CS262361B1

CS262361B1 - Asbestosless fibrecementary element

Info

Publication number: CS262361B1
Application number: CS898186A
Authority: CS
Inventors: Zbynek Ing Dohnal; Hervik Kauer; Jaroslav Ing Kubik; Zdenka Ing Cahlikova; Frantisek Ing Vit
Original assignee: Zbynek Ing Dohnal; Hervik Kauer; Jaroslav Ing Kubik; Zdenka Ing Cahlikova; Vit Frantisek
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1987-11-16
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS898186A1

Abstract

Bezazbestový vláknocementový prvek pro stavebnictví, vyrobený na Hatschekově sítovém stroji nebo bezsltovém stroji. Skládá se z 30 až 90 %. portlandského cementu, 0,5 až 20 t organických nebo anorganických vláken, 0,5 až 15 % modifikovaného plniva, do 35 t silikátových přísad a dalších přísad ovlivňujících technologii výroby a konečné fyzikální a chemické parametry výrobků. Modifikované plnivo je odvodněný koncentrát ze suspenze organických vláken, kaolinu, uhličitanu vápenatého, síranu hlinitého a pryskyřic.Asbestos-free fiber-cement element for construction, made in Hatschek a sieve machine or a sillless machine. It consists of 30 to 90%. Portland cement, 0.5 to 20 t of organic or inorganic fibers, 0.5 to 15% modified fillers, up to 35 tons of silicate additives and other technological influencing ingredients production and final physical and chemical parameters products. The modified filler is dehydrated concentrate of organic suspension fibers, kaolin, calcium carbonate, aluminum sulfate and resins.

Description

Vynález se vtahuje na bezazbestový vláknocementový prvek sestávající především z hydraulického pojivá zpevněného organickými nebo anorganickými vlákny obsahující modifikované plnivo /dále je plnivo/ a na postup výroby tohoto materiálu.The invention relates to an asbestos-free fiber-cement element consisting primarily of a hydraulic binder reinforced with organic or inorganic fibers containing a modified filler (hereinafter filler) and to a process for the manufacture of this material.

Ve výrobcích používaných především ve stavebnictví na bázi cementu, hydraulických pojiv a azbestu je známa náhrada azbestových vláken vlákny jiné povahy /přírodními nebo umělými, organickými nebo anorganickými/.Products used primarily in the construction industry based on cement, hydraulic binders and asbestos are known to replace asbestos fibers with fibers of a different nature (natural or artificial, organic or inorganic).

Výroba azbestocementových materiálů se obvykle provádí na základě směsi azbestových vláken a cementu ve vodní suspenzi, která je filtrovaná tak, abychom obdrželi vrstvu, ze které se potom vytváří konečný výrobek, např. desky, roury. Azbestová vlákna při výrobě azbestocementu zajištuji mimo filtrace a zpevnění finálního výrobku také plasticitu vyrobené vrstvy. Pod pojmem filtrace rozumíme zadržování vláken, které přicházejí na filtrační přepážku a která zde vytváří mřížku a takto zabraňují průchodu cementových a ostatních částic přes uvedenou filtrační přepážku. Okolem vyztužovaclch vláken v cementové matrici je zabránit křehkosti, která je vlastní výrobkům vyrobených z čistého cementu.The production of asbestos-cement materials is usually based on a mixture of asbestos fibers and cement in an aqueous slurry, which is filtered to obtain a layer from which the final product is then formed, eg plates, pipes. Asbestos fibers in the production of asbestos-cement ensure, in addition to filtration and strengthening of the final product, also plasticity of the produced layer. Filtration refers to the retention of fibers that come to the filter baffle and which form a grid here, thus preventing the passage of cement and other particles through the filter baffle. Around the reinforcement fibers in the cement matrix is to prevent brittleness inherent in products made from pure cement.

Plasticita azbestocementové vrstvy je důležitá zejména pro navázání jednotlivých vrstev na sebe při výrobě prvků vyráběných ze dvou a více azbestových vrstev a dále pak při výrobě deskových výrobků tvarovaných v čerstvém stavu do různých profilů.The plasticity of the asbestos-cement layer is particularly important for bonding the individual layers to each other in the manufacture of elements made of two or more asbestos layers and in the production of fresh-formed board products into different profiles.

