Продолжительность пропаривания изделий
Продолжительность пропаривания изделий из ячеистых бетонов зависит от температуры пропаривания и вида цемента и определяется опытной пропаркой обпязцов. Для этого кубики из ячеистого бетона размером 10X10X10 см пропариваются при четырех режимах; 3+20 + 2; 3 + 32-J-3 и 3 + 40+3 (первая цифра — подъем температуры в часах, вторая-выдерживание и третья снижение температуры).
Режим пропаривания, обеспечивающий достижение в летнее время не менее 70% и зимой не менее 80% от заданного предела прочности бетона при сжатии, считается оптимальным для данного состава и принимается в качестве рабочего режима. Ориентировочные показатели, характеризующие продолжительность пропаривания изделий из ячеистых бетонов в зависимости от максимальной температуры в камере и от вида цемента.
За 100% в таблице принята продолжительность пропаривания при 70° изделий, изготовленных из ячеистых бетонов на портландцементе марки 300.
При введении в состав ячеистого бетона активных добавок (трепел, сиштоф и др.) продолжительность пропаривания снижается по сравнению с табличными данными на 10%. Пропаривание изделий из ячеистых бетонов может производиться также методом «термоса». При этом температура в камере постепенно поднимается до максимального уровня, после чего подача пара в камеру и выпуск его из камеры прекращаются. Изделия остаются в камере, пока температура не снизится до 40°.
Пропаривание ускоряет твердение изделий из ячеистых бетонов, но конечная прочность их при этих условиях твердения не увеличивается. .Увеличение конечной прочности изделий наблюдается лишь при введении в состав ячеистых бетонов активных добавок (трепел, сиштоф, диатомит, зола электростанций, доменный гранулированный шлак и др.). В этом случае конечная прочность пропаренного ячеистого бетона может увеличиться почти в 1,5 раза по сравнению с бетоном, выдержанным в обычных условиях.
По данным советских и иностранных исследователей усадка пропаренного при атмосферном давлении ячеистого бетона остается примерно такой же, как и при выдержке в нормальных условиях, I т. е. достигает 3-5 мм.
Небольшая прочность и значительная усадка ячеистых бетонов, пропаренных при атмосферном давлении, заставляют рассматривать этот вид обработки как ускоренный во влажном режиме, который, конечно, не может сравниться с запаркой в автоклавах при повышенном давлении и при более высокой температуре.
При автоклавной обработке твердение цементного камня сопровождается дополнительными химическими реакциями, которые не протекают при обычной влажной выдержке и пропаривании изделий при атмосферном давлении. Дело в том, что основные компоненты заполнителя (кремнезем и глинозем) находятся в кристаллической форме и неспособны при обычном давлении (а следовательно, при невысокой температуре) химически соединяться с гидратом окиси кальция. Заполнитель в этом случае является по существу инертным составляющим ячеистой смеси, и прочность ячеистого бетона обусловливается исключительно твердением цементного камня.
Если же ячеистый бетон твердеет в автоклаве, то под действием высокой температуры кремнезем и глинозем заполнителя химически соединяются с известью, образуя низко основные силикаты и алюминаты кальция по следующим уравнениям:
Свободные частицы гидрата окиси кальция, не вступившие в реакцию с кремнеземом или глиноземом заполнителя, при автоклавной обработке переходят из аморфного состояния в кристаллическое, что обеспечивает их более прочное сцепление с зернами заполнителя.
Соединение кремнезема и глинозема с известью происходит по поверхности зерен заполнителя. Чем больше суммарная поверхность зерен заполнителя, тем больше кремнезема и глинозема вступает в химическую реакцию с известью и тем сильнее сказывается положительное влияние этой реакции на свойства автоклавного ячеистого бетона.
Помол заполнителя, в процессе которого поверхность его зерен становится более шероховатой, способствует хорошему их сцеплению с вяжущим веществом.
Все это обусловливает ускорение процесса твердения ячеистого бетона при автоклавной обработке и увеличение его конечной прочности, а благодаря влажной среде твердения усадочные явления уменьшаются до величины, не угрожающей целостности изделий обычного размера.
Автоклавы, применяемые в настоящее время на заводах ячеистых бетонов, представляют собой герметически закрывающиеся цилиндрические котлы диаметром от 2 до 2,6 ж и длиной 17,5 — 20,5 м со стенками толщиной 12-14 мм. Изготовляются они из листовой стали и рассчитаны на рабочее давление 8-12 ати.
С одной или с двух концов автоклавы имеют штампованные крышки сферической формы. Крышки делаются съемные и прикрепляются к автоклаву или откидными болтами по окружности крышки, или затворами по типу артиллерийских замков, или же притягиваются к нему пневматическим устройством. Для герметизации между корпусом автоклава и крышкой зажимается асбестографитовая прокладка, помещенная в пазу корпуса.
Для изготовления ряда строительных изделий из ячеистого бетона (стеновых панелей и панелей перекрытий размером «на комнату») применяемые сейчас автоклавы имеют недостаточный диаметр. Поэтому на очереди стоит вопрос об организации серийного выпуска автоклавов большего диаметра (до 3,6 м), а также с более высоким рабочим давлением пара.
Автоклавы диаметром 3,6 м и длиной 21 ж с рабочим давлением пара 10 ати установлены на Первоуральском и Свердловском заводах крупнопанельного домостроения и в них начато производство крупнопанельных изделий из армо-пенобетона. Такой автоклав весом 100 т имеет две съемные крышки, прикрепляемые к корпусу болтами. В автоклавах можно запаривать изделия шириной до 3 м. Благодаря наличию двух съемных крышек технологический цикл можно проводить с некоторым совмещением двух операций: выгрузки из автоклавов готовой продукции и загрузки в них отформованных изделий.