Идея метода автоклавной обработки и ее осуществление принадлежат Шумахеру (1882 г.). Способы автоклавирования предусматривают обработку окатышей или брикетов при температурах выше 100°С. Для предотвращения высыхания образцов и создания оптимальных условий гидратации создается внешнее давление паров воды, превышающее атмосферное. Наиболее распространенным вяжущим в автоклавных способах является известь. Известь реагирует с кремнеземом шихты и другими ее компонентами в присутствии влаги с образованием продуктов, сходных с образующимися при гидратации цементов:

m Са(ОН)2 + q Si02 + п Н2Ож = m CaOq Si02 (n+m)H20

Автоклавное упрочнение возможно в атмосфере как насыщенного, так и ненасыщенного пара.

Взаимодействие между известью и кремнеземом начинается после их растворения в воде. Разный характер растворимости этих веществ при

повышении температуры приводит к тому, что вначале реакция протекает в насыщенном по извести растворе. В этих условиях устойчивы высокоосновные гидросиликаты. После связывания извести повышается относительная концентрация кремнезема и образуются менее основные гидросиликаты. Гидросиликаты кальция представлены веществом с размером частиц 100-300 А.

Второй период характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве (изотермическая выдержка). В этот период максимально развиваются химические и физико-химические превращения, обусловливающие твердение известково-кремнеземистых смесей.

Третий период начинается с момента прекращения подачи пара в автоклав и заканчивается понижением избыточного давления до нуля и извлечением образцов.

Для первого периода автоклавной обработки характерно:

- интенсивная конденсация пара при соприкосновении с холодными продуктами вплоть до температуры 100°С. Этот процесс резко снижает прочность изделий;

- возникновение термических напряжений, обусловленных разницей температур пара и продуктов, что вызывает снижение их прочности;

- присутствие воздуха в автоклаве понижает температуру на 5-8°С и уменьшает прочность изделий.

Во втором и третьем периодах в изделиях, содержащих полностью погашенную известь или цемент, процессы упрочнения происходят во времени.

Таким образом, для качества изделия, обрабатываемого в автоклаве, существует критическая скорость нагрева и охлаждения, продолжительность обработки, а также температура и давление пара.

Эти методы используются для упрочнения брикетов и окатышей. В качестве связки используется известь, как с добавками так и без добавок. В получении окатышей с использованием извести можно выделить способ КОБО (Швеция) и Мичиганского университета (США). Сущность процессов заключается в том, что сырые окатыши, полученные с добавкой до 10% гашеной или негашеной извести, до 10% цемента, подсушиваются, их предварительно выдерживают и подают в автоклав, где выдерживают при температуре 150-230°С в течение 6-24 часов. Готовые окатыши диаметром 12 мм содержат 7-10% связующего и имеют прочность на сжатие 150-200 кг/окатыш. Особенностью технологии Мичиганского университета является то, что в качестве связующего используется гашенная известь, а в качестве добавки к извести применяют гидрооксиды или карбонаты щелочных металлов. Автоклавную обработку ведут при температурах до 370°С.