Автоклавная обработка

Содержание:

1 Технологическая часть…………………………………………………………3

1.1 Предавтоклавная обработка…………………..……………………………...3

1.1.1 Основные процессы…………………………………………………………3

1.1.2 Прикатка или срезка  горбушки…………………………………………….5

1.1.3 Разрезка массивов  на изделия……………………………………………...5

1.2 Автоклавная обработка……………………………………………………….6

1.2.1 Физико-химические процессы  при автоклавной обработке……………..6

1.2.2 Режимы автоклавной  обработки…………………………………………...8

1.2.3 Работа автоклавных  отделений…………………………………………...12

1.3 Послеавтоклавная обработка………………………………………………..13

2 Расчетная часть………………………………………………………………...13

2.1 Технологический расчет…………………………………………………….13

2.2 Теплотехнический расчет…………………………………………………...13

2.2.1 Определение тепловыделения  цемента по

 периодам тепловой  обработки…………………………………………………17

2.2.2 Расчет теплового баланса…………………………………………………20

Список литературы………………………………………………………………37

 

 

 

 

1. Технологическая часть

 

1. Предавтокавная обработка

 

1. Основные процессы

 

К предавтоклавной обработке относятся операции выдержки изделий, предавтоклавная тепловая обработка, удаление или прикатка горбушки, разрезки массивов на изделия, образование рельефной поверхности изделий механической обработкой. Указанные операции не обязательны дл всех технологических схем. Например, резка массивов на изделия характерна только для резательной технологии.

Выдержка перед автоклавной обработкой необходима для приобретения бетоном пластической прочности, обеспечивающей транспортирование, резку, уплотнение горбушки отформованных изделий или массивов. Тепловая обработка изделий не может начаться, прежде чем мешюровые перегородки не приобретут прочности, способной выдержать давление расширяющегося при нагревании воздуха в порах.

В процессе формования температура ячеистобетонной смеси после заливки ее в формы начинает повышаться. Повышение температуры смеси вызвано экзотермическими процессами гашения извести, взаимодействия ее с алюминием, процессами структурообразования. При виброформовании это тепло выделяется в короткий срок, вызывая повышение температуры смеси до 70–90°С. Формование крупных массивов по резательной и виброрезательной технологиях приводит к еще более высоким температурам внутри массивов.

Повышение температуры оказывает положительное влияние на скорость структурообразования, поэтому, например, при виброформовании повышенная температура и низкое ВД обеспечивают приобретение бетоном прочности, необходимой для распалубки уже через 20–40 минут. При формовании по литьевой технологии в индивидуальных формах, вследствие замедления экзотермических процессов длительность выдержки до срезки горбушки и распалубки значительно больше и составляет 2–6 ч, в зависимости от вида вяжущего, для газобетонов и 4–8 ч – для пенобетонов. Длительная выдержка увеличивает опасность образования усадочных трещин и деструктивных процессов в ячеистом бетоне.

Высокая температура внутри крупных массивов, достигающая 100°С, может привести к образованию трещин, вследствие большой разности температур в центре и на поверхности массивов. Для снижения температурных перепадов и обеспечения оптимального режима структурообразования рекомендуется предварительный прогрев форм и выдержка их после заливки в камерах тепловой обработки, обеспечивающих тепловой режим в соответствии с температурой в центре массива. Это позволяет за 3–4 часа выдержки в камере получить пластическую прочность 0,035–0,045 МПа, которая исключает появление трещин и других дефектов на дальнейших технологических операциях.

Тепловая обработка массивов имеет целью предотвратить большие температурные перепады, вызывающие дефекты изделий, и обеспечить равномерную прочность по сечению массива, необходимую для его нормальной резки. Производится она в камерах тепловой обработки горячим воздухом. Камера располагается непосредственно за постом заливки ячеистой смеси. Длина ее рассчитывается из условия нахождения в ней формы в течении 4 часов, что позволяет получить необходимую пластическую прочность бетона в пределах 0,035–0,045 МПа. В качестве теплоносителя применяется пар, пропускаемый по закрытым регистрам, расположенным по продольным стенкам камеры и на полу на уровне головок рельс.

