Автоклавная обработка силикатного кирпича

Обновлено: 25.01.2025

Влияние условий тепловлажностной обработки на качество цветного силикатного кирпича Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кузнецова Г.В., Санникова В.И.

Рассматривается вопрос применения различных режимов автоклавной обработки в технологии цветного кирпича. Утверждение, что необходимо проводить запарку цветного кирпича при давлении не выше 0,7 МПа не обосновано, так как процессы твердения извесковоBпесчанных смесей протекают при более интенсивной автоклавной обработке, в более короткие сроки, с образованием большего количества гидросиликатов. С развитием производства и увеличения рынка предложения пигментов, снижения цен и качества пигментов дефекты цветного кирпича, возникавшие ранее, можно отнести к дефектам качества пигментов и отсутствию их выбора, а также незнанию или нарушению технологии. Получение качественного и долговечного цветного силикатного кирпича обуславливается полнотой проведения химического синтеза, что требует достаточно высоких температур.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние условий тепловлажностной обработки на качество цветного силикатного кирпича»

Г.В. КУЗНЕЦОВА, доцент, инженер, В.И. САННИКОВА, доцент, канд. техн. наук, Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Влияние условий тепловлажностной обработки на качество цветного силикатного кирпича

Автоклавная обработка является основным процессом, превращающим механическую смесь разнородных компонентов в химические соединения, связывающие зерна песка в монолит. Под режимом тепловой обработки понимают давление и длительность всех стадий автоклавной обработки. Продолжительность автоклавной обработки определяют исходя из трех основных условий — прогрева изделий по всему объему, который диктуется необходимостью образования достаточно однородной структуры в любом микрообъеме, полноты протекания химических реакций образования гидросиликатов кальция, более или менее равномерном и экономичном расходе пара. При более интенсивной автоклавной обработке (длительный режим и более высокое давление пара) процессы твердения известково-песчаных смесей протекают быстрее с образованием большого количества гидросиликатов [1].

Развитие технологии цветного силикатного кирпича столкнулось с рядом вопросов, на которые при производстве обычного силикатного кирпича никогда не обращали внимания. После тепловой обработки обнаруживается ослабление цвета, выступающий белый налет на поверхности, черные окружности вокруг органических примесей, изменение внутреннего цвета изделия, исчезновение цвета, белесость поверхности.

Введение в состав шихты красящих пигментов для получения автоклавных силикатных материалов требует более глубокого изучения оптимальных условий теп-ловлажностной обработки. В технической литературе встречается мнение, что цветной кирпич необходимо запаривать при более низкой температуре и давлении, увеличение изотермической выдержки при автоклавной обработке приводит к заметному ослаблению окрашенных образцов, рекомендуемая тепловая обработка для цветного кирпича должна проводиться при температуре, не превышающей 170оС (0,7 МПа) (табл. 1).

Надо отметить, что последнее время технология производства цветного силикатного кирпича ушла вперед. Расширился рынок пигментов, улучшилось их качество. Сейчас при выборе пигментов предъявляют требования:

к щелочеустойчивости, светоустойчивости, температу-ростойкости не ниже 200оС ( не должны менять окраску после ТВО). Они не должны содержать примесей, вредно влияющих на процесс ТВО, обладать высокой красящей способностью, и иметь документ о качестве. Железо-окисные пигменты одной и той же марки разных производителей отличаются по насыпной плотности и удельной поверхности. Например, железоокисные пигменты, произведенные в Китае, — желтый 313 имеют меньшую насыпную плотность, чем желтый, произведенный в Ярославле, поэтому при одной и той же массе занимают больший объем и дают лучший красящий эффект.

Коричневые красители ТК и СК имеют большую массу и низкую удельную поверхность. Одни пигменты повышают прочность (желтые, красные, зеленые), для других (коричневых) нужно корректировать режим ТВО или состав смеси.

Технологи уже знают, что оптимальная формовочная влажность цветной смеси не должна превышать 4—5%, количество извести должно обеспечить получение оптимальной сырцовой прочности, определяющей внешний вид продукции и ее сохранность при транспортировке.

