Теплопровідність керамзиту. Характеристики, розміри, види

Опис теплопровідності
Здатність утеплювача передавати енергію від нагрітих шарів до частин з меншою температурою називається теплопровідністю. Процес забезпечується хаотичним пересуванням молекулярних частинок, його інтенсивність залежить від вологості, уплотненности, розміру пір.
Фізичний процес проведення тепла прискорюється при великій різниці температур зовні і всередині будівлі. Спонтанна передача енергії завжди протікає від більш гарячої середовища в напрямку холодного оточення і відбувається до появи термодинамічної рівноваги.
Коефіцієнт теплопровідності
Щоб чисельно висловити здатність матеріалу до передачі енергії, існує коефіцієнт теплопровідності. Показник говорить про кількість тепла, що протікає через зразок матеріалу в заданих умовах. Випробувальний еталон завжди має однакові розміри по довжині, ширині і площі і перевіряється при стандартній різниці температур (1 К). Коефіцієнт теплопередачі вимірюється в Вт / м · К, що відповідає Міжнародній системі одиниць.
Назва коефіцієнта термічного опору застосовується в будівельній галузі. Теплопровідність керамзиту становить 0,1 - 0,18 Вт / м · К. Якісний матеріал характеризується чисельним показником 0,12 - 0,17 Вт / м · К, утеплювач з такими властивостями зберігає до 80% внутрішнього тепла.
Фактори, що впливають на величину теплопровідності
Керамзит застосовується в будівництві як пористий насипного утеплювача або у вигляді наповнювача при виробництві полегшених бетонів. Гранули виходять способом випалу глинистого сланцю або глин і мають овальну, круглу форму, іноді з гострими кутами. Будівельний матеріал виробляється у вигляді піску.
Насипна щільність керамзиту знаходиться в діапазоні 150 - 800 кг / м3, об'ємна вага залежить від технологічного режиму при отриманні. Здатність проводити тепло залежить від величини гранул, пористості матеріалу і його вологості.
Фракція керамзиту
При порівнянні характеристик виходить висновок, що теплопровідність зменшується зі збільшенням розміру гранул. Середній та великий гравій краще використовувати для ізоляції ненавантажених дахів і перекриттів з дерева. Дрібнозернистий керамзит застосовується для полегшеної стяжки підлоги.
Фракції керамзиту:
1. Від 5 до 10 міліметрів визначається дрібна група. Матеріал застосовується для виробництва стінових блоків з керамзитобетону. Наповнювач з дрібних гранул використовується в бетонному стягуванні покриття або перекриття, т. К. Великі частини збільшують товщину шару.
2. Від 10 до 20 мм - середня фракція. Матеріал в насипний масі добре ізолює від холоду підлоги, горищні перекриття, застосовується для утеплення ділянок газонів і дренування землі. Фракція рідко використовується в стяжках і бетонних підлогах, додається в розчин, якщо товщина шару не має значення.
3. Від 20 до 40 мм - великі гранули. Ними утеплюють теплотраси, підвали, підлоги підсобних приміщень, роблять ізоляцію будівлі від шуму.
Прошарок насипного утеплювача ефективно захищає від холоду, якщо використовується одночасно 2-3 фракції. Так заповнюються порожнечі, збільшується жорсткість, попереджається конвекція потоків.
Пористість
Сировина поміщається у барабани, де воно обертається і одночасно нагрівається до високих температур. В таких умовах матеріал спучується, виходять пористі гранули, які захищаються зовні запеченою кіркою з глини. Більшість пустот замкнуті, перегородки між ними також містять порожнечі.
Розмір пір регулюється введенням цітрогіпса і мінеральних домішок в шихту при виробництві. Добавка в кількості від 1 до 3% формує замкнуті порожнечі величиною до 1 мм. Збільшення обсягу присадки до 4-9% веде до розширення пір до 1,5-2 мм, при цьому число замкнутих каверн збільшується. Кількість ізольованих порожнин підвищує теплозахисні властивості і зменшує всмоктування води.