 

 

 

 

2. Прикатка или срезка горбушки

 

Формование изделий методом газообразования всегда сопровождается образованием некоторого избытка вспучившейся смеси, образующей горбушку над уровнем бортов форм. Объем такой горбушки составляет 5–10% от объема изделий, формуемых в индивидуальных горизонтальных формах, и 2–3% в кассетах и крупных массивах. Для придания изделиям правильной геометрической формы, горбушку необходимо срезать или прикатать, вдавив ее в поверхностный слой газобетона.

 

3. Разрезка массивов на изделия

 

На заводах, работающих по резательной технологии, формуются крупные массивы, разрезаемые после приобретения заданной прочности на изделия требуемых размеров. Объем массивов при изготовлении конструктивных элементов достигает 15–20 м3. Теплоизоляционные изделия почти на всех заводах, в том числе и на заводах, работающих по литьевой технологии, получаются разрезкой массивов объемом до 8–10 м3.

Разрезку осуществляют струнами, качающимися или неподвижными, установленными на специальных агрегатах или закрепленными на борт-оснастке. Разрезка массивов ножами или пилами не нашла широкого применения вследствие усложнения агрегатов.

Исследования показали тесную связь пластической прочности газобетона с характером разрушения сырца перед фронтом режущего органа. При низкой прочности бетона поверхность реза шероховатая. На поверхности образуется уплотненная поверхностная пленка. Разрезка массивов с высокой пластической прочностью обеспечивает минимальную шероховатость, но требует больших энергозатрат. При этом часты обрывы струн. Для большинства режимов резания оптимальная пластическая прочность колеблется в пределах от 0,03 до 0,08 МПа. Резание газобетонного сырца с пластической прочностью менее 0,02–0,025 МПа приводит к слипанию поверхностей по плоскостям резания.

По направлению разрезку делят на следующие виды:

• Горизонтальную;
• Вертикальную продольную;
• Вертикальную поперечную.

По движению струны различают методы:

• Продавливания;
• Пиление бегущей струной.

Существуют также разновидности методов, уточняющие условия применения метода. Например, продавливание с применением пуансонов.

 

2. Автоклавная обработка

 

1. Физико-химические процессы при автоклавной обработке

 

Твердение ячеистобетонных смесей с образованием новых соединений, отсутствующих в исходных материалах, происходит в результате сложных процессов взаимодействия между компонентами сырьевой смеси. На вид новообразований влияют: вид, количество и активность компонентов сырьевой смеси; соотношение между компонентами смеси; температура смеси; давление; длительность взаимодействия и ряд других факторов.

Если в ячеистой смеси имеются гидравлические вяжущие, то твердение происходит в результате их гидратации и гидролиза. По теории твердения вяжущих П.А. Ребиндера, схватывание и твердение цемента представляет собой комплекс процессов гидратации, самопроизвольного измельчения микрочастиц вяжущего, образование гаксотронных структур и развитие на их основе кристаллизационных структур гидратных новообразований, получившихся в результате кристаллизации через стадию пересыщенного раствора.

После твердения портландцемента в нормальных условиях образуются: CSH гель, кристаллический Ca(OH)2, гидросульфоалюминат кальция 3CaO-Al2O3-12H2O, а также гидроферриты и гидроалюминаты кальция. Структура продуктов гидратации цемента при обработке в среде насыщенного пара значительно изменяется с повышением температуры до 170–190°С. Изменяются состав и структура гидросиликатов кальция, не обнаруживается самостоятельных алюминатных фаз. Видимо, основная часть Al+3 входит в гидросиликаты-гидрогранаты. автоклавная обработка клинкерных минералов показала, что алюминаты и алюмоферриты кальция почти не дают прироста прочности по сравнению с нормальным твердением в течении 28 дней или даже снижают ее.

