Способ сушки изделий из гипсоцементнопуццоланового вяжущего и конструкция сушильной установки —
О производстве изделий из ГЦП-вяжущего одним из основных этапов является сушка.
Наличие в гипсоцементном вяжущем двух компонентов — гипса и пуццоланового цемента, обладающих разными физико-химическими свойствами и характеризующихся различным временем гидратации, усложняет процесс сушки.
Анализируя особенности каждого материала, можно сделать вывод, что для обеспечения высокого качества изделий необходимо создать оптимальные условия гидратации цемента, повышая температуру среды, в то же время не допускается испарение содержащейся в материале влаги. В идеале таким условиям отвечает тепловлажностная обработка или пропарка изделий из цементного вяжущего в специальных установках (пропарочных камерах, автоклавах). Гипс же после гидратации нуждается только в сушке.
Осуществление процессов гидратации и сушки изделий из гипсоцементнопуццоланового вяжущего в раздельных аппаратах значительно усложнило бы технологическую схему производства, удорожило бы строительство предприятий и себестоимость выпускаемой продукции и поэтому нецелесообразно. Следовало искать другие пути решения проблемы. Одним из них является разделение всего процесса тепловой обработки изделий на отдельные периоды, а самой сушилки — на участки или зоны, чтобы создать в каждой из них свои, оптимальные с точки зрения воздействия на материал условия.
Основную роль при этом играют такие параметры, как температура и влагосодержание теплоносителя. При воздействии на материал высокотемпературного сильно увлажненного теплоносителя можно значительно интенсифицировать внешний тепломассообмен, а также увеличить влагопроводность материала за счет повышения его температуры. Эти же условия позволяют резко интенсифицировать и гидратацию цемента при наличии в материале достаточного количества влаги.
В то время как целью сушки обычных гипсовых изделий, у которых процесс гидратации и перехода полуводного гипса в двуводный закапчивается еще до их загрузки в сушилку, является испарение и возможно более короткий срок и с меньшими затратами тепла свободной, т. е. не вошедшей в химическое взаимодействие с полугидратом.
Так, известно, что повышение температуры теплоносителя при сушке капиллярно-пористых тел вызывает увеличение значений первой и второй критических влажностей материала Ki и Кг- В изделиях из ГЦП-вяжущего значительных изменений этих показателей при повышении температуры теплоносителя не наблюдалось, а начиная со 100°С и выше значения критических влажностей оставались почти постоянными.
Особый интерес представляют исследования влияния влагосодержания теплоносителя на кинетику сушки ГЦП-вяжущих.1 2 Как известно, у капиллярно-пористых тел повышение влагосодержания теплоносителя приводит к замедлению процесса сушки, весьма заметному при низких и небольшому при высоких его температурах (выше 150°С для гипсовых и гипсобетонных изделий). При этом значения первой и второй критических влажностей уменьшаются. В изделях из ГЦП-вяжущих наблюдается,- как это видно на рис. 1, обратная зависимость, а именно — увеличение значений критических влажностей.
Так, повышение влагосодержания теплоносителя от 10 до 200 г/кг сухого воздуха (с. в.) вызывает возрастание; первой критической влажности от 32 дев 43%, а второй — от 9 до 28% и, по-видимому, может быть объяснено особенностями обезвоживания изделий та ГЦП-вяжущих, заключающимися в повременном протекании процесса суш- ки материала и гидратации содержащемся в нем цемента. 1
При температуре теплоносителя 80°1 и влагосодержании 10 кг/кг с. в. температура материала в первом период равна температуре мокрого термометра- психрометра и составляет 30°С.
Уменьшение количества свободно, влаги в изделиях в это время происходит в основном за счет ее испарения так как гидратация цемента при таков температуре протекает медленно и pac-i ход воды на реакции незначителен. 1 Увеличение влагосодержания тенлоносителя от 200 r/кг с. в. при той же начальной температуре 80°С вызывает по-,, вышение температуры материала до; 64,5°С, т, е. более чем в два раза, и примерно настолько же скорость гидратации цемента. Дополнительный приход тепла в системе за счет экзотермического эффекта реакции способствует нагреванню материала до более температуры и испарению из него влаги. Подобную картину можно на блюда и при высокой температуре теплопотеря. Увеличение его влагосодержании с 10 до 200 г/кг с. в. при начальной температуре 180°С приводит к нагрев; пню материала от 47 до 67°С.