Что такое керамзит и для чего его используют в отоплении

При выборе утеплительных материалов необходимо разобраться, для чего используется керамзит, как с ним работать. Универсальные фракции гравия применяются в строительстве, для декоративного оформления придомовой территории или сада. Легкий материал на глиняной основе отличается хорошими показателями звукоизоляции и теплосбережения, поэтому подходит для засыпки под фундамент или в каркасную стену.

Технология производства

Керамзит получают из пород глинистых сланцев, обожженных при температуре от 1200 до 1300 градусов. Технология плавления позволяет сделать шероховатые коричневые гранулы с порами, которые внешне похожие на гравий. Применяются сухой, мокрый, пластический и порошково-пластический способы. Одна партия продукции полностью изготавливается за 40 минут, после чего остужается и откалибровывается по размерам. При необходимости материал дробиться.

Керамзитовые зерна в зависимости от размеров подразделяются на следующие типы:

• Гравий – имеет фракции 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Форма изделия сферическая, немного вспученная.
• Щебень – размер фракций аналогичен гравиевым. Разницы заключается в угловатой форме, напоминающей камень.
• Песок – мелкофракционные зерна размером от 5 мм.

Чаще всего производят круглый или овальный керамзит.

Технические характеристики и свойства материала

В ГОСТ 9757-90 прописаны характеристики материала, зависящие от плотности. Этот показатель бывает от 200 до 800 кг/м3. По плотности также определяется марка. Иные показатели определяются размером фракций и представлены в таблице.

Технические параметры объясняют свойства керамзита:

• стойкость к температурным перепадам, возгоранию (класс НГ) и замерзанию;
• экологическая чистота – теплоизоляция не гниет, не слеживается и не деформируется;
• высокие показатели прочности, химической инертности и устойчивости к кислотной среде;
• возможность применения в качестве декоративного материала и утеплителя;
• хорошие показатели звуко- и теплоизоляции;
• небольшой вес – обеспечивает удобство транспортировки.

Материал снижает теплопотери дома на 50-75%.

Преимущества и недостатки керамзита

Отличные эксплуатационные характеристики обеспечивают возможность использовать керамзит в ландшафтном дизайне, для строительства и других работ. К достоинствам глиняного зерна относятся:

• универсальность – можно применять для укладки на полу, крыше или других элементах строения;
• низкий показатель теплопроводности – за счет внутренних пор гранулы хорошо сохраняют тепло;
• длительность эксплуатации – керамика при соблюдении правил эксплуатации сохраняет свои свойства в течении 40-60 лет;
• химическая инертность – глиняные шарики не разрушаются при воздействии щелочей и кислот;
• пожаростойкость – материал не плавиться, не горит;
• достойный показатель шумоизоляции – за счет заполнения пор воздухом создается эффективное препятствие для звуковых волн;
• стойкость к низким температурам – шарики с целостной структурой оболочки не подвержены разрушению при морозах;
• биологическая устойчивость – в утеплителе не живут грызуны, не появляются плесень и грибок;
• экологическая чистота – глиняный продукт не содержит аллергенов, не выделяет токсины при нагревании;
• простота монтажа – благодаря сыпучести фракции укладываются на участок любой конфигурации.

Строители отмечают несколько минусов керамзитного зерна. Свойство морозостойкости утрачивается гранулами с поврежденной оболочкой, а укладка осложняется выполнением гидроизоляционных работ.

Сравнение керамзита и пенополистирола

Чтобы утеплить пол, можно приобрести керамзит или пенопласт по недорогой стоимости. Бюджетные материалы схожи по простоте монтажа, но имеют несколько различий:

• Влага выводится из пористых шариков, а пенопласт в сырой среде загнивает или чернеет.
• При пожарах глиняные фракции не горят, пенопластовый лист – выделяет ядовитые токсины.
• Пористая структура позволяет полиуретановому пенопласту «дышать», как и керамзиту, но и ускоряет его воспламенение.
• Пенопластом в отличие от керамзитных материалов, не утепляется стяжка – его сложнее укладывать.

Экструдированный пенополистирол также является конкурентом керамзита, поскольку строители отмечают, что прочная синтетическая основа лучше хрупкой глины. В целом стройматериалы схожи —  не выделяют токсичных химических соединений, подходят для комнат с влажной средой, отличаются биологической устойчивостью, сопротивляются реакциям горения. Различия между ними заключаются в следующем:

• возможность окрашивания экструдированного профиля грунтовками;
• сфера применения – пенополистиролом утепляется кровля, пол и внешние стены, керамзитными шариками – пол, перекрытия и крыша;
• подверженность образованию плесени – малая паропроницаемость исключает аэрацию внешних стен с пенополистирольной теплозащитой;
• сокращение полезной площади – чтобы утеплять постройку керамзитом, придется пожертвовать 50 см по ее периметру.

