Из чего состоит керамзит?

Содержание

Технология производства керамзита — Как производят керамзит

Из чего состоит керамзит?

Технология производства керамзита и сущность технологического процесса производства состоит в обжиге глиняных гранул по оптимальному режиму.

Для вспучивания глиняной гранулы нужно, чтобы активное газовыделение совпало по времени с переходом глины в пиропластическое состояние.

Между тем, в обычных условиях газообразование при обжиге глин происходит в основном при более низких температурах, чем их пиропластическое размягчение

Например, температура диссоциации карбоната магния — до 600°С, карбоната кальция — до 950 °С, дегидратация глинистых минералов происходит в основном при температуре до 800 °С. А выгорание органических примесей еще ранее, реакции восстановления окислов железа развиваются при температуре по­рядка 900 °С, тогда как в пиропластическое состояние глины переходят при температурах, как правило, выше 1100 °С.

Схема вращающейся печи для производства керамзита:

1—загрузка сырцовых гранул; 2— вращающаяся печь; 3— форсунка; 4— вспученный керамзитовый гравий; 5—поток горячих газов

В связи с этим при обжиге сырцовых гранул в производстве керамзита необходим быстрый подъем температуры. Так как при медленном обжиге значительная часть газов выходит из глины до ее размягчения и в результате получаются сравнительно плотные маловспученные гранулы.

Но чтобы быстро нагреть гранулу до температуры вспучивания, ее сначала нужно подготовить, т. е. высушить и подогреть. В данном случае интенсифицировать процесс нельзя.

Так как при слишком быстром нагреве в резуль­тате усадочных и температурных деформаций, а также быстрого парообразования гранулы могут потрескаться или разрушиться (взорваться).

Оптимальным считается ступенчатый режим термообработки по С. П. Онацкому: с постепенным нагревом сырцо­вых гранул до 200—600 °С (в зависимости от особенностей сырья) и последующим быстрым нагревом до температуры вспучивания (примерно 1200 °С).

Обжиг осуществляется во вращающихся печах (рис.), представляющих собой цилиндрические металлические барабаны диаметром до 2,5—5 м и длиной до 40— 75 м, футерованные изнутри огнеупорным кирпичом. Печи устанавливаются с уклоном примерно 3% и медленно вращаются вокруг своей оси.

Благодаря этому сырцовые гранулы, подаваемые в верхний конец печи, при ее вращении, постепенно передвигаются к другому концу барабана, где установлена форсунка для сжигания газообразного или жидкого топлива. Таким образом, вращающаяся печь работает по принципу противотока: сырцовые гранулы пере­мещаются навстречу потоку горячих газов,подогреваются.

И, наконец, попав в зону непосредственного воздействия огненного факела форсунки,вспучиваются. Среднее время пребывания гранул в печи — примерно 45 мин.

Технология производства керамзита — оптимальный режим термообработки

Чтобы обеспечить оптимальный режим термообработки, зону вспучивания печи, непосредственно примыкающую к форсунке, иногда отделяют от остальной части (зоны подготовки) кольцевым порогом. Применяют также двухбарабанные печи, в которых зоны подготовки и вспучивания представлены двумя сопряженными барабанами, вращающимися с разными скоростями.

В двухбарабанной печи удается создать оптимальный для каждого вида сырья режим термообработки.

Промыш­ленный опыт показал, что при этом улучшается качество керамзита, значительно увеличивается его выход, а так­же сокращается удельный расход топлива

В связи с тем, что хорошо вспучивающегося глинистого сырья для произ­водства керамзита сравнительно мало, при использовании средне- и слабовспучивающегося сырья необходимо стре­миться к оптимизации режима термообработки.

Из зарубежного опыта известно, что для получения заполнителей типа керамзита из сырья (промышленных отходов), отличающегося особой чувствительностью к режиму обжига. Используют трехбарабанные вращающиеся печи или три-четыре последовательно располагаемые печи. В которых обеспечиваются не только оптимальные скорость и длительность нагрева на каждом этапе термообработки, но и различная газовая среда.

Значение характера газовой среды в производстве керамзита обусловлено происходящими при обжиге химическими реакциями. В восстановительной среде окись железа Fe2O3 переходит в закись FeO. Это является не только одним из источников газообразования, но и важнейшим фактором перехода глины в пиропластическое состояние.

