Описание процесса
Керамзит на территории РФ производят согласно требованиям ГОСТ 32496-2020 «Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия».
Суть технологического процесса заключается в том, что подготовленную глину подвергают мощным тепловым ударам. В результате «оболочка» каждой гранулы оплавляется, становится твердой, материал вспучивается, приобретает пористость и прочность.
Схематически процесс производства керамзита выглядит следующим образом:
- породу доставляют в хранилище и подвергают лабораторному анализу;
- сырье надлежащего качества сортируют и готовят к переработке;
- сырец сушат, обжигают и охлаждают;
- практически готовый керамзит сортируют по плотности и фракциям посредством барабанных грохотов, при необходимости подвергают дополнительному дроблению;
- материал фасуют в бумажные многослойные мешки по ГОСТ 2226 или полипропиленовые и тканевые мешки по ГОСТ 30090, маркируют и отгружают потребителю либо отправляют на крытый склад.
Хранят керамзит на складах бункерного или силосного типа.
Как делают керамзит:
Производство керамзита: технология и оборудование, изготовление в домашних условиях
Тепловая обработка глины позволяет получать самые разнообразные стройматериалы. И наиболее востребованным из них является керамзит. Пористые изнутри вспученные комки становятся легкими и хорошо удерживают тепло, а поверхностная оболочка обеспечивает им прочность.
Оглавление:
- Особенности изготовления гранул
- Какое оборудование понадобится?
- Производство в домашних условиях
- Расценки
Для производства керамзита сырье должно обладать легкоплавкостью и способностью к обжиговому вспучиванию. Для материалов, которые плохо набирают объем, применяются различные добавки: мазут, перлит, соляровое масло, железистые вещества.
Технология получения керамзита предполагает использование в качестве сырья любых осадочных пород с высоким содержанием каолина: сланец глинистый и аргиллит. Хорошо вспучиваются гидрослюда, кварц, каолинит, полевые шпаты. Для строительного керамзита идеально подходит сырье, доля кварца в котором не превышает 30%.
Технология производства
После переработки и формовки сырья с высоким содержанием глины получают промежуточный продукт – сырцовые гранулы. Их высушивают, подвергают обжигу и охлаждают. Следующий производственный этап – сортировка по показателям плотности и крупности путем грохочения.
Это в общих чертах, но способов получения керамзита известно много. Каждая технология производства имеет свои особенности, однако выбор должен основываться на качестве исходного сырья.
1. Методы подготовки:
- Сухой – используется для изготовления керамзита из однородных каменных пород без включений. Технология простейшая, что позволяет применять ее даже в домашних условиях – глинистое сырье дробится и отправляется в обжиговую печь.
- Порошково-пластический – для обработки сухого сырья, поддающегося дроблению. Полученный в результате измельчения порошок затворяется водой и формуется. Гранулы перед обжигом предварительно высушивают. Естественно, что такое количество дополнительных операций увеличивает стоимость производства.
- Шликерный или мокрый способ. Применяется, когда сырье на производство поступает с изначально высокой влажностью. С его помощью изготавливают керамзит из глины, замоченной в воде. Мокрое производство из-за этого несколько усложняется, так как требует дополнительного оборудования. Шликерная технология производства керамзита довольно энергоемка, зато на выходе можно получить однородный материал со стабильными свойствами без посторонних включений.
- Пластический – самый распространенный промышленный способ изготовления керамзита из рыхлых пород, требующий применения специального оборудования.
Такая технология требует серьезных денежных и энергетических затрат, но только она гарантирует получение керамзита высокого качества с максимальными показателями вспучивания.
2. Обжиг.
Нагрев сырцовых гранул должен происходить максимально быстро, так как они вспучиваются только при совпадении во времени двух процессов в глине:
- активное выделение газов – в зависимости от состава сырья происходит при 600-950 °С;
- переход в пиропластическое состояние при температуре ≥ 1100 °С.
Именно поэтому так важно, чтобы керамзитовый гравий в печь отправлялся уже высушенным, так как избыток влаги приведет к снижению эффективности обжига. Решить проблему также можно постепенным нагревом. Сперва сырец раскаляется до температур, предваряющих газовыделение (от 200 до 600 °С), и только потом резко нагревается до 1200 °С – температуры вспучивания.
Влияние технологии обжига на качество привело к появлению способов нагрева гранул в печах разного принципа действия:
- Вращающиеся одно- и двухбарабанные печи – простейшее оборудование для производства керамзита. Они имеют небольшой диаметр 2,5-3 м, но работать с ними проще, только если исходное сырье отличается хорошим вспучиванием. Такие печи чаще всего используют для дома.
- Кольцевые функционируют на любом виде сырья, превращая его в керамзит методом термоудара. Готовые гранулы получаются легче на 25-40 %, чем при обжиге в барабанах. Их плотность составляет 280-425 кг/м3, но и прочность падает вдвое.
