Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Характеристики и свойства керамзита

Керамзит – популярный строительный материал искусственного происхождения. Его получают путем обжига вспучивающейся глины или глинистых сланцев с определенным составом при высокой температуре. Благодаря этому получаются пористые легкие гранулы с плотной спекшейся оболочкой. Подробно об этом процессе мы рассказывали в нашей статье Производство керамзита. В этом же разделе мы рассмотрим, какими характеристиками обладает – и должен обладать – этот материал.

Отметим сразу, что в рамках этой статьи мы будем описывать свойства не только «классического» керамзита, но и керамдора – так называемого дорожного керамзита. Он был разработан специально для сферы дорожного строительства. Иногда его также называют дорзитом или клинкерным щебнем. Для его производства используют не вспучивающиеся, а легкоплавкие глины и суглинки, аргиллиты, уплотненные глины и глинистые сланцы. Если вам интересно почитать об этом материале и способах его применения, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей по теме, которая называется Керамзит для дорожных работ.

Керамзит на белом фоне
Керамзит с линейкой
Керамзит

В этой статье мы расскажем, какие свойства керамзита и керамдора существуют, как они обозначаются и определяются. Вы также узнаете, от чего зависит и на что влияет каждая характеристика. Но прежде, чем мы перейдем к описанию непосредственно свойств, давайте коротко скажем о документах, в которых они закреплены.

Итак, свойства керамзита и керамдора прописаны в следующих государственных стандартах:

  • ГОСТ 32496-2013
    Обратите внимание, что этот стандарт называется «Заполнители пористые для легких бетонов». Несмотря на это, именно этот документ был принят взамен старого ГОСТ 9757-90, распространяющегося на материалы, используемые для теплоизоляционных засыпок. Других стандартов, которые бы содержали требования к керамзиту, нет.
  • ГОСТ 9758-2012
    В этом документе прописаны методы испытаний керамзита, который применяется в качестве заполнителей легких бетонов, изготовления теплоизоляционных изделий, засыпок и других областях. Методы, приведенные в этом стандарте, применяют при проведении лабораторных и опытно-промышленных испытаний, для прогнозирования показателей свойств керамзита (и не только).
  • Методические рекомендации по применению керамдора в дорожном строительстве
    Этот документ содержит информацию о технологии получения керамдора, требованиях к нему и условиях применения его в различных слоях дорожной конструкции.

Кроме того, существует также отдельный государственный стандарт для керамзитового гравия – ГОСТ 9759-71, который до сих пор вроде бы актуален. Тем не менее, данные из него практически слово в слово повторяют информацию из более позднего документа – ГОСТа 32496-2013. Поэтому ссылаться на этот документ по тексту мы не будем.

Керамзитовый гравий на белом фоне

Итак, к основным свойствам керамзита относятся следующие параметры:

  • Размер зерен
  • Полные остатки на ситах
  • Содержание в гравии расколотых частиц
  • Характер поверхности и структуры зерен
  • Коэффициент формы зерен
  • Содержание слабообожженных зерен гравия и степень обожженности керамдора
  • Влажность
  • Водопоглощение
  • Прочность
  • Коэффициент размягчения
  • Пористость
  • Плотность (истинная и насыпная)
  • Теплопроводность
  • Адгезия
  • Радиоактивность
  • Содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений
  • Потеря массы при кипячении
  • Химическая инертность
  • Морозостойкость
  • Истираемость (для керамдора)
  • Уплотнение (коэффициент уплотнения)
  • Огнестойкость
  • Жаростойкость (огнеупорность)
  • Горючесть
  • Звукопроводность
  • Паропроницаемость
  • Биологическая инертность
  • Долговечность (срок службы)

Как видите, список получается внушительный.

Поэтому для удобства мы разделим все эти свойства по группам:

Перейдя по ссылкам выше, вы можете подробнее прочитать о каждом показателе.

Кроме того, мы хотим обратить ваше внимание, что в некоторых источниках также встречаются такие характеристики керамзита как:

  • Устойчивость против силикатного распада
  • Потеря массы при прокаливании

По ГОСТ 32496-2013, конкретно для керамзита они не нормируются. Первое свойство вычисляется только для аглопоритовых гравия и щебня, а также для шлакопемзового щебня. Вторая характеристика определяется только для материалов из аглопорита (гравия, щебня и песка).

