Теплопроводность керамзита: характеристики, факторы, размеры гранул

Критерий четвёртый: целостность гранул

Последняя значимая характеристика – целостность гранул. Понятно, что ни один производитель керамзита не может гарантировать целостность абсолютно всех гранул: по самым разным причинам некоторые гранулы будут колотыми. Во-первых, при резком температурном воздействии некоторые гранулы разрывает. Во-вторых, готовый керамзит фасуют в мешки, биг-бэги или загружают в самосвалы навалом, транспортируя не всегда в идеальных условиях. В-третьих, при разгрузке или даже в процессе укладки гранулы могут подвергаться внешнему физическому воздействию. Таким образом, на каждом из этапов жизненного цикла керамзита его гранулы рискуют получить сколы и повреждения. Однако существует допустимое количество колотых гранул, при котором свойства керамзита ухудшаются незначительно, и недопустимое количество. Пороговое значение определяет ГОСТ.

Отличается ли с точки зрения целостности гранул облегчённый и «тяжёлый» керамзит? Разумеется. У лёгкого керамзита оболочка гранулы достаточно тонка, нагрузок и механического воздействия она часто не выдерживает. В итоге в полученной вами партии будет наверняка больше 15% гранул с трещинами и сколами. Но повреждённые гранулы не только теряют теплоизоляционные свойства, но и сильнее впитывают влагу, т.е. и без того высокое водопоглощение облегчённого керамзита вырастет ещё сильнее. Для разного рода строительных работ такой керамзит использовать практически бессмысленно, особенно во влажных и холодных регионах. Тем более что морозостойкость облегчённого керамзитового гравия низка. Высока вероятность, что такой керамзит разрушится через несколько лет.

Достоинства керамзита

Характеристики керамзитобетона в таблице Также материал отличается:

Полной безопасностью для здоровья. При проживании в сооружениях, возведенных и керамзита, не будет наблюдаться ухудшения состояния у членов семьи из-за воздействия на организм вредных веществ. Он экологически чист.
Уменьшением трудозатрат на укладку блоков благодаря большому размеру элементов. При этом для выполнения работы нет надобности нанимать специальную технику или бригаду работников.
Повышенной морозостойкостью (при условии использования высоких марок цемента) и высокой плотностью структуры. Уровень устойчивости к температурам зависит от конструктивного назначения элементов.
Небольшой массой – снижает нагрузку на основание.
Способностью продолжительное время сохранять отличные показатели.
Паропроницаемостью. Дом из керамзита будет «дышать».

Выбирая для сооружения дома или другого строения керамзитобетонные блоки, можно получить прочную и долговечную конструкцию. Использование материала позволит в случае правильного подбора изоляции, отделки и других составляющих сооружения создать оптимальную среду для проживания человека. Только на стадии проектирования обязательно нужно правильно рассчитать ширину стен.

Факторы, влияющие на величину теплопроводности

Керамзит применяется в строительстве в качестве пористого насыпного утеплителя или в виде наполнителя при производстве облегченных бетонов. Гранулы получаются методом обжига глинистого сланца или глин и имеют овальную, круглую форму, иногда с острыми углами. Строительный материал производится в виде песка.

Насыпная плотность керамзита находится в диапазоне 150 – 800 кг/м3, объемный вес зависит от технологического режима при получении. Способность проводить тепло зависит от величины гранул, пористости материала и его влажности.

Фракция керамзита

При сравнении характеристик получается вывод, что теплопроводность уменьшается с увеличением размера гранул. Средний и крупный гравий лучше использовать для изоляции ненагруженных крыш и перекрытий из дерева. Мелкозернистый керамзит применяется для облегченной стяжки пола.

Фракции керамзита устанавливаются в соответствии с нормами ГОСТ 9757 – 90:

От 5 до 10 миллиметров определяется мелкая группа. Материал применяется для производства стеновых блоков из керамзитобетона. Наполнитель из мелких гранул используется в бетонной стяжке покрытия или перекрытия, т. к. крупные части увеличивают толщину слоя.
От 10 до 20 мм – средняя фракция. Материал в насыпной массе хорошо изолирует от холода полы, чердачные перекрытия, применяется для утепления участков газонов и дренирования земли. Фракция редко используется в стяжках и бетонных полах, добавляется в раствор, если толщина слоя не имеет значения.
От 20 до 40 мм – крупные гранулы. Ими утепляют теплотрассы, подвалы, полы подсобных помещений, делают изоляцию здания от шума.