Читайте также  Пол из керамзита и ГВЛ своими руками

Внутри гранул восстановительная среда обеспечивается за счет присутствия органических примесей или добавок, но при окислительной среде в печи (при большом избытке воздуха) органические примеси и добавки могут преждевременно выгореть.

Поэтому окислительная газовая среда на стадии термоподготовки, как правило, нежелательна, хотя имеется и другая точка зрения, согласно которой целесо­образно получать высокопрочный керамзитовый гравий с невспученной плотной корочкой. Такая корочка толщиной до 3 мм образуется (по предложению Северного филиала ВНИИСТ) при выгорании органических примесей в поверхностном слое гранул, обжигаемых в окислительной среде.

По мнению автора, при производстве керамзита следует стремиться к повышению коэффициента вспучивания сырья, так как невспучивающегося или маловспучивающегося глинистого сырья для получения высокопрочного заполнителя имеется много, а хорошо вспучивающегося не хватает.

С этой точки зрения наличие плотной корочки значительной толщины на керамзитовом гравии свидетельствует о недо­использовании способности сырья к вспучиванию и умень­шении выхода продукции

В восстановительной среде зоны вспучивания печи мо­жет произойти оплавление поверхности гранул, поэтому газовая среда здесь должна быть слабоокислительной. При этом во вспучивающихся гранулах поддерживается вос­становительная среда, обеспечивающая пиропластическое состояние массы и газовыделение, а поверхность гранул не оплавляется.

Характер газовой среды косвенно, через окисное или закисное состояние железистых примесей, отражается на цвете керамзита. Красновато-бурая поверхность гранул говорит об окислительной среде (Fe2O3), темно-серая, почти черная окраска в изломе — о восстановительной (FeO).

Технология производства керамзита: 4 основных схемы

Различают четыре основные технологические схемы подготовки сырцовых гранул, или четыре способа производства керамзита: сухой, пластический, порошково-пластический и мокрый.

Сухой способ используют при наличии камнеподобного глинистого сырья (плотные сухие глинистые породы, глинистые сланцы). Он наиболее прост: сырье дробится и направляется во вращающуюся печь. Предварительно не­обходимо отсеять мелочь и слишком крупные куски, напра­вив последние на дополнительное дробление.

Этот способ оправдывает себя, если исходная порода однородна, не содержит вредных включений и характеризуется достаточ­но высоким коэффициентом вспучивания

Наибольшее распространение получил пластический способ. Рыхлое глинистое сырье по этому способу перерабатывается в увлажненном состоянии в вальцах, глиномешалках и других агрегатах (как в производстве кирпича). Затем из пластичной глиномассы на дырчатых вальцах или ленточных шнековых прессах формуются сырцовые гранулы в виде цилиндриков, которые при даль­нейшей транспортировке или при специальной обработке окатываются, округляются.

Качество сырцовых гранул во многом определяет ка­чество готового керамзита.

Поэтому целесообразна тщательная переработка глинистого сырья и формование плотных гранул одинакового размера.

Размер гранул задается исходя из требуемой крупности керамзитового гравия и установленного для данного сырья коэффициента вспучи­вания.

Гранулы с влажностью примерно 20% могут сразу направляться во вращающуюся печь или, что выгоднее, предварительно подсушиваться в сушильных барабанах. В других теплообменных устройствах с использованием тепла отходящих дымовых газов вращающейся печи. При подаче в печь подсушенных гранул ее производительность может быть повышена.

Таким образом, технология производства керамзита по пластическому способу сложнее, чем по сухому.

Более энергоемко, требует значительных капиталовложений. Но, с другой стороны, переработка глинистого сырья с разрушением его естественной структуры, усреднение, гомогенизация, а так­же возможность улучшения его добавками позволяют увеличить коэффициент вспучивания.

Порошково-пластический способ отличается от пластического тем, что вначале помолом сухого глинистого сырья получают порошок, а потом из этого по­рошка при добавлении воды получают пластичную глиномассу, из которой формуют гранулы, как описано выше. Необходимость помола связана с дополнительными затрата­ми.

Кроме того, если сырье недостаточно сухое, требуется его сушка перед помолом.

