Теплопроводность керамзита: характеристики, факторы, размеры гранул

Нормы и стандарты

Керамзит один из основных строительных материалов почти на любом объекте

Поэтому очень важно перевозить его правильно. Требования описаны в нормативном документе ГОСТ 32496-2013, и именно на него должны ориентироваться как поставщики, осуществляющие транспортировку своими силами, так и перевозчики, которые предлагают подобные услуги

Непосредственно нормы усадки не определены, поскольку величина изменения зависит и от размера материала, и от дорожных условий, и от общего объема, и от длительности перевозки. Но иногда заказчик и поставщик согласовывают так называемые коэффициенты уплотнения. Это очень удобный показатель в случае оптовых отгрузок, когда количество материала определяется именно объемом, а не весом. Средняя величина 1,15, она же действует и для процесса слеживания керамзита после длительного хранения.

Чтобы предотвратить потери материала при перевозке, необходимо соблюдать несколько простых правил. Во-первых, кузов автомобиля должен быть герметичен. Если же проверить или обеспечить это невозможно, следует воспользоваться специальными порогами, которыми укрываются борта. Сверху кладется брезент, который также предотвращает высыпание керамзита.

Виды керамзита в зависимости от размера гранул

Чтобы пол был прочнее, смешивают разные фракции керамзита при укладке

Насыпной утеплитель классифицируется по размеру гранул и их форме.

Выделяются разновидности керамзита:

гравий,
щебень,
песок.

Крупнозернистый материал добавляет высоты помещению, обычно теплоизоляционный эффект достигается при толщине подсыпки от 20 до 30 см. Чтобы уменьшить размер слоя можно комбинировать керамзит с минватой, пенопластом, пенополистиролом.

Материал можно сравнивать по маркам на прочность. Различают 13 разновидностей гравия и 11 проб керамзитового щебня. Предел прочности одной марки отличается, например, щебень П100 разрушается при 1,2–1,6 МПа, а гравий аналогичного сорта деформируется при 2–2,5 МПа.

Гравий

Крупный гравий используют для смешивания с бетоном для облегчения конструкции

Материал состоит из округлых частиц с коркой из расплавленной глины, которые внутри содержат пустоты. Различаются фракции гравия: 5–10, 10–20 и 20–40 мм. В зависимости от плотности в насыпном виде представлено 10 марок утеплителя от М150 до М800. По спецзаказу выпускается гравий марки М900 и М1000.

Гравелистые бетоны с наполнителем из средних и мелких гранул обладают легкостью, не нагружают конструкции и показывают улучшенные теплоизоляционные свойства. Стеновые блоки из керамзитобетона применяются в малоэтажных строениях, они защищают здание от холодного воздуха, имеют хорошую воздухопроницаемость и относятся к экологически чистым категориям.

Щебень

Керамзит щебень для утепления фундамента и отмостки

Керамзит этого вида содержит отдельные элементы неправильной угловатой формы с острыми краями и гранями. Крупность фракций определяется аналогично гравию. Из-за формы материал имеет низкую насыпную плотность и применяется для изоляции чердаков, подвалов. Фундаменты и основания изолируются керамзитом от промерзания. В земле устраивается гидроизоляция фольгированным материалом, полиэтиленом, рубероидом, сверху монтируется защита от бытовых и атмосферных паров.

Коэффициент теплопроводности керамзита зависит от крупности щебня, но с увеличением размера повышается толщина требуемого слоя. Поверх подсыпки выполняется цементно-песчаная стяжка (не меньше 4 см) для повышения прочности.

Песок

Мелкий керамзитовый песок применяется для внутренних работ

К этой категории относится керамзит, содержащий в составе мелкие частицы до 5 мм. Материал получается при обжиге остатков от производства щебня или гравия или путем размельчения больших кусков. Песок используется для изоляции внутри помещения вместе с крупными видами или применяется в стяжке пола.

Что дешевле: сравнение стоимости двух материалов

1 кубометр керамзитового гравия можно купить за 1500 руб, 1 рулон минваты размером 8200×1220×50 мм стоит от 1400 руб.

В смету расходов на утепление следует включить затраты на:

на услуги грузчиков — для доставки тяжелых мешков с керамзитом;
дополнительные расходные материалы — брус, пароизоляционную мембрану, крепеж;
средства индивидуальной защиты — важно при использовании минералватных утеплителей.

Для одновременного решения проблем теплоизоляции и звукоизоляции ясно, что лучше минвата. Керамзит не является утеплителем, а дешевизна материала может полностью нивелироваться необходимостью использования его в больших количествах.

Альтернатива керамзиту – пенополистирол и вермикулит

Пенополистирол (пенопласт) является эффективным утеплителем, успешно применяющимся при отделке помещений. Его теплопроводность примерно в 3 раза ниже, чем у керамзита. Это создает, на первый взгляд, реальную альтернативу выбора.