Пористость

Сырье помещается в барабаны, где оно вращается и одновременно нагревается до высоких температур. В таких условиях материал вспучивается, получаются пористые гранулы, которые защищаются снаружи запекшейся коркой из глины. Большинство пустот замкнутые, перегородки между ними также содержат пустоты.

Размер пор регулируется введением цитрогипса и минеральных примесей в шихту при производстве. Добавка в количестве от 1 до 3% формирует замкнутые пустоты величиной до 1 мм. Увеличение объема присадки до 4–9% ведет к расширению пор до 1,5–2 мм, при этом число замкнутых каверн увеличивается. Количество изолированных пустот повышает теплозащитные свойства и уменьшает впитывание воды.

Влажность

Водопоглощение керамзита колеблется в пределах 8 – 20%. При попадании влаги внутрь материала увлажняются поверхности гранул, которые медленно впитывают жидкость. Постепенно вода попадает внутрь сфер через микроскопические трещины и удерживается внутри. Керамзит накапливает влагу и трудно ее отдает. Увеличивается масса, изменяются характеристики теплопроводности керамзита, снижается прочность.

Теплотехнический расчет стен из различных материалов

Среди многообразия материалов для строительства несущих стен порой стоит тяжелый выбор.

Сравнивая между собой различные варианты, одним из немаловажных критериев на который нужно обратить внимание является «теплота» материала. Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа

Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа

Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа.

Теплозащитные свойства строительных конструкций характеризует такой параметр, как сопротивление теплопередаче (Ro, м²·°C/Вт).

По существующим нормам (СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003), при строительстве в Самарской области, нормируемое значение сопротивления теплопередачи для наружных стен составляет Ro.норм = 3,19 м²·°C/Вт. Однако, при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного, допускается снижение величины сопротивления теплопередачи, но не менее допустимого значения Ro.тр =0,63·Ro.норм = 2,01 м²·°C/Вт.

В зависимости от используемого материала, для достижения нормативных значений, необходимо выбирать определенную толщину однослойной или конструкцию многослойной стены. Ниже представлены расчеты сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен.

Расчет необходимой толщины однослойной стены

В таблице ниже определена толщина однослойной наружной стены дома, удовлетворяющая требованиям норм по теплозащите.

Требуемая толщина стены определена при значении сопротивления теплопередачи равном базовому (3,19 м²·°C/Вт).

Допустимая — минимально допустимая толщина стены, при значении сопротивления теплопередачи равном допустимому (2,01 м²·°C/Вт).

№ п/п	Материал стены	Теплопроводность, Вт/м·°C	Толщина стены, мм
Требуемая	Допустимая
1	Газобетонный блок	0,14	444	270
2	Керамзитобетонный блок	0,55	1745	1062
3	Керамический блок	0,16	508	309
4	Керамический блок (тёплый)	0,12	381	232
5	Кирпич (силикатный)	0,70	2221	1352

Вывод: из наиболее популярных строительных материалов, однородная конструкция стены возможна только из газобетонных и керамических блоков. Стена толщиной более метра, из керамзитобетона или кирпча, не представляется реальной.

Расчет сопротивления теплопередачи стены

Ниже представлены значения сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен из газобетона, керамзитобетона, керамических блоков, кирпича, с отделкой штукатуркой и облицовочным кирпичом, утеплением и без. По цветной полосе можно сравнить между собой эти варианты. Полоса зеленого цвета означает, что стена соответствует нормативным требованиям по теплозащите, желтого — стена соответствует допустимым требованиям, красного — стена не соответствует требованиям

Стена из газобетонного блока

1	Газобетонный блок D600 (400 мм)	2,89 Вт/м·°C
2	Газобетонный блок D600 (300 мм) + утеплитель (100 мм)	4,59 Вт/м·°C
3	Газобетонный блок D600 (400 мм) + утеплитель (100 мм)	5,26 Вт/м·°C
4	Газобетонный блок D600 (300 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	2,20 Вт/м·°C
5	Газобетонный блок D600 (400 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	2,88 Вт/м·°C

Стена из керамзитобетонного блока

1	Керамзитобетонный блок (400 мм) + утеплитель (100 мм)	3,24 Вт/м·°C
2	Керамзитобетонный блок (400 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	1,38 Вт/м·°C
3	Керамзитобетонный блок (400 мм) + утеплитель (100 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	3,21 Вт/м·°C

Стена из керамического блока

1	Керамический блок (510 мм)	3,20 Вт/м·°C
2	Керамический блок тёплый (380 мм)	3,18 Вт/м·°C
3	Керамический блок (510 мм) + утеплитель (100 мм)	4,81 Вт/м·°C
4	Керамический блок (380 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	2,62 Вт/м·°C

Стена из силикатного кирпича

1	Кирпич (380 мм) + утеплитель (100 мм)	3,07 Вт/м·°C
2	Кирпич (510 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	1,38 Вт/м·°C
3	Кирпич (380 мм) + утеплитель (100 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм)	3,05 Вт/м·°C

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.