Цветной кирпич после формования в течение 30 мин должен быть помещен в автоклав, а в формовочном цехе должна поддерживаться влажность и не допускаться сквозняки и др. Известно, что цветной силикатный кирпич можно получить при запаривании при обычном режиме под давлением 0,8 МПа, а также при повышенном давлении, равном 1,2 МПа с изотермической выдержкой и без нее, то есть по пиковому режиму. Целесообразность применения того или иного режима определяли путем сравнения цвета и прочности полученных образцов [2, 3].

Обработка насыщенным паром под высоким давлением увеличивает скорость синтеза гидросиликатов кальция, что позволяет сократить режим автоклавной обработки. Автоклавная обработка цветного силикатного кирпича по пиковому режиму приводит к снижению прочности (от 15 до 37%), а интенсивность окраски кирпича, полученного таким тепловым

36 сентябрь 2010 *

Параметры насыщенного пара

Избыточное давление, МПа 0,6 0,7 0,8 0,9 1,1

Температура, оС 164,1 169,6 174,5 179 183

Прочность цветного силикатного кирпича в зависимости от режима автоклавной обработки

Пигмент Давление, атм Температура, оС Режим, ч Цикл, ч прочности при сжатии, МПа

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

режимом, не отличается от кирпича при обычном режиме ТВО [2, 3].

В начале автоклавной обработки образуется высокоосновный С28Н2. Соединение такого вида существует до тех пор, пока раствор насыщен известью. После ее связывания в гидросиликаты концентрация кремнезема в жидкой фазе растет в результате растворения 8Ю2 и образуется низкоосновный гидросиликат кальция. Низкоосновные гидросиликаты кальция обладают достаточной прочностью и долговечностью. Пигменты, вводимые в состав формовочной смеси для окрашивания, являются молотой добавкой. Системы 8Ю2 — пигмент обладают реакционной способностью по отношению к кремнезему, так же как известь.

Результаты испытаний (табл. 2, 4) позволили сделать вывод, что для получения цветного силикатного кирпича повышенной прочности и более устойчивой окраски целесообразно применять режимы с повышенным давлением пара. Длительность автоклавной обработки сверх оптимальной вызывает увеличение размеров кристаллов, которое приводит к снижению прочности камня [4].

Различный химический состав пигментов оказывает свое влияние на прочность. Минеральные пигменты представляют собой сложные соединения, в состав которых кроме красящих хромофоров Fe, Сг, N1, Мп и др. входят различные примеси. Введение пигментов в состав известково-кремнеземистых формовочных смесей оказывает влияние не только на изменение структуры материала, но и на процессы автоклавного тверде-

ния цветных смесей. Оксиды и гидроксиды железа, марганца и хрома, особенно в случае их высокой дисперсности, связывают Са(ОН)2, в результате чего возникают продукты автоклавных реакций, определяемые предварительно как гидроферриты, гидроманганаты и гидро-хроматы кальция. Образование гидроферритов, гидро-манганатов, гидрохроматов кальция в определенных условиях либо не оказывает заметного влияния на изменение прочности, либо повышает прочностные свойства до 20%. Гидратация гематита и образование гидроферритов кальция возможны в зонах, обогащенных известью. В этих зонах в течение длительного времени сохраняется высокая щелочность жидкой фазы. Глинистые минералы, входящие в состав пигментов, повышают водопотребность известково-песчаных смесей, улучшают качество смеси, но снижают прочность на 20-30%.

В изделиях на охре за счет присутствия в пигменте каолинита возникают гидрогранаты, содержащие 1-1,2 моль 8Ю2, что приводит к снижению прочности. Охра отрицательно влияет на процесс автоклавного твердения. Причинами являются особенности состава и свойства этого пигмента, состоящего в значительной части из глинистого минерала каолинита, и ухудшение фазового состава цементирующего вещества за счет кристаллизации гидрогранатов взамен цементирующих гидросиликатов кальция.

Прочность цветных изделий, изготовленных с применением окиси хрома, выше прочности изделий без красящего пигмента, что объясняется интенсивным образованием гидросиликатов кальция группы С8ЩВ). В небольшом количестве возникают также гидрохромиты кальция. Изделия с добавкой пиритных огарков имеют наиболее высокую прочность, что обусловлено отсутствием глиноземсодержащих фаз в исходном пигменте, благодаря чему при химическом синтезе в конгломерате не возникают гидрогранаты, а также присутствием в составе пигмента сульфатов, положительно влияющих на процесс автоклавного твердения.

