СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СИЛИКАТНОГО ДЕКОРАТИВНОГО КИРПИЧА
METHOD OF THERMAL TREATMENT OF SILICATE DECORATIVE BRICK

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности, для тепловой обработки известково-кремнеземистых изделий и силикатного декоративного кирпича.
Известен способ тепловлажностной обработки известково-кремнеземистых изделий автоклавного твердения (патент РФ №2115635, C04B 40/02), включающий подъем давления до 1,0-1,15 МПа и температуры до 183-187°C в течение 1,5-2 ч, выдержку - сначала в среде насыщенного пара в течение 1-3 ч, затем перегретого пара с температурой 200-230°C в течение 10-15 ч, снижение давления и температуры в течение 1,5-2 ч.
Недостатком способа является изменение цвета и качества внешнего вида декоративного силикатного кирпича, снижение прочности за счет вымывания извести с поверхности при запарке холодных с температурой менее 30°C кирпича-сырца.
Известен способ автоклавной обработки цветных силикатных изделий, по заявке на изобретение №2010116744/03, опубликованный 10.11.2011. Способ заключается в загрузке кирпича-сырца в автоклав, предварительном нагреве путем продувки паром при атмосферном давлении, закрытии крышек, подаче насыщенного пара, подъеме давления и температуры, выдержке при максимальном давлении и температуре с последующим снижением давления и выгрузке изделий.
Недостатком способа является недостаточная прочность кирпича, а также ухудшение его внешнего вида.
Предлагаемое изобретение направлено на улучшение качества декоративного силикатного кирпича путем повышения его прочности и сохранения внешнего вида.
Технический результат достигается тем, что в способе тепловой обработки силикатного декоративного кирпича, заключающемся в загрузке кирпича-сырца в автоклав, нагреве кирпича-сырца путем продувки острым паром при атмосферном давлении до температуры 45-50°C, последующем подъеме давления и температуры и выдержке при максимальном давлении и температуре, снижении давления и выгрузке изделий, согласно изобретению после нагрева кирпича-сырца продувкой автоклава острым паром, перед подъемом давления производят выдержку кирпича-сырца в нагретом автоклаве при атмосферном давлении без подачи пара.
Задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является улучшение качества силикатного декоративного кирпича путем снижения конденсатообразования на кирпиче-сырце за счет конвекционного нагрева острым продувочным паром с последующим тепломассообменом от нагретого тела автоклава в течение 15 мин. Первый этап тепловой обработки холодных изделий при впуске пара в закрытый автоклав при атмосферном давлении (по прототипу) имеет важное значение, так как температура поверхности изделий ниже температуры водяного пара, теплообмен идет за счет конденсации водяных паров на поверхности изделий. На этом этапе развивается максимальный температурный перепад между средой и поверхностью изделий, равный 30-50°C, пар интенсивно отдает теплоту, но образующийся в большом количестве на поверхности кирпича-сырца конденсат имеет температуру ниже среды, растворяет в себе известь (гидроксид кальция) с поверхности и стекает под действием силы тяжести по вертикальным поверхностям кирпича, а на горизонтальных образует слой воды с известью (раствор извести). Вымывание гидроксида кальция приводит к снижению прочности кирпича, а также ухудшению его внешнего вида. По сравнению с прототипом заявляемые условия проведения процесса тепловой обработки силикатного декоративного кирпича являются новыми, а именно выдержка кирпича-сырца перед подъемом давления в нагретом автоклаве при атмосферном давлении обеспечивает повышение температуры их поверхности, его сушку и связывает известь с образованием многоосновных гидросиликатов кальция, снижая ее растворимость, при этом предварительная продувка паром повышает теплопередачу материала сырца и ликвидирует застойные зоны в щелях между кирпичами кладки или прослойки воздуха.
Способ тепловой обработки силикатного декоративного кирпича осуществляется следующим образом.
Опытные партии силикатного декоративного кирпича подвергают тепловой обработке в автоклаве, снабженном источником тепла - паром, термометром и устройством, регистрирующим давление. Кирпич-сырец помещают в автоклав, закрывают крышки и начинают первый этап тепловой обработки, который выполняется в следующей последовательности. Подают острый пар из коллектора при открытом перепускном клапане (задвижке), обеспечивая связь с атмосферой. Продувку острым паром осуществляют при атмосферном давлении в течение 30 мин, этот процесс носит изобарный характер, затем закрывают задвижку и выдерживают изделия при атмосферном давлении в течение 15 мин без подачи пара для полноты тепломассообмена от нагретого тела автоклава до достижения температуры изделий 45-50°C, при этом происходит конвективный теплообмен поверхности кирпичей, далее производят подъем температуры и давления, например, до 0,9 МПа в течение одного часа. На втором этапе осуществляют выдержку при постоянном давлении (0,9 МПа) и температуре в течение 6 час. На третьем этапе тепловой обработки производят снижение давления до атмосферного и снижение температуры в течение 2 час. После этого открывают крышку автоклава и производят выгрузку готовых изделий.
Результаты влияния режима тепловой обработки на свойства силикатного декоративного кирпича приведены в таблице.
Для сравнения для каждого цвета декоративного силикатного кирпича в таблице приведены свойства кирпича, обработанного по способу-прототипу, т.е. в 1 этапе исключается выдержка кирпича-сырца при атмосферном давлении без подачи пара перед подъемом давления.
Таблица
Цвет кирпича
Время этапов, час
Общее время тепловой обработки, час
Внешний вид
Предел прочности при сжатии, МПа
1этап - 2
Белые
2 этап - 6
10
потеки
25,1
Неокрашенный
3 этап - 2
1этап-1,75(0,5+0,25+1)
Однородный
2 этап - 6
9,75
цвет
32,2
3 этап - 2
поверхности
1этап - 2
Белые
2 этап - 6
10
потеки
20,2
Желтый
3 этап -2
1этап-1,75(0,5+0,25+1)
Однородный
2 этап - 6
9,75
цвет
26.5
3 этап - 2
поверхности
1этап - 2
Белые
2 этап - 6
10
потеки
20.4
Красный
3 этап - 2
1этап-1,75(0,5+0,25+1)
Однородный
2 этап - 6
9,75
цвет
26,0
3 этап - 2
поверхности
1этап - 2
Белые
2 этап - 6
10
потеки
20.7
Зеленый
3 этап - 2
1этап-1,75(0,5+0,25+1)
Однородный
2 этап - 6
9,75
цвет
27,3
3 этап - 2
поверхности
Как видно из таблицы, полученные результаты показывают увеличение прочности при тепловой обработке силикатного декоративного кирпича с предварительным нагревом кирпича-сырца до температуры 45-50°C путем продувки острым паром по изобарному процессу и выдержкой при атмосферном давлении для конвективного теплообмена от нагретого тела автоклава - на белом кирпиче на 28%, на цветных - на 27-30%. При этом кирпич после тепловой обработки имеет однородный цвет поверхности, т.е. сохраняется заданный цвет и внешний вид кирпича.
Предлагаемый способ снижает общее время тепловой обработки и легко осуществим в производственных условиях, поскольку не требует переналадки автоклавного оборудования и позволяет получить продукцию с повышенными техническим характеристиками по прочности и внешнему виду.