WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Вопросы закономерности образования структуры монолита также исследовались электроннографическим способом и дифференциальными термоанализами. Большая серия опытов показала, что и вода в структуре силикальцита связана не одинаково прочно. При высушивании изделий до постоянного веса при температурах 100, 105, 120 и 190? было установлено различное содержание в них воды. В зависимости от последовательности насыщения образцов водой до и после высушивания, разница в содержании влажности доходит до 2х раз и зависит от характера силикальцитной смеси. Оказалось, что объём пор, подсчитанный по удельным весам песка и извести, у некоторых изделий меньше объёма, требуемого для водопоглощения. Если определение удельного веса силикальцита производить при помощи ксилола, то у некоторых силикальцитных изделий степень заполнения пор водой оказывается больше 100%. При определении удельного веса при помощи воды вычисленная степень заполнения пор на в одном случае не превышает 100%. Почему удельные веса силикальцита, определённые при помощи ксилола, значительно ниже удельных весов, определённых при помощи воды, этот вопрос ещё не вполне ясен. Возможно, что вода в силикальците проникает в молекулярную структуру новообразования или прочно соединяется с поверхностью вещества новообразования, при этом её плотность становится выше. Ксилол же, видимо, не проникает в очень мелкие поры новообразования даже при кипячении в течение 8 часов.

Рис. 3. Прочность образцов при запаривании и выпуске пара.

Сплошными линиями обозначены прочности образцов, изготовленных с различной удельной поверхностью песка и различной активностью смеси. Пунктиром обозначены прочности образцов, изготовленных с различной активностью смеси, но одной удельной поверхностью песка в смеси, равной 466 см2/г. Все образцы имели объёмный вес 1,8 г/см3, влажность сырца 7%. Максимальное давление пара 10 ати.

Рис. 4. Вероятная микробетонная структура автоклавных известковопесчаных изделий Детально изучалось изменение прочности силикальцитных образцов при хранении их в различных условиях. При уменьшении влажности прочность образцов повышается. Прочность при нагревании до 450? увеличивается и сохраняется при температуре до 750?. При восстановлении влажности прочность образцов становится прежней. Карбонизация изделий повышает прочность до 40%. Освобождающаяся при карбонизации Ca(OH)2 вода частично остаётся в структуре изделия в виде гидратной воды.

Зависимость прочности изделий, изготовленных из отдельных смесей, от продолжительности и температуры запаривания устанавливалась многими учёными, но вследствие того, что исследования проводились с различными сырьевыми материалами, в результатах имеются значительные расхождения и даже противоречия. Для выяснения этой зависимости у изделий, изготовленных из обработанных в дезинтеграторе смесей, были проведены специальные опыты.

В 1952 году автор в своей книге изложил теоретические соображения пришёл к выводу, что прочность известковопесчаных изделий можно выразить следующей функцией:

R = f (б, в, г),, где R – прочность известковопесчаного изделия на сжатие;

б – автоклавный режим (температура, продолжительность запаривания при максимальной температуре, скорость впуска и выпуска пара);

в – свойства смеси (дисперсность извести и песка, активность поверхности их частиц, структурная прочность песка, гомогенность смеси, взаимное соотношение количества извести и воды и т.п.);

г – структура и плотность отформованного сырца.

Все образцы изготовлялись из дезинтегрированных смесей плотностью 1,6 и 1,9 г/см3 с удельной поверхностью песка в смеси 150, 300, 600, 1200 и 2000 г/см2; запаривание производилось при температуре 99? (0 ати), 133? (2 ати), 164? (6 ати), 183? (10 ати), 203? (16 ати) и 225? (25 ати); продолжительность запаривания составляет 2, 4, 8, 15 и 50 часов. Для каждой удельной поверхности песка принималось три дозировки извести: оптимальная (ориентировочная), на 25% ниже и на 25% выше. Для каждого значения плотности, состава смеси и режима запаривания было изготовлено по 6 образцов, по 3м из них определяли прочность на сжатие. Результаты опытов приведены в таблицах и графиках. Данные этих опытов позволили разработать два способа расчёта прочности силикальцитных изделий по показателям значений активности смеси, удельной поверхности песка в смеси, объёмного веса изделий, продолжительности запаривания и давлению пара. Описание способов расчёта прочности, графики и формулы приведены в этой главе. Оба способа дают достаточно точные результаты и могут быть использованы для практических целей.



Один способ основан на суммарной величине поверхности зёрен песка, находящихся в контакте с мостками новообразования, и на учёте прочности мостков и является простым. Прочность изделий выражается следующей формулой:

, где e – удельная поверхность песка в смеси;

a – активность смеси;

A и B – множители, зависящие от режима запаривания, приведённые в соответствующей таблице или графике В работе рассматриваются изменения количества свободной извести и растворимой SiO2, происходящие при запаривании образцов.

В конце главы сделан анализ свойств смеси, сырца и автоклавных режимов, необходимых для изготовления прочных монолитов. Приведена формула расчёта оптимального количества извести в смеси в зависимости от максимальной прочности изделия и лучшей уплотняемости. Анализируется оптимальный гранулометрический состав песка, приводятся выполненные автором расчёты, определяющие диаметры шаров различной величины, которые отвечают максимально плотному заполнению пространства. Показывается, что обработка в дезинтеграторе однородных песков придаёт им хороший гранулометрический состав.