Но в ряде случаев этот способ подготовки сырья целесообразен: если сырье неоднородно по составу, то в порошкообразном состоянии его легче перемешать и гомогенизировать; если требуется вводить добавки, то при помоле их легче равномерно распределить.

Если такая тщательная переработка сырья приводит к улучшению вспучивания, то повышенный выход керамзита и его более высокое качество оправдывают произведенные затраты.

Мокрый (шликерный) способ заключается в разведении глины в воде в специальных больших емкостях — глиноболтушках. Влажность получаемой пульпы (шлике­ра, шлама) примерно 50%. Пульпа насосами подается в шламбассейны и оттуда — во вращающиеся печи. В этом случае в части вращающейся печи устраивается завеса из подвешенных цепей.

Цепи служат теплообменником: они нагреваются уходящими из печи газами и подсушивают пульпу, затем разбивают подсыхающую «кашу» на гранулы, которые окатываются, окончательно высыхают, нагреваются и вспучиваются. Недостаток этого способа — повышенный расход топлива, связанный с большой начальной влажностью шликера.

Преимуществами являются достижение однородности сырьевой пульпы, возможность и простота введения и тщательного распределения добавок, простота удаления из сырья каменистых включений и зерен известняка. Этот способ рекомендуется при высокой карьерной влажности глины, когда она выше формовочной (при пластическом формовании гранул).

Он может быть применен также в сочетании с гидромеханизированной добычей глины и подачей ее на завод в виде пульпы по трубам вместо применяемой сейчас разработки экскаваторами с перевозкой автотранспортом.

Керамзит, получаемый по любому из описанных выше способов, после обжига необходимо охладить. Технология производства керамзита

Установлено, что от скорости охлаждения зависят прочностные свойства керамзита. При слишком быстром охлаждении керамзита его зерна могут растрескаться или же в них сохранятся остаточные напряжения, которые могут проявиться в бетоне.

С другой стороны, и при слишком мед­ленном охлаждении керамзита сразу после вспучивания возможно снижение его качества из-за смятия размягченных гранул.

А также в связи с окислительными процессами, в результате которых FeO переходит в Fe2O3, что сопро­вождается деструкцией и снижением прочности.

Сразу после вспучивания желательно быстрое охлаж­дение керамзита до температуры 800—900 °С для закрепления структуры и предотвращения окисления закисного железа.

Затем рекомендуется медленное охлаждение до температуры 600—700 °С в течение 20 мин для обеспечений затвердевания стеклофазы без больших термических на­пряжений, а также формирования в ней кристаллических минералов, повышающих прочность керамзита.

Читайте также  Бетон с керамзитом применение

Далее возможно сравнительно быстрое охлаждение керамзита в течение нескольких минут.

Технология производства керамзита

Первый этап охлаждения керамзита осуществляется еще в пределах вращающейся печи поступающим в нее воздухом. Затем керамзит охлаждается воздухом в барабанных, слоевых холодильниках, аэрожелобах.

Для фракционирования керамзитового гравия используют грохоты, преимущественно барабанные — цилиндрические или многогранные (бураты).

Внутризаводской транспорт керамзита — конвейерный (ленточные транспортеры), иногда пневматический (потоком воздуха по трубам). При пневмотранспорте возможно повреждение поверхности гранул и их дробление. Поэтому этот удобный и во многих отношениях эффективный вид транспорта керамзита не получил широкого распространения.

Фракционированный керамзит поступает на склад готовой продукции бункерного или силосного типа

Технология производства керамзита, раскрыта не в полной мере в данной статье. Но, если у Вас появились вопросы, то можете задать их нашим менеджерам в любое удобное время.

Источник: https://keramzitik.ru/tekhnologiia-proizvodstva-keramzita/

Керамзит – производство, полезные характеристики, фракции и особенности их применения

Из чего состоит керамзит?

Керамзит является пористым лёгким продуктом, получаемым по технологии быстрого обжига легкоплавких сортов глин. Некоторые считают, что он похож на натуральный гравий. Но это сходство чисто внешнее – гранулы имеют овальную форму, а все остальные характеристики кардинально отличаются друг от друга.