Повышение прочности ячеистого бетона при введении в состав смеси, кроме цемента, еще и кремнеземистого компонента, говорит о том, что основную роль в прочности бетона играют не продукты гидратации и гидролиза цемента, а новые соединения, возникшие в результате взаимодействия кремнезема с продуктами гидратации цемента, т.е. продукты гидротермального синтеза.

Гидротермальный синтез основан на химическом взаимодействии гидрата окиси кальция Ca(OH)2, введенного в состав сырьевой смеси или образующегося при гидролизе клинкерных минералов с кремнеземистым компонентом (кварцевым песком, золой ГЭС, доменным шлаком). В условиях повышенных температур и давлений в автоклаве кремнезем, содержащейся в кварцевом песке, золе, шлаке, превращается в активный компонент, который способен реагировать с известьсодержащими материалами, образуя гидросиликаты кальция CSH(B), C2SH(B), тоберморит C4S5H5, ксонотлит C6S6H и др.

С ростом температуры и давления основность гидросиликатов уменьшается, а степень кристаллизации увеличивается. Повышение содержания растворимого кремнезема при повышении давления увеличивает количество новообразований. Постепенно исчезают Ca(OH)2 и C2SH(А), одновременно образуется низкоосновные гидросиликаты разного состава и различной степени кристаллизации.

Конечный состав гидросиликатов зависит от основности исходной сырьевой смеси и параметров автоклавной обработки. Высокоосновные материалы – портландцементы, шлаковые и нефелиновые цементы – в зависимости от условий запаривания образуют высокоосновные гидросиликаты кальция, имеющие невысокую прочность. Введение кремнезема приводит к образованию низкоосновных гидросиликатов кальция, характеризующихся высокой прочностью. Изменяя основность сырьевой смеси, можно получать ячеистые бетоны с заданными свойствами.

 

2. Режимы автоклавной обработки

 

При тепловлажностной обработке ячеистых бетонов одновременно протекают процессы тепло- и массообмена, физико-химические процессы твердения смеси и вызываемых ими структурных изменений, процессы изменения давления в порах бетона. Все они вызывают деформации бетона и связанные с этими деформациями значительные внутренние напряжения. Внутренние напряжения возникают в бетоне также в результате неоднородности различных зон бетона. Процессы, протекающие в твердеющем бетоне, и напряжения, вызываемые ими, приводят к развитию деструктивных явлений, являющихся причинами снижения прочности ячеистого бетона. На развитие деструктивных процессов, кроме факторов, указанных выше, влияют также характер пористости, деформативность бетона в процессе автоклавной обработки и т.д.

При подъеме давления в автоклаве тепловая энергия подводится к поверхности изделий, т.е. температурный градиент направлен от поверхности к центральным зонам. Температурные перепады тем больше, чем толще изделия и интенсивнее подъем температуры и чем ниже экзотермия вяжущего. Одновременно идет процесс перехода бетона из упруговязкопластичного состояния в упругохрупкое с нарастанием прочности и модуля упругости бетона. Напряжение в начальный период автоклавной обработки незначительны вследствие низкого модуля упругости бетона, поэтому деформации могут протекать без образования трещин. Это говорит за сокращение стадии подъема давления, но при этом существует опасность образования дефектов в конце стадии подъема давления или в начале стадии изотермического прогрева, когда в результате происходящего с запозданием теплового расширения центральных зон изделия знак напряжения в наружных слоях изменяется, и они оказываются уже растянутыми.

