керамзит с чего делается

Основные способы получения керамзитового гравия

Само слово «керамзит» в переводе с греческого обозначает «обожженная глина». Уже из этого названия понятно, что для получения керамзита глину нужно обжечь. Сущность технологического процесса сводится к следующему: подготовленную глину подвергают резким тепловым ударам, что позволяет добиться пористости материала, его вспучивания. Благодаря оплавлению внешней оболочки, керамзит герметизируется и приобретает высокую прочность.

Особенности технологии производства

Сырьем для получения керамзита являются преимущественно осадочные глинистые породы, реже – метаморфические (аргиллит, глинистые сланцы и другие камнеподобные породы).

Они имеют сложный состав и включают в себя как глинистые минералы (гидрослюды, каолинит и т. д.), так и полевой шпат, кварц, карбонаты, органические и железистые примеси.

Из чего же делают этот строительный материал? Лучше всего для изготовления керамзита подходят глины, которые содержат максимум 30% кварца.

Подходит ли тот или иной материал для производства, устанавливают с помощью специальных исследований. Главные требования к сырью:

Иногда в сырье вводят специальные добавки для повышения коэффициента вспучивания. В качестве добавки может быть использованы органические (соляровое масло, мазут и др.), железистые вещества, горные породы (перлит, алунит и т. п.) или искусственные вещества.

В результате переработки исходного сырья получают сырцовые гранулы определенных размеров и состава. Эти гранулы поддаются термической обработке: они просушиваются, обжигаются и охлаждаются. На следующем этапе полученный материал сортируют по плотности и в случае надобности дробят на более мелкие фракции. После сортировки керамзит готов к складированию или отгрузке к месту использования.

Основные этапы изготовления керамзита:

Добыча исходного сырья

Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов. Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты.

Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.

Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу.

Способы получения керамзитовых гранул

Существует четыре основных способа изготовления керамзита, которые отличаются своей технологией:

Выбор конкретного способа зависит от качества сырья.

Сухой способ

Этот способ является наиболее простым. Он применяется в случае, когда имеют дело с камнеподобным сырьем. Вначале его дробят, затем отправляют во вращающуюся печь. Такой способ наиболее эффективен, если порода однородная, без вредных включений. Он отличается невысокими затратами и низкой энергоемкостью.

Мокрый (или шликерный) способ

Глину помещают в емкости большого размера – глиноболтушки. Затем ее разводят водой, получая шликер влажностью около 50%. Его подают насосами в шламбассейн, откуда он перемещается во вращающуюся печь. Здесь он разбивается на отдельные гранулы. Их высушивают газы, которые выходят из печи.

Мокрый способ требует большого расхода топлива, поскольку шликер имеет высокую влажность. Однако он позволяет очищать сырье от каменистых включений, вводить в него добавки, получать однородную массу. Его используют в случае высокой влажности исходного сырья.

Как делают керамзитовый гравий на примере производства мокрым способ более подробно расскажет видео:

Пластический способ

Этот метод наиболее распространен при производстве керамзита. Он предусматривает увлажнение рыхлого сырья и его переработку в вальцах или глиномешалках. Процесс изготовления керамзита напоминает производство кирпича.

Из полученной массы на дырчатых вальцах или ленточных прессах формируют цилиндрические гранулы, которым позже придается шарообразная форма. Гранулы сразу отправляют во вращающуюся печь или дополнительно просушивают в специальных барабанах.

Пластический способ более сложный, энерго- и капиталозатратный, чем сухой, но он позволяет сделать материал с лучшими свойствами. Во время переработки природная структура сырья нарушается, оно гомогенизируется, поэтому имеет более высокий коэффициент вспучивания.

Порошково-пластический способ

Вначале сухое сырье доводят до порошкообразного состояния, затем разводят водой. В итоге получают пластичную массу, из которой формируют гранулы. Этот метод является довольно затратным, поскольку необходимо дополнительно выполнять измельчение материала. Еще одним недостатком является необходимость дополнительной сушки гранул.

Источник

Керамзит. Свойства, плюсы и минусы керамзита в строительстве.