Jestliže azbestová vlákna splňují současně tyto požadavky, není tomu tak u vláken používaných jako náhrada vláken azbestových. Tato náhradní vlákna nezaručují v dostatečné míře bu3 požadavek filtrační nebo požadavek na pevnost. Ve většině případů však dochází ke snížení plasticity vyrobené vrstvy a výrobku před tvarováním.If asbestos fibers simultaneously meet these requirements, this is not the case for fibers used as a substitute for asbestos fibers. These replacement fibers do not sufficiently satisfy either the filtration requirement or the strength requirement. In most cases, however, the plasticity of the produced layer and of the article before molding is reduced.

Vynález řeší tyto nevhodné vlastnosti. Bezazbestový vláknocementový prvek obsahuje 30 až 90 % portladského cementu vyztuženého 0,5 až 20 % organických nebo anorganických vláken, 0,5 až 15 % modifikovaného plniva, do 35 % silikátových přísad jako bentonit, perlit, koagulační a odpěňovací přísady.The invention solves these unsuitable properties. The asbestos-free fiber-cement element contains 30-90% Portlad cement reinforced with 0.5-20% organic or inorganic fibers, 0.5-15% modified filler, up to 35% silicate additives such as bentonite, perlite, coagulating and antifoaming additives.

Při výrobě materiálů neobsahujících azbest s použitím náhradních vláken organických přírodních, jako například bavlna, len, buničina anebo organických syntetických vláken, jako např. polyakrylnitrilové vlákno Dolanit 10 anebo anorganických vláken např. na bázi skla bylo zjištěno, že při použití těchto vláken i při použití jejich kombinací dochází ke značnému poklesu plasticity této vrstvičky, následkem toho ke značnému poklesu plasticity vrstvy, což způsobuje špatnou přilnavost jednotlivých vrstviček k sobě při zhotovování výrobku a současně snižuje výrobnost stroje.In the manufacture of asbestos-free materials using substitute organic natural fibers such as cotton, flax, pulp and / or organic synthetic fibers such as Dolanit 10 polyacrylonitrile fiber or inorganic fibers such as glass-based fibers, it has been found their combination leads to a significant decrease in the plasticity of this layer, as a result of which the plasticity of the layer decreases considerably, which causes poor adhesion of the individual layers to each other during the manufacture of the product and at the same time reduces the production of the machine.

Při použití modifikovaného plniva do výrobní směsi se tento nežádoucí jev eliminuje.When a modified filler is used in the production mixture, this undesirable effect is eliminated.

Ve vyráběné vrstvě se zadržuje voda v množství potřebném pro dosažení požadovaných vlastností výrobku, současně modifikované plnivo zaručuje dostatečnou plasticitu vrstvy a přilnavost jednotlivých vrstev k sobě. Při použití modifikovaného plniva ve výrobní suspenzi nedochází ke snížení výrobnosti stroje.In the produced layer, water is retained in an amount necessary to achieve the desired properties of the product, while the modified filler ensures sufficient layer plasticity and adhesion of the individual layers to each other. The use of the modified filler in the production suspension does not reduce the machine's production.

Jako modifikovaného plniva se použije odvodněný koncentrát na 30 až 70 í objemu sušiny, připravený ze směsi buničinových vláken v množství 15 až 60 ΐ z celkového množství vláken, vláken rostlinného původu v množství 5 až 60 % z celkového množství vláken a nevláknltých přísad. Vlákna rostlinného původu jsou mechanicky a chemicky upravené přadné rostliny /len, konopí, bavlna, atd./ s délkou vláken 5 až 40 mm a s obsahem celulózy 85 až 94 %. Tato vlákna jsou chemicky upravena:The modified filler used is a dehydrated concentrate of 30 to 70% by volume of dry matter prepared from a mixture of pulp fibers in an amount of 15 to 60% of the total fiber content, fibers of vegetable origin in an amount of 5 to 60% of the total fiber content and non-fibrous additives. The fibers of plant origin are mechanically and chemically treated fiber plants (flax, hemp, cotton, etc.) with a fiber length of 5 to 40 mm and a cellulose content of 85 to 94%. These fibers are chemically modified:

a) vařením sulfátovým způsobem, to znamená alkalicky ve směsi NaOH a Na₂S za působení smáčecího prostředku,(a) by cooking in a sulphate manner, that is to say alkaline in a mixture of NaOH and Na ₂ S under the action of a wetting agent,

b) bělením v prvním stupni plynným chlorem a ve druhém stupni chlornanem sodným nebo oxidem chloričitým.(b) bleaching in the first stage with chlorine gas and in the second stage with sodium hypochlorite or chlorine dioxide.