Пенопласт и полистирол необходимо раскраивать, а керамзитные гранулы просто высыпаются, что сокращает сроки работ.

Разновидности керамического зерна

Материал классифицируют по размерам зерен. На основании этого он делится на 3 категории.

Песок

Гранулы величиной не более 5 мм, изготовленные посредством дробления крупных кусков запеченной глины или обжигания остатков начального сырья. Мелкофракционный керамзит может применяться как наполнитель для сверхлегкого бетона или цементной смеси.

Гравий

Округлые зерна размером 5-40 мм, произведенные с помощью вспучивания глиняной заготовки в доменной печи. Благодаря хорошим показателям теплоизоляции возможно использование в качестве утеплителя или изготовления блоков бетона.

Щебень

Элементы с углами, крупные – от 5 до 40 мм. Производство осуществляется посредством дробления керамических пластов. Материал – наполнитель, необходимый для легкого бетона.

Особенности использования керамзитных гранул в отоплении

Использовать керамзит можно как утепляющий стройматериал для полов из дерева или бетона, мансарды, крыши, потолка, стен, межэтажных конструкций. Гранулами можно защитить от теплопотерь не только дом, но и банные сооружения или фундамент. Его допускается применять в сыпучем виде или в форме блоков.

Изготовление блоков

Процесс предусматривает приготовление керамзитобетонной смеси из глиняных шариков, цемента, песка и добавок-пластификаторов. Рецептуру стоит рассчитывать на 1 кубометр раствора. В итоге понадобится:

• 230 кг цемента М400;
• 600 кг кварцевого песка с фракциями 2-2,5 мм;
• 190 кг воды;
• 600-760 кг керамзитного гравия с фракциями 5-10 мм.

На выходе получается бетон М150, который подходит для стеновых сооружений. При необходимости в смесь добавляются 10% водный раствор битумной мастики.

Для ручного производства блоков понадобятся вибростанок или бетономешалка, формы и лопаты. Форму можно сделать из досок, фанеры или железа, раскроив их на блоки 19х18,8х39 см или полублоки 9х18,8х39 см. Технологический процесс производится поэтапно в хорошо проветриваемой комнате:

1. Изготовление раствора. В бетономешалку засыпают цемент и заливают воду. Порционно добавляют остальные компоненты.
2. Заливка смесь в формы. Осуществляется порционно, по 2 лопаты. Каждый слой распределяют и уплотняют.
3. Предварительная сушка. Емкости с бетонным тестом накрывают металлическими крышками и оставляют на 24 часа.
4. Сушка. Формы с керамзитобетоном укладываются на деревянные поддоны на улице с зазором 2-3 см. Полный набор марочной прочности происходит через 28 дней.

Для предотвращения воздействия влаги на блоки лучше соорудить навес.

Производство кладочного раствора

Укладка керамзитобетонных блоков осуществляется на цементно-песчаную смесь, для которой понадобится следующее количество компонентов:

• 1 часть цемента марки М400;
• 3 части песка (речной + карьерный);
• 0,7 частей воды.

Для улучшения эксплуатационных характеристик смеси и устранения рисков расслоения применяются пластификаторы. В замес можно добавить 30-50 г мыла или средства для мытья посуды.

Сухая технология приготовления. Плюс раствора – сокращение времени на замешивание в бетономешалке. Все компоненты перемешиваются миксером до однородного состояния. Минус способа заключается в перерасходе: на 1 кубометр кладки нужно 40 кг состава.

Мокрая технология приготовления. Бетонное тесто не заготавливается заранее, поскольку процесс отвердевания наступает через 1,5-2 часа. Изготовление осуществляется в бетономешалке, куда заливают воду, а потом постепенно досыпают сухие компоненты. Практически перед окончанием перемешивания добавляют оставшуюся жидкость и пластификаторы.

Порядок утепления полов, стен, кровли и фундамента

Строительный керамзит отличается прочностью, экологичностью, способностью эффективно сохранять комфортный микроклимат. По этой причине его используют для теплоизоляции всех элементов здания.

Утепление стен керамзитом осуществляется при трехслойной конструкции из несущего элемента, засыпки с утрамбовкой и пропиткой цементным молочком и декоративной облицовки. Перед работами учитывает тип материала:

• Газобетон. Теплоизоляционные мероприятия выполняются после строительства дома. Выкладывают вспомогательную стену, которая вместе с основной образует «колодец». В него высыпаются гранулы, трамбуются и пропитываются. Для удаления влаги изнутри проделываются вентиляционные каналы.
• Каркасная конструкция. Утеплительные работы осложняются технологией трамбовки, в ходе которого повреждаются несущие элементы. Каркасный тип строений без уплотнения гранул со временем может дать усадку.
• Сруб. Деревянный материал не выдерживает нагрузку, созданную керамическими зернами.

