О НАЗНАЧЕНИИ РЕЖИМОВ АВТОКЛАВНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Как известно, при назначении режимов автоклавной обработки ячеистых бетонов исходят из необходимости получения изделий с минимальными внутренними напряжениями при наибольшей прочности. Одновременно стремятся к максимально возможному сокращению продолжительности автоклавной обработки с целью увеличения оборачиваемости автоклавов. При этом добиваются снижения удельных расходов пара и капитальных вложений на теплоснабжающее оборудование в расчете на единицу выпускаемой -продукции.

Установлено, что для каждого состава ячеистобетонной смеси, вида применяемой технологии, размеров л конфигурации изделии существует свой оптимальный режим автоклавной обработки. На стадии нагрева изделий в период подъема температуры до 100°С и от 100°С до максимальной наилучшим является режим, обеспечивающий при наименьшей продолжительности минимальные перепады температур и давлений по сечению изделия.

Столь противоречивые требования могут быть удовлетворены для газобетонных массивов высотой от 0,2 до 0,6 м следующими технологическими приемами: продувкой автоклава при температуре среды 100—103°С в течение 1—3 ч с целью нагрева материала до 85— ОбХ3-4; продувкой автоклава с одновременным его вакуумированием в течение 0,5—1 ч до остаточного давления 0,3-0.4 кгс/см

Указанные технологические приемы создают благоприятные условия для удаления воздуха из автоклава и порового пространства бетона, что обеспечивает на этой и последующих стадиях тепловлажностмой обработки ускоренный прогрев изделий при минимальных перепадах температур.

Последний способ позволяет с максимальной скоростью удалять воздух из автоклава и пор ячеистого бетона и как следствие этого приводит к интенсификации процесса диффузии пара в поры материала и быстрому его прогреву. Это особенно важно при запаривании ячеистобетонных массивов, изготовляемых по резательной технологии. На стадии последующего подъема температуры я давления до максимальных величин, при условии предварительного прогрева изделия до 85—95°С, интенсивность нагрева может быть весьма высокой (до 80—]50°С в 1 ч). При этом максимальные перепады температур по сечению изделий не превышают 5—7С. На этой стадии нагрева передача тепла происходит в основном путем молярной диффузии пара в поры ячеистого бетона, а эквивалентный коэффициент теплопроводности достигает 7—10 ккал.

Такой прогрев изделия в этот период способствует более равномерному (по объему массива) протеканию физико-химических процессов образования гидросиликатов кальция и появлению градиентов давления, меньших, чем те, которые при определенных условиях могут возникать на начальной стадии изотермической выдержки. Таким образом, применяя продувку с вакуумированием или только одну продувку автоклава, продолжительность нагрева массивов толщиной 0.6 м до максимальной температуры можно довести до 1.5—4 ч. Использование больших скоростей нагрева (80—90°С в 1 ч) недопустимо по правилам эксплуатации сосудов под давлением.

При применении цементного или смешанного вяжущего и молотого песка с величиной удельной поверхности порядка 2500 см2/г продолжительность изотермической выдержки после достижения максимальной температуры должна составлять не менее 5—6 ч, а при использовании молотой извести-кипелки или в качестве кремнеземистого компонента зол ТЭЦ — не менее 7—8 ч при давлении 9 кгс/см2 С увеличением давления до 13 кгс/гм2 продолжительность изотермической выдержки может быть уменьшена на 1—1,5 ч.

На стадии снижения давления пара в автоклаве с точки зрения уменьшения возникающих в изделиях градиентов давлений и температур и последующего их влияния на качество продукции медленный режим является наилучшим. Установлено, что для каждой ступени снижения давления существует своя критическая скорость, превышение которой приводит к массовым нарушения структуры ячеистого бетона и образованию трещин в изделиях. Допустимая скорость снижения давления и величина его перепада по сечению зависят от состава ячеистого бетона, свойств применяемых материалов, технологии изготовления, размеров и конфигурации изделий.

Интегральными показателями, определяющими критическую скорость снижения давления в автоклаве до атмосферного и при вакуумировании, являются коэффициент паропроницаемости ячеистого бетона, его влажность, прочность и однородность по прочности, а также размеры и конфигурация изделия.

Применительно для газобетона объемной массой 400—700 кг/м3 ориентировочная величина допустимых пепепадоз давлений по сечению может быть определена по формуле3:

При вычисленных гю формуле (1) значениях перепада давлений соответствующий перепад температур для предотвращения образования опасных температурных напряжений не должен превышать 10°С.

Зная ориентировочную величину ДОПУСТИМОГО перепада давления по сечению, паропроницаемость газобетона и объем удаляемого из изделия пара, можно рассчитать продолжительность снижена давления от максимального до атмосферного. Для этого весь интервал снижения давления разбивается на ряд одинаковых отрезков, равных, например, 1 кгс/см2. Количество удаляемого из изделия пара (Gnap) на каждом из указанных отрезков определяют по формуле

Продолжительность стадии охлаждения вакуумированием автоклава также рекомендуется назначать, пользуясь формулами (2) и (3). Однако в связи с тем, что при перепаде давлений по сечению плиты, равном 0,4 кгс/см2, перепад температур может превышать 10°С, что недопустимо, значения величины первого уменьшают на этой стадии до 0,1 кгс/см2, а длительность каждой стадии затем определяют аналогичным образом по указанным формулам.

Опыт работы заводов по изготовлению ячеистобетонных изделий и экспериментальные исследования в этом направлении показывают возможность снижения давления пара в автоклаве по специальному режиму от 11—13 до 1 кгс/см2 за 0,5—1 ч. Длительность вакуумирования может составлять 1,5—2 ч и зависит от типа и мощности установленного вакуумирующего оборудования, а также от количества удаляемой влаги.

Анализ принятых на ряде заводов режимов показывает, что в редких случаях применяется продувка автоклава перед или во время подъема давления и почти нигде не практикуется продувка с одновременным вакуумированием. Помимо удлинения стадий нагрева это снижает также и качество изделий. Кроме того, на заводах силикатных изделий еще мало используют удаляемый из автоклавов вторичный пар.

Для снижения удельного расхода пара на тепловую обработку ячеистого бетона необходимо повышать коэффициент заполнения автоклава до 0,44, что достижимо при внедрении резательной или кассетной технологии изготовления изделий. Следует шире использовать вторичный пар путем его перепуска в другой автоклав. Необходимо также сокращать продолжительность отдельных стадий запаривания до оптимальных значений и загружать в автоклав отформованные изделия с наиболее высокой начальной температурой.