Зерновой состав керамзита

Керамзит – это строительный материал искусственного происхождения, который получают при обжиге глины или глинистого сланца. Он состоит из разнородных глиняных гранул красно-коричневого цвета, которые могут иметь совершенно разные размеры и форму. Их содержание, диаметр и форма гранул, процентное соотношение – и есть зерновой состав. Также его называют гранулометрическим или фракционным.

Отметим, что на эту характеристику не влияют минералогический и химический составы керамзита. По этой причине, кстати, в рамках этой статьи мы не будем рассматривать такой параметр как содержание в керамзите водорастворимых сернистых и сернокислых соединений. О нем вы можете прочитать в нашей статье Химические свойства керамзита, в соответствующем разделе.

Зерновой состав керамзита и керамдора характеризуется несколькими показателями, которые так или иначе отражают то, из чего состоит материал.

В их числе:

• Размер зерен (она же фракция)
• Полные остатки на ситах
• Содержание в гравии расколотых частиц
• Характер поверхности и структуры зерен керамдора
• Коэффициент формы зерен гравия
• Содержание слабообожженных зерен керамзита и степень обоженности керамдора

А вот процент содержания пылевидных частиц в керамзите и керамдоре ГОСТами не нормируется. Предполагается, наверное, что их в составе материала нет. Тем не менее, нельзя забывать о том, что керамзит часто бывает запылен мелкодисперсными частицами (а песок так вообще по большей части из них и состоит). Поэтому при работе с ним важно защищать органы зрения и дыхания от пыли.

Гранулометрический состав, как и все остальные свойства керамзита, нормируется государственными стандартами.

Он описывается в:

• ГОСТ 32496-2013
  Здесь зерновой состав выделен в отдельный подраздел и представлен пятью пунктами.
• ГОСТ 9758-2012
  В этом государственном стандарте описаны методы определения зернового состава керамзита, коэффициента формы его зерен, содержание расколотых частиц в гравии, а также невспученных и слабообожженных зерен.
• Методические рекомендации по применению керамдора в дорожном строительстве
  В этом документе даны требования только к керамдору.

Далее мы переходим к описанию параметров, которые характеризуют зерновой состав керамзита.

Размер зерен (фракция) керамзита

Фракцией называют размер частиц материала, а точнее – диапазон, в котором должны лежать его зерна. Обозначается характеристика двумя цифрами (например, 5-20), обозначается в миллиметрах (мм). Первое число указывает на минимальный размер гранул в смеси, а второе – на максимальный. Таким образом, фраза «керамзит 5-20» означает, что в данном материале содержатся зерна от 5 мм до 2 см.

Подробно об этом параметре мы рассказывали в нашей статье Виды керамзита. Поэтому ниже мы лишь коротко остановимся на основных моментах, прописанных в государственных стандартах стандарте.

В ГОСТ 32496-2013 сказано, что, в зависимости от размеров зерен, керамзит делится на две больше группы:

• Крупный, с размером гранул от 5 до 40 мм (к ней относятся гравий и щебень)
• Мелкий, с частицами до 5 мм (это керамзитовый песок)

Первая группа в свою очередь делится на следующие основные фракции (в мм):

• 5-10
• 10-20
• 20-40

Этих же размеров должен выпускаться и керамдор.

Кроме того, по согласованию с заказчиком, могут быть реализованы и другие фракции материалов, более специфические.

Размеры у них могут быть следующие:

• 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)

Однако только этими фракциями керамзитовое производство не ограничивается. Если для каких-то работ заказчику нужен керамзит определенного размера, заводы вполне могут удовлетворить его нужды. Про это в ГОСТ есть целое предложение: «По согласованию с потребителем допускается изготовление гравия и щебня других фракций».

Что касается керамзитового песка, он бывает двух видов:

• 0-5
• 0-10

Первый материал закреплен государственным стандартом, а второй является его укрупненной версией. Их отличие состоит в максимальном размере зерен в общей массе – 5 мм и 1 см соответственно.

Обе фракции, по большей части, состоят из пыли и мелких частиц. Это объясняется тем, что керамзитовый песок, по сути, является побочным продуктом при производстве керамзитовых гравия и щебня.

Полные остатки керамзита на ситах

Керамзит рассеивают на фракции при помощи специальных строительных сит. У каждого из них – свой размер ячеек. Во время рассеивания весь объем материала пропускают сквозь сита – от самых крупных до самых мелких. Если гранула через ячейку не проходит, она остается на определенном сите, и ей присваивается размер.

При этом, в зависимости от конкретной фракции и диаметра отверстия контрольного сита, остаток на них 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 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 10-20 не должно быть зерен с размерами 4 см и более.

Информация выше актуальна для керамзитовых гравия и щебня. А вот для керамзитового песка данные другие.

Зерновой состав песка, который используют в качестве мелкого заполнителя в легком конструкционно-теплоизоляционном и конструкционном бетонах, должен находиться в пределах, указанных в следующей таблице.

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

Обратите внимание, что, согласно этой таблице, для данных работ керамзитовый песок должен быть только фракции 0-5 мм. Наличие закрупненных зерен тут недопустимо.

Если же керамзитовый песок будет использоваться в изготовлении теплоизоляционных бетонов, а также для различных засыпок, его зерновой состав не нормируется.

Подробно о разновидностях керамзитобетона вы можете прочитать в нашей статье Керамзитобетон.

Содержание в керамзитовом гравии расколотых зерен

Уже в названии параметра отражено, что он определяется только для гравия. Это связано с тем, что именно его зерна покрыты плотной обожженной оболочкой. В щебне же априори присутствуют расколотые частицы.

