WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 13 |

Предположим, что песок в смеси известипеска практически не содержит примесей и что активность гидратной извести составляет 70%, а удельный вес песка – 2,6 г/см3. Допустим, что объёмный вес сухого вещества сырца (сумма весов сухого песка и сухой гидратной извести, делённая на объём изделия) составляет г, активность смеси – а % CaO. Такая смесь содержит а:0,7% извести и (100 – а:0,7)% песка. Предполагая, что скелет изделия состоит из песка и что при водотепловой обработке пространство между зёрнами песка заполняется областями вяжущего DEF, суммарный относительный объём этих областей равен относительному объёму пор пескаскелета изделия, т.е.

…… (2) При этом относительный объём содержащегося в изделии песка …… (3) Если действительный объёмный вес изделия (вместе с влажностью и воздухом) равен г1, то относительный объёмный вес г1 областей DEF выразится …… (4) Обозначив процент относительного вяжущего в монолите буквой s, его плотность t выразится (13) …… (5) здесь г1 – объёмный вес монолита, 2,6 – удельный вес песка.

Деля объём областей вяжущего DEF на удельную поверхность песка в смеси получаем суммарную среднюю толщину этих слоёв …… (6) Беря, к примеру, удельной поверхностью песка e = 300 см2/г, активность смеси – 10% CaO, объёмным весом сухого вещества изделия – 1,8 г/см2, находим h1 = 15,9 м. При этом …… (7) Так как h1 является некоторым средним значением толщины слоёв, действительная же их толщина становиться из ноля некоторым h макс значением, то для получения некоторого представления максимального значения можно считать h maks = 2 h1 …… (8) В приведённом примере h maks ? 32 м.

Как мы видим из вышеприведённого, максимальный объём более слабых областей в десятки раз больше объёма прочных областей вяжущего.

Вода, испаряющаяся из изделий в период выпуска пара, находится в изделиях отчасти в свободном, отчасти в связанном состоянии. Следует полагать, что процессы образования структуры, существенно воздействующие на прочность изделий, происходит именно в период снижения давления пара, т.е. окончательная структура монолита находится в зависимости от графика выпуска пара. Так как вяжущее до выпуска пара находится, по нашему мнению, в состоянии подобном коллоидному, то на прочность структуры существенное воздействие должно оказывать количество связанной воды, выделяющейся из изделий во время выпуска пара, т.н. степень дегидратации. Проф. Волженский (1) также считает, что последняя зависит от времени выпуска пара, так как к числу факторов, воздействующих на степень гидратации, он относит: пористость изделия, высоту температуры запаривания, теплоёмкость массы, находящийся в автоклаве конденсат, продолжительность остывания автоклава, а также произведён или нет перезапуск пара.

Известно, что чем меньше запас молекулярной энергии в твёрдом веществе, тем оно прочнее. Не трудно понять, что при слишком быстром выпуске пара физикохимические изменения и связанное с ними размещение молекул в изделии не успевают протекать в такой мере, чтобы окончательное расположение молекул соответствовало бы расположению, при котором с ними связано возможное минимальное количество молекулярной энергии. Хотя быстрый выпуск пара и может заканчиваться максимальное дегидратацией, однако оставшееся при этом незаконченным размещение молекул связано с внутриструктурными напряжениями, величина которых может превысить внутренне сопротивление монолита и привести к разрушению изделия. В опытном цехе завода ”Кварц” слишком быстрый впуск пара всегда связан с разрушением, в особенности крупных литых неармированных, стройдеталей (например, тротуарный бордюрный камень). Иногда разрушение сопровождается громким выстрелом в автоклаве. При этом у изделий, запариваемых в металлических формах, от свободной от формы открытой поверхности изделия откалываются куски размером нередко равным свободной от формы площади поверхности изделия. Надо полагать, что также и в тех случаях, когда обусловленные быстрым выпуском пара внутренние напряжения не приводят к внешним дефектам изделий, образовавшаяся структура монолита не соответствует структуре, при которой изделие обладает максимальной прочностью.



Как отметил проф. Волженский, слишком медленный выпуск пара тоже не приводит к максимальной прочности изделий. Повидимому, в данном случае физикохимическое равновесие структуры достигается при состоянии, когда молекулы CaO и SiO2 связаны со значительным количеством молекул воды. Такие структуры не обладают максимальной прочностью. Как показали некоторые наши опыты (13), в таких случаях можно достичь упрочнения структуры нагреванием изделий до температуры 300?С. Получаемый таким путём прирост прочности изделий сохраняется также при доувлажнении их до прежней влажности.

Таким образом, при выпуске пара должен существовать, в смысле получения максимальной прочности изделия и образования соответствующей ей структуры, оптимальный для каждого вида продукции график выпуска пара. Этот график зависит от плотности, размеров и структуры сырца, дисперсности, физикохимических свойств сырьевых материалов и их соотношений, и от продолжительности и температуры запаривания. Конечно, здесь также оказывают влияние такие технологические факторы, как наличие или отсутствие перепуска пара и состояние конденсата в автоклаве, на которые указывает проф. Волженский. Можно полагать, что существенную часть прочности изделия приобретают за счёт процессов, происходящих именно в период выпуска пара. Процессы, происходящие в автоклаве в период постоянной температуры, следует рассматривать не столько с точки зрения возникновения новых химических соединений, сколько с точки зрения разъединения кристаллической решётки SiO2 на поверхности зёрен песка и адсорбции.

