Мокрый.
Пластический.
Порошково-пластический.

Для каждого метода разработаны разные способы вспучивания сырья. В результате изготавливается материал различной плотности. Выбор способа зависит от качества сырья. Сухой – наиболее простой и применяется в том случае, если глина однородна и не содержит примесей. Камни глины дробятся, просеиваются и отправляются в печь. Ее влажность не должна быть больше 9%.

Чаще всего применяется пластический. В этом случае используется увлажненная глина, которую формируют в гранулы. После чего она отправляется в печь. Качество зависит от формы и от того, насколько гранулы уплотнены. Влажность глины для формовки должна быть от 18 до 28%. Порошково-пластический метод происходит так же, как и предыдущий способ производства. Но сначала глину дробят до состояния порошка, после чего увлажняют и придают форму гранул.

Насыпная плотность – это и есть марка керамзита. Обозначается буквой М и числом, например, М500 означает, что 1 м3 весит 451-500 кг. Керамзит изготавливается марок от М250 до М800, всего 10 видов. Может быть и М900-М1000, но производится такой материал обычно только на заказ. К маркам М500-М1000 относится керамзитовый песок. Он имеет наибольшую насыпную плотность за счет очень мелких частиц. Гравий или щебень выпускается от М250 до М450. Их насыпная или удельная плотность меньше.

Каждая марка имеет свою определенную сферу применения. Низкие марки керамзита по насыпной плотности имеют лучшие теплоизоляционные характеристики. Именно их подбирают для утепления кровли и пола. Низкомарочный керамзит фракцией 20-40 предназначен для теплоизоляции оснований, подвалов, кровель. Также он популярен в ландшафтном дизайне. Керамзит с маленькой плотностью фракцией 10-20 подойдет для утепления кровель, полов, стен, коммуникационных систем, фасадов. Также может быть использован в качестве наполнителя для легких бетонов. Сыпучий стройматериал размером 0,1-4 и 5-10 предназначен для изготовления кладочных растворов, цементных стяжек и в гидропонике. Часто выбирают его и для декоративных целей.

Плотность керамзита измеряется не только насыпным методом, но и истинным объемным весом. По этой характеристике определяется вес гравия или щебня без воздушных зазоров между гранулами. Поэтому показатели насыпной и истинной плотности всегда будут отличаться. Причем в первом случае результат может быть разным. Истинная плотность керамзита – величина всегда постоянная. Измерить ее точно выйдет только в лабораторных условиях.

Удельный вес керамзитового щебня в зависимости от размера фракций:

0,1-5 (песок) – 0,55-0,6 г/м3;
5-10 – 0,4-0,45 г/м3;
10-20 – 0,35-0,4 г/м3;
20-40 – 0,25-0,35 г/м3.

Цена на керамзит для утепления стяжки пола или крыши зависит от удельной плотности и производителя. Чем плотнее, тем дороже гравий или щебень. Также на стоимость влияет объем закупаемого материала. Если купить большую партию, то цена будет заметно ниже. Брать гравий или щебень выгоднее навалом. В мешках фасуется по 25 и 50 кг.

Таблица со средними ценами, по которым можно купить керамзит для стяжки пола или других целей разных фракций:

Наиболее популярным является керамзитовый гравий фракцией 10-20, так как его можно использовать для утепления практически любых конструкций. При соблюдении технологии теплоизоляции керамзит способен сократить теплопотери здания на 60-75 %.

Выбирая керамзитовый щебень для утепления пола на грунте, следует учитывать, что он способен впитывать в себя влагу. Поэтому обязательно потребуется монтаж гидроизоляции, так как намокший керамзит высыхает крайне долго. Из-за избыточной влаги он будет легко пропускать тепло.

По той же причине не рекомендуется использовать с низкой удельной плотностью керамзит для заливки в бетонные стяжки, так как в поры проникнет вода из цементного раствора. В этом случае наличие керамзита как утеплителя не сыграет никакой роли. Для обустройства стяжки пола толщиной до 3 см применяются фракции 5-10 и 10-20. Если будет больше 4 см, то можно выбирать щебень с насыпной плотностью 250-350 кг/м3.