Вследствие значительного числа разнообразных факторов, влияющих на твердеющий в автоклаве бетон, расчет режимов автоклавной обработки весьма сложен и не всегда точен. Поэтому рекомендованные в инструктивной литературе и различных методиках режимы автоклавной обработки должны уточняться в производственных условиях. Учеными предложено много различных методов расчета режимов, но ни один из них не может учесть всего многообразия факторов, воздействующих на твердеющий в автоклаве ячеистый бетон. Б.А. Новиков предложил метод расчета продолжительности прогрева и охлаждения изделий в зависимости от допускаемых температурных и усадочных напряжений. Метод расчета, основанный на кинетике растворения кремнезема и его связывания с гидроокисью кальция, предложен В.А. Рейманом и его сотрудниками.

К.Э. Горяйновым разработан метод инженерного расчета продолжительности отдельных стадий автоклавной обработки, учитывающий основные, наиболее значимые технологические факторы: геометрические и технологические параметры изделий или массивов до автоклавной обработки, теплотехнические параметры и допускаемые перепады температуры в запариваемых изделиях.

Эффективность автоклавной обработки ячеистых бетонов в значительной степени зависит от соотношения количества пара и воздуха внутри автоклава и в порах бетона. Чем выше содержание воздуха в смеси, тем ниже температура паровоздушной смеси и тем больше сопротивление при переходе тепла к бетону. К.Э. Горяйнов и И.Б. Заседателев установили, что это вызвано снижением коэффициентом теплоотдачи от среды к бетону. Вначале удаления воздуха из автоклава производилось вакуумированием. Опыт производства вскрыл недостатки этого способа, и в настоящее время удаление воздуха производят продувкой автоклава паром или совмещением вакуумирования с продувкой.

Под режимом автоклавной обработки подразумевается длительность отдельных периодов (стадий) и их тепловые характеристики. Разбивка на периоды может быть различной в зависимости от того, какие процессы, протекающие в твердеющем ячеистом бетоне, берутся во внимание.

Наиболее правильной представляется предложенная К.Э. Горяйновым разбивка цикла автоклавной обработки на 4 периода:

1. Нагрев изделий до 100°С с продувкой при давлении пара немногим более атмосферного;
2. Нагрев до максимальной температуры, достижимой в автоклаве;
3. Изотермический нагрев;
4. Снижение давления.

Длительность первого и второго периодов рассчитывается исходя из необходимости максимальной скорости подъема температур при допустимых внутренних напряжениях, возникающих при температурных перепадах в изделиях. Их экономических соображений длительность периодов должна быть минимальной. Этого можно добиться, ускорив движение тепловой волны от поверхности к центральным зонам изделий. Такое ускорение возможно при переходе от молекулярно теплопереноса к молярному тепломассопереносу (инфильтрации пара в центральные зоны изделий).

Исследования показали, что молярный тепломассоперенос интенсивно протекает при температурах в центре изделий выше 65–70°С. Такие температуры возможны в изделиях, поступающих на автоклавную обработку после формования по резательной или кассетной технологиям. Длительность первого и второго периодов в этом случае может составлять не более 1–1,5 часа. При температурах в центральных зонах изделий перед загрузкой в автоклав менее 65–70°С рекомендуется быстрый нагрев с повышением давления в автоклаве.

Период изотермического прогрева рассчитывается исходя из условия приобретения бетоном заданной прочности или полного связывания извести в гидросиликаты кальция. Длительность его зависит от: температуры пара в автоклаве (давления пара), вида тепломассопереноса, толщины и объемной массы изделий, температуры в центральных зонах изделий в момент достижения в автоклаве максимального давления. Продолжительность периода колеблется от 3 до 5 часов при давлении 1,3 МПа, молярном тепломассопереносе и применении кварцевого песка, 10–14 часов – при давлении 0,9 МПа, молекулярном теплопереносе, большой толщине изделий, кварцево-полевошпатных песках.

Снижение давления в автоклаве сопровождается испарением влаги и выделением пара из изделий. Длительность периода рассчитывается исходя из условий превышения прочности бетона растягивающих напряжений, возникающих при перемещении выделяющего пара из внутренних изделий к поверхности. Продолжительность периода 1–2 часа.

