CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT PHẦN 2

- Vật liệu chịu lứa nhẹ, được lạo hìiìh lừ klìòi cemmic chịu lứa đã tạo rỗng, có nhiệt độ sử dụng 1000 - 120°c hoạc trong nhiều trường hợp đến 1650°c.Hai n h ó m sản phẩm này đcu thuộc l

Chương VII

V Ậ T L I Ệ U G Ố M C Á C H N H I Ệ T

Vật liệu gốm cách nhiệt là loại vật liệu được tạo hình từ khối cỉramic đã

tạo rỗng không có cốt liệu, hoặc từ khối ceramic đặc (hoặc tạo ròng) chứa

các cốt liệu khó chảy hoặc chịu lửa, sau đó được nung đế ốn định Ciu trúc.

Tuỳ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu, công nghệ c h ế tạo vật liệu gốm cách nhiệt được phân thành hai nhóm chính, đó là: vật liệu cách nhiệt ceraniic và vật liệu chịu lửa nhẹ

- Các sản phẩm cách nhiệt ceramic được thành hình từ khối ceramic, sau

đó được sấy, nung ớ điều kiện nhiệl độ cao Nhiệt độ nung của sán phẩm có ảnh hưởng quyết định đến nhiệt độ sử dụng của sán phẩm: t J = 900 - 10 0 0 °c khi sản phấm tạo hình từ đất sét dề chảy và = 1 0 0 0 - 1 2 0 0° c khi sản phẩm lạo hình từ đất sét chịu lửa

- Vật liệu chịu lứa nhẹ, được lạo hìiìh lừ klìòi cemmic chịu lứa đã tạo rỗng,

có nhiệt độ sử dụng 1000 - 120()°c hoạc trong nhiều trường hợp đến 1650°c.Hai n h ó m sản phẩm này đcu thuộc loại vật liệu cách nhiệt ihiệt độ cao được sử dụng để cách nhiệl và báo vệ lò, buồng đốt và các thiế: bị làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao

Phối liệu thành hình sản phẩm có thê chảy lỏng, dẻo hoặc khô Chúng được tạo rỗng bằng một trong các phương pháp sau;

- Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn: theo phương pháp lày, độ rỗng được tạo ra do nước bay hơi Đây là phương pháp ít được sử dụrg, tuy nhiên

có thế kết họp với các phương pháp khác làm tăng một phần độ lóng

- Phương pháp lựa chọn thành phần hạt hợp lý: đây là phươiiỊ pháp mang tính bổ trợ cho các phương pháp khác

- PhưOTg pháp phụ gia cháy (licnin, mạt cưa, than cốc, póli;tyrol phồng

nớ và các loại chất déo phồng nở khác): đâv là phương pháp ph( biến, vì khi

sứ dụng cho phép tạo hình sán phẩm từ phối liêu có độ ám thấpv à cho phép

sử dụng phương pháp tạo hình ép bán khô Độ rỗng tối da đạt điơc là 65%

- Phương pháp tạo khí: phương pháp nàv cho phép tạo ra sán phấm có độ rỗng từ 40 - 9 0% đồng thời cho cườns độ cơ học tương đối cao Nhược điểm của phương pháp nàv là dùng mộl lượng nước lớn nên dẫn đến làm giảm độ bển nhiệt cúa sán pháin Nếu sử dụng công nghệ rung phổng có thế khắc phục được nhược điếm này.

- Phương pháp tạo bọt: iheo phương pháp nàv, phụ gia tạo bọt được đưa vào trộn trực tiếp với hỗn hợp tạo hình lóna ví dụ 1,5% dung dịch xà phòng nhựa thông (hoặc các chất tao bọt khác) Cũne có thể trộn hỗn hợp nàv với bọt đã chuán bị trước Nhược đièm chính cúa phương pháp này là khi độ chả y của hỗn hợp tạo hình Ihấp hơn cần thiết, sán phẩm sẽ có cấu trúc không

đ ồ n g nhất, chứa nhiều vêt nứt và lỗ hống; độ ẩm phối liệu tạo hình lớn, tỷ lệ N/R có thế đạt đến 200% ; độ co thế tícli khi sấy lớn (gần 72%) và không cho phép sấv nhanh, v.v

- Phương pháp dùng cót liệu rỗng: đày ià phưcmg pháp phố biến, sừ dụng peclit và veiniculit phồng, kcrarnzit \'à các vật liệu khác

- Phương pháp tạo cốt sơi từ các sợi chịu iihiệt độ cao như sợi cao lanh có nhiệt đ ộ sử d ụ n g t^,| = I 100 - 1250°c Hàm lượng SìOị và AI2O, trong sợi

c a o lanh có thế đạt đêii 987í và tv lệ giứa hai ỏxit nay tương ứng là 1 : 0,8

7.1 N G U Y Ê N V ẬT LIỆU C H Ế TAO VẬT LIỆU G ố M C Á C H N H IỆ TTrong các loại vậi liệu ch ế lạo vật liệu gốm cách nhiệt phái kế tới

cliatômit \'à trepel là các loại dất đá chứa silic có nguồn gốc hữii cơ thuộc

n h ó m trám tích

Thà nh phán hoá học của điatòmit và trepel dao động trong khoảng sau: SiO, 74.1 - 92,5%; A1,0, = 1.5 - 11,3%; F c A = 0.4 - 5,5%; CaO = 0,52 - 2,1%; M g O = 0.2 - 1%: MKN = 4.3 - 10%

Đia tôm it chủ yếu được hợp thành từ xác cúa táo điatômit có lẫn các tạp chất từ kh o án g sét hạt mịn, 2laucônit và quãczit, có nhiệt độ nóng chảy là

= 1 7 0 0 °c, độ rỗng r = 80 - 8 5 9t’

Trepel được tạo thành từ ỏxít silic vô định hình dưới dạng các hạt hiđrô silicat thiên nhiên hình cầu SìOị, có thế là các khoáng opal, chanxeđôn (mSiOT.nH.O) có kích thước từ 2,5 - 5|.im, và các tạp chất từ xác táo điatòmit

và các sinh vãt biến khác

Đất sét là một loại đất đá trầm tích hạt ĩĩiỊn hợp thành từ các phầi tứ kho án g kích thước từ 1 - 0,0 1|0,m Theo thành phần hoá học đất sét g ồ m ; á c hiđrôalumỏsilicat và tạp chất của một số kho án g khác Đấl sét theo xuấixứ

có thể là đất sét nguyê n phát được tạo ra do hậu quả cúa quá trình phong K)á

và đất sét thứ cấp do sự dịch ch uy ển và trầm lắng cú a đất sét ngu y ên piát Trong đất sét có các hạt sét kích thước hạt nhỏ hcfn 2|am, các hạt không piải

là sét có kích thước hạt thô hơn , các chất hữu cơ, các ion và muối tan

Trong đất sét bentônit, ngoài các kh o án g sét còn có cristôbalit với kch thước hạt nhỏ hơn lị-im, có liên hệ chặt chẽ với các hạt mônmôrilốnit

Các khoán g nh ư quăczit, đá vôi, fenspat có tên ch ung là các chất làm giy

Trong khoáng sét phải kể tới các hiđrôalum ôsilicat sau: allofan, kaoliiit,

halôizit, mônmôrilônit, bađelit, thuỷ mica (ílôgôpit, biòtit, muscôvit)