В реальности способы применения данных материалов отличаются, что вызвано высокой хрупкостью пенопластовых плит. Утепление пенополистиролом весьма эффективно, однако не может использоваться в местах, подверженных механическому воздействию. Именно поэтому теплоизоляционные свойства пенопласта и керамзита не конкурируют между собой.

Еще одним минусом пенопласта является его пожарная опасность. При возгорании пенополистирол будет не только поддерживать огонь, но и выделять токсичные газы.

Вермикулит относится к вспученным под воздействием высокой температуры минералам и обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Материал является эффективной заменой керамзиту при использовании в виде прослоек или подсыпок. Для производства композиционных блоков керамзит по-прежнему вне конкуренции.

Еще одним препятствием применению вермикулита является его цена, превышающая в 4-5 раз стоимость керамзита. Несмотря на высокие теплоизоляционные свойства вермикулита, его использование обойдется значительно дороже.

Подведем итоги. Керамзит может применяться для реализации широкого ряда строительных задач, включая строительство частных домов и теплоизоляцию квартир. Высокие характеристики и относительно небольшая цена делают керамзит оптимальным для скромного бюджета. Использование заменителей керамзита возможно, однако оправдано лишь в незначительном ряде случаев.Керамзитовый гравий обладает высокими теплосберегающими и звукоизоляционными показателями, что позволяет его повсеместно использовать для строительства и утепления различных конструкций.

Плюсы и минусы керамзита как утеплителя

Как мы уже говорили выше, керамзит – это пористые глиняные гранулы, покрытые плотной обожженной оболочкой. С этим в основном и связаны преимущества и недостатки этого материала.

Итак, к плюсам керамзита как утеплителя можно отнести:

Теплоизоляционные свойстваМатериал обладает сравнительно низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет использовать его в качестве утеплителя. Десятисантиметровый слой керамзита по степени теплоизоляции можно сравнить с кирпичной кладкой в 1 м или с деревянным покрытием толщиной 25 см.
Использование на любом основанииЭтот утеплитель можно класть на любое основание, включая грунт. Главное – не забывать про гидроизоляцию.
Малый весВ сравнении с обычными строительными материалами типа кирпича или бетона, керамзит обладает небольшой насыпной плотностью. Это облегчает нагрузку на конструкции и упрощает транспортировку.
НегорючестьЭтот материал относится к классу негорючих.
ДолговечностьПри соблюдении всех правил эксплуатации этот утеплитель прослужит более 40 лет.
ЭкологичностьКерамзит является экологически чистым и не выделяет никаких вредных для человека веществ даже при значительном повышении температуры.
Простота использованияМатериал просто засыпается в нужное пространство любой формы. Его не нужно никак замерять и отрезать.
Химическая и биологическая устойчивостьКерамзит никак не взаимодействует с химикатами, на нем не развиваются грибок и плесень, не заводятся грызуны.
ПрочностьЗа счет плотной оболочки гранулы достаточно прочные.

К минусам же относятся:

Высокая теплопроводностьПо сравнению с другими утеплителями (особенно современными), керамзит обладает высокой теплопроводностью. Это значит, что его нужно будет засыпать большим слоем, что может значительно уменьшить высоту помещения.
Плохая звукоизоляцияВопреки распространенному мнению, керамзит не только не является звукоизолятором, а – наоборот – хорошо передает звуки. Находясь в сухой засыпке пола, он создаст эффект барабана, из-за которого соседи будут слышать каждый ваш шаг.
ВодопоглощениеКерамзит хорошо впитывает и медленно отдает влагу, что может сделать его дополнительным источником сырости. Поэтому во влажных помещениях – санузлах и банях – его лучше или не использовать, или совмещать с хорошей гидроизоляцией.
ПыльностьМатериал склонен к образованию пыли, поэтому при работе с ним нужно обязательно защищать глаза и органы дыхания.

Из этого и предыдущего пунктов можно сделать вывод, что керамзит является не лучшим утеплителем. Главные его плюсы, в сравнении с другими материалами, это экологичность, негорючесть, биологическая и химическая устойчивость. Так что керамзит стоит выбирать в случае, если для вас важны именно эти параметры. Также его можно использовать в случае, если у вас есть возможность купить его дешевле других материалов или же если он остался у вас после каких-то других работ.

Радиоактивность керамзита

Все материалы на планете имеют свой радиационный фон. Особенно это актуально для стройматериалов, которые получают из горных пород: щебня, отсева и, конечно, керамзита. При этом конечные продукты будут иметь тот же радиационный фон и ту же концентрацию естественных радионуклидов, что и горная порода, из которой их получили.

