Под влиянием высоких температур при обжиг в керамических изделий проходят сложные физико- химические превращения:
-протекает реакция дегидратации, плавления отдельны компонентов массы, которое приводит к сближению частиц твердой фазы и образованию сложных соединений и процесс перекристаллизации элементарных частиц кристаллической решетки с последующим процессом спекания. В результате всех этих превращений изделия приобретают комплекс специфических эксплуатационных свойств.
Обжиг известковых пород способствует получению извести путем термического разложения (декарбонизации):
СаСО3 и МgСО3 · СаСО3 СаО, МgО и СО2
Процесс дегидратации при обжиге гипсового камня в интервале температур 370-430 0К (90-160 0С) завершается получением строительного гипса с удалением 1,5молекул воды:
СаSO4 Ошибка! Ошибка связи. 2H2O СаSO4 Ошибка! Ошибка связи. 0,5H2O + 1,5 H2O.
Среди обжигаемых материалов высокотемпературная обработка не оказывает отрицательного влияние на качество строительной извести и гипса.
В производстве вяжущих веществ задачей обжига является изменение химического состава сырья для получения продуктов, обладающих новыми качествами.
· Так при обжиге известняка СаСО3, необладающего вяжущими свойствами, происходит разложение на углекислый газ СО2 и окись кальция СаО, представляющую собой вяжущее – известь –кипелку.
· В результате совместного обжига известняка и глины получаются химические соединения СаО с силикатами и алюминатами кальция, из которых состоит важнейший строительный материал среди группы вяжущих – это портландцемент.
Тепловлажностная обработка. Тепловлажностная обработка заключается в воздействии на обрабатываемый материал горячей и влажной средой. ТВО- е подвергаются бетонные изделия с целью ускорения процесса гидратации цементного вяжущего. Процесс ТВО представляет собой нагрев изделий, при котором испарение влаги отсутствует или происходит весьма незначительно. При этом пар конденсируется в порах изделия, образуя в них водяную среду, что способствует ускорению твердения бетона, и, следовательно сокращается время до получения отпускной, а затем и проектной марки бетона по прочности.
ТВО бетона начинается обычно после 2-4 часов выдержки отформованных изделий при естественных условиях. Весь цикл ТО проходит в три стадии:
- первый – это подъем температуры до максимально назначенного значения;
- изотермическая выдержка при максимальной температуре – это второй период,
- и период – охлаждения – это завершающий, когда изделия охлаждаются до 400С (примерно).
В результате нагревания скорость реакции гидратации цемента и получении гидратных новообразований возрастает, поэтому при ТВО отпускная прочность бетона может быть достигнута за 12-16 часов вместо 28 суток естественного твердения.
Тепловлажностной обработке в большинстве случаев подвергаются изделия из цементных бетонов, силикатные материалы и другие теплоизоляционные, которые твердеют до требуемой прочности во много раз быстрее, чем при естественном твердении, а в некоторых случаях получение изделий с требуемыми строительно-техническими показателями невозможно без подобного теплового воздействия. Ускорение твердения цементных и силикатных бетонов при повышенной температуре происходит за счет ускорения практически всех химических реакций (гидратации и гидролиза цемента), а также более быстрого получения перенасыщенного раствора и образования коагуляционной структуры, возникающей под влиянием молекулярных сил сцепления и более интенсивного образования большого количества центров кристаллизации малого размера. Обязательным условием для ускорения твердения бетона является не только высокая температура, но и достаточная влажность. Так как при подогреве бетона с помощью пара обеспечивается повышенная температура и достаточная влажность бетона, поэтому в настоящее время этот способ получил широкое распространение на предприятиях сборного железобетона.