Процесс изготовления керамзита

Технология изготовления этого строительного материала:

  • Добытое глиняное сырьё складывают в запасник.
  • Исходную массу перерабатывают с получением сырцовых гранул, которые состоят либо из однородной массы, либо из зёрен заданного размера. Этот процесс осуществляется одним из способов – сухим, мокрым, порошковым, порошково-пластическим.
  • Термическая обработка заключается в тепловом ударе, который провоцирует вспучивание материала, создавая ячеистую, то есть пористую, структуру. Примерно за полчаса температуру с +1050°C повышают до +1300°C. На поверхности гранул появляется расплавленный слой с формированием гладкой оболочки, почти идеальной геометрически.
  • Важным этапом производства является охлаждение, которое осуществляется строго по технологии. Слишком быстрый процесс приводит к растрескиванию гранул, слишком медленный – к их размягчению и потере формы.
  • Полученные изделия разделяют на фракции на барабанных грохотах, а затем фасуют.

Внимание! Технологический процесс производства керамзита – длительный и достаточно сложный. Любое нарушение требуемого режима может стать причиной снижения качества продукта. Поэтому этот материал всегда сопровождает сертификат соответствия химических и физических характеристик требованиям ГОСТ и санитарным нормам, также указывается уровень экологической безопасности.

Какие свойства керамзита обеспечивают популярность в строительной сфере

Комплекс ценных качеств этого материала объясняет его востребованность в строительной индустрии при создании практически всех структурных элементов здания – стен, перекрытий, крыш и других:

  • Способность обеспечения тепловой и звуковой изоляции.
  • Высокая прочность при небольшой плотности.
  • Стойкость к воздействию мороза и огня.
  • Длительный эксплуатационный период.
  • Устойчив к био- и химическим факторам.
  • Экологически безопасен.

Применение керамзита имеет несколько нюансов:

  • Эффективную звуко- и теплоизоляцию этот материал может обеспечить только при насыпке достаточно толстого слоя.
  • В помещениях с высокой влажностью применять его нежелательно.

Внимание! Керамзит не обладает способностью отдавать впитанную влагу, что может стать проблемой при использовании материала в качестве утеплителя. Поэтому засыпку гранул производят только на пароизоляционный слой, функции которого может выполнить толстая полиэтиленовая плёнка.

Области применения материала

  • Для утепления пола используют керамзитную подушку, которую укладывают под бетонную или цементную стяжку или под доски между лагами.
  • С помощью керамзитного гравия и песка повышают теплоизоляционные характеристики подвала, лоджии, чердака.
  • В ландшафтном дизайне керамзитовой продукцией украшают дорожки или укладывают с её помощью плитку. Дополнительный плюс – возможность окрашивания материала в нужный цвет.
  • Огородники применяют этот материал для улучшения качества почвы.
  • Производство лёгких бетонных смесей наружных панелей зданий.
  • Фильтрующий элемент на локальных очистных сооружениях.

Какие бывают фракции керамзита

В зависимости от размера гранул овальной и шарообразной формы различают следующие типы материала:

  • Керамзитовое сыпучее вещество, диаметр гранул которого не превышает 5 мм, относят к группе песков. Получают его обжигом глиняной мелочи. Применяют в теплоизоляционных работах, где достаточно небольшой толщины утеплителя, для внутренних отделочных работ.
  • Керамзитовый гравий выпускается в трёх фракционных разновидностях – 5–10 мм, 10–20 мм, 20–40 мм. Применяется для утепления различных конструктивных элементов в частном и промышленном строительстве, в производстве лёгких бетонов.
  • Керамзитовый щебень получают дроблением наиболее крупных кусков керамзита. Фракции этого материала – 5–40 мм.

Марка керамзита – какие свойства её определяют

Одна из важных характеристик этого материала – насыпная плотность. Минимальная марка – М250. К ней относится керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 250 кг/м3.

250–300 кг/м3 – это марка М300, 300–350 кг/м3 – М350,350–400 кг/м3 – М400, 400–450 кг/м3 – М450. Далее следуют М500 и М600, которая считается максимальной. Но по договорённости с заказчиком могут производиться и более высокие марки.

Керамзитовый песок характеризуют марки от М500 до М1000.