Недостатки и достоинства материала

Как и любой другой строительный материал, керамзитобетон обладает своими плюсами и минусами, которые обязательно нужно учитывать до начала строительства, в процессе проектирования и выполнения расчетов.

Главные преимущества керамзитобетона:

Простота в монтаже и высокая скорость кладки за счет больших размеров блоков и малого веса.
Экологичность и безопасность – керамзитобетон не горючий, производится на основе натуральных компонентов, поэтому не представляет опасности для здоровья и самочувствия людей.
Высокий уровень адгезии с любыми материалами за счет пористой поверхности керамзитобетона.
Разумная стоимость – строительство дома из керамзитобетона обходится значительно дешевле, чем из кирпича, к примеру.
Стойкость к разным воздействиям, высокая прочность.
Хороший уровень тепло/звукоизоляции.

Полное отсутствие усадки, что исключает вероятность возникновения трещин.
Понижение стоимости фундамента за счет уменьшения нагрузки на основание из-за малого веса керамзитобетона.
Низкое значение теплопроводности, что позволяет отказаться от дополнительного утепления и существенно экономить на отоплении.

Основные минусы керамзитобетона:

Из-за пористой поверхности блоки могут впитывать влагу, а потом при замерзании разрывать структуру, провоцируя распространение трещин и деформаций.
Сравнительно небольшой выбор типоразмеров – обычно представлены лишь стандартный величиной 39х19х18 сантиметров и половинный с толщиной 9/12 сантиметров.
Вероятные сложности с крепежами – нужно подбирать специальные элементы для прочного соединения.
Обязательное выполнение внутренней и внешней отделки, так как керамзитобетонные блоки выглядят неэстетично и требуют защиты от влаги, внешних воздействий.
Блоки хрупкие – часто при транспортировке разрушается большая часть материала, который боится деформаций и механических нагрузок, могут появиться сложности при обработке блока.

Теплопроводность керамзитобетона – показатель, который обязательно нужно учитывать при выборе материала и просчете оптимальной толщины стены, так как именно от него будут зависеть выбор системы отопления, необходимость в дополнительном утеплении, комфорт в эксплуатации и цифры в счетах за отопление.

Вес м3 керамзита (вес куба керамзита)

Вес 1 м3 керамзита марки М400 составляет порядка 400 кг

Важно понимать что вес (плотность) керамзита за куб, различается в зависимости от марки

Керамзит марки М250 — плотность (вес) 200-250 кг/м3
Керамзит марки М300 — плотность 250-300 кг/м3
Керамзит марки М350 — плотность 300-350 кг/м3
Керамзит марки М400 — плотность 350-400 кг/м3
Керамзит марки М450 — плотность 400-450 кг/м3
Керамзит марки М500 — плотность 450-500 кг/м3
Керамзит марки М600 — плотность 500-600 кг/м3

Существует самая плотная марка керамзита М1000, вес куба такого керамзита равен 1000кг. Высока плотность керамзита, оповещает лишь о том, что керамзит является наиболее плотным, от марки не изменяется качество продукта. Чем выше марка, тем больше прочность, тем хуже теплоизоляция и наоборот. Керамзит с маленькой плотностью обеспечивает наилучшие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики. Для стяжки полов с керамзитом, обычно используют смесь разных фракций керамзита.

Посмотрите короткое видео процесса производства керамзита:

Технические характеристики

Коэффициент теплопроводности керамзита устанавливается государственными стандартами 9757-90, как и остальные технические характеристики, среди них следует выделить фракционный состав. В продаже можно встретить материал в трех фракциях:

5-10;
10-20;
20-40 мм.

Нельзя не упомянуть и о еще одной категории фракций, которая довольно редко используется в строительных работах. Сюда можно отнести щебень керамзита и гранулы, размеры которых варьируются в пределах от 2,5 до 10 мм. Довольно часто при покупке потребитель интересуется о насыпной плотности, в этом вопросе установлено 7 значений по маркам:

до 250 кг/м3 – марка 250;
от 250 до 300 кг/м3 – марка 300;
аналогично – марки 350, 400, 450, 500, 600.