Растворимость Са(ОН)2 в воде

Температура, оС 20 40 50 80 100 180 200

Растворимость, г/л 0,16 0,137 0,114 0,092 0,072 0,035 0,012

Прочность цветного силикатного кирпича в зависимости от типа пигмента

Вид Давление, Температура, оС Режим, Цикл, Предел прочности

пигмента атм ч ч при сжа-

Л] сентябрь 2010 3Г

Однако реакционная способность важнейших красящих соединений (диоксида железа, оксида железа, оксидов гидроокислов марганца, оксида хрома) намного ниже, чем примесей, присутствующих в пигментах и тем более в кварце. Присутствие в составе пигментов сульфатов положительно влияет на процесс автоклавного твердения. Изделия приобретают достаточно высокую прочность, но и при этом образуется белый налет на кирпиче. Здесь можно предположить прохождение обменных реакций:

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Выступающий белый налет снижает качество изделий и приводит к их обесцвечиванию. Снижение давления в данном случае неэффективно. Как правило, с таким явлением сталкиваются, когда используются пигменты, получаемые из отходов промышленности (рис. 2).

Равномерное обесцвечивание или белесость связывается и с повышенной влажностью формовочной смеси при одновременной хорошей яркости внутреннего слоя. И такое явление, как «шуба», появляется также появляется при нарушении технологии. В данной статье эти темы не затрагиваются, но можно утверждать, что влияния давления здесь нет.

ГОСТ 379—95 требует выпуска цветного лицевого силикатного кирпича марки не ниже 125. Прайс-листы про-

изводителей кирпича пестрят маркой 150—200, это очень хорошо, если отработанная технология позволяет им получать. Строители также предъявляют требования к морозостойкости цветного силикатного кирпича, используя его при строительстве многоэтажных домов. Поэтому возникает требование марки цветного силикатного кирпича по морозостойкости не менее 35 циклов. Данные требования и будут обусловливать выбор соответствующего режима. Правильно выбранный пигмент, удовлетворяющий всем требованиям, предъявляемым к лицевому силикатному кирпичу, отлаженная технология — это залог хорошего качества цветного силикатного кирпича. Таким образом, можно утверждать, что прочность цветного автоклавного камня зависит от типа пигмента, его химического состава, тонкости помола пигмента, качества вяжущего и однородности смеси в каждой точке объема, а также от правильно выбранного режима автоклавной обработки.

1. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М.: Стройиздат, 1982. 384 с.

2. Холопова Л.Ю., Бушмин И.Ю. Окрашивание автоклавных силикатных материалов. Л.: Изд. по строительству, 1971. 150 с.

3. Гулинова Л.Г., Торчинская С.А., Скатынский В.И. Цветные силикатные материалы и изделия автоклавного твердения. Киев: Госстройиздат, 1957. 90 с.

4. Баженов П.И. Технология автоклавных материалов. Л.: Стройиздат, 1978. 368 с.

5. Зейфман М.И. Изготовление силикатного кирпича и силикатных ячеистых материалов. М.: Стройиздат, 1990. 184 с.

6. Рабинович В.А., Хавин В.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1991. 432 с.

7. Монастырев А.В. Производство извести. М.: Высшая школа. 1978. 216 с.

силиконовые продукты (гидрофобизаторы) для защиты строительных материалов и конструкции от атмосферных воздействий

Эмульсия «Тесил 53С»

Универсальная силиконовая эмульсия - гидрофо-бизатор для эффективной защиты от влаги щелочных и нейтральных строительных материалов - керамического и силикатного кирпича,конструкций и изделий из бетона, газо- и пенобетона; искусственного камня, тротуарной плитки и штукатурки. Эмульсия характеризуется быстрым наступлением гидрофобного эффекта.

Эмульсия «Тесил 53В»

Силиконовая эмульсия для поверхностной и внут-риобъемной гидрофобизации (вводится с водой зат-ворения) бетона и других высокощелочных конструкционных материалов и изделий на основе цемента. В несколько раз снижает водопоглощение материала, увеличивает морозо- и коррозионную стойкость из-за значительного снижения проникновения влаги и хлоридов при циклическом замораживании/размораживании.