Таблица технических требований, которым должны соответствовать марки керамзитового гравия

Марка керамзитового гравия Насыпная плотность по фракциям, кг/м3 Требования по прочности по фракциям, МПа Коэффициент теплопроводности для всех фракций, Вт/м°C Морозостойкость 15 циклов F 15, потеря массы, %
20–40 10–20 5–10 20–40 10–20 5–10
М 250 210–220 220–240 0,5–0,7 0,5–0,7 0,065 0,1
М300 250–280 260–290 270–300 0,7–1,0 0,8–1,0 0,9–1,0 0,075 0,1
М350 300–400 310–350 320–350 1,1–1,2 1,3–1,4 1,4–1,5 0,084 0,1
М400 360–400 370–400 1,6–2,0 1,7–2,0 0,091 0,1
М450 410–440 420–450 1,6–2,0 1,7–2,0 0,097 0,1

Какой фракции керамзита используют для стяжки

  • Для мокрой стяжки рекомендуют взять смесь двух фракций – 5–10 мм и 10–20 мм.
  • Оригинальные составы для сухой стяжки Knauf содержат только мелкофракционный продукт 0–5 мм. Процентное соотношение мелких и более крупных зёрен подобрано таким образом, что засыпка создаёт совершенно ровную поверхность, без пустот. Это обеспечивает удобную укладку сборной стяжки и её прочность при эксплуатации. Добавки крупных зёрен в оригинальный состав могут стать причиной образования пустот, которые приведут к деформации сборной стяжки и хрусту гранул при ходьбе.
Читайте также  Как делать пол из керамзита?

Какие фракции керамзита используют для кровли

Для утепления крыш чаще используют крупнофракционный материал, обладающий малой насыпной плотностью. Для повышения уровня теплоизоляции некоторые умельцы советуют перемешивать керамзитовый гравий с пенопластовой крошкой.

Внимание! Не забывайте защищать утеплитель от воздействия влаги.

Керамзит какой фракции теплее

Чем крупнее размер зёрен, тем лучше их теплосберегающая способность, но тем меньше прочность.

Коэффициент теплопроводности материала разных фракций отличается настолько незначительно, что ориентироваться необходимо только на требования по прочности, характерные для каждого конкретного случая.

Керамзит – производство, полезные характеристики, фракции и особенности их применения, 5.0 из 5 — всего : 3

Источник: https://www.navigator-beton.ru/articles/keramzit-proizvodstvo-poleznye-harakteristiki-fraktsii-i-osobennosti-ih-primeneniya.html

Керамзит

Из чего состоит керамзит?

Для того чтобы понять, что же такое керамзит, нам, в первую очередь, необходимо изучить его состав и особенности производства. Сырьем для производства керамзита служит глина. Ее состав и качественные особенности во многом определяют и качество произведенного керамзита. Мы применяем в своем производстве особую глину, добываемую на уникальном месторождении.

Благодаря использованию высококачественного сырья и оригинальной технологии его обработки, мы сумели добиться рекордных для России показателей насыпной плотности керамзита (с 400 до 180 кг/м³!). А, как известно, легкий — значит теплый.

Ведь легкость керамзита обеспечивается наличием внутри каждой гранулы воздушных пор, которые наделяют такой керамзит отличными теплоизоляционными свойствами.

Так каким же образом глина превращается в керамзит?

Поступившая на завод глина складируется в конус, откуда она забирается бульдозерами и подается в цех. Здесь и начинается процесс обработки глины, который состоит из нескольких этапов:

  1. Перемалывание в глинорыхлителе
  2. Очищение глины на камневыделительных вальцах
  3. Нарезка глины в дырчатых вальцах
  4. Подача глины во вращающуюся печь, где она обжигается при температуре свыше 1000
  5. Охлаждение полученных гранул в холодильной камере
  6. Подача керамзита на вибросито, где он сортируется по фракциям

В итоге мы получаем легкие вспученные гранулы глины различных размеров: 0-2мм, 2-5мм, 5-10мм, 10-20мм и 20-40мм.

Чем же так ценен керамзит?