Đất sét được phân thành ba loại phụ thuộc vào nhiệt đ ộ chịu lửa:

1 2 C Á C Q U Á TRÌ NH HOÁ LÝ DIỄN r a k h i n u n g Đ ẤT s é t v à

C Á C T H À N H P HẦN KHÁC C ỦA VẬT LIÊU G ố M C Á C H N H IỆ T

Q u á trình chú yếu diễn ra trong khi nung chấl kết dính ceramic chính là quá trình thiêu kết, nhờ đó các thành pliẩn vật liệu ban đầu bị làm đặc và biến thành vật liệu d ạ n s đá Cần phân biệt thiêu kết pha rắn và thiêu kết có

sự tham gia cúa pha lỏng

Thiêu kết pha rắn là quá trình lái kết tinh cùa các khoáng chất và phán ứng pha rắn giữa các thành phần cùa khoáng sét với các châì khác dế tạo thành sán phám gốm cách nhiệt hav vật liệu chịu lửa nhẹ hoặc cũng có thể thu được sản phẩin phân huý của các khoána này Thiêu kết, với sự có mặt cùa pha lỏng, là quá Irình liên kết giữa các thành phẩn rắn với sự tham gia của phản ứng hoá học aiữa pha rãn và pha long hoặc không có sự tham gia ciia phản ứng này,

Tái kết tinh là quá trình lliav đối trạng thái kếl tinh của vật thế đa tinh thể.Tron g quá trình thiẽu kết, vật liệu bị làm dậc lại do đó độ rỗng hớ giảm Phụ thuộc vào mức độ thiêu kết dâì sél có thế phân thành các loại như: đất sét thiêu kết mạnh, thiêu kết Irung bình và không thiêu kết Độ hút nước của

sản phá m tưưng ứng Iilio luín 2% nhu hciii V/í; và lỏii liưn 5% Mạl khác các

giá trị trẽn phái xác định tại ít tiliất là hai diêm cách nhau 5 0 ° c Theo nhiệt

độ thiêu kết, đấl sét cũng có llic được phân thành các loại sau; đất sét thiêu kết nhiệt độ thấp, t < 1 1 0()°c, thiẻu kêì ờ nhiệt độ trung bình, t = 1 1 0 0 -

13 0 0 ° c và thiêu kết ớ nhiệt độ cao, t > 1300°c

Khi thiêu kêì pha rắn, sản phám được làm đặc chú yếu là do cơ c hế khu ếc h tán của các chất (có thê có khả nãng thiêu kết do bav hơi, ngưng tụ hoặc do biến dạng dẻo)

Trong trường hợp thiêu kết có sự tham gia cúa pha lỏng, diễn ra quá trình

ch ả y dẻo, cliáv nhớt cùa pha lỏng, sự khuếch tán cúa các ion và ion phức từ pha rắn vào pha lỏng Khi giám kích thước hạt từ lOịim xuốn g l( im có thể làm tăng tốc độ thiêu kết lèn 10 lần Ngoài ra độ nhớt cúa pha lỏng tham gia

ph ản ứng thiêu kết có vai trò không kém phần quan trọng

Pha lỏng không chỉ đơn giản dính kết các hạt vật liệu mà còn có thể hoà tan các thành phần khó chày, tuy tương đỏi chậm Bằng cách đó pha lỏng được làm giàu bởi các ion khuếch tán từ chất khó chảy

Quá trình thiêu kết pha rắn và thiêu kết với sự có mạt của pha lỏng có liên quan mật thiết với nhau Khi nhiệt độ tãng, thiêu kết pha rắn sẽ chuyển thành thiêu kết với sự tham gia của pha lóng.

7.3 C Ô N G N G H Ệ C Á C SẢN PH ẨM G Ố M c á c h n h i ệ t

Sản phẩm gốm cá ch nhiệt rất đa dạng về chủng loại Tính chất của các loại sản phẩm gốin cách nhiệt phụ thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng, phương pháp tạo rỗng và nhiều vếu tố công nghệ khác Dưới đãy là một sô' ví

dụ về công nghệ sản xuất một sô' loại vật liệu gốm cách nhiệl

7.3.1 C ông nghệ sản phẩm cách nhiệt điatômit (trepel)

Vật liệu cách nhiệt điatômit nung có dạng gạch, rẻ quạt và vó trụ, sử dụng trong khoảng nhiệt độ 800 - 900°c Sán phám dạng nàỵ được c h ế tạo bằng cách sử dụng phụ gia cháy hay bọt kỹ ihuậl Tính chất cúa loại sản phẩm này được nêu trong bảng 7.1

Bảng 7.1 Tính chất của các loại sản phám điatòmit (trepel)

Mác sản phấm

Khối lượng thể lích trung bình, kg/m'

C'ường độ nén, MPa

Xu t i ế hiện nav là công nghệ sử dụng thiêì bị mới hiện đại nhằm Ihúc đẩy qiu trình cia cóng phối liệu và cho phép tạo ra phối liệu thành hình có chất lưcng cao Chảng hạn khi sứ dụng máy nghiền đứng cho phép kết hợp nghiền \'à sấv nguyên liệu đổnc thời Vicc sứ dụng ináv trộn begun thay cho m á ' trộn ám cho phép cái ihiệii đáng kế đặc tính tạo hình và cấu trúc cứa sản phẩm điatòmit.

- Chiấn bị ngiivên liệu: quá irìnli chuẩn bị nguyên liêu dược ihực hiện với

đ ia lô m i (trepcl), sau khi được khai thác \ ’à \ậ n ch uyển \'C nhà m áy sẽ qua

khâu đậ3 và loại bỏ tạp chãi, sau dó đein sấy dèn độ ám 5 - Ỉ07( \'à đem đi

nghiển, Đ ế chê tạo sán pháin có khối krọn*: thê lích lừ 500 - 7()0kg/m’ thường ;ử d ụ n a 35 - mạl cưa, Độ áin lao hình cứa phối liệu phụ thuộc vào ihàsh phần chứa silit dộ lổng tự nhiên và độ nghiển mịn cùa nó cũng như kích thước liạl của mat cưa loai gỏ tao ra inat cưa So với đialỏmil thì trepel co lượng nước nhào trộn nhó hoìi, do đó sán phấm từ trepel có dộ rỗng nhó hơr Hỗn hơp tạo h'inh thường có độ ấm tạo hình lừ 60 - 65%, còn khi sứ

dụ ng trepel, độ ấm lạo liìiih trong khoáng 40 - 42% Sán phám điatômit (trepel) hường được tạo hình theo phương pháp déo

- Sã'\ \ à nung sán pháin: quá trình sãỵ dược ihực hiện iheo chế dộ klìác nghiệt lơn so \'ới sấv gạch clií Sự có mặl cứa mạl cưa irong phối liệu tạo hình là n thay đổi về bản chất tính chát sâV Mạt cưa \’ới danh nghĩa là phụ gia gấy sẽ làm giảm độ co khi sấy, mặt khác làm tãng khá năng dẫn ẩm của sán pháĩi, giám khá năng xuất hiện ứng suất do građien ám Tất cả những yếu tố nói trên tạo diều kiện đáv nhanh quá trình sấy Đế sấy sản pháin thường >ứ dụ ng lò luvnen hoạt động Iheo nguyên lắc ngược dòng Thời gian sấy k h ô ig quá 1 2 giờ

Q u á rình nung sản phẩm tao điều kiện thiêu kếl nguvên liệu điatỏmit lạo thành stn phấm dạng đá

Điatómit tinh khiết chi chứa òxít silic ngậm nước dạng vỏ định hình Đó

là một bạ i vật liệu khó cháy có nhiẽl dộ nóng cháy gần 1700°c Tuy nhiên điatômi và ircpel luôn bị nhiễm bán bứi các tạp chất khác, do đó quá trình thiêu két Ihường xảy ra ớ nhiệt độ từ 800 - 9 0 0 ° c Sự phân bố đồ n g đều

củ a mạt cưa sẽ tạo điều kiện cho quá trình nung xảy ra nhanh hơn Thời gian nung sản phấm không được lâu hơn 1 6 - 2 0 giờ và phụ thuộc vào kích

thước Scn phấm.