Универсальный водоотталкивающий состав -раствор кремнийорганических соединений в органическом растворителе. Характеризуется глубоким проникновением в поверхностный слой материала (до 10-15 мм), быстрым наступлением гидрофобного эффекта и длительным (до 10 лет) его сохранением.

Продукт «Тесил 50»

Раствор кремнийорганических олигомеров в воде. Предназначен для придания повышенной влагостойкости строительным материалам и сооружениям:

- для поверхностной обработки керамического кирпича, черепицы и других изделий из керамики;

- для защиты от влаги фасадов зданий, конструкций и изделий из бетона, газо- и пенобетона;

- для обработки известняка, песчаника и изделий из гипса;

- для обработки конструкционных материалов и изделий на основе цемента (шифера, штукатурки, тротуарной плитки и др.);

- для горизонтальной гидроотсечки в фундаментах методом пошагового бурения и инжекции.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Эмульсия «Тесил 53»

Силиконовая эмульсия для придания гидрофобных свойств минераловатным изделиям. Эмульсия применяется для поверхностной обработки ковра или добавляется в рабочий раствор синтетического связующего, отлично совмещается с карбамидно- и фенолформальдегидными смолами.

Эмульсия «КЭ 30-04»

Силиконовая эмульсия гидридсилоксана для:

- введения в бетон в качестве добавки, повышающей морозостойкость и снижающей усадку бетона;

- объемной гидрофобизации изделий на основе цемента и гипса при введении в воду зат-ворения;

- поверхностной гидрофобизации строительных изделий и конструкций из кирпича, гипса и бетона.

Автоклавная обработка технологический процесс

Схема технологического процесса автоклавной обработки. Полный технологический цикл процесса запаривания кирпича в автоклаве состоит из следующих операций: загрузка сырца в автоклав, закрытие крышек, перепуск пара, впуск острого пара, выдержка под давлением, второй перепуск, выпуск пара в атмосферу, открывание крышек и выгрузка автоклава. Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который в зависимости от ряда условий может составлять 12—13 ч и меньше.

Интенсивность использования автоклавов характеризуется средней продолжительностью цикла запаривания кирпича в часах или количеством циклов (оборотов) автоклава в сутки. Количество циклов достигает 2 и 2,5 в сутки, а коэффициент использования мощности составляет 0,96—0,98.

Увеличение производительности автоклавов достигнуто повышением давления пара в автоклавах с 8 до 101 2 ат _(изб.) и соответственно температуры насыщенного пара от 175 до 190—212° С, что позволило сократить продолжительность цикла запаривания с 10,5 до 8 и 8,5 ч.

Для определения количества циклов запаривания кирпича в автоклаве в сутки Ц пользуются формулой

где t — время запаривания кирпича.

Например, при длительности цикла 10,5 ч количество циклов в сутки составляет

Сокращению цикла запаривания способствовало также применение вместо молотой извести молотой известково-кварцевой смеси, полученной совместным помолом извести с кварцевым песком.

Процесс автоклавной обработки силикатного кирпича ведут следующим образом. Для примера рассмотрим два автоклава А и Б, стоящие рядом. Предположим, что в автоклаве А процесс запаривания закончился. Из этого автоклава отработанный пар перепускают в автоклав Б для подогрева сырца, при этом все вентили, кроме вентилей перепускной линии, закрыты. Спустя некоторое время открывают вентиль конденсационной магистрали для выпуска конденсата из автоклава Б.

После того как в автоклаве Б будет достигнуто давление 3—4 ат (изб.), в автоклаве А открывают вентиль для выпуска остатка пара в атмосферу (все остальные вентили закрыты). В автоклаве Б открывают вентиль острого пара для впуска в автоклав пара из магистрали и парового котла.

Читайте так же: Методы обжига извести

Вентиль надо открывать очень медленно. За первые 3—4 мин вентиль должен быть открыт только на один оборот, затем через каждые 3—4 мин вентиль открывают все быстрее, и приблизительно в течение 15 мин вентиль должен быть открыт полностью и в автоклаве Б должно быть установлено требуемое давление.