Керамзит – это материал, в производстве которого не используется абсолютно никаких искусственных примесей. Только глина. Благодаря воздействию огромных температур вспученные гранулы приобретают ряд важнейших свойств, таких как:

  • Отличная тепло- и звукоизоляция
  • Прочность и долговечность
  • Морозоустойчивость
  • Влагостойкость
  • Огнеупорность
  • Легкость

Все эти ценные свойства керамзита находят применение в различных областях:

  • Производство керамзитобетонных блоков
  • Изготовление «теплого» кладочного раствора
  • Утепление и звукоизоляция полов, фундамента, стен и кровли
  • Сооружение дорог, мостов, дамб и других конструкций
  • Теплоизоляция трубопроводов, фильтрация воды
  • Растениеводство

Гравий керамзитовый фракции 20-40 мм

Керамзит фракции 20-40 мм имеет самую малую насыпную плотность и именно поэтому используется для засыпки чердачных помещений, фундаментов, погребов, т.е. там, где необходим достаточно большой теплоизолирующий слой.

Керамзит данной фракции так же оптимален в качестве дренажа при высадке крупных деревьев и кустарников.

ПоказательЗначение
Марка по насыпной плотности,  кг/м³ М200
Прочность, МПа 0,5-0,7
Коэффициент теплопроводности, Вт/мK 0,073
Морозостойкость, циклов   F15

Гравий керамзитовый фракции 10-20 мм

Наиболее широко керамзит фракции 10-20 мм применяется в качестве утеплителя для кровли, деревянных полов и стен при колодцевой кладке дома.

Он незаменим при обустройстве уличных водопроводов, систем канализации и других коммуникаций.

ПоказательЗначение
Марка по насыпной плотности,  кг/м³       М200
Прочность, МПа 0,5-0,7
Коэффициент теплопроводности, Вт/мK 0,0707
Морозостойкость, циклов   F15

Гравий керамзитовый фракции 5-10 мм

Керамзит этой фракции является одним из наиболее востребованных строительных материалов. Это обусловлено очень широкой сферой его применения.

Во-первых, данная фракция керамзита используется при утеплении фасадов домов по уникальной технологии: керамзит смешивается с небольшим количеством цемента и заливается в пространство между несущей конструкцией и облицовочным слоем. Данный теплоизоляционный слой носит название «капсимет».

Во-вторых, керамзит фракции 5-10 просто незаменим при производстве бетонных изделий и конструкций. В этом случае он используется в качестве наполнителя. Именно так изготавливаются и керамзитобетонные блоки, обладающие всеми ценными свойствами керамзита.

И, в-третьих, данный керамзит очень популярен в качестве дренажа при посадке растений.

ПоказательЗначение
Марка по насыпной плотности,  кг/м³ М250
Прочность, МПа 0,7-0,9
Коэффициент теплопроводности, Вт/мK 0,0693
Морозостойкость, циклов   F15

Песок керамзитовый фракции 2-5 мм

Керамзит, имеющий размер гранул менее 5 мм называется керамзитовым песком. Основное свое применение он находит при устройстве «теплых» полов по немецкой технологии, где он используется в качестве засыпки под гипсоволокнистые листы (ГВЛ).

Керамзит фракции 2-5 также отлично подходит для устройства теплой цементной стяжки, где он выступает в качестве наполнителя при изготовлении раствора. Стяжка пола на основе керамзитового песка позволяет не только выровнять пол, но и сделать его значительно теплее.

Данная фракция так же используется при изготовлении различных бетонных изделий.

Широкое применение керамзитовый песок находит в растениеводстве в качестве дренажа, а так же при устройстве гидропонных систем в качестве наполнителя.

ПоказательЗначение
Марка по насыпной плотности,  кг/м³ М400
Прочность, МПа 1,5-2,0
Коэффициент теплопроводности, Вт/мK 0,0838
Морозостойкость, циклов   F15

Песок керамзитовый фракции 0-2 мм

Керамзитовый песок этой фракции — незаменимый компонент теплого кладочного раствора. Коэффициент теплопроводности раствора, приготовленного на основе керамзитового песка, в 4 раза ниже, чем у обычного пескоцементного, что исключает наличие «мостиков» холода в кладке.

ПоказательЗначение
Марка по насыпной плотности,  кг/м³ М450
Коэффициент теплопроводности, Вт/мK 0,1-0,13
Морозостойкость, циклов   F15