Керамзит — это сыпучий строительный материал, разной фракции, изготавливаемый из натуральной глины и сланца, характеризующийся высокой пористостью и легкостью. Название материала на слуху практически у каждого, однако, совсем не каждый имеет представление о достоинствах этого простого и в то же время очень эффективного строительного материала, который может дать фору многим современным утеплителям и строительным добавкам. Ниже поговорим о назначении керамзита, о пользе данного материала для будущего домовладельца, насколько материал может выручить обычного частного застройщика, о всех достоинствах и недостатках керамзита в строительстве.

Производство керамзита его состав

Состав керамзита

Основным материалом, из которого изготавливается строительный керамзит – это осадочные глинистые породы. Состав глинистых пород достаточно разнообразен и включает в себя не только обычную глину, а разнообразные примеси: кварца до 30%, органических соединений, полевого шпата, карбонатов и незначительное количество соединений разного рода металлов. Состав керамзита зависит от особенностей той или иной местности, где осуществлялась добыча сырья для производства.

Кроме изначально содержащихся в сырье компонентов, для достижения эффекта вспучивания в состав, на стадии производства могут добавляться искусственные примеси и органические соединения (соляра и масло).

Производство керамзита

Зависит от состава природного сырья и осуществляется тремя основными способами:

Используется для изготовления керамзита из максимально однородной глинистой каменистой породы, с минимальным количеством имеющихся примесей. Добытую однородную породу дробят и отправляют на обжиг. Считается самым простым и дешевым способом производства керамзита.

При данном способе глинистую породу смешивают с водой и дополнительными примесями, которые необходимы для получения определенных свойств керамзита. Данную смесь подают во вращающуюся печь, где она комкуется естественным способом и высушивается под воздействием печных газов.

Такой способ эффективен при использовании влажной глинистой породы и необходимости дополнительных включений в материал.

печь для производства керамзита

Наиболее затратный способ, с помощью которого создается материал с улучшенными техническими характеристиками. В данном случае, также применяется увлажнение сырья и добавка дополнительный примесей, для достижения однородной массы. Но в отличие от сухого производства, из полученной смеси, на ленточном прессе формируется гранулы примерно одинаковой формы, которые подаются в печь для обжига и просушки. Таким образом, получается твердый керамзит однообразной формы, со всеми свойствами кирпича. Однако, в отличие от кирпича, имеющий большую теплоэффективность, за счет пористости и значительно меньший вес. Подробнее про свойства кирпича.

Применение керамзита в строительстве

Керамзит — это универсальный материал. Его широко применяют не только в строительстве зданий, но и при строительстве инфраструктуры: дорог и автомагистралей, в сельском хозяйстве, садоводстве.

Рассмотрим пользу керамзита для строительства:

керамзитом можно утеплять стены, пол и крышу

производство керамзитных блоков

Свойства и плюсы керамзита в строительстве

водостойкость сохраняется только при качественном материале

слой керамзита должен быть не менее 10-15 см

в керамзите не заводятся мыши в отличие от других видов утеплителя

Минусы керамзита в строительстве

съедает много площади

керамзит пыльный материал

Виды керамзита

Керамзит различают по объему гранул и их поверхности. Их различают три основных:

Самый мелкозернистый керамзит. Диаметр гранул не более 5 мм. Изготавливается путем дробления твердой глиняной породы и из остатков глиняного сырья. Используется как дополнительная добавка для кладочных растворов и растворов для стяжки полов. Подробней про стяжку пола.

виды керамзита по размеру и поверхности

Самый крупный по своей фракции керамзит, может быть самого разного диаметра, который превышает 40 мм, с негладкой и отличающейся поверхностью и формой. Изготавливается сухим способом, путем дробления твердых глиняных масс. Применяют в качестве бетонных наполнителей и как отсыпь для дорог.

керамзит между кладкой в стене

Керамзит – ветеран среди строительных утеплителей, имея определенные достоинства и недостатки, в наше время пользуется немалым спросом на строительном рынке. Его ценовая разница в сравнении с современными утеплительными материалами, долговечность и экологичность, теплоизоляционные свойства, еще долго будут составлять конкуренцию новым комбинированным материалам.

Источник

Из чего делают керамзит и для чего его можно использовать

Может показаться, что о гранулах из керамики известно почти все. Любой домашний мастер с легкостью расскажет, что такое керамзит. Однако и у такого популярного материала есть свои секреты и особенности. О них мы сегодня и поговорим.