В течение всего времени запаривания кирпича в автоклав Б поступает острый пар для поддержания заданного давления, которое падает вследствие конденсации пара от охлаждения. После окончания запаривания из автоклава Б отработанный пар перепускают в автоклав, загруженный свежим сырцом. Когда на манометре, установленном на автоклаве, а также на диаграмме дифманометра давление снизится до нуля, наличие пара проверяют с помощью пробочного крана. После этого открывают вентиль для выпуска из автоклава конденсата.

Работа запарочного отделения должна быть организована так, чтобы одновременно загружали сырцом только один автоклав. К моменту окончания запаривания в нем кирпича другой автоклав должен быть закрыт и подготовлен к приему пара. Для обеспечения ритмичной работы составляют график работы автоклавов, который необходимо строго соблюдать.

Загрузка сырца в автоклав. Для загрузки кирпича-сырца в автоклавы применяют механические загрузчики различной конструкции. На рис. 100 показан механический реечный загрузчик кирпича. Реечный

Рис. 100. Механический загрузчик кирпича в автоклав:

1 — кронштейн запарочной вагонетки, 2 — передние захваты, 3 — средние захваты, 4 — электропередаточная тележка, 5 — задний захват, б— роликовые опоры загрузчика, 7 — привод загрузчика

загрузчик смонтирован на электропередаточной тележке 4, которая перемещается вдоль автоклавов по рельсовому пути шириной 1920 мм. Механический загрузчик перемещает запарочную вагонетку на передаточную электротележку, сталкивает вагонетку с электротележки и продвигает ее в автоклав.

Реечный загрузчик состоит из двух телескопических реек. Они приводятся в движение от приводного вала, который получает вращение от электродвигателя через муфту, редуктор и пару цилиндрических шестерен. Ход загрузчика 1900 мм, скорость движения 0,08 м/сек, толкающее усилие 1000 кгс.

Читайте так же: Обжиг извести

Загрузчик имеет ряд захватов: пару передних 2, пару средних 3 и один задний 5. Они укреплены на телескопических рейках. При движении реек захваты зацепляют за кронштейны вагонеток. Загрузчик имеет передний и задний ход, поэтому после зацепления захватов за кронштейны вагонетки он может передвигать ее на величину своего хода.

Рис. 101. Загрузка автоклава вагонетками с кирпичом-сырцом с помощью механического загрузчика

При загрузке автоклава загрузчик сначала сталкивает одну вагонетку с электропередаточной тележки в автоклав, затем вторую и т. д. Каждая последующая вагонетка, входя в автоклав, продвигает вперед ранее введенную вагонетку. Так повторяется до тех пор, пока автоклав не будет полностью загружен вагонетками с сырцом (рис. 101).

Если во время загрузки автоклава сырец обвалился, следует выгрузить из автоклава все вагонетки, очистить его и только после этого вновь загружать. Нельзя запаривать кирпич, если в автоклаве находится повалившийся и разрушенный сырец, так как потом будет трудно очистить автоклав от затвердевшей смеси.

Закрытие крышек автоклава. Перед закрытием крышек необходимо проверить состояние уплотняющих прокладок и заменить плохие прокладки. В автоклавах с болтовым креплением крышек следует осмотреть все гайки и болты. Если нарезка на них где-либо сработалась, то нельзя закрывать автоклав без замены или ремонта болтов и гаек; в противном случае может произойти авария во время подъема давления.

Закрепление и открывание крышек с болтовым креплением — трудоемкая работа. Кроме того, при этом часто не достигается полная герметичность, что влечет за собой потери пара.

Крышки автоклава с болтовым устройством открывают и закрывают с помощью специального ключа, которым завинчивают болты в установленной последовательности.

Сначала крышку автоклава подводят к автоклаву подвесной лебедкой или кран-балкой и устанавливают так, чтобы прорези в ней приходились против болтов, затем быстро накидывают четыре пары болтов, лежащих крест-накрест по два в ряд по диаметру автоклава, и ключом подтягивают крышку. После этого последовательно завинчивают до отказа остальные болты, причем верхние болты закрепляют последними.

Читайте так же: Пневмотранспорт

Перекосы крышки из-за неправильной или неравномерной затяжки болтов по окружности приводят к потере пара через неплотности по периметру крышки.