Керамзит производится из глины. Она должна соответствовать определенным требованиям. Иначе говоря, нельзя производить керамзит из любого глинистого сырья, накопанного на речке или дачном участке. Подробно об этом мы рассказывали в нашей статье Производство керамзита.

Глины могут иметь различный радиационный фон: от низкого до высокого. Все зависит от ее состава, происхождения, места добычи. В итоге концентрация нуклидов в ней варьирует в широких пределах.

Чаще всего глина, конечно, имеет повышенный радиационный фон. Кто-то объясняет это высоким содержанием в ней калия, кто-то – повышенной способностью глиняных пород поглощать катионы радиоактивных элементов. При этом разные источники утверждают, что древние глины имеют очень высокую концентрацию опасных радионуклидов. То же и с глубоководными глинистыми осадками. А вот глинистые сланцы, якобы, наоборот, менее радиоактивны.

Но в любом случае перед производством керамзита сырье обязательно нужно проверять на радиоактивность. Кроме того, надо учитывать, что этот показатель может увеличиваться или уменьшаться в процессе обжига.

Посмотрим вот на это исследование, опубликованное в электронном научном журнале «Инженерный вестник Дона». В нем описано влияния тепловой обработки на радиоактивность глинистых горных пород и материалов.

Для эксперимента были отобраны три вида глин. Для каждой была определена удельная активность естественных радионуклидов при помощи сцинтилляционного гамма-спектрометра. После этого материалы были подвергнуты постадийной тепловой обработке и снова проверены на радиоактивность. Результаты показали, что удельные активности и эффективная удельная активность естественных радионуклидов в процессе обжига изменялась различным образом.

При этом каждый радиоактивный нуклид – калий, радий и торий – вел себя по-разному:

Удельная активность калия увеличивалась в интервале температур от 20°С до 600°С, а повышение температуры обжига до 1500°С, наоборот, привело к значительному уменьшению удельной активности
Удельная активность радия сначала уменьшалась в интервале температур 20-250°С, а затем повышалась вплоть до 650°С; после этого удельная активность радия снижалась по пологой кривой, достигая минимальных значений
Удельная активность тория возрастала вплоть до температур 900°С, после чего начала снижаться почти до минимальных активностей

В результате долгих расчетов и вычислений было выявлено, что увеличение температуры обжига глинистого сырья на определенном этапе приводит к уменьшению удельных и эффективной удельной активности естественных радионуклидов. Однако при этом необходимо учитывать, что температуру обжига нужно контролировать и по возможности уменьшать, снижая тем самым расходы на топливо.

Радиоактивность всех строительных материалов нормируется ГОСТ 30108-94. Она обозначается «Аэфф», измеряется в Бк/кг.

Безопасными считаются керамзит и керамдор с радиоактивностью менее 370 Бк/кг. Это I класс безопасности. Его можно использовать повсеместно, даже для мульчирования растений в доме.

Керамзит II класса имеет радиоактивность от 370 до 740 Бк/кг. Его можно применять в дорожном строительстве в пределах населенных пунктов, а также в зонах перспективной застройки и при возведении производственных сооружений.

Для дорожного строительства вне населенных пунктов допускается использование керамзита и керамдора с радиоактивностью III класса, с показателем до 1500 Бк/кг. Если же содержание естественных радионуклидов в керамзите еще больше, этот материал строго запрещается использовать (либо только по согласованию с Госкомсанэпиднадзором).

Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.

Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.

О других характеристиках керамзита и керамдора вы можете прочитать в наших статьях по теме:

Водно-физические свойства керамзита
Зерновой состав керамзита
Механические свойства керамзита
Химические свойства керамзита
Эксплуатационные свойства керамзита

Также читайте нашу обзорную статью Характеристики и свойства керамзита.

Разновидности керамзитобетона

В состав строительного материала входит цемент, песок и керамзит (гранулы легкого пористого вещества 3-20 мм, получаемого путем нагревания глины или сланца). При строительстве жилых зданий в расчетах толщины стен и других показателей используются строительные нормы СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Рассмотрим основные виды строительных блоков и их применение:

Теплоизоляционные блоки (материал имеет в своем составе повышенное количество керамзита, что делает его легким, керамзитобетон этого вида имеет низкую теплопроводность, около 0,18-0,25 Вт/м*°С, при плотности 300-700кг/м3).

Материал с хорошей теплоизоляцией эффективно применять при строительстве сооружений, требующих сохранения стабильной температуры как можно дольше. Это может быть баня, ферма для выращивания грибов, свинарник, складские помещения, где необходимо наоборот сохранять пониженную температуру. Для утепления уже существующих стен и для перегородок, не служащих несущими конструкциями в жилых домах, также используются теплоизоляционные материалы.

