Автоклавної обробки, новини в будівництві
Автоклавної обробки будівельних матеріалів складається з шести етапів і проводиться в горизонтально розташований сталевий циліндр з герметично закриваються з торців кришками.
Виробництво автоклавних будівельних матеріалів базується на гидротермальном синтезі гідросилікатів кальцію, який здійснюється в реакторі-автоклаві в середовищі насиченої водяної пари тиском 0,8 - 1,3 МПа і температурою 175 - 200 ° С. Для гидротермального синтезу можна використовувати при належному обґрунтуванні інші параметри автоклавізаціі, застосовувати обробку не тільки парою, але і пароповітряної або парогазової сумішшю, водою.
Силікатні автоклавні матеріали - це безцементні матеріали та вироби (силікатні бетони, силікатна цегла, каміння, блоки), приготовлені з сировинної суміші, що містить вапно (гашене або мелене негашене), кварцовий пісок і воду, які утворюють в процесі автоклавної обробки гідросилікати кальцію:
Са (ОН) 2 + Si02 + m Н20 = СаО • Si02 • nH2O
В умовах автоклавної обробки можна отримати різні гідросилікати кальцію в залежності від складу вихідної суміші: Тоберморі 5CaO · 6 SiO2 · 5H2O, слабо закристалізовувалися гідросилікати :( 0,8-1,5) CaO • Si02 • H2O-CSH (I) і (1 , 5-2) CaO x SiO2 · H2O-CSH (II) .У високоізвесткових сумішах синтезується Гіллебранда 2CaO · SiO2 · H2O
Малюнок 1. Автоклав для силікатних блоків
Автоклав являє собою горизонтально розташований сталевий циліндр з герметично закриваються з торців кришками (рис. 1). Діаметр автоклава - 2,6 - 3,6 м, довжина - 21 - 30 м. Автоклав забезпечений манометром, що показує тиск пари, і запобіжним клапаном, автоматично відкривається при підвищенні тиску вище граничного.
У нижній частині автоклава укладено рейки, по яких пересуваються завантажені в автоклав вагонетки з виробами. Автоклав обладнаний пристроями для автоматичного контролю та управління режимом автоклавної обробки. Для зменшення тепловтрат автоклав покритий шаром теплоізоляції.
Після завантаження автоклав закривають і в нього поступово впускають насичений пар. Висока температура при наявності в бетоні води в крапельно-рідкому стані створює сприятливі умови для хімічної взаємодії між гідратом окису кальцію і кремнеземом.
Перший етап - від початку впуску пари до встановлення в автоклаві температури 100 ° С. На цій стадії нагрівання спостерігається великий температурний перепад між поверхнею і серединою вироби, що досягає 30 - 50 ° С і що може викликати значні температурні напруги і поява тріщин.
Другий етап - від початку підйому тиску пара до досягнення максимального тиску в автоклаві - супроводжується підвищенням температури від 100 ° С до максимальної. Пар під тиском проникає в пори вироби і конденсується в них, виріб прогрівається в повному обсязі, температурний перепад скорочується до 3 - 5 ° С.
Третій етап - витримка виробів при постійних тиску і температурі; чим вище тиск і температура, тим коротше тривалість автоклавізаціі. Іноді третя стадія може бути відсутнім (так званий «піковий» режим).
Четвертий етап починається з моменту зниження тиску пара і температури, яке необхідно проводити поступово. На цьому етапі внутрішні напруги у виробах виникають внаслідок різниці температури і тиску в матеріалі і в автоклаві.
П'ятий етап - охолодження виробів від 100 до 18 - 20 ° С.
Шостий етап - вакуумирование (може додаватися). При вакуумуванні тиск водяної пари усередині виробів приблизно на 0,02 МПа вище, ніж в автоклаві, тому відбувається підсушування виробів і більш швидке їх охолодження.
Отже, міцність автоклавних матеріалів формується в результаті взаємодії двох процесів: 1) структуроутворення, обумовленого синтезом гідросилікатів кальцію і 2) деструктивного, обумовленого внутрішньою напругою.
Для зниження внутрішніх напружень автоклавную обробку проводять за певним режиму, що включає поступовий підйом тиску пара протягом 1,5 - 2 год, ізотермічну витримку виробів в автоклаві при температурі 175 - 200 ° С і тиску 0,8 - 1,3 МПа протягом 4 - 8 год і зниження тиску пара протягом 2 - 4 ч. Після автоклавної обробки тривалістю 8 - 14 год отримують силікатні бетони і силікатна цегла