Давайте посмотрим вот на эти фотографии:

На снимке слева – керамзитовый гравий. Нужно приложить достаточно силы, чтобы сломать такое зерно. Это как раз и достигается за счет спекшейся глиняной оболочки. Она достаточно плотная и прочная. При стуке, например, о деревянный стол такие гранулы издают очень высокий звук. Аналогичный звук издают, скажем, поделки из бетона.

На фотографии справа – керамзитовый щебень. У него цельной обожженной оболочки может и не быть. Это связано со способом получения керамзитового щебня: на него дробят слишком крупные частицы гравия. Таким образом зерна перестают быть цельными, обнажаются темный пористые «внутренности» керамзита.

Содержание расколотых зерен в керамзитовом гравии определяют лабораторным путем.

Порядок работ тут следующий:

1. Для анализа берут керамзит некоторого объема и взвешивают его
2. После из исследуемого образца путем визуального осмотра выбирают гранулы, расколотые пополам, и зерна, поверхность которых повреждена (сколота, ободрана) более чем наполовину; при этом учитываются только те повреждения, которые были нанесены после обжига материала
3. Расколотые зерна взвешивают
4. Далее содержание в гравии расколотых зерен вычисляют как отношение массы расколотых зерен к массе испытываемого образца

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

По ГОСТ 32496-2013, содержание в гравии расколотых зерен не должно превышать 15 % по массе.

Расколотые зерна керамзита напрямую влияют на его:

• Способы применения
• Прочность
• Морозостойкость
• Влажность

Не стоит забывать и об эстетике внешнего вида керамзита: округлые гранулы с плотной спекшейся оболочкой смотрятся куда интереснее и красивее, чем расколотые зерна с «оголенными» черными внутренностями.

Для керамдора состояние зерен также нормируется. Об этом – в следующем разделе.

Характер поверхности и структуры зерен керамдора

В отличие от керамзитового гравия, для которого определяется только количество расколотых зерен, у керамдора следует учитывать несколько параметров, влияющих на поверхность и структуру его гранул.

Это в первую очередь:

• Остеклование
• Трещины
• «Черная середина»
• Вспучивание

Под остеклованием понимают образование на поверхности зерен стекловидных элементов в результате термической обработки. Таких образований на гранулах керамдора, согласно Методическим рекомендациям по применению керамдора в дорожном строительстве, быть не должно.

А вот с трещинами и «черной серединой» в принципе все понятно: как и у керамзита, у керамдора не должно быть расколотых и треснутых частиц, а также обнаженных внутренних пор. То же касается и неравномерно вспученных зерен.

Все эти недостатки керамдора обнаруживаются в результате визуального осмотра.

Коэффициент формы зерен керамзитового гравия

Как и содержание расколотых зерен, этот показатель также характеризуется только для керамзитового гравия. Параметр определяется путем измерения наибольшей и наименьшей гранул в смеси из 50 случайно выбранных зерен, а затем делением наибольшего размера на наименьший. Так и вычисляют коэффициент.

Измерения производятся в лабораторных условиях при помощи штангенциркуля. Погрешность измерений не должна быть больше 1 мм.

По ГОСТ 32496-2013, среднее значение коэффициента формы зерен гравия должно быть не более 1,5. При этом количество зерен с коэффициентом формы более 1,5 не должно превышать 15% для гравия, применяемого для легких бетонов классов по прочности на сжатие В12,5 включительно, и 10% – для легких бетонов классов по прочности на сжатие выше В12,5.

Подробно о таком параметре как прочность керамзита вы можете прочитать в нашей статье Механические свойства керамзита, в соответствующем разделе.

Содержание слабообожженных зерен керамзита и степень обожженности керамдора

Мы объединили эти характеристики в одну, так как обе они касаются того, насколько хорошо обожжены гранулы керамзита и керамдора.

Этот параметр важен, так как степень обожженности и наличие слабообожженных зерен в материале отрицательно сказывается на его прочности: такие гранулы обладают неплотной оболочкой, поэтому могут сломаться от любого механического воздействия. Их наличие неизбежно, главное – чтобы оно не превышало установленных стандартами значений.

По ГОСТ, содержание слабообожженных зерен должно находится в пределах:

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

Отдельно отметим, что содержания слабообожженных зерен в пористом песке определяется по ГОСТ 9758-2012. Данный метод основан на измерении фотоэлектрическим колориметром оптической интенсивности окраски метиленового синего раствора с испытуемым пористым песком. Окраска при этом изменяется в результате адсорбции слабообожженными глинистыми зернами метиленового синего. Подробно об этом методе вы можете прочитать в государственном стандарте по ссылке выше.

Для керамзитового песка в лаборатории также определяют содержание невспученных зерен. Это делают на основании плотности частиц. Для этого материал помещают в воду и смотрят, как он себя будет там вести.

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

Подведем итог.

Зерновой, гранулометрический или фракционный состав керамзита и керамдора описан в государственных стандартах и методических рекомендациях. К этой группе характеристик относятся фракция, полные остатки на ситах, содержание расколотых частиц и коэффициент формы зерен (для гравия), а также содержание слабообожженных зерен керамзита, степень обоженности керамдора, характер поверхности и структура зерен керамдора. Все они регулируется нормативными документами, так как способны повлиять на многие свойства керамзита, а также на способы его применения.

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

• Водно-физические свойства керамзита
• Механические свойства керамзита
• Общефизические свойства керамзита
• Химические свойства керамзита
• Эксплуатационные свойства керамзита

Также читайте нашу обзорную статью Характеристики и свойства керамзита.