Вологість
Водопоглинання керамзиту коливається в межах 8 - 20%. При попаданні вологи всередину матеріалу зволожуються поверхні гранул, які повільно вбирають рідину. Поступово вода потрапляє всередину сфер через мікроскопічні тріщини і утримується всередині. Керамзит накопичує вологу і важко її віддає. Збільшується маса, змінюються характеристики теплопровідності керамзиту, знижується міцність.
Сухий керамзит витримує до 25 серій заморозки і відтавання, вологий руйнується від розширення води при негативних температурах. Керамзит захищається гідро- і пароізоляційними плівками від зволоження.
Види керамзиту в залежності від розміру гранул
Насипний утеплювач класифікується за розміром гранул і їх формі.
Виділяються різновиди керамзиту:
• гравій;
• щебінь;
• пісок.
Крупнозернистий матеріал додає висоти приміщення, зазвичай теплоізоляційний ефект досягається при товщині підсипки від 20 до 30 см. Щоб зменшити розмір шару можна комбінувати керамзит з мінватою, пінопластом, пінополістиролом.
Матеріал можна порівнювати по маркам на міцність. Розрізняють 13 різновидів гравію і 11 проб керамзитового щебеню. Межа міцності однієї марки відрізняється, наприклад, щебінь П100 руйнується при 1,2-1,6 МПа, а гравій аналогічного сорту деформується при 2-2,5 МПа.
Гравій
Матеріал складається з округлих частинок з кіркою з розплавленої глини, які всередині містять порожнечі. Розрізняються фракції гравію: 5-10, 10-20 і 20-40 мм. Залежно від щільності в насипному вигляді представлено 10 марок утеплювача від М150 до М800. На спецзамовлення випускається гравій марки М900 і М1000.
Гравелисті бетони з наповнювачем з середніх і дрібних гранул мають легкістю, що не навантажують конструкції і показують покращені теплоізоляційні властивості. Стінові блоки з керамзитобетону застосовуються в малоповерхових будівлях, вони захищають будівлю від холодного повітря, мають гарну повітропроникність і відносяться до екологічно чистим категоріям.
Щебінь
Керамзит цього виду містить окремі елементи неправильної незграбною форми з гострими краями і гранями. Крупність фракцій визначається аналогічно гравію. Через форми матеріал має низьку насипну щільність і застосовується для ізоляції горищ, підвалів. Фундаменти і підстави ізолюються керамзитом від промерзання. В землі влаштовується гідроізоляція фольгированним матеріалом, поліетиленом, руберойдом, зверху монтується захист від побутових і атмосферних парів.
Коефіцієнт теплопровідності керамзиту залежить від крупності щебеню, але зі збільшенням розміру підвищується товщина необхідного шару. Поверх підсипки виконується цементно-піщана стяжка (незгірш від 4 см) для підвищення міцності.
Пісок
До цієї категорії відноситься керамзит, що містить в складі дрібні частинки до 5 мм. Матеріал виходить при випалюванні залишків від виробництва щебеню або гравію або шляхом роздрібнення великих шматків. Пісок використовується для ізоляції всередині приміщення разом з великими видами або застосовується в стягуванні підлоги.
Насипна теплоізоляція діє ефективніше, ніж дрібні гранули в цементно-піщаної суміші. Волога з розчину вбирається гранулами, і вони втрачають захисні властивості. Порівняльний аналіз стінових блоків з керамзитового піску і гравію показує, що перші швидше проводять тепло, але відрізняються підвищеною міцністю.
Виробничі процеси, що впливають на теплопровідність керамзиту
Технологія отримання керамзиту передбачає процеси для збільшення пористості і отримання ізольованих замкнутих контурів різного розміру. Сировиною служить кар'єрна глина, що розробляється в кар'єрах відкритим способом. Перед використанням проводяться лабораторні випробування зразків на спучування, щоб визначити придатність для виробництва.
Устаткування включає:
• розпушувальні верстати;
• гранулятори;
• барабани для сушки;
• обертові тиглі для випалу;
• охолоджуючі ємності з подачею повітря;
• транспортери.
У виробництві застосовується суха або волога сировина різного помелу. При температурі +1000 - + 1300 °С маса спучується і поверхня частинок набуває герметичність за рахунок спікання.