S ơ đ ồ n g u y ê n lý c ò n g n g h ệ đ ia tô m it nung sứ d ụ n g phụ gia c h á y tạo r ỗ n g

7.3.2 C ô n g nghệ sản p h ẩ m gôm peclit

T h à n h phần phối liệu g ồ m 10% peclit, 9 0 % đất sét và 10% licnin làm phụ gia cháy Tạo hình bằn g phương pháp đúc rót hay ép với áp lực 0,4MPa Nhiệt độ nung tương ứng 800°c và 900°c.

Sán phấm có khối lượng thế tích Y„ = 300 và 3 5 0 k g / m \ cường độ nén

R, = 0.4 - 1 MPa, độ dẫn nhiệt X = 0.06 - 0,083W/(m.°C)

Sơ dồ còng nghệ sản xuất gòm peclit

7.3.3 C óng nghệ vật liệu chịu lứa nhẹ samót

Vật liệu chịu lửa nhẹ samôt thuộc nhóm \'ật liệu chịu lứa aluư;ôsilicat Phụ thuộc vào hàm lượng ôxít nhòm chúng được phán thành: vật LệL chịu lửa bán kiềm tính ( A ụ o , < 28%) vật liệu chịu lửa samôì (AliO = 2S - 45%)

và vật liệu chịu lửa cao nhóm (AKO, > 45%) Như vậy, sự khác biệt chủ yếu giữa các sản phấm n h ó m này là tỷ lệ giữa ôxít AUO, và SiO, là những thành phần chính trong vật liệu Các ỎXIÌ khác như P e o ,, TiiO, CaO, MgC, FọO là

tạp chất, với khối lượng không đáng kê ihường không vượt quá -ị - 1%

Nguyên liệu để c h ế tạo vật liệu chịu lứa aluinòsilicat là đất sét chịi lửa có thể có phụ gia bổ sung các ôxít thiếu

Tuỳ thuộc vào độ chịu lứa mà vật liệu chịu lửa Iihẹ samôì được phân loại theo báng sau:

Báng 7.2 Phân loại vặt liệu samốt theo độ chịu lứa

Bảng 7.3 Phối liệu dể sản xuất sản phám chịu lứa nhẹ samỏt

Loại sản phẩm Nguvên liệu, % khối lượng Đ ộ ám cia khối

Sơ dổ nị>uyẽn lý còng nghệ vật liệu chịu lửa nhẹ sainòỉ

theo phưưng pháp tạo bợt

Trong thực tế có thể chọn chất hoạt độ n g bể mật cho trực tiếp vào trộn chun g với phối liệu trong m á y trộn có chấn động.

Bảng 7.4 Tính chất cơ lý của một số loại vật liệu chịu lửa nhẹ samôt

MPa

X,W/(m.°C),ở

t = 35€°c

Độ co (%) ờ

t = 1350°c

Độchịulửa(°C)

Nhiệtđộmềm(°C)

Độ bền nhiệt (lần nhúng ướt/nhiệt độ khi nhúng)Samốt siêu nhẹ

Chương VII

B Ê T Ô N G T Ổ O N G C Á C H N H I Ệ T

Bẽ tỏng tố ong là vât liệu đá nhân tạo Trong cấu trúc của bê tông tổ ong, ngoài các lỗ rỗng mao quán \'à lỗ rỗng \ i mô, còn có các lỗ rỗng tổ ong Bê tông tổ ong được lạo thành từ hỗn hợp chấl kết dính và cốt liệu nghiền mịn hoạt tính qua quá Irình rắn chác tự nhièn hoặc gia công nhiệt ám

8.1 P H Â N LOẠI BÊ TÒ N G T ố ONG

Có thế phân loại bê lỏng tố ong theo mộl trong những đăc điểm sau:

8.1.1 Phán loại theo chất tạo rỗng

- Bê tỏng khí, silicat khí (lỗ rống được íạo ra do phán ứng thải khí làm phổng nở hỗn hợp trong qưá trình đông k ế t ),

- Bê tỏng bọt silicat bọt (độ lỗng được líình thành do qu á trình sủi bọt hỗn hợp hoặc Irộn bọl kỹ thuậl clã chế lạo sẩn vỏi hỗn liợp)

- Bẽ tông tổ ong và silical lổ ong tạo rổng bằng cả hai phương pháp tạo bọt và tạo khí (làm sủi bọt hỗn hợp đã được tạo rỗng bằng bọl)

8.1.2 P h â n loại th e o c h ấ t kết d í n h s ử d ụ n g

- Bé tông bọt, bẽ tông khí (bê tông tổ ong) được c h ế tạo bằng ximăng pooclăng, chất kết dính nefelin, hoặc ximăng xỉ có hoặc không có phụ gia vôi và thạch cao

- Silicat bọt, silicat khí (silicat tổ ong) được c h ế lạo từ chất kêì dính silicat

có thê có phụ gia thạch cao hoặc phụ gia chấl kết dính clanhke < 1 0%

- T hạc h cao tạo bọt, thạch cao khí sán xuất từ chất kết dính thạch cao

- Manhêzit bọt inanhêzit khí (chấl kết dính manhêzi)

8.1.3 P h â n loại p h ụ t h u ộ c vào đ ặ c đ iế m r á n c h á c

- Bê tông tổ ong rắn chắc trong diều kiện tự nhiên (áp suất Ihường, nhiệt

độ thường) Phần lớn các trường hợp cho thãv đây không phải là phương án

kinh tế do quá trình rắn chắc diễn ra trong ihời gian dài và làm xuâ.t hiện biến dạng co ngót lớn.