При выпуске пара происходит сосредоточение молекул и упрочнение структуры. Как выше было отмечено, особенно прочная структура вяжущего возникает вблизи поверхностей зёрен песка. Надо полагать, что при выпуске пара, в связи с уменьшением активности молекул, обусловливаемых снижением потенциала термической энергии, молекулы, находившиеся до начала запаривания в кристаллической форме, пытаются вновь перейти в прежнее энергетическое состояние, т.е. по возможности, в состояние прочного кристаллического соединения. Отсюда понятно, почему именно изделия, изготовленные из сравнительно свободных от добавок известковопесчаных смесей, после автоклавной обработки обладают даже при относительно небольших объёмных весах высокими прочностями. Так, например, нами зафиксирована прочность на сжатие образцов 1210 кг/см2. Эти образцы формовались из дезинтегрированного песка карьера завода ”Кварц” и гашеной извести. Удельная поверхность песка составляла при этом 1270 см2/г, активность смеси 25% CaO, объёмный вес образца 1,9 г/см3. Образцы запаривались при обычном автоклавном режиме – 8часовом запаривании под давлением пара 10 ати. Такие же образцы при объёмном весе 1,6 дали прочность на сжатие 890 кг/см2. При объёмном весе 1,9, наибольшая полученная нами прочность составляет 1700 кг/см2.

Дефекты кристаллической решётки кремнезема, связанные с большей молекулярной энергией и химической активностью системы, облегчая процессы соединения извести и кремнезема (25), не благоприятствуют кристаллизации и снижают прочность вяжущего. Это следует учитывать в производстве автоклавных известковопесчаных изделий при применении добавок, более активных чем песок (трепел, диатомит и пр.).

Каким образом, исходя из вышеприведённых представлений, продолжительность и температура запаривания воздействует на окончательную микробетонную структуру известковопесчаных изделий? На рис. 9 изображена одна такая вероятностная структура. Такая структура образуется в течение процесса водотепловой обработки и устанавливается при выпуске пара из автоклава. Вполне логично, что, варьируя время запаривания, получают при сырце одной и той же структуры, при одной и той же максимальной постоянной температуре запаривания и том же оптимальном графике выпуска пара монолиты с различной окончательной структурой. Следует полагать также, что эта окончательная структура, начиная с известной продолжительности запаривания, практически более не изменяется, т.е. достигается окончательное состояние равновесия. Иными словами, при прогрессивном варьировании времени запаривания при соблюдении вышеуказанных условий, окончательная структура монолита варьируется в промежутке между структурой сырца и некоторой структурой равновесия. Таким образом, структуру равновесия следует рассматривать как состояние, при котором разъедание кристаллической решётки зёрен песка и адсорбция практически закончились, или когда достигнуто физикохимическое равновесие этих процессов. Если при автоклавном твердении известковопесчаных смесей вяжущее возникает в итоге реакций, протекающих не в жидкой фазе, а аналогично реакциям, протекающим в твёрдой фазе, в итоге процессов разъедания кристаллической решётки SiO2 и адсорбции, то имеется основание полагать, что структура равновесия, достигаемая при достаточной продолжительности протекания процессов твердения, в общем, не должна быть обязательно идентичной структуре, дающей монолиту при данных условиях максимальную прочность. В самом деле, если вяжущее, в котором отношение SiO2 к CaO имеет максимальное значение, обладает также максимальной прочностью, то легко представить, что это отношение при достаточной продолжительности автоклавных процессов становиться меньшим именно в прочных областях структуры В и С (рис. 9). Во всяком случае логичным является предположение, что в этих областях это отношение является минимальным именно при указанном выше состоянии равновесия. Если, теперь, монолит сложен таким образом, что связывание отдельных зёрен песка происходит, главным образом, при посредстве таких областей В и С, то, понятно, что прочность монолита, соответствующая положению равновесия, может быть меньше прочности монолита со структурой, соответствующей предыдущему положению. На такие явления указывалось также в и в литературе (1, 6, 13). Следовательно в смысле прочности монолита существует известная оптимальная продолжительность запаривания, при которой изделия приобретают наибольшую прочность. Не вызывает сомнений, что при постоянной температуре запаривания и оптимальном выпуске пара продолжительность запаривания, как оптимальная, так и соответствующая состоянию равновесия, зависит от свойств смеси и сырца. Чем большей дисперсностью обладает песок в смеси, чем равномернее смешаны компоненты, чем меньше в смеси извести и чем плотнее отформована смесь, тем легче и скорее должно протекать образование структуры монолита при одной и той же температуре запаривания.

Так как по мере увеличения продолжительности запаривания химический состав вяжущего и концентрация молекул во всех областях вяжущего монолита и должны всё более и более уравниваться, то надо полагать, что известковопесчаные изделия, запариваемые дольше оптимальной продолжительности, должны быть, в общем, более устойчивы против коррозии, несмотря на то, что их прочность менее прочности менее прочности запариваемых при оптимальной продолжительности. Можно полагать, что оптимальная продолжительность запаривания проявляется тем более рельефно, и тем эта продолжительность корче, чем плотнее структура изделия, т.е. чем в большей мере происходит связывание отдельных зёрен в монолит именно через области вяжущего В и С. У изделий неплотных, меньшего объёмного веса, оптимальная продолжительность запаривания практически может совпадать с продолжительностью запаривания, соответствующей состоянию равновесия.

* Не лишено оснований также предположение, что при запаривании изделий каждому максимальному давлению пара, при котором происходит процесс, соответствует присущая ему окончательная структура монолита. Следовательно, при различном константном давлении пара изделия различной структуры и прочности должно получать из одной и той же смеси, при запаривании сырца одной и той же структуры и объёмного веса по графику оптимального выпуска пара с продолжительностью, при которой достигается состояние равновесия структуры. Это и естественно, так как максимальный и средний диапазоны молекулярного движения, связанные с объёмом потенциала термической энергии, определяют объём процессов, протекающих при образовании структуры.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 13 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.