Автоклавная обработка

Чтобы придать силикатному кирпичу необходимую прочность, его обрабатывают насыщенным паром под повышенным давлением — обычно от 8 до 12 ат (изб). При этом давлении температура насыщенного пара составляет соответственно от 174,5 до 187,1° С. При автоклавной обработке кирпича-сырца гидрат окиси кальция Ca(OH)2 вступает в химическую реакцию с кремнеземом SiO2, причем образуется цементирующее вещество (гидросиликаты кальция), которое связывает зерна кварцевого песка. В результате сырец превращается в прочный искусственный камень — силикатный кирпич.

В процессе автоклавной обработки (запаривания) кирпича-сырца согласно работам А. В. Волженского различают три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и заканчивается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и обрабатываемых изделий.

Вторая стадия характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве. В это время получают максимальное развитие все те физико-химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликатов кальция, а следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.

Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него готового кирпича.

В первой стадии запаривания в автоклав с сырцом впускают насыщенный пар с температурой 175° С под давлением 8 ат (изб). При этом пар начинает охлаждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича и здесь превращается в воду. Следовательно, к воде, введенной при изготовлении сырьевой смеси, присоединяется вода от конденсации пара.

Образовавшийся в порах конденсат растворяет присутствующий в сырце гидрат окиси кальция и другие растворимые вещества, входящие в состав сырца.

Известно, что упругость пара растворов ниже упругости пара чистых растворителей. Поэтому притекающий в автоклав водяной .пар будет конденсироваться над растворами извести, стремясь понизить их концентрацию. Это дополнительно увлажняет сырец в процессе запаривания. И, наконец, одной из причин конденсации пара в порах сырца являются капиллярные свойства материала.

Роль пара при запаривании сводится к сохранению воды в сырце в условиях повышенных и высоких температур. При отсутствии пара происходило бы немедленное испарение воды, а следовательно, высыхание материала и полное прекращение реакции образования цементирующего вещества — гидросиликата кальция.

С того момента, когда б автоклаве будет достигнута наивысшая температура 174,5—187,10 °С, наступает вторая стадия запаривания. В это время максимальное развитие получают все те процессы, которые ведут к образованию монолита. К этому моменту поры сырца заполнены водным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)2. непосредственно соприкасающимся с кремнеземом (SiO2) песка.

Таким образом, в рассматриваемых условиях взаимодействие между известью и кремнеземом протекает при наличии раствора. В результате этого взаимодействия образуются новые вещества — гидросиликаты кальция.

Сначала гидросиликаты находятся в коллоидном (желеобразном) состоянии, а затем постепенно выкристаллизовываются и, превращаясь в твердые кристаллы, сращивают песчинки между собой.

Таким образом, во второй стадии запаривания образование гидросиликатов кальция и перекристаллизация их вызывают постепенное твердение кирпича-сырца.

Третья стадия запаривания наступает с момента прекращения доступа пара в автоклав и кончается в момент извлечения изделий из автоклава.

С прекращением подачи пара начинается падение температуры в автоклаве, быстрое или медленное в зависимости от изоляции стенок автоклава и наличия перепуска пара. Происходит снижение температуры изделия и обеднение его водой, так как вода испаряется.

Архитектурная энциклопедия © 2016 Яндекс.Метрика