Керамзит

Керамзит (обожженная глина в переводе с греческого), привычный многим строительный материал. По меркам истории зодчества и архитектуры относится к новым разработкам. Впервые свойством легкоплавкой глины и сланца вспучиваться при термической обработке заинтересовались в прошлом веке. До этого данная способность глины лишь приводила к браку при производстве глинянного кирпича в случае пережога.

Но стремление создать легкий строительный материале, в начале XX века подтолкнуло к экспериментам ученых сразу нескольких стран. В Америке изобретатель Стефан Хайд в 1918 году запатентовал материал для легких строительных блоков. Получен был «хайдит» путем обжига легкой глины и сланца в тоннельной печи. Кстати, и печь была его разработкой.

Одновременно с ним, в России талантливый самоучка Ф.Собесский работал над способом уменьшить плотность бетонных смесей, используя облегченные добавки. Но его разработки велись в смутное для России время, и внедрить в производство свои наработки Собесский не смог.

Советские инженеры вернулись к разработкам чуть позже во всеобщем порыве индустриализации. Легкий материал из обожженной глины и сланца был получен. И его назвали керамзит. Однако экспериментальная установка по его производству не смогла обеспечить выход качественного материала, чтобы заявить о полном успехе. Это был 1938 год. В годы войны Отечеству нужен был металл. К совершенствованию процесса производства вернулись, когда пришлось восстанавливать разрушенную войной страну. Были проведены исследования месторождений подходящей глины, и на местах ударными темпами построены заводы по производству керамзита.

Изыскания не остановились, нужно было разрабатывать оборудование, усовершенствовать технологии производства в больших объемах. В 1963 году в Самаре создали целый НИИ «Керамзит». И до сегодняшнего дня, специалисты этого НИИ формируют нормативы, стандарты по которым ориентируются все производства в России и в странах СНГ. Там же разрабатывается оборудование, отвечающее современным требованиям.

Технология производства керамзита

1. Подготовка сырья

Любое производство строительных материалов начинается с заготовки сырья. Базовой основой керамзита являются особые легкоплавкие породы глины. Лучшим считается сырье с содержанием кварца (примерно 30%). Для придания нужных свойств: вспучивание, нужный интервал вспучивания, легкоплавкость, глину порой обогащают добавками: органическими маслами, железистыми веществами, горными породами и искусственными добавками.

Чтобы обеспечить непрерывность производства на производстве оборудуют глинохранилища, где сырье «дозревает» под периодическим увлажнением, для облегчения дальнейшей переработки.

От качества и состава сырья, его коэффициента вспучивания зависит выбор технологии - способа производства керамзита. В число основных способов входят следующие:

• Сухой способ производства керамзита применяют, когда сырье камнеподобно. После предварительного дробления, оно проходит термическую обработку во вращающейся печи. Это наиболее простая и низко энергоемкая технология.
• Шликерный способ (мокрый) предусматривает предварительное получение шликера (кашеобразной глиняной массы с содержанием воды 50%). В процессе размачивания, сырье очищается от каменистых включений, в него можно вводить добавки для придания керамзиту специализированных свойств. Во вращающейся печи, масса не только сушится и вспучивается, но и разбивается на гранулы.
• Пластический способ получения керамзитовых гранул наиболее распространенный, гарантирующий хорошее качество керамзита, с высоким коэффициентом вспучивания Сырье увлажняется, перемешивается, пластичным уже поступает на ленточный пресс или дырчатые вальцы, где из него формируются сырцевые гранулы в виде цилиндра. Во время термической обработки во вращающейся печи, гранулы принимают привычную круглую форму. Возможно предварительное просушивание.
• Порошково-пластический способ отличается от просто пластического тем, что эластичную массу получают из обработанного сырья – доведенного до порошкообразного состояния.

2. Обжиг гранул и дробленого полуфабриката керамзита и этап охлаждения

Задача обжига состоит в том, чтобы сырье получило мощный термический удар и произошло вспучивание глины, а затем оплавление внешней оболочки гранулы. Этого добиваются в специальных печах – барабанах, где нагнетается температура до 1300°С. Установка вращающихся печей предусматривает небольшой уклон. Время цикла обжига в печи варьируется от 30 до 45 мин.

В этот временной цикл входит и плавное охлаждение. Запускают его сразу после вспучивания, подавая воздушные потоки в камеру, снижая температуру гранул до 900, затем до 600-700°С. Этот этап определяет дальнейшую прочность материала. Резкое охлаждение может привести к трещинам, затянувшееся - к размягчениям гранул и снижению пористости. После печи гранулы направляют на аэрожелоб или в барабанные холодильники.

Дальнейшее охлаждение не влияет на качество. Затвердение с образованием оплавленной поверхности делает керамзит герметичным. Образовавшиеся кристаллические связи при соблюдении такого цикла уже нерушимы и определяют прочность гранул керамзита.

Перед складированием материал проходит фракционирование - разделение по фракциям (размерам зерна).

Виды, марки керамзита

Прежде всего, керамзит подразделяется на гравий, щебень и песок.

• Керамзитовый гравий, это гранулы овальной формы различных фракций от 5 мм до 40;
• Керамзитовый щебень получают путем дробления крупных фракций гравийного керамзита. Размер частиц варьируется от 5мм до 40.
• Керамзитовый песок, это частицы размером менее 5 мм. Мелкие частицы, остающиеся после фракционирования гравия, не отличаются легкостью, не всегда пористые, поскольку, это своего рода отбраковка, отработка от производства гравия. Для получения качественного керамзитового используют гравий, пропуская его через валковые дробилки. Или получают материал непосредственно из глиняного сырья, путем обжига мелкой глиняной крошки или мелких сырьевых гранул по особой технологии в вертикальной печи, где подвергается термоудару газообразным топливом до разрыхления.

Марку керамзита определяет насыпная объемная масса. Сколько кг входит в 1 м³, такая и марка. М250 означает, что 1 м³материала весит до 250 кг, и так до 500 кг и выше. Чем выше марка, тем выше плотность материала и меньше пористость. Объемный вес зависит от режима обработки сырья (глины, сланца).

Свойства керамзита и нормативы, определяющие его качество

Полный перечень положительных свойств керамзита весьма внушительный, попробуем перечислить основные:

• Невысокая цена;
• Легкость материала;
• Инертность к химическим соединениям, устойчивость к кислотной среде и бактериологическому заражению;
• Морозостойкость и огнестойкость;
• Экологичность компонентов;
• Долговечность и др.

Качественный керамзит, который можно использовать в строительстве, имеет поглощение влаги 8-20%, морозостойкость не менее 25 циклов, коэффициент деформации не должен превышать 0,14 мм/м, показатель теплопроводности 0,07 - 0,16 Вт/м. Все качества должны быть подтверждены сертификатом соответствия.

Где применяют керамзит

Область применения керамзита удивительно широка, если учитывать, что изначально разрабатывали его для облегчения бетонов. Сегодня керамзит используют как материал для:

• Создания легких бетонов;
• Производства керамзитовых строительных блоков;
• Пола, стен, перекрытий, фундамента в качестве насыпного теплоизолятора;
• Стяжки пола (основа бетонной стяжки);
• Теплоизоляции водопровода, тепловых сетей и канализационных систем;
• Обустройства дренажных систем в дорожном строительстве, садоводстве, цветоводстве.

Обобщая вышесказанное: керамзит обладает отличными эксплуатационными характеристиками, получают его путем обжига недорогого природного сырья – глины. Керамзит экологичный материал по весьма доступной цене, с широким диапазоном применения. Купить керамзит можно россыпью или фасованным в мешки.