После снижения давления целесообразно для снижения влажности изделий и ускорении их остывания производить вакуумирование рабочего пространства автоклава в течение 0,5–1 часа до остаточного давления 0,02–0,04 МПа. В НИИ предложили способ сушки и охлаждения изделий путем создания разряжения в автоклаве в результате конденсации выделяющегося из изделий пара и отсоса воздуха. Эффективность сушки определяется достигаемым остаточным давлением в автоклаве, составляющего при данном способе около 0,005 МПа.

 

3. Работа автоклавных отделений

 

В состав автоклавных отделений включают: площади, занимаемые путями с размещающимися на них автоклавными вагонетками или составами, подготовленными к автоклавной обработке и прошедшими обработку; электропередаточные мосты для загрузки или разгрузки любого из автоклавов; стенды для распалубки изделий (кантователи), вакуум-насосы, станции сбора и перекачки конденсата; пульты управления режимами автоклавной обработки.

На заводах применяются автоклавы проходные и тупиковые, с внутренним диаметром 2,0; 2,6 и 3,6 м, длиной 17–32,1 м. Выбор типа, размеров и количества автоклавов зависит от организации движения вагонеток в автоклавном отделении, размера изделий, способа их укладки на автоклавных вагонетках, производительности предприятия. Автоклавы выпускаются на рабочие давления 0,0 и 1,3 МПа. Тупиковые автоклавы могут устанавливаться вне здания, перпендикулярно его продольной оси. Это позволяет экономить строительные объемы зданий. Проходные – эффективны на заводах большой производительности, при поточной организации технологии. При современной номенклатуре изделий автоклавы диаметром 2 м имеют низкий коэффициент заполнения. Новые заводы проектируются с автоклавами диаметром 2,6 и 3,6 м, причем в последних достижениях высоких коэффициентов заполнения затрудняется вследствие усложнения загрузки автоклавных вагонеток изделиями. Коэффициенты заполнения автоклавов изменяются от 0,15–0,2 при запаривании изделий в формах, до 0,4–0,5 – без форм.

Устанавливаются автоклавы на опорах, одна из которых неподвижная, а все остальные – подвижные (на роликах). Современные автоклавы снабжены быстросъемными крышками с байонетными затворами, позволяющими открывать или закрывать крышку за 1–2 мин. Старые – имели крышки, укрепляемые болтами, расположенными по окружности крышки.

Удельный расход пара на автоклавную обработку зависит от длительности цикла запаривания, коэффициента заполнения автоклавов, обработки в формах или без них, перепуска пара в другие автоклавы и колеблется в пределах 220–250 кг/м3.

 

3. Послеавтоклавная обработка

 

Послеавтоклавная обработка изделий из ячеистых бетонов включает в настоящее время механическую обработку, укрупнительную сборку и отделку.

Механическая обработка может включать операции по фрезерованию лицевых поверхностей и боковых граней с целью придания им заданных размеров и требуемой формы, сверлению отверстий для тяжей, закладных деталей и гнезд, распиловке изделий на детали.

Фрезерование изделий имеет целью, кроме придания изделиям заданных размеров, снятие угловых фасок, получение выемок, патов и шпонок, необходимых для организации стыка двух соседних элементов, а также удаление рыхлого поверхностного слоя, образующегося иногда при разрезке массивов. Фрезерованием можно создавать декоративный рельеф на фасадных поверхностях стеновых панелей.

2. Расчетная часть

 

1. Технологический расчет

 

Прежде чем приступить к технологическому расчету, необходимо выбрать марку автоклава и определить его размеры, позволяющие размещать внутри установки вагонетки с массивами бетона. Нам необходимо выбрать такой диаметр автоклава, в котором массив бетона разрезался на размер наших изделий без остатка. Наиболее оптимальным является автоклав с диаметром 2,6 м. Принимаем автоклав марки СМ-1126А (проходной). Далее нам необходимо выбрать автоклавную вагонетку. Колея платформы-вагонетки для транспортирования массивов бетона должна соответствовать ширине колеи в автоклаве, т.е. для размещения массива бетона принимаем вагонетку марки СМ-547, имеющую ширину колеи 900 мм, что соответствует ширине колеи автоклава марки СМ-1126А.