Délka vláken buničitých je 1 až 3 mm. Stupeň mletí vláken je 60 až 90° SR (dleThe length of the cellulosic fibers is 1 to 3 mm. The degree of fiber milling is 60 to 90 ° SR (according to

CSN 50 0220).CSN 50 0220).

Vlákna v modifikovaném plnivu slouží jako nosič nevláknitých přísad, které sestávají z:The fibers in the modified filler serve as a carrier for the non-fibrous additives, which consist of:

- kaolinu o zrnitosti do 5 Jim v množství 10 až 74,5 % z celkového podílu nevláknitých přísad,- kaolin with a grain size of up to 5 µm in an amount of 10 to 74,5% of the total proportion of non-fibrous additives,

- uhličitanu vápenatého o velikosti.částic do 3 jim a v množství 10 až 50 % z celkového podílu nevláknitých přísad, ¹ - calcium carbonate of particle size up to 3 µm and in an amount of 10 to 50% of the total proportion of non-fibrous additives, ¹

- síranu hlinitého Al₂/SO₄/j.l8 HjO v množství do 5 % a- aluminum sulphate Al ₂ / SO ₄ /j.l8 HJO in amounts up to 5%, and

- pryskyřic v množství do 0,5 % z celkového podílu nevláknitých přísad.- resins in an amount of up to 0.5% of the total proportion of non-fibrous additives.

Pryskyřice je amorfní látka rozpustná v organických rozpouštědlech obsahující hlavně kyselinu abietovou nebo kyselinu pimarovou /jejich empirický vzorec je C^gHjgOOOH/ a dále různé alkoholy, fenoly, kyseliny a estery řady terpenové.The resin is an amorphous substance soluble in organic solvents containing mainly abietic acid or pimaric acid (their empirical formula is C18H18gOOOH) and various alcohols, phenols, acids and terpene esters.

Podíl vláknité fáze v celkovém podílu sušiny je 30 až 65 % a podíl nevláknitého podílu na hmotnost sušiny je v rozmezí 35 až 70 %.The proportion of fibrous phase in the total dry matter content is 30 to 65% and the non-fibrous portion in the dry weight is in the range of 35 to 70%.

Postup výroby materiálu se provádí následujícím způsobem:The material manufacturing process is carried out as follows:

Vlákna se vloží do vody a vytvoří se suspenze a to v takovém množství, které je dáno podmínkami dobré funkce stroje. Toto množství se pohybuje mezi 0,5 až 20 %. Potom se přidá cement v poměru 30 až 98 % hmotnostních, dále Se přidá modifikované plnivo v poměru 0,5 až 15 % hmotnostních na sušinu a potom se přidá do 35 % hmotnostních inertních nebo aktivních přísad, které dodávají výrobku požadované vlastnosti, jako je chování vůči teplu nebo zabraňují uvolňování vápna při tuhnutí cementu, dále pak se přidávají flokulačni a odpěňovací přísady a přísady urychlující tuhnutí a tvrdnutí hydraulického pojivá v množství do 3 % hmotnost. Procenta se vztahují na hmotnost surovin ve výrobní směsi v suchém stavu.The fibers are placed in water to form a suspension in an amount that is determined by the conditions of good machine operation. This amount is between 0.5 and 20%. Then the cement is added in a ratio of 30 to 98% by weight, then the modified filler is added in a ratio of 0.5 to 15% by weight to the dry matter and then added to 35% by weight of inert or active ingredients which impart the desired properties to the product flocculation and antifoaming agents and additives to accelerate the setting and setting of the hydraulic binder in amounts up to 3% by weight. The percentages relate to the dry weight of the raw materials in the production mixture.

