Известно, что 1 грамм алюминия, полностью прореагировав со щелочью, способен выделить 1,24 л водорода (при t=0 °С). Так как при нагревании газ расширяется, при t = +40 °С его объем составит уже 1,4 л.

Расширение газа при нагревании происходит по закону Клапейрона: V = V Г (273 + T)/ (273 +12) ),

Где

V1 и V2 - объемы газа при температуре t1 и t2 соответственно.

Это явление имеет огромное практическое значение, и пренебрежение им спо­собно привести к крайней нестабильности производственного процесса в целом.

При производстве крупноразмерных изделий из ячеистого бетона на основе молотой негашеной извести температура газосиликатной массы в центре изделия может достигать +80 °С и более, в то время как на периферии, у стенок, за счет те­плоотдачи в формоснастку и окружающую среду, вдвое меньше - около + 40 °С.

Если принять условие, что полнота реакции алюминиевой пудры во всех точках одинакова, то только за счет разницы в температуре ячеистой смеси объ­ем пузырьков газа и их диаметр, согласно закона Клайперона, будут отличаться на величину:

V1 / V2 = (273 + T1) / (273 +12) = (273 + 80) / (273 + 40) = 353 /313 = 1?13 раза.

В результате плотность ячеистого бетона по объему изделия будет коле­баться примерно на 7 %. В центре изделия температура ячеистой смеси всегда выше, чем на периферии, поэтому и газовые ячейки всегда крупнее, а объемный вес смеси ниже, чем в местах с более низкой температурой.

В целях экспериментальной проверки распределения температуры по объ­ему массива газосиликатной массы, залитой в металлическую форму прямоу­гольного сечения, был проведен мониторинг изменения температуры, результа­ты которого отражает таблица 1.7.1.2-1.

Кроме того, разница в температуре сказывается на полноте реакции газо­выделения. Исследования показали, что с повышением температуры заметно увеличиваются скорость и полнота реакции. Так, для цементно-песчаного рас­твора справедливы следующие параметры газовыделения в зависимости от времени и температуры (см. таблицу 1.7.1.2-2).

Полученные результаты дают основания для практических выводов о том, что при формовании изделий из газобетонов и газосиликатов необходимо стро­жайшим образом контролировать соблюдение заданных параметров - темпе­ратуры воды, сырьевых ингридиентов, шлама, а также количества воды (В/Т), температуры формоснастки и температуры в цеху.

Для устранения вредного влияния приведенных выше факторов на ста­бильность газообразования и, соответственно, на параметры выпускаемой про­дукции, целесообразно формовать максимально возможно крупные массивы, стремиться к ускорению вспучивания ячеистой смеси, чтобы она не успела остыть в углах и у бортов. Для этой цели следует использовать ускорители газо-

Примечание:

1. Размеры металлической формы: ширина 1200 мм, длина 1800 мм, высота 600 мм;

2. Температура «на поверхности массива» измерялась не на самой поверхности, а под слоем срезаемой впоследствии «горбушки» (примерно 50-100 мм);

3. Следует также обязательно учитывать, что в случае повторных экспериментов на местах с целью монито­ринга температуры массива, необходимо использовать малогабаритные температурные датчики, чтобы теплопроводность корпуса не вносила искажений. Поэтому обычные промышленные термодатчики (и тем более жидкостные термометры) непригодны в принципе. В настоящий момент гораздо удобней пользо­ваться миниатюрными термодатчиками (каждый стоит порядка $ 1). Нехитрые манипуляции с паяльником и набором переключателей позволят скоммутировать несколько датчиков на единый выход, который, в свою очередь, подключен к электронному комбинированному ампервольтметру с функцией измерения темпе­ратуры (стоит от $ 6).

Примечание:

Цемент Белгородского завода, В/Т=0.5

Таблица 1.7.1.2-2. Влияние температуры цементно-песчаной смеси на скорость и величину газовыделения алюминиевой пудры

Образования, что особенно важно для таких составов ячеистой смеси, в которых газовыделение происходит недостаточно быстро.

Например, при абсолютно одинаковых параметрах (тотже цемент, практи­чески та же температура) добавка в сырьевой шлам всего 5 % едкого натра по­зволила более чем в 2 раза поднять интенсивность и полноту газовыделения. И если в первом случае (без добавки щелочи - таблица 1.7.1.2-2) за первые 12 минут при исходной температуре 45 градусов произошло выделение только 32 % газа от теоретически достижимого объема, то во втором случае (с добавкой щелочи - таблица 1.7.1.2-3) за то же время и при температуре 43 градуса газо­выделение составило уже 83 % - в 2.6 раза больше.