Ниже мы кратко прокомментируем каждую характеристику керамзита из списка выше.

Зерновой состав керамзита

Эта группа характеризует гранулы керамзита и керамдора, их размеры и форму, степень обожженности, а также их количество. Она выделяется в государственных стандартах вместе с другими свойствами и строго регламентируется.

Зерновой состав определяется следующими отдельными характеристиками керамзита и керамдора:

  • Размером зерен (фракцией)
  • Полными остатками на ситах
  • Содержанием в гравии расколотых частиц
  • Характером поверхности и структуры зерен
  • Коэффициентом формы зерен
  • Содержанием слабообожженных зерен гравия и степенью обожженности керамдора

Давайте кратко остановимся на каждом показателе.

Размер зерен керамзита

Иначе этот параметр называется «фракцией». Он показывает, гранулы какого размера – от самых мелких до самых крупных – содержатся в партии. Измеряется показатель в миллиметрах (мм).

По ГОСТ, керамзит и керамдор выпускаются следующих фракций:

Также по согласованию с заказчиком могут быть реализованы следующие фракции:

  • 2,5-10 (для керамзита)
  • 5-20 (для керамзита)
  • 5-15 (для керамдора)
  • 10-15 (для керамдора)
  • 15-20 (для керамдора)
  • 25-40 (для керамдора)

Если же фракция у керамзита и керамдора не нормируется, материл называют нефракционным.

Что касается керамзитового песка, он бывает двух видов:

Они по большей части состоят из мелких пылевидных частиц и отличаются максимальным размером зерен в общей массе – 5 мм и 1 см соответственно.

Подробно об особенностях каждой фракции вы можете прочитать в нашей статье Виды керамзита.

Керамзит разных фракций на белом фоне
Керамзитовый песок на белом фоне

Полные остатки на ситах

Во время деления керамзита и керамдора на фракции, материал пропускают через специальные строительные сита. У каждого из них – свой размер ячеек. Если гранула через ячейку не проходит, она остается на определенном сите, и ей присваивается размер.

Этот параметр определяется только для керамзитовых гравия и щебня.

В зависимости от конкретной фракции и диаметра отверстия контрольного сита, остаток на последнем должен быть (по ГОСТ 32496-2013):

  • Для сита с минимальным диаметром – 85-100%
  • Для сита с максимальным размером ячейки – До 10%

Массовая доля зерен мелкой фракции не должна превышать 15% от общего объема, а массовая доля зерен крупной фракции не должна быть более 10%.

А вот наличие во фракции зерен, чей размер в два раза превышает размер самых крупных гранул, не допускается. Это значит, что, например, в керамзите 5-10 не должно быть зерен с размерами 2 см и более.

Содержание в гравии расколотых частиц

Так как в керамзитовом щебне – в связи со способом его получения – всегда содержится определенный процент расколотых частиц, данный параметр вычисляется только для керамзитового гравия. Определяется он как отношение массы расколотых зерен к массе испытываемого образца.

Испытание дважды проводят в лаборатории для двух разных проб, взятых из одной и той же партии керамзита. Итоговый показатель вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных испытаний.

По ГОСТ, содержание в гравии расколотых зерен не должно превышать 15% по массе.

Образец керамзитового щебня на белом фоне

Характер поверхности и структура зерен керамдора

Для материала, который используется в дорожном строительстве, также важно учитывать целостность его гранул. Ведь от этого напрямую зависят его прочность, морозостойкость и водопоглощение.

Для керамдора характер поверхности и структуры зерен определяется наличием:

  • Остеклования
  • Трещин
  • «Черной середины»
  • Неравномерного вспучивания

Все эти недостатки определяются в ходе визуального осмотра.

Коэффициент формы зерен керамзита

Этот параметр определяется только для керамзитового гравия. Все дело в том, что щебень имеет угловатые зерна, поэтому их сложно нормировать. Но керамзитовому щебню это и не нужно.