- Bê tỏng tổ ong rắn chắc trong điều kiện áp suất thường trong bẽ dưỉtng

hộ hay trong các khuôn nhiệt (đốt nóng tiếp xúc), trong các khuôn c ấ u tạo đặc biệt có hệ thống đốt điện, v.v

- Bê tông tổ ong, silicat tổ ong rắn chắc trong điều kiện nhiệt độ cao ápsuất cao (chulig hấp autôcla)

- Bé tỏng tổ ong rắn chắc trong điểu kiện được tạo ra bởi hai hoặc nhiều phương pháp rắn chắc kể trên

- Bê tông tố ong rắn chắc trong điều kiện bão hoà khí c o ,

8.2 C Á C TÍN H CHẤT c ơ BẢN CỦA BÊ T Ô N G T ổ O N G CÁCH N HIÊT

8.2.1 K hối lượng thể tích

Theo liêu chuẩn xây dựng của Liên x ỏ trước đây, I-B.3-62, bê tóng tổong được sấy khô đến khối lượng không đối được phân loại theo khối lượngthể tích như sau:

- Từ 250 - 500kg/m': bê tỏng tổ ong cách nhiệt;

- Từ 500 - 9 0 0 k g / i n \ bê tông tổ ong cách nhiột - cấu kiện;

- Từ 900 - I 2 0 0 k g /m ^ bê lông tổ ong cấu kiện

Theo r O C T 16381-70, bê tông tổ ong có khối lượng thế tích đến 35 0kg /m’thuộc nhóm vật liệu cách nhiệt xây dựng nhẹ, còn khi khối lượng thể tích trong khoảng 400 - 6 0 0 k g /m ' là vật liệu cách nhiệt xây dựng nặng

8.2.2 Cường độ

Bê tông tố ong có mác theo cường độ được xác định trên mẫu co kích thước lOxlO xlO cm, hay mẫu kích thước khác với hệ số quv đổi thích liTis, ở tuổi 28 ngày sau khi đã bảo dưỡng nhiệt ẩm hoặc gia công nhiệl

Bê tông tổ ong thuộc loại vật liệu giòn Hệ số đàn hồi của bê tông lổ ong

E = 0,92 4- 0,97, được xác định theo công thức:

8.2.3 Độ d ẩ n n hiệt

Hệ s ố dẫn nhiệt cúa bê tòiig tố ong phụ thuộc chủ ỵếu vào khối lượng ihê

tích và độ ấm Độ dẫn nhièt ờ nhiệt độ 18°c irong trạng thái khố được nêu trong báng sau:

Báng 8.1 Cỉiá trị dộ dản nlĩiẹt với khối lưựng thể tích khác nhau

0.093-0,128 0,144 0,151-

0,016-0.163

0,198

0,174-0.233

0,186-0,256

0.209-Đ ộ dẫn nhiệt cúa bé tỏng tổ ong tăng khi bị làm ấm và có thc được xác định theo cô ng thức sau:

- sò gia hệ sỏ' dẫn nhiệt khi độ ấin thê tích tàng lên 1%.

G iá trị phụ thuộc vào khối lượng thê tích, cụ thể với y„ = 3 0 0 k g /m ’ thì ỗ,, = 8,2; Y„ = 5 0 0 k g / m \ ô,, = 7,2; y., = 7 0 0 k g / m \ = 6.3; y„ = 8 0 0 k g / m \ô, = 4,5: y„ = 1 0 0 0 k g / m \ ô,, = 4,0; y„ = 1 1 0 0 k g /m \ = 3,0; Ỵ „ = 1200kg/m-thì = 2,8

Khi xác định chiều dày cần Ihiết của cấu kiện Ihường chọn giá trị độ dẫn nhiệt, có kế đến độ ẩm làm việc, bằng 87c theo thể tích

độ ẩm tương đổi của không khí, %

theo khối lượng

Độ ấm thể tích saj 3 - 4 ngày đêm nhúng ngập

tổ ong cát nghiền thấp hơn của bê lông tổ ong có cốt liệu lừ tro bay

Trong tính toán chọn chiều dày của kết cấu thường chọn = 8 - 12%, trong khi đó đối với tấm mái > 15%

Cường độ bám dính của bê tỏng tổ ong với cốt thép khoáng 1, 6 - 2,5MPa, khi khối lượng thè tích từ 700 - 8 0 0 k g /m ’ xác định ở thời điểm 3 - 6 tháng, sau khi kết Ihúc gia công autòcla Trong trường hợp cốt thép có lớp chống gi, giá trị đó giám 20 - 25%

8.3 N G U Y Ê N VẬT LIỆU ĐE C H Ế TẠO BÊ T ÔN G T ố ONG

30 - lỌOcmVg- Thực tế cho thấy bê tỏng tổ ong và silicat lổ ong dưyc c h ế tạo

từ cát sạch, có hàin lượng òxít silic lớn cho cường độ cao hơn

8.3.2 Vói và c h ấ t kết d ín h silicat

Để c h ế tạo bê tỏng tổ ong thườne sứ dụng vôi sống nghiển mịn ít magiê với hàm lượng M2O < y/c.

Vôi phải có hoạt tính CaO + MgO > 70% Hàm lượng hạt già lửa < 2%

7 o c độ tôi từ 10 - 30 phúl Khi sử dụng vôi tôi nhanh có thể cho thêm thạch cao, thuỷ tinh lỏng, bã rượu sunfil v.v Vôi chưa tỏi thường được nghiền riêng, song khi nghiền chung với cát hay các thành phần chứa silic khác cho kết quá kh ả qu an hơn Chát kếi dính silicat có tỷ lệ vôi : cát = 1 ; 1 thường

c ó độ nghiền niỊn Z s = 4500 - 5(X)()cmVg

Công nghệ chè tạo silicai klií sứ dụng bộl vòi sông nghiền mịn, hỗn hợp

c ó thế đạt nhiệt độ 80 - 90 °c Tron” nhiểu trường hợp nhiệt thuý hoá vôi làm nứt sản pliám mới thành hình, do đó cần sử dụng biện pháp hạ ihấp nhiệt độ

8.3.3 X im â n g pooclãng và các loại ximănỊỉ clanhke khác

Đê’ c h ế tạo bê lóng tố ong có chưng hấp autỏcla có thể sử dụng xim ãne pooclăng xim ãn g poociăim puzolan, ximãng pooclăng xi có hoạt tính 300 và

400 Tuv nhiên, với mục dích tiết kiệm xiniãiig có Ihế sứ dụng một phần vòi

và vật liệu chứa sllic (cat, tro bav, xí lò cao, v.v )

8.3.4 B ù n nefe lin và c h ấ t kết d ín h ncfelin

Bùn neíelin là p h ế thái của ngành luyện nhôm từ bauxit Từ bùn neĩelin có ihế chế tạo ximăng nefelin mác 150 - 250, không qua khâu nung có chứa 20 -

25% clanhkc, 80 - 15% nefelin (có thế Ihay 4% bùn neíclin bằng ihạch cao);

hoặc 85% bùn nefelin, 15% vói và 5% thạch cao (tính theo khối lượng khô)

8.3.5 Phê thái cúa các ngành cóng nịỉhiệp

Tro bay của các nhà máy nhiệt điện là loại nguyên liệu phổ biến, đa dạng

vể thành phẩn lioá, độ mịn và hàm lượng các chất hữu cơ k h ỏ n a cháy

Xi lò cao nẹhiền mịn Irone nhicu trườne hợp, là thành phán nsLiyèn liệu chính để c h ế tạo bê tõnc tổ ong

Trcpel và diatỏiiìil dược sử dụng đế chế lạo vâl liệu cách nliiệl autỏcla với sự có mật cúa \'ôi lạo khí băng bột nhõm

Thạch cao ngậm liai phán lử nước được sử dụng dưới dạng phụ gia irong nhiều trưòng liơp làm tãng cườiio dộ sán phâm Độ mịn của phụ gia Ihạch cao

tính theo lượng sót sàng No.02 < 13% Nên nghiền chung thạch cao với vôi đến độ mịn Z s = SOOOcmVg Khi gia công nhiệt ẩm sản phẩm được tiến hành theo công nghệ hai giai đoạn đế đạt cường độ tháo khuôn sản phám sau giai đoạn đầu và chất tải autôcla thường sứ dụng thạch cao ngậm 0.5 phân tử nước.