Конструкционно-теплоизоляционные блоки отличаются прочностью, но имеют больший коэффициент теплопроводности керамзитобетона. Незаменимы при необходимости снижения веса строительной конструкции во избежание сильной осадки грунта. Этот вид блоков наиболее популярен в загородном строительстве, как для возведения несущих стен, так и для внутренних перегородок.
Конструкционные блоки наиболее прочные и тяжелые (плотность 1800 кг/м3). Обычно их применяют для фундаментов и несущих стен, при строительстве промышленных зданий, где большое значение имеет прочность конструкции. При возведении зданий из прочного керамзитобетона необходимо учитывать большой вес данных блоков.

По конструктивным особенностям блоки подразделяются на:

Пустотелые могут иметь 2, 4, 7, 8 и более пустот внутри (глухих либо сквозных), что значительно снижает вес, уменьшает коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков и снижает себестоимость материала.
Полнотелые не имеют пустот, являются более прочным, но и дорогостоящим материалом.

Блоки для стен имеют толщину 13,8; 19; 28,8 см и вес 17-26 кг, перегородочные изделия более тонкие – 9 см и весят 7-15 кг.

Описание теплопроводности

Низкий уровень теплопроводности керамзита объясняется его пористой структурой

Способность утеплителя передавать энергию от нагретых слоев к частям с меньшей температурой называется теплопроводностью. Процесс обеспечивается хаотичным передвижением молекулярных частиц, его интенсивность зависит от влажности, уплотненности, размера пор.

Физический процесс проведения тепла ускоряется при большой разнице температур снаружи и внутри строения. Спонтанная передача энергии всегда протекает от более горячей среды в направлении холодного окружения и происходит до появления термодинамического равновесия.

Коэффициент теплопроводности

Чтобы численно выразить способность материала к передаче энергии, существует коэффициент теплопроводности. Показатель говорит о количестве тепла, протекающего через образец материала в заданных условиях. Испытательный эталон всегда имеет одинаковые размеры по длине, ширине и площади и проверяется при стандартной разнице температур (1 К). Коэффициент теплопередачи измеряется в Вт/м·К, что соответствует Международной системе единиц.

Название коэффициента термического сопротивления применяется в строительной области. Теплопроводность керамзита составляет 0,1 – 0,18 Вт/м·К. Качественный материал характеризуется численным показателем 0,12 – 0,17 Вт/м·К, утеплитель с такими свойствами сохраняет до 80% внутреннего тепла.

Свойства

Перед тем как использовать, необходимо определить его основные свойства. Самым главным остается теплопроводность. Для рассматриваемого материала она составляет от 0,10 Вт/(м*К) до 0,18 Вт/(м*К). Таким образом, чтобы получить теплоизоляционные свойства минеральной ваты – керамзит должен укладываться в более толстый слой. Теплопроводность минеральной ваты и керамзита находится в соотношении 1:4.

Следующий показатель, который необходимо принимать во внимание при покупке керамита, водопоглощение. Он является очень важным, так как показывает, как будет вести себя материал под влиянием воды

Является относительно устойчивым материалом, а водопоглощение у него составляет 8-20%.

В статье вы можете найти таблицу теплопроводности материалов для внутренних и наружных работ.

На видео – коэффициент теплопроводности керамзита:

Еще одним свойством, которым может похвастаться керамзит, звукоизоляция. Для рассматриваемого материала эти показатели высокие. Максимальные результаты достигаются при шумоизоляции деревянного пола. Это связано с тем, что там керамзит выступает в роли промежуточного слоя между вешней частью и межэтажной плитой. Коэффициент теплопроводности минеральной ваты в кладке с керамзитом зависит от выбора марки минваты.

Численные значения не являются стандартными, так как материал морозоустойчив по умолчанию. Нормируют только показатели строительных камней, которые в своем составе содержат керамзит.

Несмотря на большое количество положительных качеств, керамзит имеет определенные недостатки:

Высокая склонность образованию пыли. Таким образом, при работе с керамзитом необходимо позаботиться о своей безопасности, надев респиратор.
Продолжительная сушка материала. Так как керамзит тяжело поглощает воду, то избавиться от нее еще сложнее. Чтобы в комнатах, при отделке которых использовали керамзит, не была повышенная влажность, стоит заранее предусмотреть прочный влаго-и парозащитный слой.

На видео – свойства керамзита как утеплителя:

Сравнение разного вида

Керамзит сегодня может быть представлен в нескольких видах, каждый из которых имеет свои технические показатели и область применения. Представленный теплоизолятор классифицируют по методу получению и размеру гранул.

Таким образом, можно выделить следующие варианты материала:

гравий;
щебень;
песок.А вот какой керамзит лучше для стяжки пола, поможет понять информация из статьи.