Коэффициент формы зерен определяется путем измерения наибольшей и наименьшей гранул в смеси из 50 случайно выбранных зерен, а затем делением наибольшего размера на наименьший. Проводится испытание в лаборатории, при помощи штангенциркуля. Погрешность измерений при этом не должна быть больше 1 мм.

Содержание слабообожженных зерен гравия и степень обожженности керамдора

Плохо и слабообожженные зерна негативно влияют на прочность керамзита и керамдора. Все дело в том, что керамическая оболочка, которой обычно покрыты гранулы, в данном случае не спекается до конца (или спекается неравномерно). Иногда ее можно сломать даже руками.

Слабообожженные зерна в общей массе есть всегда. Другое дело, что их должно быть немного. Тогда они не смогут существенно повлиять на качество материала.

По ГОСТ, содержание слабообожженных зерен должно находится в пределах:

  • 5% – для керамзитовых гравия и щебня
  • 3% – для песка

Для керамдора степень обожженности определяется по цвету в результате визуального осмотра.

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Зерновой состав керамзита.

Водно-физические свойства керамзита

Это – одна из самых малочисленных групп свойств.

По сути, к ней относятся всего две характеристики:

  • Влажность
  • Водопоглощение

Как может быть понятно из названия, оба этих параметра связаны с водой и взаимодействием керамзита с влагой.

Влажность керамзита

Она показывает, сколько воды содержится в порах керамзита. Измеряется влажность в процентах от общей массы, строго нормируется для каждой отдельной партии материала. Последнее объясняется тем, что этот показатель способен негативно воздействовать на такие важные характеристики керамзита как прочность, морозостойкость, теплопроводность, насыпную плотность и другие.

По ГОСТ, влажность керамзитовых гравия, щебня и песка должна быть не более 5% от общей массы.

Водопоглощение керамзита

Под водопоглощением понимают способность керамзита впитывать в себя влагу и удерживать ее в себе. Параметр напрямую зависит от пористости материала: чем больше в нем пор, тем больше влаги в них поместится.

Водопоглощение обозначается буквой «W», измеряется в процентах от общей массы. Определяется этот показатель в лаборатории.

По ГОСТ, водопоглощение керамзитовых гравия и щебня не должно превышать:

  • 30% – для марок до М400
  • 25% – для марок М450-М600
  • 20% – для марок по насыпной плотности М700-М1000

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Водно-физические свойства керамзита.

Керамзит в воде

Механические свойства керамзита

Как и предыдущая группа характеристик, механическая у керамзита также является небольшой.

В нее входят всего два параметра:

  • Прочность
  • Коэффициент размягчения

Если говорить простыми словами, оба этих параметра отражают способность материала сопротивляться механическим нагрузкам.

Прочность керамзита

Эта характеристика показывает способность материала противостоять механическим нагрузкам. Она определяется в лаборатории, во время сдавливания образца в цилиндре. В зависимости от того, какую нагрузку может выдержать керамзит, ему присваивается марка. Она обозначается буквой «П».

Информацию о прочности керамзита и его марках мы разместили в следующей таблице.

Марки керамзита по прочности для гравия и щебня

Марка керамзита по прочности Прочность (МПа) для керамзитового…
гравия щебня
П15 До 0,5
П25 0,5-0,7
П35 0,7-1 0,5-0,6
П50 1-1,5 0,6-0,8
П75 1,5-2 0,8-1,2
П100 2-2,5 1,2-1,6
П125 2,5-3,3 1,6-2
П150 3,3-4,5 2-3
П200 4,5-5,5 3-4
П250 5,5-6,5 4-5
П300 6,5-8 5-6
П350 8-10 6-7
П400 Более 10 7-8

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Марки керамзита по прочности для гравия и щебня

Коэффициент размягчения керамзита

Коэффициент размягчения керамзита – это отношение его прочности в насыщенном водой состоянии к его же прочности в сухом виде. При этом образец сдавливают в специальном цилиндре. Обозначается характеристика как «Кр», измеряется в долях единицы.