Покупая керамзит в мешках, следует обращать внимание на его состояние. Он должен быть чистым. Если мешок в пыли, то это признак низкокачественного материала, где немалая его часть разрушена. Допускается наличие в каждой фракции гранул других размеров, но не больше 5 % более крупных и 5 % – мелких.

Керамзит по объемам продаж уже догоняет кирпич и цемент, при этом его производство постоянно растет. Только кажется, что применяется он редко. А все потому, что где его увидишь в открытую, если материал либо в составе легких бетонов, либо в утеплении перекрытий? Достоинства: экологичен, легко переносит любые природные условия, огнестоек и не гниет, то есть качества для стройки нужные.

Неправильно было бы оценивать эту величину только по школьной формуле, где массу следовало бы разделить на объем. Ведь этот материал ― насыпной, а геометрия гранул самая разная, как и количество пор, следовательно, показатели будут сильно отличаться. Поэтому для расчётов и для удобства применяется несколько параметров.

Насыпная плотность ― одна из важнейших характеристик при использовании керамзита. Определяется эта величина засыпкой продукта в единицу объема с последующим взвешиванием. То есть, если в 1 м3 поместилось 500 кг шариков, то насыпная плотность будет равна 500 кг/м3, а марка ― М500.

Истинная плотность керамзита характеризует массу сухого вещества в единице объема, если из него удалить пустоты между шариками и поры внутри, это то, что рассчитывалось по школьной формуле, как удельный вес. Но есть еще и удельная плотность керамзита, которая определяется только без пустот между гранулами. Разница между ними в том, что первая ― величина постоянная, вторая ― переменная, зависящая от размеров частиц.

Марка	Насыпная плотность, кг/м3
М250	250 и меньше
М300	250-300
М350	300-350
М400	350-400
М450	400-450
М500	450-500
М600	500- 600
М700	600-700
М800	700-800
М900	800-900
М1000	900-1000

И еще: если 1 м3 имел массу, к примеру, 310 кг, то марка всё равно будет М350, то есть в сторону увеличения. Методы округления в этой ситуации в расчет не принимаются. Понятно, что чем меньше пор и пустот будет в стройматериале, тем он тяжелее. Это возможно в том случае, если частицы небольшие. То есть получается обратно пропорциональная зависимость: чем меньше геометрические размеры элементов сыпучих и пористых материалов, тем выше показатели плотности керамзита. Наоборот, керамзит с маленькой плотностью имеет большие гранулы.

Фракции утеплителя

Зерна материала изначально имеют разную величину. После просеивания через сита зерна разделяются на керамзитовый песок (песком считаются частицы менее 5 мм) и керамзитовый гравий трех размеров:

малый ― 5-10 мм;
средний ― 10-20;
крупный ― 20-40.

Песок получают либо обжигом глинистой мелочи, либо из остатков дробления крупных частиц гравия на щебень. Размер щебня 5-40 мм, но форма уже не окатанная, как у гравия, а угловатая.

Таким образом, материал поступает на строительный рынок в трех фракциях: как песок, гравий и щебень. От размера гранул в большой степени зависят плотность и прочность получаемых легких бетонов. Правильный подбор гранул снижает расход цемента, так как малые заполняют пустоты между крупными. Но нельзя, чтобы отношение самой большой гранулы к наиболее малой превышало 1,5. В этом случае прочность бетона уменьшается на четверть.

Применение в строительстве

Керамзитовый песок. Для производства бетонных облегченных блоков. Сила его сцепления с раствором за счет шероховатой поверхности велика, а высокая плотность увеличивает прочностные характеристики блоков. Также он может подойдет вместо обычного песка для стяжек на пол даже под линолеум. Стяжка будет достаточно плотной, прочной и ровной. И для утепления пола используют керамзит мелкий, песчаный. Трубопроводы водяного и теплового снабжения обустраивают (пересыпают) также мелким керамзитом. Есть такое свойство, как сыпучесть, способность заполнить пустые пространства между трубами.