Для широкой продажи следующие две марки не выпускаются, они изготавливаются лишь при согласовании с потребителем. Керамзит, характеристики, теплопроводность которого упомянуты в статье и должны быть интересны потребителю, имеет определенный коэффициент уплотнения, который согласовывается индивидуально, однако данное значение не превышает 1,15. Важным параметром, который определяет поведение керамзита при воздействии влаги, является водопоглощение. Оно может изменяться в пределах от 8 до 20%.

Керамзит и его особенности

К числу востребованных утеплителей относится керамзит. Он является насыпным материалом. Такая особенность даёт возможность применять его с разной плотностью. Это создаёт разные показатели теплопроводности материала в зависимости от слоя засыпания. Гранулы в зависимости от размеров делятся на виды:

щебень;
гравий;
песок.

Производится материал из глины или сланца методом обжига с очень высокой температурой. Его производят на специализированных предприятиях. Глиняные конгломераты оплавляются с наружной поверхности. В результате получается гладкий материал со специфической окраской. В процессе обжига происходит выделение газов, после чего материал приобретает пористую структуру.

Глина в том или ином виде входит в состав многих строительных материалов. Она обладает отличными характеристиками, среди которых выделяется прочность. Такая особенность есть и у керамзита. Пористая структура керамзита улучшает его теплопроводные свойства.

Гравий представляет собой овальные или круглые окатыши, гранулы. Они отличаются красно-коричневым цветом. В таком виде чаще всего выпускается керамзит и применяется в строительной сфере.

Щебень — это фрагменты, которые получаются в результате раскалывания крупных конгломератов керамзита. У него угловатая форма с заострёнными краями. Основное применение он находит в составе бетона.

Отсев или песок — это мелкие частички, которые являются побочным продуктом в процессе производства утеплителя.

По размерам гравий и щебень занимают от 5 до 40 мм, а песок и отсев совсем мелкий, их частицы равны менее 5 мм.

Основные свойства

За счёт пористого строения керамзит является лёгким материалом. Его качество определяется несколькими показателями:

прочностью;
размером гранул;
объёмным весом.

Керамзитовый гравий разделяется по маркам и варьируется в диапазоне 150-800. Область применения керамзита всегда зависит от его плотности. Он является экологически чистым сырьём, а также долговечным, поэтому находит широкое применение в строительстве.

Кроме, теплоизоляционных свойств и плотности, опытные строители советуют обращать внимание на его водопоглощение. Такой параметр влияет на долговечность материала и его область применения

Нужно также отметить его морозоустойчивость и огнеупорность. Эти характеристики имеют значение при использовании материала для проведения строительных работ. Он обладает хорошей кислотоустойчивостью и химической инертностью. Поскольку это натуральный материал, его часто применяют для современного и экологически чистого домостроения.

Керамзитовые блоки

Применение новых технологий позволяет использовать в сфере строительства разные способы экономии средств и ускорения возведения зданий. Одним из таких новых способов является производство керамзитобетонных блоков. Они обладают отличными качествами. Для их производства смешивается песок, цемент и гравий, размерами больше 5 мм. На показатели теплопроводности влияют зёрна в смеси.

Коэффициент теплопроводности блоков обозначается буквой «А». На показатели оказывают влияние некоторые факторы:

количество и качество используемого сырья для смеси;
количество воздушных ячеек в готовом материале;
размеры керамзитовых блоков, их ширина, длина и высота;
марка применяемого бетона в составе блоков.

Сами блоки в зависимости от строительства делятся на несколько видов. Например, для теплоизоляции применяют блоки с плотностью 400-600 кг/м3. Изделия с большим количеством пустот и неплотной текстурой обладают самыми лучшими показателями теплоизоляционных качеств.

Для несущих стен используют конструктивные полнотелые блоки. Они считаются самыми прочными с хорошими показателями теплоизоляции. Зачастую для снижения веса несущих стен применяют блоки конструктивно-теплоизоляционные.

Виды фракций керамзита и критерии выбора

Для теплозащиты стен дома используется керамзитовая смесь из гранул разной величины, чтобы обеспечить максимальную плотность укладки массы. Выпускают материал разных фракций. При выборе варианта насыпного изолятора учитывается ряд факторов, в том числе особенности утепляемого строения, климатические условия региона, вид планируемых работ.