Приведены замечания автора относительно добавок, рекомендованных к применению при производстве известковопесчаных изделий. Добавки, которые реагируют с известью более активно, чем песок, препятствуют зёрнам песка участвовать в образовании прочной структуры и отрицательно сказываются на качестве изделий. Многие добавки улучшают формуемость смесей, и их применение может оказаться целесообразным. Ещё не определены добавки, значительно улучшающие качество структуры силикальцита. Анализируется воздействие химического и минералогического составов сырья на прочность изделий и сделан вывод, что силикальцитные изделия обладают наибольшей прочностью, если они изготовлены из чистых компонентов кристаллического песка и чистой извести.

Дан обзор свойств поверхностей сырьевых материалов и их значения для образования прочной структуры силикальцита. Опыты показывают, что активность поверхностей песка, полученная в дезинтеграторе, после двухмесячного выдерживания песка в герметично закрытых сосудах начинает снижаться. Образцы, изготовленные через полгода после обработки песка в дезинтеграторе, теряют от 20 до 50% прочности независимо от того, хранился дезинтегрированный песок с известью или отдельно, во влажном или сухом состоянии. Производится гашение извести совместно с песком или отдельно, это не оказывает никакого влияния на прочность изделий. Но большое значение имеет гомогенность смеси. Опыты показывают, что обработка смеси в дезинтеграторе повышает прочность изделий, в зависимости от характера смесей в 1,2 – 1,9 раз по сравнению с прочностью, получаемой при смешении компонентов смеси вручную. Замешивание в смесь других компонентов (воды или алюминиевой пудры), при обработке извести и песка в дезинтеграторе, улучшает свойства смесей и качество изделий. Исследования показывают, что каждому составу смеси и структуре сырьевого материала соответствует своё оптимальное давление пара и продолжительность запаривания, при которых изделия достигают максимальной прочности.

Результаты исследований и данные производства силикальцитных изделий полностью подтвердили теоретическую схему образования структуры силикальцита, разработанную автором в 1953 году.

Глава V Напряжения, возникающие в известковопесчаных изделиях при водотермической обработке, и вызываемые ими дефекты. Рациональное запаривание В этой главе рассматриваются состояние изделий в зависимости от механических и температурных напряжений в 3х стадиях запаривания. Анализируются вопросы конденсации пара в автоклаве и в изделиях в первой стадии запаривания и образующиеся при этом дефекты монолита. Приведена расчётная схема количества конденсата и доказывается, что вычисленный и фактический расход пара на запаривание практически равны, если учесть образующийся при твердении изделий экзотермический эффект. Даны некоторые практические указания, предупреждающие образование в изделиях дефектов, вызываемых конденсатом. В период подъёма пара температура внутри изделия ниже, чем в паровом пространстве, поэтому изделия находятся под паровой нагрузкой. Если сырец представляет собой сжимаемую структуру, например, ячеистую, то под действием паровой нагрузки в таких изделиях возникают различные дефекты. Путём измерения температуры внутри изделий, на различном расстоянии от свободной поверхности, вычисляются значения паровых нагрузок. Описан характер дефектов и даны указания, как предупредить их образование от действий паровой нагрузки, выбирая режим подъёма давления пара, соответствующий характеристике запариваемых изделий. Детально рассматриваются температурные напряжения, возникающие в изделиях в период подъёма пара. В противоположность существующим мнениям указывается, что температурные напряжения в изделиях в период подъёма давления пара должны быть небольшими и они не могут вызывать трещины или другие дефекты в изделиях. Если в автоклав поступает перегретый пар, то открытые поверхности изделий интенсивно высыхают и покрываются трещинами.





Приведены результаты вычислений и изменений парционального давления воздуха в автоклаве. Величина парционального давления при обычных режимах запаривания достигает 1,6 ати. При выпуске воздуха температура в автоклаве при том же давлении повышается. Но при запаривании изделий, имеющих много пор, заполненных воздухом, выпуск воздуха из автоклава производить нельзя, так как образующиеся внутри пор давления воздуха может разрушить ещё не затвердевшие, непрочные изделия. Рассматриваются дефекты изделий, возникающие от парциального давления воздуха. После запаривания в течение двухтрёх часов при максимальном давлении пара изделия приобретают прочность, которая позволяет производить выпуск воздуха из автоклава. Указывается на возможность уравновешивания напряжений, образующихся от паровой нагрузки и от давления воздуха в порах изделий. Для этого следует регулировать величину парциального давления воздуха в автоклаве соответственно величине паровой нагрузки.

Установлены пределы колебаний давления пара в автоклаве и приводятся кривые, показывающие с какой скоростью следует производить равномерное снижение давления пара в определённый период запаривания без опасения появления разрушений и дефектов в изделиях. Вычислены значения напряжений, возникающих при запаривании под действием гашения извести в изделиях. Приведены данные, показывающие, что догашивание извести при запаривании можно допускать только в ячеистых изделиях. Известь в прессованных изделиях должна быть загашена до запаривания, в противном случае неизбежно появление брака. Замораживание изделий до запаривания не снижает их прочности, если при замораживании не возникли видимые дефекты.

Во второй стадии запаривания в изделиях, в результате образующегося при твердении экзотермического эффекта, возникают температурные напряжения, но их удельное значение небольшое. У изделий, изготовленных из тонкодисперсных смесей, литых с большой формовочной влажностью, экзотермический эффект может вызвать интенсивное высыхание и появление специфических трещин. Под действием самого процесса твердения деформаций в изделиях не возникает. Опыт показывает, что прочность изделия не изменяется, если оно во время запаривания находится в водной среде.

В третьей стадии запаривания наибольшее значение имеет испарение воды из изделий, что сопровождается образованием температурных напряжений и напряжений от высыхания изделий. Внутри изделий образуется также давление пара. Пар должен выпускаться из автоклава со скоростью, при которой указанные силы не должны превышать прочность изделий. Приведён приближённый расчёт этих сил.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |










© 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.