Цементное молочко делается на основе 3 частей воды и 1 части портландцемента.

Утепление скатной кровли гранульным керамзитом редко встречается на практике. Для реализации технологии потребуется:

1. Сделать поддон для материала, набив на низ стропил доски.
2. Устелить пленочную пароизоляцию с нахлестом. Она послужит одновременно гидроизоляционным слоем.
3. Равномерно высыпать на пленку керамические гранулы.
4. Укрытиь теплоизоляцию мембраной с пароизоляционными свойствами.
5. Обустроить контробрешетку с целью выполнения вентиляции.
6. Прикрепить доски, придерживающие кровлю, сверху контробрешетку.

На последнем этапе укладывается кровельное покрытие.

Утепление пола керамзитом допустимо на даче или в загородном коттедже. Укладка сыпучего материала производится насухо, мокрым способом или засыпкой под стяжку из цемента. Для эффективности теплоизоляции следует рассчитать, сколько на пол определенной квадратуры нужно керамзита. Надежная защита от проникновения холода достигается при 40 см гранул на деревянный настил и 30 см – на керамзитобетонный. На каждое межэтажное пространство частной постройки понадобится 20 см (для дерева) и 15 см (для бетона).

Порядок утепления готового фундамента сыпучим керамзитом зависит от месторасположения слоя.

Наружные работы начинаются с предварительной откопки основания и проделывания траншеи 80 см шириной. Далее работы включают:

1. Обустройство гидроизоляции обмазочным способом, битумной мастикой или рулонным рубероидом.
2. Организацию дренажного канала, удаленного от фундамента на расстоянии больше его глубины. На поверхность грунта укладывают геотекстиль, насыпают щебень и кладут трубы с отверстиями 1-2 см в диаметре.
3. Засыпку керамзитных фракций. На дренаж выстилают полиэтиленовую пленку, на которую насыпают сухой материал с гранулами среднего размера. Высота насыпи – до уровня почвы.
4. Монтаж отмостки. Конструкция не даст глиняным шариком намокнуть и покрыться илом.

На последнем этапе делают опалубку на высоте 10-15 см, устанавливают арматуру и заливают бетон.

Для теплоизоляции цоколя предварительно сооружают защитную стену из кирпича, удаляя ее на 20-30 см от верхнего края фундамента. После кладки насыпают керамзит, а поверх него укладывают рулонный влагозащитный материал.

Подпол утепляется посредством засыпки пространства или предварительно сделанной опалубки. На дно полости обязательно укладывается полиэтиленовая гидроизоляция. Глиняные фракции высыпают так, чтобы между ними не было щелей. Наверх сыпучего керамзита ставится черновой пол. Допускается делать заливку бетона по арматуре.

Для сохранения температуры теплоносителя в трубах и сокращения затрат на отопление производится засыпка «подушки» из гранул. Ее делают и смеси битумного раствора с керамзитовым гравием. Утеплитель должен выступать над трубами на 20 см и более. Выпуклую часть укрывают полимерной пленкой, боковые части которой перекрывают керамзит на 10 см.

Расчет керамзита

Расчет толщины утеплительного слоя производится для правильного выбора материала. При математических вычислениях принимается во внимание тип конструкции.

Количество керамзита для стен

Считать показатель толщины теплозащиты необходимо с учетом:

• коэффициента теплопроводности – 0,17 Вт/мК;
• минимальной толщины засыпки – 20 см;
• теплового сопротивления – по формуле R = толщина стены/КТС (теплопроводность).

Согласно СНиП 22.03.2003 во внимание принимаются климатические условия местности.

Подсчет количества керамзита для пола

Вычисления помогут узнать количество материала для засыпки под стяжку и производятся так:

1. При стандартной толщине слоя 1 см на квадратный метр помещения нужно 0,01 м3 гранул. В литрах величина равняется 10 л/м2.
2. Подсчет количества материала по формуле V = S х R, где V – количество стройматериала, S – площадь напольного покрытия, R – затраты на 1 квадрат.

Чем больше слой керамзита, тем эффективнее теплозащита.

Расчет материала для кровли

При расчете утеплительного материала принимается во внимание формула V = S х h х К, согласно которой:

• V – объем глиняных фракций;
• S – утепляемая площадь;
• H – толщина теплоизоляции;
• К – коэффициент усадки. Для плоской кровли он равняется 1.2, для скатной – 1.1.

Производители поставляют сыпучий материал в мешках, где объем указывается в литрах. 1 кубометр равен 1000 л, поэтому итоговый результат нужно умножить на 1000 и разделить на литры в мешке.

Как качественный утеплитель для фундамента, стен, пола и кровли керамзит очень популярен. Причина использования материала – простота укладки, отличные теплоизоляционные свойства и недорогая стоимость. Перед началом работ необходимо просчитать объем гранул и выбрать технологию.