8.3.6 Phụ gia rắn nhanh

Phụ gia rắn nhanh dù ng trong c h ế tạo bê tông tổ ong từ chất kết dính ximăng không chưng hấp autòcla là CaCụ.nHoO; A1,(S0 4),; HịO,; hỗn hợp gồm 0,75CaCl,, 0,25A1C1, hoặc FeCl2; thuỷ tinh lỏng Đối với chất kết dính silical, thuỷ tinh lỏng đóng vai trò phụ gia chậm rắn

Yẽu cầu đối với phụ gia rắn nhanh CaCụ phải chứa ít nhất 67% CaCl, linh khiết Đối với thuỷ tinh lỏng thì mỏđun silicat (SiO, ; N a , 0 ) nằm trong

khoáng 2,6 - ĩ và mật độ từ 1,43 - 1,53.

8.3.7 C h ấ t tạ o bot

Trong sản xuâì bê tòng tổ ong thường sử dụng chất tạo bọt keo niiựa thông, nhựa sapônin, huyết thuỷ phân và các chất tạo bọt khác Bọt được chê tạo lừ các chất tạo bọt nói trẽn phải có độ sụt ciia cột bọt sau 1 giờ không quá lOmm, năng suất bọt không nhỏ hơn 15 lít/kg chất tạo bọt và hệ sô sứ dựng bọl không nhỏ hơn 0,8

Keo nhựa thông được pha c h ế như sau: 300 ± 3ml nước trộn với 60 gam chất tạo bọt keo nhựa thông Còn chất lạo bọt sapỏnin theo lỷ lệ 500 ± lOml nước trộn với 42 - 62,5 gam chất tạo bọt

Trong Im^ sản phẩm có khối lượng thê tích 45 0 - 5 0 0 k g /m ' có thế dùng:

- Chất tạo bọt với hàm lượng 0,08 - 0.14kg keo kazein 0,07 - 0.1 kg nhựa thông và 0,013 - 0,017kg NaOH

Chấl tạo bọt n O- 6 - huyết thuỷ phàn: huyết thuý phân = 1,4 - 1.75kg, FeS = 0,036 - 0,07kg

8.3.8 Chất tạo khí

Bột nhỏm kv thuật mác No 1; No.2, sứ dụng làm chất lạo màu trong sán xuất sơn các loại, được dùng làm phụ gia tạo khí Yêu cầu đối với bột nhôm kỹ' thuật được nêu trong bảng 8.3

Bánịỉ 8.3 \ ẽu cầu kv thuật dối vói bót nhỏm

+ Đói \'ới chất kết dính VỎI - \ í hoậc x im ã n g - XI c = 0,6: 0 ,8 và I.

+ Đ ối với chái kết dính \ i m ă n e neícỉin c - 1 và 1,25

+ Đối với chất kết dính ximáng pooclăng c = 1; 1,25; 1,5 và 1,75 cho bê tông lổ ong chưng hấp autócla; c = 0,75; 1 \'à 1.23 dùiig cho bê tỏng không chưng hấp autócỉa, nhưng có sử dụng tro bay nhict đicn

Lượng d ù n g bột nhòm hay dung dịch chấl lạo bọt được xác định theo công thức sau:

a k

Trong đó:

r - độ rỗng củ a hỏn hợp vữa đã phồng nớ, %\

V - thê tích bê tông tố ong, m

a - hệ số sử dụ ng chất tạo rỗng ( a = 0.85 khi dùng bột nhôm; a = 0,8 khi

dù ng bọt kỹ thuật;

k - hệ số n ăng suất chất tạo khí (k = 1390 lít/kg khi dù ng bột nhôm và

k = 2 0 lít/kg đối với chất tạo bọt)

Độ rỗng cùa hỗ n hợp đã phồng nớ được lính theo công thức

r = 1 - kh w + N

R

Trong đó:

- hộ số kế đến nước liên kết hoá học (k = 1,1);

- khối lượng thế tích của bê tông tổ ong, kg//;

Khối lượng vật liệu khò:

Tỷ lệ N/R được xác định dựa trên độ cháy (độ xoè) của vữa đo bằng dụng

cụ Suttard, hay còn gọi là nhớt kế Suttard

D ụ n i ; c ụ S u t t a r d g ồ i n m ộ t Ống trụ t h é p m ạ n i k e n c a o 4 i n c h lO O m in )

đường kính 2 inch (=: 5mm) Hỗn hợp cán lạo rỗng được dò đầy ống trụ, sau

đ ó nhấc lên Vữa sẽ cháv thành hình bánh đa có đường kính trung binh phụ ihuộc \'ào độ cháy của \’ữa Dìing Ihước đo hai đườne kính vuông 2ÓC \'ới nhau, lây giá trị trung bình = (d| + á^)!! gọi là độ cháy của vữa.

Đối \'ới bê tòng lổ ong có 7,^1, = 400 - 7()()kg/m' giá trị độ chảy hợp lý được chọn như sau:

- Bê tòng bọt với chất kết dính xiinãng hay hỗn hợp: d,|, = 34 - 24cm

- Bê lông khí với chất kct (lính xiinímg hay hỗn hợp: = 34 - 22cm

- Silicat khí với chất kết dính ximăng hay hỗn hợp: d,(, = 25 - 19cm

- Silicat khí với chát kết dính ncíclin: d„, = 42 - 26cm

- Silicat khí với chài kết dính vói xí: d|^ = 26 - 20cm

G h i c h ú : G iá Irị bé d ù n g c h o c ố n g n g h ệ rung p h ổ n g

T rong quá trình sản xuất phái thường xuvên kiếiTi tra khối lượng thê lích cứa bê tông tổ ong theo khối lượng thế lích ớ trạng thái ướt ( y j như công thức sau:

R + N _ R

Vr + V, + N “ +_Vl + N

RVới V,J - thể tích tuyệt đối của pha rắn; - thế tích không khí

8.5 C Ô N G N G H Ệ BÊ T Ô N G T ổ O N G CÁ C H N H IỆ T

Q uy trình c h ế tạo bê tông lổ ong cách nhiệt bao gồm các cõng đoạn: chuấn

bị phối liệu; chuẩn bị hỗn hợp phồng nở; tạo hình sán phẩm; gia công nhiệt

8.5.1 C huẩn bị phối liệu

N hằm m ục đích tăng độ ổn định cấu trúc rỗng trong giai đoạn lạo hình và

để tạo ra một lượng lớn các sản phẩm hiđrat Irong sản xuất bẽ tông tổ ong cách nhiệt thường sử dụng phối liệu nghiền mịn K hi khối lượng thể tích của

bê tông tổ ong càng n h ỏ thì đ ộ nghiền m ịn càng cao

X im ãng và chất tạo rỗng như bột nhôm có độ m ịn lớn, do đó không cần qua khâu nghiền T hành phần chứa silic và vôi cục cần phải nghiền đến độ mịn cần thiết Tuy nhiên việc nghiền bổ sung x im ăn g (có thể n g h iền ướt) có ảnh hưởng tích cực đến phẩm chất của sản phẩm

Trong thực tế có thể áp d ụ n g hai phương pháp nghiền:

- Nghiền ướl thành phần chứa silic (cát) và nghiền khô chất kết dính hỗn hợp vôi - cát theo tỷ lệ 0.2 : 1 H àm lượng nước trong bùn cần giữ ở mức tạo

ra độ chảy tốt (mật độ của bùn khoảng l ,6g/ml)

- N ghiền khô vôi, xim ăng, cát với độ ẩm cát không q uá 2%.