Автоклавная обработка кирпича. Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного впуска пара, повышения температуры и давления в автоклаве, выдерживания под давлением в течение заданного времени без колебаний давления пара и равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима работы автоклава приводит к браку кирпича.

Для автоматизации управления режимом запаривания кирпича на автоклавах установлены регуляторы давления, работающие по заданной программе.

Конструкторским бюро ВНИИСТРОМа разработан программный регулятор запаривания ΠP3 (рис. 102). Это самопишущий пневматический прибор с пределом регулирования температуры от 0 до 200°. Измерительная система регулятора состоит из термобаллона 4 и стальной пружины, помещенной внутри прибора. Система заполнена маловязкой жидкостью (ксилолом) и герметически запаяна.

Рис. 102. Схема регулирования процесса запаривания в автоклаве

программным регулятором ПРЗ: 1 — прибор программного регулятора, 2— регулирующие клапаны, 3 — автоклав, 4 — термобаллон, 5 — фильтр прибора ПРЗ

Работает система следующим образом: термобаллон вводят в автоклав 3. Изменение температуры в нем вызывает изменение давления жидкости внутри измерительной системы, что в свою очередь приводит к перемещению пара по картограмме, установленной в приборе. Ha трубопроводах ввода и вывода пара автоклава устанавливают мембранные исполнительные механизмы — регулирующие клапаны 2 с запорными вентилями и отводными линиями.

Программный регулятор получает сжатый воздух от передвижного компрессора, который включается автоматически с помощью регулятора давления воздуха. Воздух очищается в фильтре 5 регулятора и при определенном давлении поступает к программному регулятору.

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.

Читайте так же: Механизм съема

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.

Запаривание силикатного кирпича в автоклаве

Приведен анализ и результаты исследований режимов запаривания силикатного кирпича-сырца. Расширение номенклатуры силикатного кирпича, и в частности производство цветного кирпича, требуют нового подхода к технологии. Рассматривается этап подачи пара в автоклав или уже новой отдельно выделенной стадии пропаривания кирпича при атмосферном давлении. Приведены характеристики пара на стадии от 0 до 0,1 МПа. Проанализированы варианты нагревания изделия в автоклаве в виде графиков.

Г.В. КУЗНЕЦОВА, инженер ( Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. )

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

Техника безопасности при автоклавной обработке силикатного кирпича

При загрузке автоклавов сырцом, запаривании кирпича и выгрузке готового кирпича из автоклавов следует строго соблюдать следующие правила техники безопасности.

Не разрешается работать на неисправной электротележке; следует оообенно тщательно следить за исправностью ее тормозного устройства. Нельзя пускать электротележки в движение без подачи предупредительного сигнала. Скорость движения электротележки не должна превышать 3—5 км/ч. Рельсы, по которым передвигается электротележка, должны точно совпадать с рельсами стационарных путей в цехе от прессов и в автоклавах.

Не следует оставлять электротележку с включенным пусковым устройством и отпущенным тормозом. К управлению электротележкой допускаются только лица, сдавшие экзамен на право работы. Моторист электротележки должен работать в резиновых перчатках, стоя на резиновом коврике.

Во время очистки и загрузки автоклавов категорически запрещается впускать и перепускать пар. При производстве работ внутри автоклава следует пользоваться переносными электролампами, работающими при напряжении в сети не выше 12 В.

Нельзя поднимать, опускать и передвигать крышки автоклава при неисправности подъемного крана или крана-укосины, а также закрывать крышки автоклава при неисправном автоблокировочном устройстве.

Категорически запрещена работа автоклава с байонетным затвором при неисправности уплотняющей прокладки или заглушённом предохранительном устройстве.

После того как крышки автоклава будут закрыты и прежде чем будет дано распоряжение о впуске в него пара, рабочий должен еще раз убедиться в том, что крышка автоклава действительно полностью и правильно закрыта. Впускать пар в автоклав можно, только убедившись, что крышки полностью закрыты.

Не следует подтягивать болты закрепления крышки автоклава, если давление внутри автоклава превышает 1 ат (изб.).

Не разрешается открывать крышки автоклава до полного падения давления в автоклаве; наличие давления в автоклаве контролируется с помощью контрольного крана.