- Вертикальные аэрофонтанные печи обеспечивают обжиг сырца в восходящем потоке раскаленных газов. Происходит тот же термический удар, который вызывает в глине особенно активное вспучивание. Применение такой технологии целесообразно при выпуске больших объемов мелких фракций.
После обжига керамзит охлаждают. От того, в каком режиме это происходит, будет зависеть прочность получаемых гранул. Слишком быстрое остывание ведет к растрескиванию продукта. Остаточные напряжения впоследствии могут сыграть злую шутку с керамзитобетоном при строительстве дома. Медленное остывание приведет к размягчению комков и потере формы. Так или иначе, нарушение технологии послеобжигового охлаждения даст на выходе материал низкого качества.
Порядок охлаждения гранул, независимо от способа их производства, должен соблюдаться такой:
- Сразу же по окончании вспучивания керамзита следует остудить до температуры 800-900°С.
- Охлаждение в течение 20 мин до 600-700°С.
- Окончательное быстрое остывание.
Ступенчатое понижение температуры керамзита исключает риск возникновения внутреннего термического напряжения. В результате возрастает его прочность.
Выбор оборудования
Проще организовать производство керамзитовых гранул на мини-заводе. Самодельное оборудование не позволит обеспечить непрерывность процесса и соблюдение всех нюансов технологии. Первое станет причиной перерасхода энергии и удорожания конечного продукта, второе откликнется снижением качества керамзита и изделий из него.
Для создания собственного бизнеса выгодно приобретать мини-заводы отечественного или китайского производства. Российские линии позволяют добиться объемов выпуска от 35 до 200 тысяч кубов в год, а их стоимость колеблется в пределах 20-36 млн рублей. Гораздо дешевле можно купить оборудование из Китая. В зависимости от объемов производства комплекты поставляются по ценам от 800 тысяч до 26 млн рублей.
Оборудование такого завода обеспечивает проведение всех основных операций по изготовлению керамзитовых гранул:
- Дробилки и специальные смесители упрощают первичную подготовку сырья.
- Рыхлитель, барабан или вальцы отвечают за сушку и предобжиговую обработку сырцовых гранул.
- Прессы и питатели, а также холодильные установки обеспечивают полную автоматизацию процессов.
Для размещения такого цеха потребуется отвести участок немалой площади.
Особенности домашнего изготовления
Чтобы наладить керамзитовое мини производство в домашних условиях или гараже, потребуется своеобразная миниатюрная копия такого завода. Естественно, что оборудование будет попроще и меньшей производительности. В качестве сырья подойдет некондиционный гравий, любые легкоплавкие горные породы, угольная или торфяная зола. Работать придется на самодельной линии, собранной из отдельных узлов и, скорее всего, в лабораторном исполнении:
1. валковая дробилка ДВГ (300-400 тыс), промышленная обойдется в миллион, если речь не идет о б/у;
2. камерная печь типа СНОЛ (400-500 тыс, в зависимости от объема) или барабанная (от 1,6 млн);
3. охладитель выльется почти в 2 млн.
Итого стоимость недокомплекта из основного оборудования малой производительности будет не ниже 3-4,5 млн. При покупке некоторых узлов б/у или дешевых аналогов из Китая цена чуть снизится, но рентабельным такое производство не назовешь. Проще купить готовые керамзитовые гранулы.
Стоимость
Основной показатель качества керамзитового заполнителя – его прочность. Она влияет и на стоимость готового продукта. Следует обратить внимание и на другие физические параметры материала: вес и крупность гранул. В зависимости от класса керамзит получает соответствующее название:
| Крупность, мм | Гравий | Щебень | Песок |
| 0 – 40 | 5 – 10 | 0 – 5 | |
| Насыпная плотность, кг/м3 | 400 – 600 | 400 – 600 | 600 |
| Прочность, МПа | 0,6 – 2,5 | 1 – 2 | 2 – 2,5 |
| Средняя стоимость, руб/м3 | 1350 – 1450 | 1540 – 2300 | 1645 – 2500 |
Производство стеновых блоков из керамзита
Благодаря особенностям сырья керамзитобетон обладает высокой прочностью, долговечностью, прекрасными тепло- и звукоизолирующими свойствами, не уступая, а по многим показателям и превосходя древесину. Технология изготовления в условиях заводов и малых фирм различается.
На крупных предприятиях специальные большие формы заполняют керамзитом и заливают раствором. Застывшая и набравшая необходимую прочность монолитная плита разрезается мощными дисковыми пилами на отдельные блоки, которые укладывают на поддоны и помещают на склад.
При изготовлении стеновых изделий в условиях гаража или другого небольшого и не приспособленного для этого помещения используют такое оборудование и инструмент:
- Бетономешалка с объемным ковшом на 260 литров.
- Специальный станок с функцией вибрации и набором различных по размерам форм.
- Ведра для заливки воды в бетономешалку, готового состава в емкости.