Po homogenizaci vodní suspenze mícháním se tato suspenze přivede do stroje např. sítový stroj typ Hatschek, bezsltový stroj, vstřikovací stroj, extruzní stroj. V případě stroje bez sít dochází k ukládání tenké Vrstvy suspenze na postupující plstěnec, který slouží jako filtrační podložka. Tímto způsobem se vytváří monovrstva. Požadovaná tlouštka výrobku se dociluje obdobně jako u stroje typu Hatschek. V obou případech zrají získané výrobky na vzduchu nebo ve vodě anebo v proteplovacím zařízení ve vlhkém prostředí více hodin.After homogenizing the aqueous suspension by stirring, the suspension is fed to a machine, for example, a Hatschek sieve machine, a glass-free machine, an injection machine, an extrusion machine. In the case of a machine without sieves, a thin layer of suspension is deposited on the advancing felt, which serves as a filter mat. In this way, a monolayer is formed. The required product thickness is achieved similarly to the Hatschek machine. In both cases, the obtained products are aged for several hours in air or water or in a heat treatment plant in a humid environment.

Příklady provedení:Examples:

Přiklad 1Example 1

Složení výchozí vsázky:Initial charge composition:

hmotnostních dílů portlandského cementu 400parts by weight of Portland cement 400

10,6 hmotnostních dílů modifikovaného plniva,10.6 parts by weight of the modified filler,

4,2 hmotnostních dílů buničiny o sušině 33 %.á.s.,4.2 parts by weight of pulp with a dry matter content of 33% by weight,

4.10^-5 hmotnostních dílů odpěňovací přísady Afranil,4.10 ^-5 parts by weight of Afranil defoamer,

20.10^-5 Hmótnbstních dílů flokulačni přísady polyakrylamid 0,2 ' hmotnostních dílů hexamety lentetramin.20.10 ^-5 % by weight of the flocculating additive polyacrylamide 0.2 parts by weight of hexamethylene lentetramine.

Výrobky připravené na odvodňovacím výrobním stroji byly podrobeny lisování, podrobeny urychlenému tuhnutí y prohřívacím tunelu. Po vytvrdnutí měly výrobky objemovou hmotnost —3The products prepared on the dewatering production machine were subjected to pressing, subjected to accelerated solidification in a soaking tunnel. After curing, the products had a bulk density of -3

765 kg.m , pevnost v tahu za ohybu 17,4 MPa.765 kg.m, flexural tensile strength 17.4 MPa.

Příklad 2Example 2

Složení výchozí vsázky: Initial charge composition: 81,6 81.6 hmotnostních % by weight dílů parts 10,2 10.2 hmotnostních % by weight dílů parts 4,1 4.1 hmotnostních % by weight dílů parts 2,9 2.9 hmotnostních % by weight dílů parts 1,0 1.0 hmotnostních % by weight dílů parts 0,2 0.2 hmotnostních % by weight dílů parts 20.10^-5 20.10 ^-5 hmotnostních % by weight dílů parts 4.10^-5 4.10 ^-5 hmotnostních % by weight dílů parts

portlandského cementu 400 modifikovaného plniva, buničiny o sušině 33 í a.s., křemeliny, polyakrylnitrilového vlákna D 10, hexametylentetraminu, flokulační přísady polyakrylamidů odpěňovací přísady Afranil.Portland cement 400 modified filler, dry matter pulp, 33 kieselguhr, diatomaceous earth, polyacrylonitrile fiber D 10, hexamethylenetetramine, flocculating polyacrylamides, antifoaming agent Afranil.

Výrobky připravené jako v prvém příkladu. Objemová hmotnost 1 370 kg.m^-3, pevnost v tahu za ohybu 24,6 MPa.Products prepared as in the first example. Bulk density 1 370 kg.m ^-3 , flexural strength 24,6 MPa.

Příklad 3Example 3

Složení výchozí vsázky:Initial charge composition:

84,2 hmotnostních dílů portlandského cementu 400,84.2 parts by weight of Portland cement 400,

10,5 hmotnostních dílů modifikovaného plniva,10.5 parts by weight of the modified filler,

4,3 hmotnostních dílů buničiny o sušině 33 % a.s.,4.3 parts by weight of pulp with a dry matter content of 33% a.s.