Гравий из керамзита. Обладает плотностью меньшей, чем у песка, но ввиду разнокалиберности параметров применение более обширно. Часто используют такой керамзит для пола, то есть его заливки, особенно с гранулами 5-10 мм. Подходит также такой размер частиц керамзита для стяжки пола под любые напольные покрытия. Если нужна стяжка на пол большей толщины, то понадобится гравий большей величины. Если частицы 10-20 мм ― это хороший керамзит для засыпки перекрытий, утепления межпотолочного пространства. Вот примерная таблица для гравия разных фракций:

Керамзитовый щебень. Он является вторичным продуктом керамзитового гравия. Поэтому, если позволяют размеры и угловатая форма, можно использовать его точно так же, как и гравий: в потолочных перекрытиях, кровлях, подвалах, полах чердаков. Но чаще всего его применяют для утепления фундаментов, так как это единственный среди щебней с пористой структурой. Гравий с гранулами 20-40 мм имеет наименьшую плотность, поэтому теплоизолирующие свойства высоки. Но из-за больших размеров частиц такой материал применяют для термоизоляции пола, находящегося прямо на грунте, или крыш.

Стоимость

На стоимость стройматериала влияют трудовые, сырьевые, энергетические затраты. Но в формировании цены также важен спрос. А спрос зависит от эксплуатационных свойств и качеств этого материала. Посмотрим, из чего складываются расценки на керамзит. Сырье для производства стоит сравнительно недорого. Но трудо- и энергозатраты довольно велики.

Чем крупнее будут гранулы, тем меньше плотность. Теплоизоляционные качества возрастают, но, парадокс, цена уменьшается. А причина в том, что истинный объемный вес мелкого песка больше, нежели гравия.

Как лучше купить: навалом или в мешках? Зависит от конкретного случая. Фасованные в мешки гранулы приобретаются при малых потребностях, для больших строек экономичней купить навалом. Иначе приходится платить еще и за мешки: много мешков ― много выброшенных денег. Расфасовывают гранулы как в обычные мешки объемом 0,04-0,05 м3, так и в мешки МКБ емкостью 1 м3.

Также расценки еще зависят от объемов покупки. Первое правило опта: большая партия ― меньшая цена. Естественно, продукция разных заводов по стоимости может отличаться. Близость сырья, источников энергии и мест потребления удешевит товар.

Средние цены на керамзитовую продукцию:

Таким образом, плотность – важная характеристика керамзита. Она влияет на тепло- и шумоизоляцию, прочность бетонов, нагрузку на фундамент, стоимость материала.

Говоря о сыпучих материалах для теплоизоляции, первым делом невольно вспоминаем керамзит, не всегда понимая, что это такое на самом деле. Каковы его характеристики, как его применять: далее развеем все сомнения и рассмотрим материал со всех сторон.

Сущность керамзита

Керамзит - это легкие пористые гранулы, полученные из специальных сортов глины с высоким содержание кварца. Её обжигают при высоких температурах, в процессе чего происходит вспучивание шариков, а оболочка оплавляется.

От сорта сырья и тонкостей обработки зависят:

Вес керамзита в 1 м3;
Форма зерна;
Прочность гранул.

Средний вес керамзита в 1 м3 - 250…1000 кг. Массу и плотность материала определяют насыпным методом, получается относительная величина, на которую влияет пористость, плотность гранул и качество исходного сырья.

Шарики классифицируют по прочности на марки М250 - М1000. Удельный вес керамзита в каждой группе представлен в таблице:

Форма выпуска

По виду гранулы различают на 3 группы:

Керамзитовый гравий - классическая форма овальных камешков без острых углов.
Щебень керамзитовый получают методом разбивания крупных кусков спекшейся пористой глины. Фрагменты имеют угловатую форму, напоминающую обычный щебень. Материал используют для добавления в качестве крупного наполнителя в «теплые» .
Отсев/песок - побочный продукт производства керамзита мелкой фракции.

По фракции материал может быть:

5…10 мм;
10…20 мм;
20…40 мм в диаметре.