N ghiền kết hợp các thành phần phối liệu góp phẩn làm tăng đ ộ đồng nhất

và có thể dự trữ phối liệu trong thời gian dài

Trong quá trình nghiền k h ò cũng như nghiến ướt cần sử d ụ n g phụ gia hoạt động bể m ặt để giảm nhẹ q u á trình nghiền

8.5.2 C h u ẩn bị hỗn hợp p hồng nở

Phương pháp chuẩn bị hỗn hợp phồng nở phụ th u ộ c vào công nghệ thành hình và loại chất tạo rỗng: công nghệ đúc rót (bê tông bọt, silicat bọt); công nghệ rung phồng (bê tông khí, silicat khí)

Trong công nghệ sản xuất bé tông khí, việc c h ế tạo hỗn hợp lạo hình bao gồm định lượng các thành phần phối liệu và nhào trộn chung cho đến khi tạo ra được vữa có độ đồ n g nhất cao với các tính chất kỹ thuật cần thiết Việc tạo rỗng cho vừa được tiến hành trong giai đoạn thành hình sản phẩm Với công nghệ bẻ tông bọt, cấu trúc rỗng được hình thành ngay sau giai đoạn nhào trộn.

Q uá trình chuẩn bị hỗn hợp tạo hình cho bê tông khí bao gồm các công đoạn sau: các thành phần phổi liệu được định lượng và nạp vào thùng trộn

cúa m áy trộn bê tông khí tự hành trục đứng c ó dung tích 5 m \ cánh trộn quay theo tuần tự trước hết là bùn sau đó là nước, chất kết dính và chất tạo khí ở dạng huyền phù Phụ gia thạch cao, thuỷ tinh lỏng và chất hoạt đông

bề mặt được đưa vào m áy trộn cùng lúc \'ới chất kết dính Thời gian trộn phối liệu Irước khi nạp chấl lạo khí kéo dài từ 3 - 3 phút Sau khi nạp chất tạo khí thời gian trộn kéo dài 1 - 3 phút trong lúc m áy trộn di chuyến đến vị trí đổ khuôn Khi sử dụn g công ngliệ rung phồng, quá trình nhào trộn hỗn bợp được thực hiện trong m áy trộn bê tông khí có rung

Đế chuẩn bị hỗn hợp tạo hình cho bé tòng bọt người ta cho bọt đã chuẩn

bị sẵn trong m áy đánh bọt vào thùng máy trộn đã nạp sẵn vữa Thường sử dụng m áy trộn ba thùng

Trong c h ế tạo bê tông khí cần trang bị thiết bị đun nóng bùn đến nhiệt độ

4 0 - 5 0 ° c sao cho nhiệt độ củ a hỗn hợp không thấp hơn 3 5 °c

Chuẩn bị hỗn hợp bê tông khí bao gồin các công đoạn sau:

Việc thành hình sản phấm bê tỏng khí và bê tòng bọt có nhiều đ iể m khác biệt T ro n g công nghệ bẽ tông khí hỗn hợp được rót vào khuôn và tại đây sẽ diễn ra q u á trình p h ồng nó cho đến khi đạt đến khôi lượng thế tích mong

m uốn Với công nghệ bê tông bọt, hỗn hợp có độ rỗng xác định được rót vào khuôn, sau đó sẽ k h ô n g diễn ra sự ihav đối độ rỗng cúa hỗn hợp thành hinh

T h àn h hình sản phám là công đoạn quan trọng trong công nghệ bé tông khí T rong công đoạn này cần luân thú những điều kiện chii yếu n hằm tạo ra cấu trúc rỗng hợp lý Đ ộng học cúa quá trình thái khí cần phải được chọn thích ứng với sự thay đối đặc trưng lưu biến cúa hỗn hợp tạo hình T heo công nghệ đúc rót, q u á trình phồng nở bê tông khí diễn ra trong khuôn, ở trạng thái tĩnh trong vòng 25 - 50 phút Nếu sứ dụng công nghệ rung phồng, thời gian phồ n g nở kéo dài 3 - 6 phút trong khuôn rung với tần số 15 - 100Hz và biên độ 0 , 2 - 0 ,6mm

V iệc ứng d ụ n g “công nghệ rung phồng” trong chế tạo bè tỏng khí và silicat k h í tạo ra nhiều hiệu quá kỹ thuật quan trọng Đó là;

- G iảm thời gian phồng nở từ 25 - 50 phút xuống còn 3 - 6 phút, tạo điều kiện điều k h iến c h ế độ phồng nớ khi dộ Iih(jt thay dỏi

- C ho phép sử d ụ n g hỗn h(;rp tạo hình có tv lệ N/R nhỏ, giảm tỷ lệ N/R = 0,55 - 0,65 x u ống còn 0,35 - 0,40, tạo điều kiện táng cường độ cấu trúc ban đầu, rút ngắn thời gian tĩnh định, giảm co ngót

- C ho phép tạo ra sản phấm có cấu trúc rỗng đồng nhất, kích tliước lỗ rỗng nhỏ, đ ồ n g đều

C h ế đ ộ rung phồ n g được lựa chọn tuỳ theo tính chất hỗn hợp Đôi với sản phẩm khối lớn, trong giai đoạn đầu sử dụng f = 10 - 25Hz, A = 1 - 2,5mm, trong giai đ o ạn p h ồng n ở dùng f = 100 -150Hz A = 0,15 - 0,2m m

Khối lượng thế tích cùa bê tỏng khí khi lượng dùng chất tạo khí k h ô n g đổi, phụ thuộc vào khả nãng ngậm khí của hỗn hợp Khả nãng ngậm <hí của hỗn họíp thường được quyết định bỡi sự biến đổi các đặc trưng cơ Iv cùa hỗn hợp theo thời gian N ếu sau khi diền ra quá Irlnh thái khí hỗn hợp khcng còn

k h ả nãng chịu được m ộ t ứng suất nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng sụt lún

k èm theo sự sủi bọt, tức chất khí thoát ra từ sản phẩm mới tạo hình Cấu trúc của bê tông tổ ong được hình thành trong điéu kiện đó gồm các lỗ lỗng có

8 5 3 T h à n h h ì n h s ả n p h ẩ m

hình dạng bàì thường \'à phần lớn là các lỗ rỗng thông nhau, cấu irúc rỗng không đ ổ n g nhấi Nếu quá Irình đỏng kết kết thúc trước khi xảy ra quá trình thải khí thì hỏn hơp s ẽ đòng cứng trước khi kết thúc q u á trình thải khí, khối lượng thế lích thiết kế, do \'ậy khó có thể đạt được và các vách ngân sẽ bị chia cất bới các \'ết n ứ t dản đến hâu quá làm aiảm các tính chất sử dụn g của

bê tông lố ong

Bước quan irọng Irong điểu khiến quá trinh phồng nở và hình thành cấu trúc cùa bẽ tỏng khí là viêc cân đối lóc độ diẻn biến của các quá trình này sao cho ở giai đoạn đáu cúa quá trình thái khí tính chất nhớt dẻo củ a hổn hợp ihay đối từ từ và sau đó thav đổi nhanh