Что собой представляет керамзит

Это легкие шарики из керамики с особой пористой структурой. Сырьем для их производства становятся глинистые сланцы и различные сорта глин, которые ускоренно обжигают в специальных печах. В результате получаются зерна со спекшейся, очень плотной оболочкой. Внутри них сохраняются наполненные воздухом поры — их наличие обуславливает свойства изделий.

Форма зависит от способа изготовления и может быть разной. Выпускаются элементы в градации от почти правильного шара до деталей, похожих на куб. На характеристики изделия форма никак не влияет. Разнятся и размеры. В некоторых случаях используется смесь из разных фракций, что позволяет при необходимости уложить элементы максимально плотно.

Разновидности керамического материала

Основным признаком, по которому осуществляется классификация, является величина зерен. Исходя из этого, различают три группы:

Керамзитовый песок

Размер гранул не превышает 5 мм. Изготавливается методом измельчения крупных фрагментов керамической массы или обжигом остатков глиняного сырья. Мелкая фракция хороша в качестве наполнителя при изготовлении цементных растворов, сверхлегких бетонов и т.д.

Керамзитовый гравий

Представляет собой зерна только округлой формы размером от 5 до 40 мм. Производятся путем вспучивания заготовок из глины в печах. Обладают максимально высокими изоляционными характеристиками. Используется в качестве утеплителей различного назначения и при производстве бетонных блоков.

Керамзитовый щебень

Это самые крупные элементы, размером от 5 до 40 мм. Причем разница в размерах может быть значительной. Форма встречается любая, но чаще всего это угловатые детали. Изготавливается путем измельчения кусков керамической массы. Чаще всего используется в качестве наполнителя в процессе изготовления легких бетонов.

Как делают керамзит

Производство начинается с отбора сырья. Глина сортируется, максимально удаляются примеси, при необходимости добавляются вещества, улучшающие вспучивание. Это могут быть соляровое масло, анулит, мазут и др. После этого формируются сырцовые гранулы, которые могут состоять из разных сортов глины. Они должны пройти процесс сушки. После высушивания загружаются в барабанную печь, где происходит обжиг.

Для ускорения процесса вспучивания глины сырцовые шарики постоянно перемешиваются. В зоне обжига поддерживается температура порядка 1300С. На обработку одной партии уходит около получаса. Готовые изделия остужают и калибруют, разделяя на фракции. При необходимости дополнительно дробят. После чего упаковывают.

Характеристики материала напрямую зависят от качества сырцовых зерен. Производят их 4 различными методами:

Каждый из них дает хороший результат только при условии, что в процессе используют определенные сорта глины. Такое производство возможно и в домашних условиях: для этого приобретается мини-установка. Правда, качество кустарных изделий ниже, что ограничивает их область применения.

Особенности гранулированного материала

Обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, что дает возможность использовать его в разных областях строительства. Специалисты точно знают, для чего нужен керамзит на полу, под крышей и в других частях конструкции. Его основные преимущества:

Из недостатков стоит отметить небольшую гигроскопичность керамзита. Намокнув, он очень долго сохнет, что нужно учесть при проведении строительных работ. По этой причине желательно выполнять паро- и гидроизоляцию при укладке керамического утеплителя.

Для чего используется керамзит в строительстве

Область применения материала очень широка. Она включает в себя несколько направлений:

Наполнитель для легких и сверхлегких бетонов

Они незаменимы для заливки черновых стяжек и возведения монолитных стен. Особенно в тех случаях, когда излишняя нагрузка на конструкции недопустима или нежелательна. Использование керамического наполнителя позволяет значительно снизить вес систем и при этом не влияет на степень ее прочности.

Утеплитель

Оптимально использовать высокопористые разновидности. Они отличаются максимальными изолирующими характеристиками. Их засыпают на перекрытия, под пол, в стены и т.п. Чтобы получить хороший результат, необходимо провести расчеты, чтобы точно определить высоту утепляющего слоя.

Источник

Технология производства керамзита

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.

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.

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.

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 в сырье есть вредные включения зерен известняка, гипса, то в размолотом и распределенном по всему объему состоянии они уже не опасны.

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. 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