Нельзя находиться в приямке во время открывания крышки автоклава, так как это может привести к ожогам конденсатом.

Читайте так же: Выгрузочные устройства

Запрещается прислонять снятую крышку к рядом стоящему автоклаву, особенно если он находится под давлением.

Впускать, перепускать и выпускать пар следует точно по инструкции. Ни в коем случае нельзя повышать давление пара в автоклаве сверх установленного.

Рабочие, обслуживающие автоклав, должны следить за исправностью вентилей, манометров и предохранительных клапанов.

Нельзя допускать к управлению работой автоклавов и паровыми магистралями лиц, несдавших соответствующий экзамен.

При выгрузке вагонеток из автоклава на всем протяжении выгрузочного пути не должно быть людей во избежание несчастных случаев при обрыве троса или попадания людей под вагонетки.

Окрашивание силскатного кирпича, запариваемого в автоклаве

Силикатный кирпич - один из самых распространенныхматериалов, традиционно используемых при возведении зданий и сооружений.Технология кирпичной кладки представляет архитекторам и дизайнерам неограниченныевозможности для воплощения творческих замыслов. Обеспечивая надежную защиту отвоздействия внешних факторов, обладая высокой огнестойкостью и сравнительнонизкой теплопроводностью, кирпич предопределяет высокий уровень безопасности икомфорта как жилых, так и промышленных зданий. По назначению кирпич делится настроительный и лицевой (облицовочный, фасадный). Строительный кирпичиспользуется для внутренних рядов кладки или для внешних рядов, но споследующей штукатуркой.

Лицевой кирпич – однородного цвета, имеет две гладкие,ровные лицевые поверхности (так называемые «тычок» и «ложок»). Он используетсядля декоративной отделки интерьера и экстерьера.

Технология изготовления силикатного кирпича известна давно.

Использование извести для получения прочных и водостойкихискусственных каменных изделий долгое время не находило применения, так как вестественных условиях известь твердеет очень медленно, изделия па ее основеимеют небольшую прочность (1— 2МПа) и легко размокают при действии воды.

Однако в 1880 г . было установлено, что при автоклавной обработкеизвестково-песчаных смесей при давлении пара 0,8 МПа и температуре выше 170| Смогут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия. Внастоящее время силикатная промышленность — одна из наиболее развитых отраслейпромышленности строительных материалов.

Сущность превращения известково-песчаной смеси излегкоразмокающего и малопрочного материала, в прочный и водостойкий каменьзаключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаныхсмесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. Врезультате этого приобретение прочности известково-песчаными растворами вестественных условиях достигается главным образом за счет твердения извести.Процесс твердения извести складывается из двух одновременных процессов:испарения влаги и карбонизации извести углекислым газом воздуха.

Только применение высокой температуры и давления призапаривании в автоклаве позволяет реализовать процесс твердения извести по другойсхеме. В автоклаве кварцевый песок приобретает химическую активность, вступаетв химическую реакцию с известью с образованием низкоосновных гидросиликатовкальция, как при твердении цемента. Этот процесс можно значительноактивировать за счёт замены части рецептурного кварцевого песка намеханоактивированный кварцевый песок, который создаёт химически-активные центрыкристаллизации при твердении силикатного кирпича в автоклаве. Это позволитсократит время запаривания изделий.

Из известково-песчаных смесей изготовляют крупноразмерныеизделия для сборного строительства — блоки и панели для стен и перекрытий, атакже штучные изделия — силикатный кирпич и камни для стен.

Материалами для изготовления силикатного кирпича являютсявоздушная известь и кварцевый песок. Известь применяют в виде молотойнегашёной, частично загашенной или гашёной гидратной. Известь должнахарактеризоваться быстрым гашением и должна содержать не более 5% MgO длясохранения равномерности изменения объёма.

Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызываетпоявление в изделиях трещин, вспучиваний и других дефектов. Для производстваавтоклавных силикатных изделий известь должна содержать минимальное количествопережжённых частиц.

Кварцевый песок в производстве силикатных изделий применяютнемолотый или в виде смеси немолотого и тонкомолотого, а также грубомолотого ссодержанием кремнезема не менее 70%.

