Естественное твердение плит при нормальной температуре (18, 20°) требует достаточно длительных сроков (не менее 2 суток) и практически целесообразно лишь для предприятий малой мощности. В целях сокращения сроков выдержки плит в формах применяют искусственную термообработку при повышенных температурах.
Термообработка плит цементного фибролита обычно проводится сухим теплом. Пропарка, т. е. термовлажностная обработка, не применяется.
В целях выявления оптимальных режимов термообработки во ВНИИНСМе были проведены специальные экспериментальные работы. Образцы фибролита объемного веса 350 кг/м³ изготовляли из выдержанной сосновой древесной шерсти на четырех видах цемента. В качестве минерализатора были использованы жидкое стекло концентрацией 1,05 и хлористый кальций концентрацией 1,04.
Температуру термообработки меняли от 30 до 80° ступенями по 10°; ее продолжительность — от 4 до 24 час., а в некоторых случаях до 36 час. ступенями по 4 часа. После термообработки образцы извлекали из форм и высушивали при температуре 70° и влажности воздуха 65%. Готовые образцы испытывали на изгиб и сравнивали между собой по силе сцепления между стружками, осыпаемости и внешнему виду.
Из результатов этих опытов, приведенных на рис. 54—55, видно, что наибольшая прочность фибролита на портландцементе и шлакопортландцементе Здолбуновского завода имеет место при температуре 30° и продолжительности термообработки 16 час., для фибролита на цементе Воскресенского завода — при температуре 40° и продолжительности 16—24 час., для фибролита на цементе Белгородского завода — при температуре 30° и продолжительности 24 часа. В случае увеличения сроков термообработки сверх указанных величин прочность не повышается, а для цемента Здолбуновского завода она даже снижается. При повышении температуры термообработки сверх указанных значений, одновременно с уменьшением прочности (рис. 55) ухудшается качество поверхности цементного фибролита, появляются такие дефекты, как осыпаемость, пыление, слабое сцепление между стружками.
Таким образом, оптимальная температура термообработки цементного фибролита лежит в пределах между 30 и 40° при продолжительности термообработки 16—24 часа.
Для термообработки применяют камеры непрерывного и периодического действия.
Ниже описывается камера непрерывного действия Костопольского ДСК- Камера имеет П-образную форму и состоит из двух тоннелей длиной по 50 м и переката (траверсный путь с траверсной тележкой). В середине тоннелей проходит узкоколейный путь, по обеим сторонам которого установлены калориферы. Вагонетки двигаются следующим образом: установленный в начале первого тоннеля толкатель передвигает состав вагонеток, находящийся на линии тоннеля; первая вагонетка, достигнув траверсной вагонетки, включает боковой толкатель, который передает ее на линию второго тоннеля, а толкатель, установленный в торце линии второго тоннеля, толкает вагонетку к выходу. Для нормальной работы толкателей необходимо, чтобы оба тоннеля были целиком заполнены вагонетками.
При температуре воздуха в среднем сечении камеры 30—40° длительность термообработки плит составляет 16—24 часа. В результате неравномерности температур по высоте камеры, что является ее большим недостатком, плиты, находившиеся в средней зоне с оптимальной температурой 30—35°, при испытаниях на изгиб оказались на 40—60% прочнее плит из нижней зоны (температура 25—30°) и плит из верхней зоны (температура 40°).
Этих недостатков лишена камера термообработки непрерывного действия (рис. 56), установленная на заводе цементного фибролита в Туранах (Чехословакия). Камера состоит из двух тоннелей, в каждом из которых проложено по два узкоколейных пути 1. Стены камеры имеют обтекаемые очертания, что обеспечивает наилучшие аэродинамические условия. Между перекрытием 2 и подвесным потолком 3 через каждые 2 м устанавливается осевой вентилятор 4 с мотором 5. В пространстве между перекрытием и потолком устраиваются также вентиляционные каналы 6, расширяющиеся к периферии. На рис. 56 показан путь движения воздуха 7. Отвод воздуха из камеры производится через люк 8. Воздух нагревается при проходе через калорифер 9.
Камеры периодического действия установлены на заводе фирмы «Трэуллит». Размер камер в плане 2,5x2,5 м, высота 3 м. Вместимость камеры 9 пакетов. Всю переднюю стену занимают двухстворчатые ворота деревянной конструкции. Камера обогревается пластинчатыми радиаторами, в которых циркулирует вода, имеющая температуру около 90°. Вентилятор с индивидуальным электродвигателем прогоняет воздух между пластинами радиаторов; температура в камерах поддерживается в пределах 35° и контролируется термометрами. Суточная производительность камеры составляет 125 м³ плит.