По ГОСТ, коэффициент размягчения керамзитовых гравия и щебня, которые будут использоваться в роли заполнителей в легком бетоне, должен быть не менее 0,75. Для остальных работ этот показатель у керамзита не нормируется.

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Механические свойства керамзита.

Общефизические свойства керамзита

К этой группе относятся свойства, которые определяются для керамзита вне зависимости от любого внешнего (механического, химического и прочего) воздействия на него. Они характеризуют материал в целом. В первую очередь на них влияют качество сырья, из которого были произведены керамзит и керамдор, а также производство материала.

В эту группу входят такие параметры как:

  • Пористость
  • Плотность (истинная и насыпная)
  • Теплопроводность
  • Адгезия
  • Радиоактивность

Дальше мы прокомментируем каждый пункт.

Пористость керамзита

Она характеризует количество пор в материале.

При этом важно отметить, что пористость может быть:

  • Общей (это весь объем пор)
  • Закрытой (это те пустоты, которые скрыты под спекшейся оболочкой)
  • Открытой (это поры на поверхности гранул)

Измеряется параметр в процентах от общей массы.

У керамзита и керамдора пористость высокая – на некоторых заводах может выпускаться материал с пористостью до 75%. Но все, конечно, индивидуально. А открытая пористость вообще напрямую зависит от количества в общей массе керамзита расколотых зерен.

Данный параметр влияет на такие характеристики керамзита и керамдора как вес, плотность, теплопроводность, водопоглощение и другие.

Керамзит

Плотность керамзита

Плотность – это отношение массы материала к его объему. Отсюда и единица измерения этого параметра: г/см3, кг/м3, т/м3. Обозначается он буквой «ρ».

Плотность бывает двух видов:

  • Истинной
  • Насыпной

Для керамзита практическое значение имеет второй показатель. Он показывает отношение веса материала к его объему в свободной засыпке, с учетом всех пор, пустот и защемленного воздуха. Характеризуется насыпная плотность марками «М». Всего их 15: от М150 до М1000. Так, например, марка М300 будет имеет насыпную плотность 250-300 кг/м3.

Показатель насыпной плотности необходим для того, чтобы:

  • Уметь переводить вес в объем и обратно
  • Правильно рассчитать количество единиц транспорта, необходимых для перевозки купленного материала

Подробно об этой характеристике вы можете прочитать в нашем разделе Насыпная плотность сыпучих материалов и грунтов.

Теплопроводность керамзита

Она показывает, насколько хорошо – или плохо – материал проводит тепло.

Вообще керамзит часто используют как утеплитель. Именно поэтому для него важно определять данное свойство. Оно характеризуется коэффициентом теплопроводности, измеряется в Вт/(м*К). Чем ниже значение, тем лучше теплоизоляционные свойства материала.

Коэффициент теплопроводности керамзита находится в диапазоне от 0,07 до 0,2 Вт/(м*К). По сути, по своим теплоизоляционным качествам он находится между вспученным перлитом/вермикулитом и шунгизитом, а также арболитом. То есть он имеет средний показатель.

Адгезия керамзита

Под этой характеристикой скрывается способность одних материалов сцепляться с другими. Она объясняется молекулярными взаимодействиями на поверхности керамзита. Ведь он – пористый материал. Даже на плотной спекшейся керамической оболочке у него присутствуют поры и трещины. Поэтому вяжущее легко в них проникает, крепко сцепляясь с керамзитом при твердении. Это также повышает долговечность, прочность и химическую стойкость будущего керамзитобетона.

Гранула керамзита

Радиоактивность керамзита

Керамзит, как и все материалы на планете, имеет свой радиационный фон. При этом его радиоактивность после обжига остается такой же, что была у глинистого сырья, из которого его получили. Поэтому глину обязательно проверяют на содержание эффективной удельной активности естественных радионуклидов.

Радиоактивность всех строительных материалов нормируется ГОСТ 30108-94. Она обозначается «Аэфф», измеряется в Бк/кг. В зависимости от показателя, керамзит может принадлежать к определенной группе.

Всего их 4:

  • I – радиоактивность менее 370 Бк/кг
  • II – от 370 до 740 Бк/кг
  • III – до 1500 Бк/кг
  • IV – 1500-4000 Бк/кг

Первый класс считается самым безопасным, его можно использовать повсеместно, даже для оборудования садовых дорожек, мульчирования, утепления крыш в муниципальных учреждениях.