Технические характеристики

Свойства керамзита:

Теплоизоляция. Керамзит, теплопроводность которого составляет 0,1…0,18 Вт/м*С, составляет конкуренцию многим современным изоляторам традиционной плоской формы.
Звукопоглощение и керамзитовой прослойки способно гасить шумы любого размера. Это качество используют при организации напольных покрытий при шумных соседях снизу.
Морозоустойчивость при правильной гидроизоляции у сыпучего материала высокая. Она не нормируется ГОСТами, но сам по себе керамзит не боится значительных перепадов температур.
Водопоглощение - слабая сторона вспененной глины, её значение может достигать 20%, но не более.
Абсолютная пожарная безопасность - глина не горит, не тлеет и не выделяет вредных веществ при высоких температурах.

Особенности, которые нужно учитывать при выборе и монтаже:

Камни сложно высыхают при интенсивном намокании. При укладке изоляции необходимо предусмотреть защиту утеплителя от влаги и пара;
Хрупкость в зависимости от марки. Если на поверхность гранул будет устанавливаться груз, следует подбирать соответствующий по характеристике материал.
Высокий уровень образования пыли при засыпке - требуется респиратор для защиты органов дыхания.

Применение

Несмотря на кажущуюся непопулярность, керамзит применение имеет распространенное:

Утеплительная масса для стен, полов и чердачных ;
Подстилающий слой под стяжку бетонного пола;
Заполнитель бетонных смесей;
Подстилающий слой под ;
Гранулы используют как дренажный наполнитель в садоводстве;
Засыпка .

Стоимость керамзита за 1 м3 определяет его фракция и прочность, средняя цена за кубометр популярного 5…10 мм - около 2400 рублей.

Насыпная плотность керамзита 5-10 кг/м3. ГОСТ 9757-90 - удельный вес, объемная масса 1 куба сыпучего материала.

Насыпная плотность керамзита 5-10 - это объемный вес керамзитового камня (гальки, гравия или щебня) с размерами гранул (фракцией) величиной от 5 мм до 10 мм. Разберемся с названиями, чтобы избежать путаницы. Такое красивое название как керамзитовая галька - это не ГОСТовское определение, а торговое название обычного искусственного легкого пористого керамического гравия. Керамзитогравий часто называют керамзитовой (легкой, керамической) галькой на том основании, что внешне гравий из керамзита действительно очень похож на природную каменную гальку (морскую или речную). Отличаясь от нее визуально только характерным, красновато коричневым цветом поверхности и темно серым, почти черным цветом излома. Оказалось, что торговое название - керамзитовая галька, для фракции 5-10 мм, очень позитивно воспринимается покупателями материала, желающими использовать его с декоративными целями. Например: для засыпки дорожек в саду, площадок на даже, устройства пола в беседках и других ландшафтных идей в частном доме, коттедже, дачном домике. Название керамзитовый гравий - ГОСТовское, вполне официальное, корректное. Оно говорит нам сразу о двух характеристиках искусственного камня. 1) о том, что фракция состоит из достаточно крупных камней - это явно не песок. 2) о том, что форма зерен округлая, как бы обкатанная, без острых углов, граней и сколов. Такая, какая имеется у природного каменного гравия. Название керамзитовый щебень - ГОСТовское. Оно тоже подразумевает две характеристики: размер фракции и форму гранул. Для щебня характерна более остроугольная, слоистая форма с более выраженными, чем у гравия краями и гранями. В целом, керамзитовый щебень напоминает по внешнему виду щебень из натурального камня, хотя и не бывает таким "ломаным камнем". Что касается фракции керамзита 5-10, то для гравия и для щебня это самая мелкая из возможных фракций. Частицы с размерами менее 5 мм, независимо от их формы, относят к песку. Керамзитовый гравий изготавливается в виде двух фракций: 5-10 и 10-20. Реже в виде смеси фракций керамзита с размерами гранул от 5 до 20 мм. Керамзитовый щебень 5-10 - это мелкая фракция щебня, он изготавливается из керамзита в виде трех фракций: 5-10, 10-20 и 20-40. Возможны смеси керамзитового щебня включающие в свой состав разные размеры зерен: от 5 до 40 мм.

