Процес автоклавної обробки силікатної цегли
Для надання необхідної міцностісилікатної цегли його обробляють насиченою парою; при цьому температурний вплив поєднується з обов'язковою наявністю у водному середовищі, яка сприяє протіканню реакції утворення речовин, що цементують, з максимальною інтенсивністю. Насичена пара використовується з температурою 1750 при відповідному такій температурі тиску 8 атм.
Автоклав є трубою довжиною 19 м і діаметром 2 м, місткістю 12 вагонеток (V = 5965 м³). Режим роботи автоклаву:
- 1,5 год. - підйом пара,
- 5 - 6 год. - Витримка,
- 1 - 1,5 год. - Спуск пари.
У процесі автоклавної обробки, запарювання розрізняють три стадії.
Перша стадія починається з моменту впуску пари в автоклав і закінчується при настанні рівності температур теплоносія (пара) та оброблюваних виробів.
Друга стадія характеризується сталістю температури та тиску в автоклаві. У цей час набувають максимального розвитку всі ті процеси, які сприяють утворенню гідросилікату кальцію, а отже, і твердінню виробів, що обробляються.
Третя стадія починається з моменту припинення доступу пари в автоклав і включає час охолодження виробів в автоклаві до моменту вивантаження з нього готової цегли.
У першій стадії запарювання насичена пара з температурою 1750 під тиском 8 атм. впускають в автоклав із сирцем. При цьому пара починає охолоджуватися і конденсуватися на стінках автоклава. Після підйому тиску пара починає проникати в дрібні пори цегли і перетворюється на воду. Отже, до води, введеної під час виготовлення силікатної маси, приєднується вода від конденсації пари. конденсат, Що Утворився в порах, розчиняє присутній в сирці гідратокису кальцію та інші розчинні речовини, що входять у сирець. Відомо, що пружність пари розчинів нижче пружності пари чистих розчинників. Тому водяна пара, що припливає в автоклав, буде конденсуватися над розчинами вапна, прагнучи знизити їх концентрацію; це додатково зволожує сирець у процесі запарювання. І третьою причиною конденсації пари в порах сирцю є капілярні властивості матеріалу.
Роль пари при запарюванні зводиться лише до збереження води у сирці за умов високих температур. За відсутності пари відбувалося б негайне випаровування. води, а отже, висихання матеріалу та повне припинення реакції утворення цементуючої речовини – гідросилікату.
З того моменту, як в автоклаві буде досягнуто найвищої температури, 170 — 2000, настає друга стадія запарювання. У цей час максимальний розвиток набувають хімічні та фізичні реакції, які ведуть до утворення моноліту. До цього моменту пори сирцю заповнені водним розчином гідрату окису кальцію Са (ОН)2, що безпосередньо стикається з кремнеземом SiO2 піску.
Наявність водного середовища та високої температури викликає на поверхні піщинок деяке розчинення кремнезему, розчин, що утворився, вступає в хімічну реакцію з утвореним протягом першої стадії запарювання водним розчином гідрату окису кальцію і в результаті виходять нові речовини — гідросилікати кальцію.
Спочатку гідросилікати знаходяться в колоїдальному (залізоподібному) стані, але поступово викристалізовуються і, перетворюючись на тверді кристали, зрощують піщинки між собою. Крім того, з насиченого водного розчину гідрат окису кальцію також випадає у вигляді кристалів і своїм процесом кристалізації бере участь у зрощуванні піщин.
Таким чином,другий стадії запарювання утворення гідросилікатів кальцію та перекристалізація їх та гідрату окису кальцію викликають поступове твердіння.
Третя стадія запарювання протікає з моменту припинення доступу пари до автоклаву, починається падіння температури в автоклаві, швидке чи повільне залежно від ізоляції стінок автоклаву та наявності перепуску пари. Відбувається зниження температури виробу та збіднення його водою, вода випаровується та підвищується концентрація розчину, що знаходиться у порах. З підвищенням концентрації гідрату окису кальцію та зниженням температури цементуючої речовини силікати кальцію стають більш основними, і це триває доти, доки цегла не буде вивантажена з автоклаву. В результаті посилюється твердіння гідросилікатів кальцію і, отже, підвищується міцність цегли силікатної. Одночасно плівки цементуючої речовини сильніше збагачуються гідратом окису кальцію, що випадає з розчину.
Механічна міцність силікатної цегли, вивантаженої з автоклава, нижча за ту, яку він набуває при подальшому витримуванні його на повітрі. Це пояснюється карбонізацією гідрату окису кальцію, що відбувається, за рахунок вуглекислоти повітря за формулою:
Таким чином, повний технологічний цикл запарювання цегли в автоклаві складається з операцій очищення та завантаження автоклава, закривання та закріплення кришок, перепуску пари; впуску гострої пари, витримки під тиском, другого перепуску, випуску пари в атмосферу, відкривання кришок та вивантаження автоклаву. Сукупність всіх перерахованих операцій становить цикл роботи автоклава, який дорівнює 10 - 13 год.
Запарюванняцегли в автоклавах вимагає строгого дотримання температурного режиму: рівномірного нагрівання, витримки під тиском і такого ж рівномірногоохолодження. Порушення температурного режиму призводить до шлюбу.
Для контролю за режимом запарювання на автоклавах встановлені манометри та самописні дифманометри, забезпечені годинниковим механізмом, що записує на барограмі повний цикл запарювання цегли.
З автоклава силікатна цегла надходить на склад.