еріалом. Зважаючи різного вмісту вологи по перетину усадка в матеріалі буде різною, що призводить до розвитку об'ємно-напруженого стану і до розтріскування. Для пояснення механізму виникнення об'ємно-напруженого стану розглянемо сушку вироби у вигляді пластини довжиною L 0
Нехай сушка пластини відбувається тільки з двох сторін, інші поверхні пластини влагоізоліровани.
Припустимо, що в якийсь момент сушіння перепад вологовмісту складає в пластині DU. Уявімо, що пластина складається з окремих нескінченно тонких смужок, які можуть скорочуватися самостійно. Тоді довжина кожної смужки, згідно з формулою (2), повинна бути пропорційна вологовмісту. Однак пластина в реальності ціла і не складається з окремих смужок, і усадка її закінчується при довжині L до , що відповідає середньому вологовмісту. Значить, поверхневі шари пластини скоротилися до L до , а повинні були б бути значно коротшим. Центральні шари, які скоротилися теж до L до , повинні бути довше. Отже, в реальної пластині поверхневі шари розтягнуті, а центральні - стиснуті.
Ці напруги на малюнку позначені знаками (+) і (-). Тільки два шари (НП) - нейтральна площину зменшилися в розмірах пропорційно вологовмісту і напружений стан у них відсутній. Сили розтягування і стиснення намагаються зрушити окремі шари відносно один одного. При цьому виникають тангенціальні напруги, які, як тільки вони перевищать міцність матеріалу, приведуть до утворення тріщин і руйнування структури виробу. p> У процесі сушіння через перепади температур на поверхні і в центрі вироби так само виникає об'ємно-напружений стан. Для уявлення про напруженому стані розглянемо аналогічну пластину довжиною L 0 , піддану нагріванню. p> Якби пластина складалася з окремих нескінченно тонких смужок, які могли б подовжуватися і скорочуватися самостоят6ельно, то довжина кожної смужки могла бути визначена за формулою
L t = L 0 (1 + a L Dt), (3)
де a L - коефіцієнт лінійного розширення.
Розрахувавши довжину кожної зі смужок за формулою (3) і відклавши половину на рис.3 (показано пунктиром; розміри відкладаються від середини пластини), отримаємо реальну форму вироби L t = f (t), яку повинна була б придбати пластина при нагріванні. Однак загальне подовження пластини виявилося меншим, і довжина її стала рівній L п = f (t ср ).
Отже, поверхневі шари повинні були удлиниться на DL п , а подовжилися менше і відчувають стискають напруги, а центральні шари подовжилися більше ніж покладено і відчувають напруження розтягу. Ці напруги показані на малюнку знаками (+) і (-). Умовними позначеннями (НП) зафіксовані нейтральні площині, в яких напруження не виникли.
Напружені стани, що розвиваються від різниці вологовмісту і температур, мають протилежні знаки. При додаванні з більшого значення віднімемо меншу. Оскільки напружений стан від різниці вологовмісту майже в 10 разів більше ніж від різниці температур, то сумарне напружений стан буде дещо меншим. p> Механізм появи тріщин у виробах, а можливо і їх руйнування пояснюється тим, що напружений стан діє на шари пластини, намагаючись зрушити один шар щодо іншого, викликаючи тангенціальні напруги, які в разі перевищення міцності матеріалу призводять до його розтріскування або руйнування.
При сушінні, як і при ТВО, у внутрішніх шарах вироби виникає надлишковий тиск. Перепад тисків між шарами являє собою прикладену силу, що не подовжує шари матеріалу, а намагається зрушити їх відносно один одного, тобто через перепади тисків також створюються тангенціальні напруги.
1.3 Процеси, що відбуваються при випалюванні
Створення пористої структури керамзиту досягається спученням розм'якшеного при термічній обробці глинистої сировини газами (СО, СО 2 , Н 2 О, SO 2 , Про 2 , N 2 , CH 4 , Н 2 ) , виділяються в процесі нагрівання. Найкращий керамзит отримують при оптимальному співвідношенні в'язкості і зв'язності сировини в нагрітому стані за умови достатнього газовиділення. Це співвідношення має витримуватися протягом усього періоду газовиділення.
Порізация глинистих гранул (зерен) при отриманні керамзиту зазвичай здійснюється випалюванням їх в обертових барабанних печах.
Середня тривалість перебування глинистих гранул в печі дорівнює 35-40 хвилин, при цьому протягом перших 18-20 хвилин гранули нагріваються до температури 600 В° С, а в Протягом наступних 2-4 хвилини температура їх доводиться до 1200-1250 В° С, при цій температурі вони протягом 10-12 хвилин обпікаються, а потім 2-3 хвилини охолоджуються до температури 900-1000 В° С. Під впливом високих температур відбувається дегідратація, аморфізація та освіта деякої кількості рідкої фази в глинистому речов...