Керамзит II класса можно применять в дорожном строительстве в пределах населенных пунктов, а также в зонах перспективной застройки и при возведении производственных сооружений.

III класс подходит для дорожного строительства вне населенных пунктов.

Материал последнего класса можно использовать только по согласованию с Госкомсанэпиднадзором.

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Общефизические свойства керамзита.

Химические свойства керамзита

Сюда относятся такие характеристики материала, которые отражают его способность вступать в химические реакции с другими веществами. Все они напрямую зависят от состава исходного глинистого сырья, из которого производят керамзит.

Это такие свойства:

  • Содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений
  • Потеря массы при кипячении
  • Химическая инертность

Остановимся на каждом.

Содержание в керамзите водорастворимых сернистых и сернокислых соединений

Оно очень сильно зависит от глинистого сырья, из которого получают керамзит: если в составе глины и глинистых сланцев водорастворимых сернистых и сернокислых соединений много (а они в любом случае присутствуют в том или ином количестве), это же передастся и керамзиту. При их избытке вода, накопленная внутри гранул, может спровоцировать ослабление структуры и разрушение зерен. Кроме того, эти соединения провоцируют коррозию арматуры. Поэтому ГОСТ нормирует этот параметр.

По ГОСТ, содержание в керамзите водорастворимых сернистых и сернокислых соединений (в пересчете на оксид серы SO3) не должно быть больше 1% по массе.

Потеря массы керамзита при кипячении

В состав керамзита могут входить различные известковые соединения. Это такие вещества, которые растворяются в воде и провоцируют потерю массы материала. Их вычисляют путем кипячения керамзита в воде.

Эта характеристика определяется только для керамзитовых гравия и щебня – для их крупных фракций. Для песка же этот параметр не регламентируется.

По ГОСТ, потеря массы при кипячении для керамзитовых гравия и щебня не должна превышать 5%. Если же этот показатель выше, значит в исходном глинистом сырье было много известковых включений. В этом случае его лучше заменить.

Химическая инертность керамзита

Керамзит считается химически инертным материалом. Даже несмотря на то, что в его составе могут быть водорастворимые сернистые и сернокислые соединения, а также известковые включения, сам по себе он все равно не вступает в химические реакции с другими веществами. Поэтому его широко используют в строительстве и благоустройстве, дорожных и садово-огородных работах.

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Химические свойства керамзита.

Керамзит в руке

Эксплуатационные свойства керамзита

Эти характеристики показывают, как будет вести себя материал в процессе его эксплуатации и как он будет реагировать на те или иные изменения в окружающей среде.

В эту группу мы отнесли:

  • Морозостойкость
  • Истираемость (для керамдора)
  • Уплотнение (коэффициент уплотнения)
  • Огнестойкость
  • Жаростойкость (огнеупорность)
  • Горючесть
  • Звукопроводность
  • Паропроницаемость
  • Биологическую инертность
  • Долговечность (срок службы)

Ниже мы поясним каждое из этих свойств.

Морозостойкость керамзита

Она показывает, сколько циклов попеременной заморозки и оттаивания сможет выдержать материал без разрушения и без потери своих качественных характеристик. Иначе говоря, морозостойкость определяют для того, чтобы понять, как долго будет эксплуатироваться материал в условиях низких температур и постоянной смены климата.

Определяется параметр в ходе лабораторных испытаний. Он обозначается буквой «F» и числом циклов. Характеризуется показатель маркой.

ГОСТ в обязательном порядке нормирует марку керамзита по морозостойкости. Она должна быть не ниже F15. Это значит, что материал сможет выдержать 15 циклов заморозка-оттаивание. Но, откровенно говоря, это достаточно низкий показатель. Все эти 15 циклов могут произойти за год. Ведь весной и осенью температура только за сутки может несколько раз опускаться ниже нуля и вновь подниматься.

У керамдора морозостойкость должна быть не ниже F25.

