Сушка пеногипсовых материалов

Один из основных путей снижения материалоемкости строительных материалов п изделий — применение формовочных масс. До недавнего времени считалось, что это относится главным образом к цементным и Известково-цементным системам, применяемым в производстве ячеистых бетонов различного назначения.

В последние годы появились работы, связанные с изучением поризации материалов, изготовленных па основе гипсовых вяжущих 2.

Пеногипсовые материалы применяются в виде элементов подвесных потолков, обладающих хорошими звукопоглощающими и декоративными свойствами Доказана их эффективность при использовании в многослойных конструкциях и в виде теплоизоляционных блоков.

В МИСИ им. В. В. Куйбышева ведутся исследования, направленные иа создание технологии эффективных отделочных звукопоглощающих материалов иа основе пеногипса со средней плотностью 350—450 кг/м3. Разработаны составы и технология получения, но не были решены вопросы тепловой обработки (сушки) пеногипсовых изделий. Отличительной особенностью последних, влияющей на сушку, является наличие большого числа сообщающихся пор и сравнительно небольшая толщина (20— 30 мм). Поэтому рекомендации, разработанные применительно к сушке плотных гипсовых материалов, не годятся для поризованных гипсовых материалов.

Оптимизации режимов тепловой обработки затрудняется тем, что двугидрат кальция очень чувствителен к изменению температуры и относительной влажности теплоносителя. Сложность вызвана и структурными особенностями материала: уже в период прогрева влага удаляется не только с поверхности но и из внутренних его слоев.

Цель данной работы — определить параметры тепловой обработки пеногипсовых материалов, обеспечивающих их хорошее качество. При выполнении исследований определяли, как влияет па изменение влагосодержания температура и скорость движения теплоносителя, начальная влажность и средняя плотность материала. Изучали напряженное состояние на его поверхности, изменение прочностных показателей и звукопоглощения

Установлено, что большое влияние на скорость изменения влагосодержания пеногипса оказывает скорость движения п способ подачи теплоносителя. Так, при увеличении скорости движения теплоносителя с I до 4 м/с, длительность сушки пеногипса с рсг, - 450 кг/м3 сокращается в 1,6 раза, а удельный влагосъем изменяется с 2.4 до 5.9 кг/(м- ч) (рис. 2).

Безопасной, с точки зрения допустимых деформаций, является скорость движения теплоносителя с температурой 70°С — 4 м/с. Интенсификация процесса сушки гипсовых материалов с 450 кг/м3 отмечена при переходе с обдува (подача теплоносителя вдоль поверхности испарения) на продув (подача теплоносителя через материал перпендикулярно поверхности испарения). В этом случае скорость изменения влагосодержання связана не только с изменением относительной влажности среды на поверхности материала и в теплоносителе. но и с увеличением поверхности влагосъема за счет включения внутренних слоев, что полностью соответствует формуле Дальтона, описывающей внешний массообмен при сушке строительных материалов3. Независимо от температуры теплоносителя при скорости его движения примерно 2 м/с длительность сушки при продуве теплоносителя через материал на 20—30% меньше, чем при обдуве, т. е. повышение температуры с 70 до 90°С может быть полностью компенсировано изменением способа подачи теплоносителя. При этом по напряженному состоянию материал находится в наиболее благоприятных условиях (8 мм/м).

Изучено также влияние плотности, толщины и начального влагосодержания материала на длительность сушки и его напряженное состояние. Оказалось, что при изменении средней плотности материала с 350 до 500 кг/м3 длительность сушки 80°С и скорости обдува 2 м/с увеличивается на 1 ч. При повышении начального влагосодержания с 50 до 80% (по массе) прн температуре теплоносителя 80°С увеличиваются не столько длительность сушки,> сколько удельный влагосъем — с 2,9 до 4.5 кг/(м2-ч).

Длительность сушки находится в прямо пропорциональной зависимости от толщины изделий. Так, сушка пеногипсовых заготовок толщиной 20 и 40 мц при температуре теплоносителя 80гС соответственно составляет 2 и 4 ч Напряженное состояние материала больше) увеличивается при повышении начального влагосодержания и его плотности: С увеличением толщины материала в связи с удлинением периода сушки и возможности релаксации напряжений абсолютные значения напряжений, возникающих на его поверхности, меньше.