Đế c h ế lạo b è lỏng tố ong có khối lượng ihế tích nhỏ có thể làm phổng nớ

sơ bộ hỗn hợp Phương pháp này có tên gọi là cóng n g h ệ bọt khí Việc phồng nờ sơ bộ được tiến hành bằng cách làm sủi bọt bùn trong giai đoạn nghiền ướl cát với sự có mặt cúa chất hoạt động bề mặt h ay làm sủi bọt khối tạo hỗn hợp tạo hình ỡ giai đoạn trộn vữa trong Ihiết bị trộn

K huôn được rót một lớp có chiổu cao tính toán sao cho sau khi phồng nở khuôn được điền đầy với hệ số dôi dư cần thiết Chiều c a o đổ k h u ô n củ a bê tông khí cổ thế xác (lịnh theo công thức:

(8-11)

YTrong đó; h, h„ - lần lượt là chiều cao lớp vữa và chiều c a o khuôn, m; Yv’ Yhhn ■ khối lượng thẻ tích vữa ướt và sau khi phổng nở, kg/m '

8.5.4 G ia còng nhiệt sán phẩtn bè tông tổ ong cách nhiệt

Trong đó:

T„ - thời gian thổi hơi nước nóng;

X, - thời gian nàng nhiệt nâng áp đến t = 183°c, p = IM P a;

Ĩ 2 - thời gian hằng nhiệt,hằng áp;

T, - thời gian làm nguội (giật cấp);

T4 - thời gian hút chân không (sấy).

Chu trình gia công nhiệt autỗcla được chọn phụ thuộc vào chiều dày sán phẩm khi t = 183°c, P = 1 MPa, y„ = 200 - 3 0 0 k g /m \

Bảng 8.4 Ché độ gia công nhiệt ấm trong autỏcla

Trong trưòfng hợp p = 0,8M Pa, Ĩ 2 tăng Ih và p = l,2 M P a, giảm Ih

Q u á trình hoá lý xảy ra trong thời gian gia công nhiệt tương đối phức tạp, tuy vậy cũng có thể tóm lược như sau: khi nhiệt độ tăng Ihì nồng độ CaO tan trong dung dịch giảm và nồng độ SÌO2 hoà tan tãng Trong giai đoạn đầu, do nồng độ Ca(0 H)2 cao và SÌO2 thấp, sẽ hình thành C2SH(A) ỏ nhiệt độ cao hơn dung dịch có nồng độ SÌO2 cao và CaO thấp, do đó sản phấm chủ yếu

có dạng CSH(B) và tobermorit Các hiđrat mới tạo thành này tạo điểu kiện cho cường độ sản phẩm phát triển nhanh, ở giai đoạn làm nguội và sấy chân không, C a(O H)2 kết tủa phần nào làm tăng cường độ của đá xim ãng.

Thời gian hằng nhiệt, hằng áp được xác định bằng thực nghiệm , bảo đảm tính hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật

Sau đây là m ột số loại sản phẩm hiđrôsilicatcanxi sản phẩm của quá trình chưng hấp autôcla:

- q s h(A)-(q s h„,,.,.,5);

- CSH(B)-(Q S,H „ - Q S4H4);

- T oberm orit-C4S5H5; kxonolit-íQ S^H ) -> C SH „2.„,3x; hirolil-C ,S,H2

i- Gầu nàng; 2- X ilô chứa: 3- Máy Iiuhién bi; 4- Buồng bơm khí nén; 3- ô n g dản bùrr,

6- riiùng chứa bùn; 7- C’áii nước; 8- Máy irộn huyền pliìi bột nliôin; 9- ô n g dàn khi nén;

10- Ong dản hơi; 11- Cán bùn; 12- Dụng cụ đo nhiệ! độ; !3- Gầu nâng; 14- X ilô chứa ximăng; 15- Gáu nàng; !6- Bunke chứa xiinãng; 17- Cán xiinăng; 18, 19- M áy trộn bé lông

lự hành; 2 0 - Kluiôn; 21- Khung CỐI ihép: 22- Dam cấu; 23- Khuôn - vagông; 24- Máy cát dọc; 26- M áy cầl ngaiie; 27- Khuòi) - vagõnẹ có sán pháin; 28- Autỏcla.

• Tính toán nhiệt cho quá trình chưng h á p autôcla

Chi phí hơi nước bão hoà cho Im ' sủn phám có thể được xác định bằng một phương pháp tính nhiệt cu thế Dưới đâv là một trong các phương pháp tính toán đó

Ví dụ:

Hãy xác định chi phí hơi nước cho Im ' bc lỏng tố ong khôi lượng tliế tích 650kg/m ' khi biết autòcla đường kính 3,6m, dài 27m và dung lích hữu ích là 275m^ nặng 132,3 lấn Diện lích xung quanh cú a lớp cách nhiệt 304m ‘ và diện tích be mặt cúa hai nắp không cách nhiệt 2 0 ,2 m \ Lớp cách nhiệt cho autòcia dày 0 , l m và khối lượng cúa mỗi m ’ là 20kg Khối lượng mỗi khuôn thép là 3 tấn Mỗi autỏcla có thè chứa được 3 vagông, mỗi chiếc nặng 2,5 tấn Hệ sô lấp đầy cúa autồcla là 0,44 Trên m ỗi vagông xếp 20 khuôn chứa sán phấm kích Ihước 6x2,6x0,5m Thè tích do sản pham chiếm chỗ là

2 7 5 x 0 4 4 = 120m ' có khối lượng chất khô 0 ,6 5 x 1 2 0 = 78 tấn trong dó có

12 tấn xim ãng pooclãng (lOOka cho I m ’ bê lòng tổ ong) phần còn lại là vôi

và cál, nước nhào trộn 0,4x78 = 32 tấn (tỷ lệ N /R = 0,4 và hao hụt 10%)

Giải: C h ế độ gia công nhiệt được chọn như sau:

s r i ' C h ế d ộ gia công I i h i ệ t Thời gian, h

4 N â n g á p su ấ t từ 0,3 đ ế n 1 MPa Ị 1

ỉ

6 Giảm áp suất từ 1 đến 0.3MPa bằng cách xá hơi nước

7 Giảm áp suất từ 0,3MPa xuống áp suấi không khí 0 , 5

8 Hút chân không đến 0,067 - 0,088MPa (500 - óOOmmHg) 1

9 Dỡ sán phẩm và nạp sản phẩm cho chu irình sau 0 5

Nhiệt độ trước khi bắt đầu chu trình gia cỏiig nhiệl của vagông là 22°C; autỏcla, 55°C; khuôn, 27°C; bê lông tổ ong, 40°C; mỏi Irưừng xung quanh, 23°C; hơi nước ở áp suất dư 0,3MPí\ là 143°C; ớ IMPa là 183,2°c.