Керамзит в снегу

Истираемость керамдора

Этот параметр также называют износом и износостойкостью. Он показывает способность дорожного керамзита противостоять истирающих нагрузкам (например, от колес автомобилей).

Истираемость определяется по ГОСТ 8269.0-97 по потере массы зерен при испытании образца в специальном полочном барабане с чугунными или стальными шарами. Измеряется показатель в процентах от общей массы. В зависимости от того, для каких работ требуется керамдор, для него устанавливается своя норма по истираемости – от 25 до 55%.

Уплотнение керамзита

Этот параметр характеризуется коэффициентом уплотнения и показывает, насколько изменится объем керамзита после трамбовки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.

По ГОСТ, коэффициент уплотнения керамзита должен быть не более 1,15.

Этот параметр важно знать:

  • Чтобы проверить, верный ли объем материала вам привезли
  • Чтобы правильно рассчитать объем, который вам потребуется

Подробно об этом показателе вы можете прочитать в нашей статье Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов.

Огнестойкость керамзита

Огнестойкостью называют способность материала сопротивляться кратковременному действию огня и при этом не разрушаться.

Керамзит – огнестойкий материал. Он не трескается и не разрушается. Это объясняется способом его получения – в результате обжига глины при высоких температурах.

Жаростойкость (огнеупорность) керамзита

Не нужно путать огнестойкость и огнеупорность. Первый параметр, как мы уже отметили, показывает сопротивляемость керамзита кратковременному действию огня. Огнеупорность же отражает способность материала противостоять не только длительному воздействию огня, но и постоянным высоким температурам.

Керамзит – огнеупорный материал. Вот почему его можно использовать повсеместно.

Горючесть керамзита

Керамзит относится к группе негорючих материалов (НГ). Эта группа присваивается ему без испытаний. Это вновь связано со способом его получения – обжигом глины. Поэтому его можно использовать для любых работ и быть уверенным в его пожаробезопасности.

Керамзит

Звукопроводность керамзита

Керамзит, несмотря на весь тот объем информации в интернете, который его описывает, обладает плохими звукоизолирующими свойствами. Его нельзя использовать для этой цели. У него высокий динамический модуль упругости – важный для этого параметра. К тому же, он не упоминается в специальном ГОСТ 23499 «Материалы и изделия строительные звукоизоляционные и звукопоглощающие. Общие технические условия».

Паропроницаемость керамзита

Паропроницаемость зависит от плотности и пористости материала. Поэтому можно сделать вывод, что керамзит – легкий и пористый материал – хорошо пропускает сквозь себя влажный пар. Параметр обозначается «λ», характеризуется коэффициентом паропроницаемости. У керамзита он находится в диапазоне 0,21-0,26

Высокую паропроницаемость можно считать и достоинством, и недостатком:

  • Однозначный плюс высокого показателя – циркуляция воздуха и эффект «дышащих стен»
  • Минус высокой паропроницаемости объясняют так: зимой движение воздуха изнутри-наружу вызывает дополнительные потери тепла и охлаждение помещений, тогда как движение воздуха снаружи-вовнутрь может неблагоприятно отразиться на влажностном режиме наружных ограждений и спровоцировать конденсацию влаги

Биологическая инертность керамзита

Биологическая инертность керамзита проявляется в том, что он устойчив к различным воздействиям биологической среды, никак на них реагирует. На нем не образуются грибки и плесень. Также в нем не заводятся грызуны, насекомые и прочая живность.

Долговечность (срок службы) керамзита

Долговечность – это такая характеристика керамзита, которая обобщает все его параметры и собирает их воедино, отражая при этом, как долго материал будет служить верой и правдой, без деформаций и разрушений. Поэтому на нее влияют абсолютно все свойства керамзита и керамдора, из всех выделенных нами групп.

Подробно об этой группе характеристик читайте в нашей статье Эксплуатационные свойства керамзита.

Керамзит для утепления

Подведем итог.

В этой статье мы рассказали, какими характеристиками обладает керамзит, что они обозначают. Мы кратко описали каждое свойство. Детальнее с каждым из них вы можете познакомиться в наших вложенных статьях по теме.

Мы разделили их на следующие группы: