CS51586A2 - Method of cement-bonded plates and profiles hardening from fibrous material - Google Patents

Description

1

Vynález se týká způsobu vytvrzováni)desek a profiluz vláknitého materiálu při němž se vlákni- tý materiál s vodou a cementem karbonizuje plynným oxidem uhliči-tým.

Pojem “cement" v tomto případě zahrnuje cement a/nebo hy-draulická pojivá, pojem "vláknitý materiál pojený cementem" za-hrnuje vláknitý materiál pojený cementem a/nebo hydraulickými po-jivý a také směsi takových materiálů a pojem "oxid uhličitý" za-hrnuje jednak samotný oxid uhličitý a jednak jiný plyn, obsahují-cí nejméně 30% oxidu uhličitého. Při průmyslové výrobě betonových a keramických výrobků je známo využití karbonizace k urychlování tuhnutí cementu a jiných hy-draulických pojiv. Podstata tohoto vytvrzování spočívá v tom, žepůsobením plynného oxidu uhličitého se hydroxid vápenatý, kterýtvoří značný podíl, cementové malty nebo směsi cementu s vodou,mění na vápenec. Tento karbonizačni proces probíhá poměrně rychlea vzájemné vazby tvořících se vápencových molekul jsou tak pevné,že pevnost betonu dosahuje po 5 až 30 minutách 35 až 50% jeho ko-nečné pevnosti po 28 dnech tvrdnutí, přestože intenzivní fáza hy-dratačního procesu v některých případech jeětě ani nezačala probí·hat. Karbonizační proces a jeho některá konkrétní využití jsou popsána v US-PS 3 468 993, 4 362 679, 4 093 690, SE-PS 110 792, GB-PS 1 460 284 a CH-PS 584 666. Z těchto patentových spisů je možno seznat tři základní po- znatky a zásady pro správné využití karbonizačního procesu. Pře- - 2 - devším se má materiál s cementovým pojivém, určený k vytvrzováníkarbonizací, umístit do uzavíratelného prostoru. Dále se má vtomto uzavíratelném prostoru vytvořit přiváděním plynného oxiduuhličitého přetlak, aby plynný oxid uhličitý mohl tímto přetla-kem pronikat do pórů materiálu. Podle třetí zásady se má v uzaví-ratelném prostoru vytvořit nejprve odčerpáním vzduchu podtlak apotom se má do uzavřeného prostoru přivést plynný oxid uhličitý,který tak může snadno pronikat do pórů materiálu, uloženého v uza-vřeném prostoru a obsahujícího cement jako pojivo.

Známá a dosud používaná technická řešení způsobu provádění kar-bonizačního procesu mají však tu nezanedbatelnou nevýhodu, že prozpracování materiálu s obsahem cementu jako pojivá vyžadují uza-víratelný prostor, jehož vytvoření je nákladné. Dalším problémemje zajištění vzduchotěsného uzavření tohoto prostoru, což je spo-jeno se známými obtížemi. Úkolem vynálezu je proto vyřešit způsob vytvrzování pojivá vdeskách a profilových dílcích z vláknitého materiálu, obsahující-ho cement nebo jiné hydraulické pojivo, kterým by se odstranilyuvedené nedostatky dosud známých postupů a který by bylo možnoprovádět na jednodušších výrobních zařízeních v důsledku výhodné-ho využití vlastností zpracovávaného materiálu ke karbonizaci po-jivá. Při řešení tohoto úkolu se vycházelo ze zjištění, že vlákni-té směsi s obsahem cementu jako pojivá mají určité výhodné vlast-nosti, které by bylo možno využít pro vytvoření uzavřeného pros-toru, nezbytného pro karbonizačni proces. Přitom je v prvé řadětřeba vzít v úvahu skutečnost, že vláknitý materiál jakéhokolivpůvodu je ohebný. K tomu přistupuje další výhodná vlastnost spo- 3 Sívající v tom, že vláknité materiály s cementovým poji-vém a nízkým obsahem záměsové vody,pohybujícím se mezi 30až 60 %, mají po smíchání značný objem a mohou být protodobře stlačovány, přičemž pro jejich stlačení není nut-né vynakládat značnou sílu. Nakypřený objem po smíchání jeobecně dvakrát až třikrát větší než konečný objem dohoto-veného výrobku. Slisovaný vláknitý materiál s nízkým ob- r?

yiLL "íiyd sáhem vody zvětšuje po uvolnění lisovací síly částečně svůj. í λΑ3Γ0θν objem , jestliže se tato síla uvolní ještě před začátkemjÁZBiyNAA Otíd ovyn tuhnutí pojivá. >“·<——.————

íagpQ 8 τ 8 T o i Ť'3

i

Cíle bylo dosaženo způsobem vytvrzování desek a í 0 6 AI 'i L 3 profilových dílců z vláknitého materiálu pojeného cementempodle vynálezu, při němž se vláknitý materiál s vodou a t t; cementem karbon_J.zuje plynným oxidem uhličitým C02, jehožpodstata spočívá v tom, že vláknitý materiál se svými dol- provodnými látkami, jako je voda, cement, popřípadě chemic-ká látka nebo látky,«lisuje pod specifickým povrchovým tla-kem 3 až 6 MPa, přičemž se vláknitý materiál, ohraničenýokrajem téhož vláknitého materiálu šířky 3 až 4 cm s hus-totou vyšší o 5 až 50 %, s výhodou o 10 až 15 %, zároveňkarbonizuje plynným oxidem uhličitým C02 a po 2 až 4 mi-nutách, s výhodou po 3 minutách, se lisovací tlak sníží.