Далее определяем количество вагонеток, которое может одновременно размещаться в автоклаве. Для этого длину автоклава, равную 19 м, следует разделить на длину вагонетки, равную 6,25 м, откуда количество вагонеток, загружаемых в автоклав, составит 3 шт. Количество изделий, которое возможно разместить на одной вагонетки, равняется 12. Полная загрузка автоклава – 36 изделий (12×3=36).

Массу поддона Gф вычисляем, исходя из условия, что длина поддона равна 6 м, ширина – 1,8 м, толщина листа металла 0,02 м, тогда

Gф = V × p + mр.ж

где V – объем поддона, м3;

p – плотность металла, из которого сделан поддон;

mр.ж – масса ребра жесткости (250 кг)

Gф = (6 ×1,8 × 0,02) × 7800 + 250 = 1984,8 кг.

Далее необходимо сделать расчеты:

• Рабочего объема автоклава:

Vраб = πR2L

где R – радиус внутреннего пространства автоклава, м;

L – длина автоклава, м.

Vраб = 3,14 × 1,32 × 19 = 101 м3

• Коэффициента загрузки автоклава:

kзаг = Vизд / Vраб

где Vизд – объем изделий, загружаемых в автоклав, равный 2,16 × 18 = 38,88 м3,

kзаг = 38,88 / 101 = 0,38

• Массы сухих составляющих в изделиях:

Gс = pсб × Vизд

где pсб – средняя плотность бетона, т/м3 (0,656 т/м3)

Gс = 0,656 × 38,88 = 25,505 т

В том числе массу цемента:

Gц = Ц × Vиздетон автоклавный цемент

где Ц – расход цемента на 1 м3 бетона (0,088)

Gц = 0,088 × 38,88 = 3,421 т

• Массу воды:

Gв = В/Т × Gс

где В/Т – водотвердое отношение (0,39)

Gв = 0,39 × 25,51 = 9,94 т

Режим запаривания изделий назначается, исходя из вида бетона, его средней плотности, толщины изготовляемого изделия и последующей разрезки массива бетона, если эта операция предусмотрена в технологическом процессе.

В рассматриваемом примере принят следующий вид запаривания:

• Нагрев до 100°С в течение 120 мин;
• Продувка при избыточном давлении 0,03 МПа в течение 30 мин;
• Подъем избыточного давления до 0,3 МПа в течение 15 мин;
• Подъем давления от 0,3 до 1,3 МПа в течение 15 мин;
• Выдержка при максимальном давлении 1,3 МПа в течение 420 мин;
• Снижение избыточного давления от 1,3 до 0,3 МПа в течение 39 мин;
• Снижение давления от 0,3 до 0,1 МПа в течение 39 мин;
• Вакуумирование в течение 90 мин;
• Загрузка и разгрузка автоклава – 30 мин.

Итого: 798 мин (13,3 ч)

Определение количества автоклавов, необходимых для выполнения производственной программы:

 

 

где – годовой объем выпуска изделий, м3 (18 000 м3);

 – рабочий объем  автоклава, м3;

 – годовой фонд  времени работы предприятия, сут. (259 сут.);

 – коэффициент выхода  готовых изделий (0,975)

 – коэффициент загрузки  автоклава изделиями;

 – коэффициент оборачиваемости  автоклава в сутки: = 24/τц, где τц – продолжительность тепловой обработки с учетом времени на загрузку и разгрузку автоклава, ч

= 24/13,3 = 1,804

 

 

2. Теплотехнический расчет

 

Для проведения теплотехнического расчета режим запаривания следует разделить на периоды:

