Автоклавная обработка является самым продолжительным и энергоемким технологическим переделом.


Расходы на пар составляют в среднем 10-15% себестоимости изделий.


Рассмотрение статей расхода пара на автоклавную обработку ячеистобетонных изделий показывает, что около 25% пара (тепла) расходуется на нагрев автоклава, вагонеток, поддонов и форм. Эти затраты неизбежны, однако и они могут быть уменьшены за счет снижения металлоемкости форм, осуществления автоклавирования изделий без бортоснастки и улучшения теплоизоляции автоклавов.


Существенную статью затрат пара составляют нагрев воды, внесенной в автоклав с изделиями в виде их влажности — 21%, и потери тепла при сбросе конденсата —26%.


Снижение указанных потерь пара (тепла) возможно в результате оптимизации формовочной влажности и повышения температуры ячеистого бетона перед автоклавной обработкой, уменьшения объема конденсата и обеспечения его постоянного отвода.


Начальная влажность и температура оказывают также существенной влияние на продолжительность прогрева ячеистобетонного массива, а следовательно, на продолжительность автоклавной обработки и качество материала. При этом влияние начальной влажности ячеистого бетона на расход пара, послеавтоклав-ную влажность изделий и длительность прогрева массива неоднозначно. В частности, если увеличение влажности ячеистого бетона (WQ) средней плотностью 650 кг/м3 с 20 до 60% приводит к сокращению длительности прогрева массива (t) размером 6000x1200x600 мм в среднем в 1,5 раза, то удельный расход йара при этом возрастает на 30-38%, а послеавтоклавная влажность изделий более чем л 1,5 раза превышает нормативные требования.


Из приведенных данных следует, что рациональной является предавтоклавная влажность, равная 28 --32%, которая достигается при использовании комплексной вибрационной технологии, позволяющей снизить В/Т до 0,31 — 0,34. Расход пара при этом уменьшается в среднем на 9 — 13%. Что же касается температуры, то повышение ее с 20 до 80°С позволяет ускорить прогрев ячеистобетонного массива в среднем в 2 раза (см. рис. 12) и за счет этого сократить продолжительность автоклавной обработки на 3 — 4 ч. Не менее важно, что при этом повышается однородность прочности по сечению изделий в связи с уменьшением разности и продолжительности автоклавной обработки при наибольшей температуре наружных и центральных слоев массива.


Уменьшение температурного перепада между поверхностью ячеистого бетона и температурой поступающего в автоклав пара обеспечивает снижение величины температурных напряжений в материале, что положительно сказывается на качестве готовых изделий. В частности, повышение начальной температуры ячеистобетонных панелей, поступающих на автоклавную обработку, с 40 до 80°С позволяет уменьшить количество бракованных панелей с трещинами и отслоениями с 15 до 1%.


В этой связи представляется целесообразным вспучивание, схватывание и вызревание ячеистобетонной смеси осуществлять в туннелях с регулируемой температурой и влажностью среды при максимальном использовании тепла, выделяющегося при гидратации извести и цемента.


Применение тепловых туннелей-конвейеров вызревания газобетонных изделий широко практикуется на заводах фирмы "Сипорекс", на предприятиях ПНР и в последние годы начинает внедряться на отечественных заводах по производству ячеистобетонных изделий.


Для сокращения продолжительности автоклавной обработки ВНИИстромом (ВНПО стеновых и вяжущих материалов) предложены режимы автоклавной обработки, предусматривающие удаление воздуха из автоклава путем его продувки паром - СН 277-80. Зто обеспечивает молярный, а не молекулярный теплопе-ренос, который имеет место при автоклавировании без предварительной продувки -- удаления воздуха.


Наши исследования показали, что продолжительность автоклавной обработки может быть дополнительно сокращена за счет более полного удаления воздуха из автоклава и запариваемых изделий при использовании продувки совместно с вакуумированием. Для этого после пуска пара в автоклав через 5-10 мин, когда давление достигнет 0,005-0,01 МПа, включается вакуум-насос и в течение 30-40 мин осуществляется продувка' с вакуумированием. После отключения вакуум-насоса продувка продолжается до момента, когда давление в автоклаве достигнет 0,05 МПа. После этого закрывается паровыпускной вентиль и осуществляется подъем давления до рабочего в течение 1 — 1,5 ч.


Применение продувки с вакуумированием позволяет не только на 1 — 2 ч сократить общую продолжительность автоклавной обработки, но и уменьшить до 10% расход пара.


Во избежание спада давления в периоды подъема и изотермической выдержки, а также колебаний давления пара более 0,02 МПа, процесс управления режимом автоклавной обработки должен быть автоматизирован.


При извлечении ячеистобетонных изделий из автоклава, после завершения гидротермальной обработки, они испытывают значительные термические и влажно-стные напряжения, которые приводят к микротрещи-нообразованию силикатного камня и снижению долговечности изделий.


В результате влагоотдачи остывающего ячеистого бетона возникают значительные напряжения, которые обусловлены неравномерностью деформаций влажност-ной усадки наружных и центральных слоев изделий. Величина возникающих напряжений 6W зависит от интенсивности влагоотдачи ячеистым бетоном jm.


Анализ зависимостей (19)-(21) показывает, что величина напряжений, возникающих в ячеистобетонных изделиях, может быть уменьшена за счет: формирования рациональной структуры силикатного камня; снижения анизотропии свойств ячеистого бетона и, следовательно, повышения значения величины коэффициента Пуассона; формирования рациональной пористой структуры, характеризующейся минимальным содержанием микрокапиллярной пористости; снижения температурного градиента; уменьшения градиента потенциала переноса влаги за счет снижения послеавток-лавной влажности ячеистого бетона или же повышения относительной влажности окружающей среды.


Из перечисленных приемов технологически наиболее просто осуществимы последние два путем выгрузки ячеистобетонных изделий из автоклава в специальные туннели, в которых влажность поддерживается на уровне Р/Р0= 55 — 65%, а температура 60 — 70°С. Выдержка готовых изделий в таких туннелях в течение 2 — 4 ч позволяет повысить прочность изделий при сжатии до 20%, при изгибе до 25%. При этом наиболее существенный прирост прочности наблюдается для ячеистого бетона с более низкой плотностью. Одновременно отмечается повышение модуля упругости ячеистого бетона. Это позволяет заключить, что дефектность структуры силикатного камня уменьшается.


Изучение морозостойкости ячеистобетонных образцов плотностью 500 — 700 кг/м3, подвергнутых после автоклавной обработки выдержке в подобных релаксационных камерах (туннелях), показало, что они выдерживают на 10 — 15 циклов Мрз больше, чем аналогичные образцы без выдержки в таких камерах.