- Шуфельная лопата для засыпки керамзита в ковш.
- Правила, мастерок для снятия излишек раствора.
- Поддоны для складирования блоков на период затвердения и хранения.
Процесс состоит из следующих этапов:
- Замешивание в бетономешалке с соблюдением пропорции керамзитовый щебень:песок:цемент 6:3:1. В заранее залитую в ковш 1 часть воды первым засыпается крупный агломерат с величиной частиц от 5 до 10 мм, затем мелкий песок. После тщательного перемешивания добавляется цемент марки М400 или М500.
- Весь состав вымешивается в течение 15-25 минут до получения однородной вязкой массы.
- Для увеличения морозостойкости в замешиваемую смесь добавляют древесную смолу, а для ускорения процесса затвердения – специальные пластификаторы.
- Керамзитобетон закладывают в форму станка при включенном механизме вибрации, убирают или добавляют раствор при помощи мастерка. После того, как масса уплотнилась под действием колебаний, изделие аккуратно вынимают и кладут на поддон.
- Для полного отвердения и набора необходимой прочности смеси требуется не менее суток нахождения в сухом помещении с температурой не ниже 10°C.
Оборудование для производства керамзита и стеновых блоков
Для того чтобы наладить выпуск в домашних условиях или же при наличии достаточно просторного помещения, необходимо купить комплекс оборудования, заготовить качественное сырье.
| Наименование | Количество, шт | Средняя цена за единицу, рубли |
| Для производства гравия | ||
| Дробилка валковая зубчатая ИВЗ 2/260 | 1 | 300 000 |
| Горизонтальный двухвальный смеситель СМ-727А | 1 | 185 000 |
| Конвейер ленточный 3 метра | 2 | 20 000 |
| Обжиговая печь | 1 | 1 500 000 |
| Для изготовления керамзитоблоков | ||
| Станок для изготовления блоков из керамзитобетона ВСШ-6 | 1 | 50 000 |
| Бетономешалка 260 л | 1 | 50 000 |
| Керамзит: | ||
| щебень,м3 | 1 100 | |
| песок, м3 | 1 100 | |
| Цемент марки М500,мешок | 285 | |
Все оборудование (новое или б/у) можно как приобрести по отдельности на внутреннем рынке, так и заказать готовый комплекс из Китая – мини-завод будет стоить около 13-15 млн. рублей. Российские же аналоги дороже в несколько раз – компактные производства марки «Емеля» в зависимости от количества выпускаемой за год продукции имеют цену от 25 до 75 млн. рублей.
Сертификация и оформление сопроводительной документации на продукцию
Процесс производства керамзита достаточно сложен, и на качество конечного продукта могут оказать влияние даже небольшие отклонения от технологии. В соответствии с ГОСТ 32496-2020, каждая партия готовой продукции должна пройти приемочный контроль. Наряду с ним в установленные сроки проводится также входной и операционный контроль, что необходимо зафиксировать в журналах лаборатории и ОТК.
В документах, которые выдаются по результатам приемо-сдаточных испытаниях, фиксируются: зерновой состав, насыпная плотность, прочность, коэффициент формы щебня и гравия, содержание расколотых зерен и влажность.
Отдельно заказчик может инициировать контрольную проверку соответствия характеристик материалов согласно ГОСТ 9758.
При отправке партии керамзита производитель обязан составить документ, подтверждающий качество продукта, в котором указываются следующие данные:
- название и юридический адрес производителя керамзита;
- наименование и объем партии поставляемого керамзита;
- номер и дату выдачи документа, подтверждающего качество продукта;
- название и юридический адрес фирмы-покупателя;
- марку насыпной плотности;
- зерновой состав керамзита;
- марку по прочности материалов;
- коэффициент формы зерен;
- информацию о количестве расколотых зерен;
- удельную эффективную активность естественных радионуклидов;
- указание на действующий стандарт качества.
В соответствии с законодательством покупатель может дополнительно запросить документ о подтверждении значения теплопроводности для гравия и щебня керамзита.
Сфера применения
На территории РФ действуют около 150 предприятий по производству керамзита, с конвейеров которых ежегодно сходит порядка 3.5 млн. м³ материала. Существующие объемы не полностью покрывают промышленные потребности государства, поскольку с развитием технологий керамзит все шире используется для:
- производства конструкций из керамзитобетона;
- замешивания «теплых» кладочных растворов;
- тепло- и звукоизоляции стен, плит перекрытий и кровельных элементов зданий;
- промышленного строительства (дороги, мосты, дамбы);
- утепления трубопроводов;
- наполнения легких бетонов;
- обустройства дренажных систем, в том числе, в сельскохозяйственной отрасли;
- фильтрования воды.
В каждом конкретном случае применяется керамзит определенной фракции, поэтому предприятия с различным оборудованием и различного же масштаба с легкостью находят рынки сбыта для выпускаемого продукта.
