Керамзит

Искусственные пористые заполнители

Применение легких пористых заполнителей позволяет получать эффективные легкие бетоны для теплоизоляции, стеновых панелей, монолитных стен и разнообразных несущих конструкций. Замена обычных тяжелых заполнителей пористыми позволяет существенно изменить свойства бетонов в желаемом направлении: уменьшить плотность, улучшить теплоизоляционные свойства и т. д. В то же время достаточная прочность ряда пористых заполнителей обеспечивает возможность получения на их основе конструкционных легких бетонов высокой прочности.
Применение пористых заполнителей — отходов промышленности также носит локальный характер: вблизи предприятий, выдающих такие отходы.
Главный источник обеспечения потребности строительства и строительной индустрии нашей страны пористыми заполнителями для легких бетонов — специально созданная промышленность искусственных пористых заполнителей.
Предприятия по производству искусственных пористых заполнителей создаются там, где в них есть потребность, и базируются они, как правило, на местных источниках сырья. Себестоимость искусственных пористых заполнителей, конечно, выше себестоимости промышленных отходов или природных пористых заполнителей (если последние имеются в данном районе), но часто ниже себестоимости привозных заполнителей. Кроме того, искусственные пористые заполнители отличаются более высоким качеством и эффективностью использования в бетонах.
Из искусственных пористых заполнителей наиболее распространен в настоящее время керамзит.

Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Это явление использовано для получения из глин пористого материала — керамзита.
Керамзит получают главным образом в виде керамзитового гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный.
Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние.
Источниками газовыделения являются реакции восстановления оксидов железа при их взаимодействии с органическими примесями, окисления этих примесей, дегидратации гидрослюд и других водосодержащих глинистых минералов, диссоциации карбонатов и т. д. В пиропластическое состояние глипы переходят, когда при высокой температуре в них образуется жидкая фаза (расплав), в результате чего глина размягчается, приобретает способность к пластической деформации, в то же время становится газонепроницаемой и вспучивается выделяющимися газами.
Сырье. Сырьем для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся в основном к осадочным горным.
Некоторые камнеподобные глинистые породы — глинистые сланцы, аргиллиты — относятся к метаморфическим.
Глинистые породы отличаются сложностью минералогического состава и кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические примеси.
Глинистые минералы слагают глинистое вещество — наиболее дисперсную часть глинистых пород (частицы мельче 0,005 мм). Собственно глинами называют глинистые породы, содержащие более 30 % глинистого вещества.
Для производства керамзита наиболее пригодны монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца. Общее содержание Si02 должно быть не более 70%, А1203 — не менее 12% (желательно около 20%), Fe203 + FeO — до 10%, органических примесей—1—2%. в Пригодность того или иного глинистого сырья для производства керамзита устанавливают специальным исследованием его свойств. Важнейшее из требований к сырью — вспучивание при обжиге.
При производстве керамзита не допускается превышение температуры, при которой поверхность гранул оплавляется, так как оплавленные гранулы склеиваются, что уменьшает выход керамзитового гравия и может привести к остановке печи. Температура обжига должна быть ниже, но чем она ниже, тем меньше коэффициент вспучивания, меньше выход продукции. Поэтому температура должна поддерживаться на предельно допустимом уровне. Вместе с тем необходимо считаться с практическими возможностями поддержания в печи оптимальной температуры: она не может быть стабильной и всегда имеет некоторые колебания, вызываемые труднорегулируемыми факторами. Чтобы обеспечить практическую возможность производства керамзита в промышленных условиях, интервал вспучивания сырья должен быть не менее 50°С.
Этими и другими необходимыми качествами обладают далеко не все глинистые породы.