Насыпная плотность керамзита 5-10 - определяется маркой керамзитового материала по насыпной или объемной плотности. Таких марок насыпной плотности для керамзита 5-10 предусмотрено ГОСТом 9757-90 достаточно много. Поэтому, вес 1 куба керамзита 5-10 может сильно колебаться, в зависимости от конкретной марки материала. Смотрите таблицу 1. Однако, если мы будем рассматривать не все марки, а только самые часто используемые для изготовления керамзитового щебня, гравия или гальки, то "вопрос с плотностью керамзита 5-10 сильно упрощается". Смотрите таблицу 3. Существует такое определение, как средняя плотность керамзита 5-10. Это не совсем точное название, его хорошо бы поставить в кавычки. Или заменить слово "средняя" на "популярная, чаще всего встречающаяся". Популярность керамзитового материала 5-10 "средней" плотности, на самом деле сводится к области его применения в качестве утеплителя, подсыпки, теплоизоляции, засыпки, наполнителя или дренажной смеси. Другие варианты объемной плотности керамзитового гравия, щебня или гальки имеют свои достоинства, но более узкое применение и более сложную технологию изготовления материала. Поэтому в продаже встречаются гораздо реже. Возможные варианты насыпной плотности керамзитового камня 5-10 по маркам объемного веса смотрите в таблице 2.

Плотность керамзита
Природный легкий материал керамзит имеет множество характеристик. При этом одной из наиболее важных является его плотность, которая напрямую зависит от выбранного режима обработки глины – то есть, способа изготовления.

Ввиду того, что изначально керамзит имеет невысокую плотность, то его производные - керамзитобетон и керамзитобетонные блоки , также имеют низкую плотность, в отличие от других материалов. Однако этот параметр никак не влияет на механическую прочность материала. За счет особой внутренней структуры гранулы керамзита имеют высокую сопротивляемость нагрузкам, благодаря чему панели, блоки и монолитные строения из него надежно защищены от разрушений.

Разделять керамзит на фракции позволяет размер их гранул. Так, различают керамзитовый песок (самые мелкие частицы по 0–5 мм), керамзитовый гравий (материал с размерами 5-10, 10-20, 20-40 мм) и керамзитовый щебень (крупные частицы по 0-10, 10-40 мм).

Перед тем как выбрать фракцию материала, необходимо определить плотность керамзита. На его качество будет влиять объемный насыпной вес, объем зерен и показатель пористости. Плотность насыпного материала варьируется от 250 до 800 кг на метр кубический.

Расчет истинной плотности керамзита
Этот показатель позволяет определить удельный вес керамзита. Для проведения расчета необходимо знать его вес в сухом состоянии, который необходимо разделить на объем вещества в плотном состоянии.

Определение удельной плотности керамзита
Данная величина является переменной, измеряется в килограммах на 1 метр кубический и зависит от фракции материала: для гравия - 450-700, для щебня - 600-1000, для песка - 800.

Плотность керамзитобетона
Керамзитобетон бывает различных видов, от чего зависит его насыпная плотность (единица измерения - в килограммах на 1 кубический метр):

конструктивный - 1200-1800;
теплоизоляционный - от 350-900;
теплоизоляционно-конструктивный – 700-1400.

Сравнительная характеристика кирпича и керамзитобетонных блоков

плотность кирпича больше плотности керамзитных блоков, ввиду чего кирпичная кладка тяжелее блочной в 2,5 раза;
7 кирпичей сравнимы по объему с 1 блоком из керамзита – это позволяет в 3 раза увеличить скорость кладки;
стены из керамзитоблоков имеют меньшую толщину, чем кирпичные, зато отличаются высокой теплоизоляцией.

Из-за низкой плотности керамзитовые блоки помогают сооружать здания с легкими стенами, уменьшать нагрузку на фундамент и в значительной мере снижать потери тепла - до 75%, что позволяет экономить. Стеновые панели из керамзита имеют разную плотность из-за типа конструкции – они бывают одно-, двух- или трехслойные.