Краткое содержание лекции

Промышленность строительных материалов выпускает большое количество бетонных и железобетон­ных, керамических, теплоизоляционных и других изде­лий. В технологии строительных изделий и деталей встре­чается целый ряд различных методов — приемов тепло­вой обработки. Применение различных методов тепловой обработки обусловлено различием как свойств перера­батываемых материалов, так и химических превращений, происходящих при переработке сырья в готовые изде­лия. Поэтому, прежде чем изучать отдельные виды теп­ловой обработки, необходимо их представить, классифи­цировать. Для классификации проанализируем тепловую обработку влажного материала. При его соприкоснове­нии с нагретым воздухом с поверхности материала начи­нает испаряться жидкость, которая путем диффузии пе­реходит в окружающую среду.

Скорость диффузии пара с поверхности материала определяется разностью химических потенциалов влаж­ного воздуха у поверхности материала µ_П и в окружаю­щей среде µ_С. Величину потока пара — влаги с поверхно­сти в этом случае определяют из уравнения

, (1.1)

где α_µ— коэффициент влагоотдачи, отнесенный к разности химиче­ских потенциалов.

В начальный период сушки влажность материала больше гигроскопической. К поверхности материала, с которой происходит испарение, интенсивно поступает влага из внутренних слоев. Пар у поверхности материа­ла в таких условиях будет насыщенным, и поэтому ско­рость испарения влаги в начале взаимодействия мате­риала с нагретым воздухом может быть принята равной скорости ее испарения со свободной поверхности жидко­сти.

С поверхно­сти материала удаляется влага и материал за счет умень­шения влагосодержания сушится. Три этих случая нагре­ва и положены в основу классификации методов низко­температурной тепловой обработки материала. Естест­венно, что любая тепловая обработка материала прово­дится в специальных установках, которые будут рассмот­рены ниже.

Цель тепловой обработки сообщить будущему изде­лию качественно новые свойства в результате физичес­ких и физико-химических превращений, которые проис­ходят при различных температурах и в различных усло­виях. Например, в бетонах на портландских и других цементах ускоренное твердение новообразований происхо­дит при температурах, близких к 100 °С, и обязательно с сохранением влаги, необходимой для гидратации цемента. В силикатных бетонах химическое взаимодействие кремнезема с известью начинает идти с заметной скоростью только при 170—200 °С и тоже только при до­статочном количестве влаги. Следовательно, бетон нуждаются в низкотемпературной до 100—200°С тепло­вой обработке при обязательном сохранении влаги.

Все же другие силикатные материалы и изделия, по­лучаемые из глин, диатомитов, трепелов, мергелей, из­вестняка и другого сырья, требуют на первоначальной стадии обязательного удаления влаги — сушки с после­дующей обработкой при более высоких температурах. Существует и третья группа материалов, для которой удаление влаги — сушка — последняя, заключительная стадия. К таким материалам можно отнести шлак, гип­совую сухую штукатурку, минераловатные плиты, гипсо­вые блоки и ряд других.

Сушка может быть как конечным процессом в производстве строительных материалов и изделий, так и промежуточным, сопровож­дающимся последующей высокотемпературной обработ­кой: обжигом, вспучиванием, спеканием и плавлением.

Классификации способов тепловой обработки строительных изделий

Методы тепловой обработки	Назначение	В производстве каких изделий применяется	Процессы, проходящие в материале при данном методе тепловой обработки
Тепловлажностная обработка	Ускорения твердения	Бетонных, железобетонных и силикатных материалов	Тепло и массообменные, химические и структурообразование
Сушка	Удаление влаги	Сырья и готовой продукции при производстве бетонных, железобетонных, керамических и теплоизоляционных материалов	Тепло и массообменные, химические и структурообразование
Обжиг	Получения спекшегося черепка	Керамических и теплоизоляционных	Тепло и массообменные, фазовые, химические и структуро-образование
Вспучивание	Получение высоко-пористой структуры	Легких заполнителей бетона	Тепло и массообменные, фазовые, химические и структуро-образование
Спекание	Получение пористой структуры	Легких заполнителей бетона	Тепло и массообменные, фазовые, химические и структуро-образование
Плавление	Получение расплава материала	При получении стеклянной и минеральной ваты	Тепло и массо-обменные, фазовые, химические и структуро-образование