M ật độ cúa hơi nước,

=

162 + 0 , 9 6 0 V X

; ( k C a l/k g )

Toàn bộ chu trình gia c ỏ n s nhiẽt được phán thành các giai đoạn:

- Giai đoạn 1: nàng nhiệt lừ nhiệt độ mòi trường đến 1 0 0 °c kết hợp thổi, irong thời gian 0,5 + 1,5 = 2h

- Giai đoạn 2a; nâng nhiệt từ 100°c đến nhiệl độ tương ứng với áp suất dư

0 3 MPa trong thời gian Ih

- Giai đoạn 2b: nâng nhiệt độ lương úng với áp suấl ơ,3M Pa đến nhiệt độ tương ứng áp suấl 1 MPa

- Giai doạn 3: hằng nhiệt tương ứng áp suất I MPa Irong thời gian 8 h

- Giai đoạn 4a: hạ nhiệt đến nhiệt độ lương ứng với áp suất 0,3M Pa trong thời gian Ih

- (jiai đoan 4b: hạ nhiệt đẽn nhiệt dộ tương ứng áp suâì không khí trong thời uian 0,511

- Giai doạn 4c: hút chân khỏng đến 0.067 - 0,088M P a trong thời gian Ih.Sau đâv la tính toán cụ thc lừntỊ giai doạn

+ Tính toán cho giai đoạn 1:

e = 2 i “ ± M = i 4 0 " C h

2Với M = 500; a = 0.32 + 0.002.140 = 0,6; suy ra:

= 21,39.12000 = 256680kCal hay 1074668kJ

+ Tính toán cho giai đoạn 2a;

0 = 2.40 = 80°c.h

a = 0,32 + 0.002.80 = 0,48

N hư vậy, nhiệt toá ra do thuý hoá ximăng như sau:

G iai đoạn gia công

- 2 2 ,9 12CXX) - 2 7 1 8 1 0 \ C a l hay 1 1 5 5,054.1 0 \ J

N hư vậy tổng lượng nhiệt loá ra do Ihuỷ hoá ximãng:

- Trong giai đoạn 1 1074.668.10'k,l (256,68.10'kCal)

- Trong giai doạn 2a 929,972.10'kJ (222,12.10‘kCal)

- Trong giai đoạn 2b 1074.668.10'kJ (256,68.10'kCal)

- Trong giai doạn 3 1 155,054.10'kJ (275.88.10'kCal)

• Tính íoáiì CÚI! híiiiíị Iilìiệr

+ Giai đoan 1: nhiệl cấp cho quá trình đốt nóng đến nhiệt dộ 100°c trong 0,5 giờ và thổi Irong 1,5 giờ;

- Kết cấu của autởcla:

132300.0,1 15( 100 - 55) = 6 8 4 ,6 5 1 0 I C a l hay 2 8 6 6 ,5 1 0 \ j

- Khuôn: 20.300.0.1 15(100 - 27) = 5 0 3 ,7 10'kCal hay 2 1 0 8 8 9 1 0 ^kJ

- Nhiệt làm nóng lớp cách nhiệt cứa autôcla (khối lượng thế tích của bôig

khoáng Y„= 2 0 0 k g / n i\ dày 0 , l m c ó tổng khối lượng (3 0 4 0 ,1 2 0 0 = 608ơk;):

hay K, = 0,665W /(m °C)

Trong đó;

ô| và ô, - chiều dày cúa thành autôcla và cúa lớp bông khoáng;

Ằ| và x , - hệ sô dẫn nhiệt của thép và cúa bông khoáng;

a - hệ số trao nhiệt của mặt ngoài autôcla có cách nhiệt với môi trườig xung quanh, được tính theo công thức;

- 2 ,2 ^ 4 5 - 23 +

45 - 2 3

4 - 2 7 3 ^ ^100

100

+ 2 7 3 -^

1 0 0

^23 + 2 7 3 " '100

Thay số ta được: a = 9,41 k C al/(m lh °C ) hay 10,95W /(m ‘’C)

- Nhiệt tổn thất qua nắp autôcla không có lớp cách nhiệt:

trình Ihổi autôcla, lính bằng 5kg he)'i nu'ớu áp suấl IM Pa cho Im* sản phẩm,

tức bằng:

5.663,9.108 = 3 5 6 0 1 10'kCal hay 1490,5.1 0 \ J

- Nhiệt tổn thất khỏng t í n h toán được lấy bãng 10% tổng tổn thất nhiệt trừ

lổn thất nhiệt trong quá trình thổi:

Tổng lượng nhiệt tiêu tốn có kể đến rihiệt thuỷ hoá ximăng:

- Nhiệt tốn thất qua nắp aiilỏcla không có lớp cách nhiệt:

- Entanpy của nước ngưna:

'lổ n g lượng nhiêl ticu lòn có ké đến nhiẽt ihuý hoá ximãng:

4798,65fi.lO ''- 222.12.10^ = 4 5 7 6 ^ 3 5 1 0 t o l hay 19161,037.10'kJTổng chi phí hơi nước trong giai đoạn 2a (khỏne kế đến lượng hơi nước chuyến qua từ autòcla bên cạnh:

4576.535 , ^ 3 ^ , 19161.037 ocu -_ -10 hay - -3 ^ '-—— 10 = 6876,85ke

- E ntanpy củ a nước ngưng:

- -10-(611,62 + 277,38 + 46,23 + 783,9 + 1286,4 +

663,9 - 185,6

+ 353,85 + 24,44 + 27,457 + 52,56 + 346,384 - 296,3 5 2 ) =

= 1 3 6 3 ,5 1 0 -kCal h a y 5708.702.10''kJ

Tổng lượng nhiệt chi phí cho giai đoạn 2b:

(611,62 + 277.38 + 46.23 + 783.9 + 1286.4 + 353,85 + 24,44 + 27.457 + 52,56 + 346,38 + 1363,5) = 5 1 7 3 ,7 2 1 0 \ C a lhay 2 0 7 9 7 3 8 ,10’kJ

Tống lượng nhiệt tiêu tốn có kê đến nhiệt thuỷ hoá xim ãng:

5 1 7 3 7 2 1 0 ' - 296.35.10’ = 4877.37.10-kCal hay 2 0 7 9 7 ,3 8 10’'kJTổng chi phí hơi nước trong giai đoạn 2b (không kể đến lượng hơi nước

ch u y ến qua từ autôcla bên cạnh:

T ổng chi phí hơi nước cho giai đoạn 3;

^ , 0 - = ^ ĩ i ^ , , 0 ' = 761,458kg

+ G iai đoạn 4a: nhiệt mang vào do giảm áp suất từ IM P a xuố n g 0 ,3 M P a trong vòng 1 giờ:

- Kếl cấu của autôcla:

- Nhiệt tốn thất q ua vỏ autôcla kế cả phần có lớp cách nhiệt và không có lớp cách nhiệt được tính tương tự như giai đoạn 3:

(219,66 + 4 2 0 , 4 2 6 ) ^ ^ 3 = - 8 0 , 0 1 8 1 0 'k C a l h a y - 3 3 5 , 0 1 9 l 0 ^ k J

8Tổng lượng nhiệt được giải phóng:

- Nhiệt tổn thất qua nắp autòcla không có lớp cách nhiệt:

Tống lượng nhiệt giải phóng là -4021,97.10’kCal hay 16839,184.1 0 \ J