Как уже указывалось выше, на зарубежных заводах сушка плит после их расформовки обычно производится естественным путем под навесами. Это возможно благодаря сравнительно мягким климатическим условиям — непродолжительному периоду отрицательных температур и высокой средней температуре января месяца.
Иначе обстоит дело в СССР. Минусовые температуры в центре Европейской части (Москва) держатся 5—6 месяцев, а на севере Европейской части Союза — Урал и Сибирь — 6—8 месяцев в году, вместо 3—4 месяцев в Швеции и Финляндии. Значительно ниже у нас и средние температуры января месяца: для Москвы —10°, Кирова —14°, Свердловска —15,6°, Омска и Новосибирска —19°, Иркутска —20,9°, в то время как для Стокгольма эта температура равна —1°, а для Хельсинки —6°.
Для определения необходимой продолжительности естественной сушки цементного фибролита в зависимости от климата во ВНИИНСМе были проведены соответствующие опыты. Образцы (объемного веса 350 кг/м³) после искусственного твердения при температуре 35°, имевшие влажность в размере 40—45%, выдерживали при различных температурных условиях и ежедневно взвешивали для определения темпов потери влаги.
Этими опытами установлено следующее: влажность образцов, находившихся под открытым (с боков) проветриваемым навесом при средней температуре 15° и 75%-ной влажности воздуха, снизилась до требуемой ГОСТ величины уже на 5—6 сутки. Влажность же образцов, находившихся в аналогичных температурно-влажностных условиях, но в закрытом помещении (условия теплого склада), уменьшилась до 20% лишь на 9—10 сутки. Образцы, находившиеся при температуре +5° и φ=80%, в условиях отсутствия движения воздуха, через 10 суток снизили свою влажность до 35%, но в дальнейшем перестали сохнуть. Образцы, находившиеся при температуре —17° и φ=80%, также в условиях отсутствия движения воздуха, в течение 2 недель совсем не потеряли влаги.
Другие опыты, проведенные ВНИИНСМом непосредственно в производственных условиях, показали, что естественная сушка под навесом благодаря наличию движения воздуха все же ведет к высыханию плит даже и при отрицательных температурах, но это происходит крайне медленно. Так, средняя влажность фибролитовых плит, находившихся под навесом при температуре —9°, по истечении 2 недель составляла 31%, т. е. больше чем в 1,5 раза превышала величину, требуемую ГОСТ.
Отсюда ясно, что если ориентироваться в наших условиях только на применение естественной сушки плит под навесами, то это приведет к резкому замедлению производственного цикла в осенне-зимний период и вызовет к тому же необходимость в значительных капиталовложениях на устройство больших площадей навесов.
Следовательно, необходимо по крайней мере в течение половины года создавать' на наших заводах особые условия для сушки плит. Это может быть осуществлено либо путем устройства отапливаемых складов, где поддерживается температура порядка 18—20° при усиленном воздухообмене, либо путем применения искусственной сушки в специальных сушильных камерах.
Работами ВНИИНСМа установлено, что оптимальная температура сушки фибролитовых плит в сушильных камерах должна составлять 60—70°, влажность воздуха 60 70% и скорость движения воздуха 3—4 м в сек.; необходимый срок сушки при этих условиях не превышает 24 час. В таких камерах плиты устанавливаются на ребро в специальных сушильных вагонетках (рис. 57).
С точки зрения расхода топлива, капитальных вложений и эксплуатационных затрат использование сушильных камер с повышенной температурой сушки экономически рентабельнее, нежели применение отапливаемых складов. Однако возникает вопрос, в какой мере искусственная сушка влияет на качество фибролитовых плит.
Опытами ВНИИНСМа установлено, что прочность фибролитовых плит объемным весом 350 кг/м³, подвергаемых искусственному твердению при температуре 30—40° и искусственной сушке до влажности 20% при температуре 60—70°, по сравнению с прочностью плит, выдерживаемых в естественных условиях (при температуре 15°) в течение 28 суток, снижается в среднем на 22% (опыты проведены на фибролитовых плитах, изготовленных на 5 различных портландцементах, причем величина снижения прочности колебалась в пределах от 18 до 25%).
Эти обстоятельства необходимо учитывать при выборе способа сушки фибролитовых плит. При работе на высокоактивных цементах, когда некоторое снижение прочности плит, подвергаемых искусственной сушке в камерах, не играет существенной роли, можно ориентироваться на применение сушильных камер. В противном случае сушку плит в осенне-зимний период следует осуществлять в отапливаемых складах.