Наличие примесей в песке отрицательно влияет на качествоизделий: слюда понижает прочность, и ее содержание в песке не должно превышать0,5%.

Органические примеси вызывают вспучивание и также понижаютпрочность изделий.

Содержание в песке сернистых примесей должно быть не более1,0 % в пересчете на S03. Равномерно распределенные глинистые примесидопускаются в количестве не более 10%; при таком содержании они даже несколькоповышают удобоукладываемость смеси. Крупные включения глины в песке недопускаются, так как снижают качество изделий.

Примерный состав известково-песчаной смеси для изготовлениясиликатного кирпича следующий: 92—95% чистого кварцевого песка, 5—8% воздушнойизвести и примерно 7% воды.

Производство силикатного кирпича осуществляют двумяспособами: барабанным и силосным, отличающимися приготовлениемизвестково-песчаной смеси.

При барабанном способе песок и тонкомолотая негашёнаяизвесть, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступаютв отдельные бункера над гасильным барабаном. Из бункеров песок, дозируемый пообъему, а известь— по массе, периодически загружаются в гасильный барабан. Последнийгерметически закрывают и под давлением острого пара 0,15—0,2 МПа происходитгашение извести при непрерывно вращающемся барабане. Процесс гашения известидлится до 40 мин.

При силосном способе предварительно перемешанную иувлажненную массу направляют для гашения в силосы. Гашение в силосах происходит7—12 ч, т. е. в 10 — 15 раз продолжительнее, чем в барабанах, что являетсясущественным недостатком силосного способа. Хорошо загашенную в барабане илисилосе известково-песчаную массу подают в лопастную или стержневую мешалку, илина бегуны для дополнительного увлажнения, перемешивания, окрашивания и далее напрессование.

Прессование кирпича производят на механических прессах поддавлением до 15—20 МПа, обеспечивающем получение плотного и прочного кирпича.Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав длятвердения.

Автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 2 м и более, длиной до 20 м , с торцов герметическизакрывающийся крышками. С повышением температуры ускоряется реакция междуизвестью и песком, и при температуре 174| С она протекает в течение 8—10 ч.Быстрое твердение происходит не только при высокой температуре, но и высокойвлажности, для этого в автоклав пускают пар давлением до 0,8 МПа и это давлениевыдерживают 6—8 ч. Давление пара поднимают и снижают в течение 1,5 ч. Циклзапаривания продолжается 10—14 ч.

Силикатный кирпич выпускают размером 250X120x65 мм; марок —М75, 100 и 125, 150 и 200; водопоглощением — 8—16%; коэффициентомтеплопроводности — 0,70—0,75 Вт/м -|С; объемной массой — 1800—1900 кг/м3;морозостойкостью от Мрз 15 до Мрз 50.

Первое производство силикатного кирпича было основано вконце XIX века в Германии. В России первые заводы были запущены в начале XXвека.

С годами улучшались качественные и количественные показателипо производству силикатного кирпича, благодаря ученым, работающим в областипроизводства вяжущих веществ и строительных материалов.

Силикатный кирпич и камни используются для кладки несущихстен, их облицовки, и облицовки стен из других материалов, а также дляреконструкции жилых и общественных зданий. Кирпич строительный пустотелыйизготовляют со сквозными (дырчатыми) или несквозными (пятистенный) пустотами,расположенными перпендикулярно постелям. Кирпич одинарный имеет размеры250x120х65 или 250х120x88 мм, а полуторный - 250x120x103 мм.

По объемному весу (брутто) пустотелый кирпич разделяется надва класса: Б - с объемным весом до 1300 кг/куб.м, В - с объемным весом 1300 -1450 кг/куб.м. У пятистенного кирпича объемный вес брутто не должен превышать1500 кг/куб.м. Водопоглощение пустотелого кирпича не менее 6% (по весу), аморозостойкость не менее 15 циклов.

В кладке из пятистенного кирпича не образуется вертикальныхотверстий, а имеющиеся замкнутые пустоты улучшают теплозащитные свойствакладки. Кирпич дырчатый и пятистенный применяют наравне с обыкновенным. Недопускается применение дырчатого кирпича для кладки фундаментов и подземныхчастей стен, печей и дымовых каналов.

Читайте также: