Обработка отформованных изделий
К весьма значительному технологическому переделу, влияющему на структурообразование ИСК, как и других материалов, относится специальная обработка отформованных и уплотненных изделий с помощью одного, двух или большего количества внешних воздействий на материал в некотором последовательном или комбинированном порядке. Обработка может быть тепловой, тепловлажностной, химической, электрофизической, автоклавной, вакуум-пропиточной, радиационной и др.
Основная цель обработок – обеспечить развитие процессов микро- и макроструктурообразования с переводом систем в термодинамически устойчивое состояние. И хотя соответствующие процессы могут продолжаться и после произведенной обработки, в том числе в эксплуатационный период работы конструкции, однако их большая доля протекает на стадии обработки, реже – на стадии выдерживания изделий в обычных , «нормальных» условиях.
Эффективность обработки характеризуется постепенным или быстрым упрочнением структуры свежеизготовленных изделий с переходом ее в твердое или твердообразное состояние. Отвердевает в основном вяжущая часть, поскольку другая – заполняющая – часть конгломерата состоит из смеси уже твердых компонентов.
В обжиговых конгломератах вяжущей частью служат расплавы как своеобразные разновидности химических растворов, обусловленных определенных определенными внешними факторами. Переход из жидкого в твердое состояние при охлаждении происходит под влиянием кристаллизации компонентов. В более редких случаях происходит постепенный переход из жидкого состояния в твердое, аморфное, стеклообразное, т.е. жидкость становится переохлажденной.
Процессы кристаллизации при формировании структур ИСК являются наиболее типичными. В идеализированных условиях кристаллы образуются из закономерно расположенных в них микрочастиц – атомов, ионов, молекул. Характер этой закономерности расположения микрочастиц обусловлен составом вещества, а связи между частицами кристалла могут быть разнообразными, в том числе комбинированными по разным частям тела.
К процессам структурообразования и сопутствующим им явлениям относятся также контракция и усадка, экзотермический и эндотермический эффекты, релаксации и ретардации.
Контракция состоит в самопроизвольном сжатии системы с уменьшением ее первоначального объема в основном в связи с образованием новых химических соединений (химическая усадка) с переходом некоторой доли объемной (свободной) жидкой среды в химически связанное состояние.
Усадка – уменьшение в объеме, которое происходит под влиянием сжимающих капиллярных сил, перехода твердых компонентов в жидкое состояние с последующим заполнением пор и пустот жидкой средой, испарения части жидкой среды, снижения температуры (охлаждения). Общая усадка состоит из физической и химической усадок.
В отдельных материальных системах вместо усадки наблюдается разуплотнение с увеличеснием объема конгломерата или вяжущей части. Это явление происходит вследствие: набухания, полиморфного превращения, химического или физико-химического присоединения большого количества жидкой среды с увеличением в объеме аморфных или кристаллических новообразований, расширения объема при повышении температуры, в частности за счет экзотермических эффектов.
В результате усадки и набухания, тем более повторяющихся в технологический период изготовления конгломерата или в эксплуатационный период, нередко возникают самопроизвольные напряжения в материале, и как следствие, микротрещинообразование с возможным ухудшением физико-механических свойств строительных изделий.
Преобладающую роль в структурообразовании играют процессы, обеспечивающие формирование и отвердевание вяжущей части, т.е. микроструктуры конгломерата. На стадии макроструктурообразования особая роль принадлежит процессам взаимодействия по границам раздела структурных элементов с отвердеванием всей системы ИСК и с оформлением готового изделия.
Спонтанно протекающим в технологическом процессе переделом является отвердевание конгломератной системы, в первую очередь ее вяжущей части. Но отвердевание, являясь комплексом сложный процессов, остается мало доступным для визуальных наблюдений.