• Период 1: нагрев до 100°С и продувка в течение 50 мин. Характеристики пара: энтальпия lп1 = 2676,3 кДж/кг, плотность pп1 = 0,5976 кг/м3;
• Период 2: подъем давления от 0,1 о 0,3 МПа и нагрев от 100 до 133,3°С в течение 40 мин. Характеристики пара: lп2 = 2724,7 кДж/кг, pп2 = 1,652 кг/м3;
• Период 3: подъем давления от 0,3 до 1,3 МПа и нагрев от 133,3 до 191,6°С в течение 90 мин. Характеристики пара: lп3 = 2787,4 кДж/кг, pп2 = 6,615 кг/м3;
• Период 4: выдержка при максимальном давлении 1,3 МПа и температуре 191,°С в течение 420 мин. Характеристики: lп4 = 2787,4 кДж/кг, pп2 = 6,615 кг/м3;
• Период 5: снижение избыточного давления от 1,3 МПа до 0,3 МПа и охлаждение от 191,6 до 133,3°С в течение 42 мин.;
• Период 6: снижение избыточного давления от 0,3 до 0,1 МПа и охлаждение от 133,3 до100°С в течение 36 мин.;
• Период 7: вакуумирование в течение 90 мин.

 

 

 

2.2.1 Определение тепловыделения цемента по периодам тепловой обработки

Для приготовления ячеистого бетона используется портландцемент М400. В/Т = 0,39. Тепловыделение определяется для 1 кг цемента.

• Период 1:

 

где Θ – количество градусочасов тепловой обработки,°С×ч;

M – марка цемента;

a = 0,32+0,002Θ, при ≤ 290°С×ч

a = 0,84+0,0002Θ, при > 290°С×ч

 

где - начальная температура ячеистого массы,°С

 

a = 0,32+0,002×53,95=0,43

 

 – общее  количество теплоты

 – масса  цемента, кг

 

• Период 2:

 

 

a = 0,32+0,002×69,99=0,46

 

 

 

• Период 3:

 

 

a = 0,32+0,002×243,68=0,81

 

 

 

• Период 4:

 

 

a = 0,84+0,0002×1341,2=1,11

 

Перед автоклавной обработкой формы с изделиями подвергаются выдержке при t=32°С (температура ячеистой массы) в течение 1,5 часов. Тогда тепловыделение цемента за это время составит:

 

 

a = 0,32+0,002×48=0,42

 

Т.о. при гидратации цемента выделяется теплота в следующем количестве:

• За 2 часа перед автоклавной обработкой – 23,9 кДж/кг
• За 1 период в течение 2,5 часов – 27,1 кДж/кг
• За 2 период в течение 0,25 часов – 35,1 кДж/кг
• За 3 период в течение 0,25 часов – 124,5 кДж/кг

Остается на 4 период: 418 – (23,9+27,1+35,1+124,5) = 207,4 кДж/кг

где 418 – тепловыделение 1 кг цемента М400.

Следовательно, в 4 периоде теплота от экзотермической реакции гидратации цемента будет поступать не 7 часов, а в течение (207,4/263,4)×7=5,5 ч.

 

Количество теплоты, выделенное цементом, за все четыре периода составит:

 

 

 

2.2.2  Расчет теплового баланса

 

• Период 1: Расход теплоты на нагрев до 100°С в течение 2 ч и продувки в течение 0,5 ч (τ1 = 2,5Ч)

1. Потери тепла корпуса автоклава:

 

где – масса автокава, кг;

 – теплоемкость  метала, кДж/кг×°С;

 – соответственно  максимальная температура нагрева  в 1 периоде и его начальная  температура,°С

кДж

2. Потеря тепла форм:

 

где – масса формы, кг;

 – кол-вл форм в  автоклаве, шт.;

 – соответственно  максимальная температура нагрева  формы в 1 периоде и ее начальная температура, равная температуре ячеистой массы (,°С