1,0 hmotnostních dílů minerálního vlákna Sibral,1.0 parts by weight of Sibral mineral fiber,

20.10^-5 hmotnostních dílů flokulační přísady polyakrylamidů,20.10 ^-5 parts by weight of flocculating additive of polyacrylamides,

4.10^-5 hmotnostních dílů odpěňovací přísady Afranil.4.10 ^-5 parts by weight of Afranil defoamer.

Výrobky připravené jako v prvním příkladu. Objemová hmotnost 1 450 kg.m^-3, pevnost v tahu za ohybu 20,03 MPa.Products prepared as in the first example. Bulk density 1,450 kg.m ^-3 , flexural tensile strength 20.03 MPa.

Příklad 4Example 4

Složení výchozí látky:Composition of the starting material:

78,5 hmotnostních dílů portlandského cementu 400,78.5 parts by weight of Portland cement 400,

9,8 hmotnostních dílů modifikovaného plniva,9.8 parts by weight of the modified filler,

4,7 hmotnostních dílů expandovaného perlitu EP 100,4.7 parts by weight of expanded perlite EP 100,

3,0 hmotnostních dílů křemeliny,3.0 parts by weight of diatomaceous earth,

2,0 hmotnostních dílů lněného vlákna Lyket, '2.0 parts by weight of flax fiber Lyket

2,0 hmotnostních dílů skleněného vlákna Sibral,2.0 parts by weight of glass fiber Sibral,

20.10^-3 hmotnostních dílů flokulační přísady polyakrylamidů,20.10 ^-3 parts by weight of flocculating additive of polyacrylamides,

4.10 hmotnostních dílů odpěňovací přísady Afranil.4.10 parts by weight of Afranil defoamer.

Výrobky připravené jako v prvém příkladu, nebyly véak lisovány.However, the products prepared as in the first example were not molded.

•“3• “3

Objemová hmotnost 1 090 kg.m , pevnost v tahu za ohybu 9,0 MPa.Bulk density 1 090 kg.m, flexural tensile strength 9.0 MPa.

Přiklad 5Example 5

Složení výchozí vsázky: 78,0 hmotnostních dílůStarting material composition: 78.0 parts by weight

9.5 hmotnostních dílů9.5 parts by weight

4.5 hmotnostních dílů4.5 parts by weight

3,0 hmotnostních dílů3.0 parts by weight

2,0 hmotnostních dílů2.0 parts by weight

1,0 hmotnostních dílů portlandského cementu 400 modifikovaného plniva, expandovaného perlitu EP 100, křemeliny, lněného vlákna lyket, skleněného vlákna Sibral, skleněného vlákna EC 15,1.0 parts by weight of Portland cement 400 modified filler, expanded perlite EP 100, diatomaceous earth, linen fiber fibers, Sibral glass fiber, EC 15 glass fiber,

20.10 hmotnostních dílů flokulační přísady polyakrylamid,20.10 parts by weight of flocculating additive polyacrylamide,

4.10 hmotnostních dílů odpěnovací přísady Afranil.4.10 parts by weight of Afranil defoamer.

Výrobky byly připravené jako v prvním příkladu, nebyly však lisovány. Objemová hmotnost _3The products were prepared as in the first example but were not molded. Bulk density 3

020 kg.m , pevnost v tahu za ohybu 6,6 MPa.020 kg.m, flexural strength 6.6 MPa.

Claims

object of the invention

CLAIMS 1. An asbestos-free fiber-cement element comprising 30 to 90% Portland cement reinforced with 0.5 to 20% organic or inorganic fibers;

0.5 to 15% modified filler, up to 35% silicate additives such as bentonite, perlite, coagulating and antifoaming additives.

2. The asbestos-free fiber-cement element according to claim 1, characterized in that the mod. the filler is a concentrate containing 5 to 60% cellulose. 5 to 60% of fibers of vegetable origin, 10 to 75% of kaolin, 10 to 50% of calcium carbonate, up to 5% of aluminum sulfate and up to 0.5% of resins.