Lisovací tlak se ve srovnání se specifickým povrcho-vým tlakem 3 až 6 MPa sníží s výhodou v průběhu 3 až 5 so 20 až 50 %, s výhodou o 30 %, a vláknitý materiál se zá-roveň pod specifickým přetlakem 0,2 až 0,3 MPa sytí plynnýmoxidem uhličitým C0~ lisovací tlak se následně během a 2 minut sníží na nulu. i - 4 -

Způsob vytvrzování vrstvy vláknitého materiálu s ce-mentovým pojivém podle vynálezu je objasněn v příkladechprovedení zobrazených na výkresech, kde obr. la znázorňu-je lisovací zařízení v otevřené poloze v bočním pohledu,přičemž v lisovacím zařízení je uložena vrstva vláknitéhomateriálu se stejnou výškou a husto- 5 tou a horní lisovací deska je opatřena obvodovou dolů vystupujícípřírubou, na obr.1b je stejné lisovací zařízení v uzavřené polozes obvodovou přírubou zatlačenou do vrstvy vláknitého materiálu ajsou zde také vyznačeny silové a hustotní podmínky, obr.2a znázor-ňuje alternativní provádění způsobu podle vynálezu v lisovacím za-řízení, zobrazeném v bočním pohledu a v otevřené poloze, přičemžv tomto zařízení je uložena vrstva vláknitého materiálu, jejížvýška je na obr. ,u zvýšena, na obr.2b je v bočním pohledu lisova-cí zařízení z obr.2a v uzavřené poloze, obr.3 znázorňuje v bočnímpohledu lisovací zařízení k provádění příkladu 1 a obr.4 znázor-ňuje v bočním pohledu lisovací zařízení k provádění .příkladu 2. Příklad 1 K provádění způsobu podle vynálezu bylo využito hydraulické-ho lisovacího zařízení, opatřeného dvěma lisovacími deskami 2» 2,z nichž druhá lisovací deska 2 je vysouvána hydraulickým válcemsměrem nahoru. V obou lisovacích deskách 1_, 2 jsou vytvořeny vpodélném a příčném směru kanálky 8, které jsou propojeny s pra-covní plochou lisovacích desek 2 otvory £· Na každý výstup ka-nálků 8 je připojen jeden uzavírací ventil 4, ovládající uza-vírání kanálků 8 v první lisovací desce 1_, a na vstup kanálků 8ve druhé lisovací desce 2 je vřazen třetí uzavírací ventil 5.

Vlhký vláknitý materiál s cementovým pojivém je uložen vevrstvě mezi dvojici lisovacích desek 1., 2 pomocí vložené desky 6,která je opatřena na všech čtyřech stranách plnými obvodovými ob-lastmi a mezi těmito okrajovými ohlaštmi je hustě děrovaná nebomá formu mřížky, popřípadě je vytvořena z porézního materiálu,propustného pro vzduch. Obvodové plné oblasti slouží k účinněj-šímu zhutňování vláknitého materiálu mezi vloženou deskou 6 a 6 - první lisovací deskou 2*

Vláknitý materiál s cementovým pojivém se rozprostře do vrst-vy na vloženou desku 6, přičemž vrstva má na všech čtyřech okra-jových oblastech větší výšku, aby se po slisování vytvořily naokrajích slisované vrstvy oblasti s větší hustotou slisovaného ma-teriálu a tím s menší propustností pro plyn. Stlačením obou liso-vacích desek 1, 2 k sobě se volně navrstvený vláknitý materiálstlačí a zvýší se jeho hustota. V průběhu stlačování se z pórůvláknitého materiálu vytlačuje vzduch, který se odvádí prvním ven-tilem 3. Vláknitý materiál s cementovým pojivém vyvozuje v průbě-hu lisování reakční pružnou sílu, odpovídající velikosti lisovacísíly a působící v opačném směru proti lisovacím silám, takže napovrchu lisovacích desek 2» 2 vzniká vzduchotěsný stav. Je-livláknitý materiál slisován lisovacím zařízením na požadovanouhustotu a konečný objem, uzavře se první ventil ji. V tomto stavujsou dvě vzájemně protilehlé největší čelní plochy vrstvy vlák-nitého materiálu přitlačeny na lisovací desky 2, 2 lisovacího za-řízení a tím utěsněny, přičemž čtyři okrajové oblasti vrstvy vlák-nitého materiálu jsou slisovány na větší hustotu v důsledku většívýchozí vrstvy materiálu a jsou proto prakticky plynotěsné. V té-to fázi se otevřením třetího ventilu otevře přívod plynného oxi-du uhličitého, který může pronikat vloženou deskou 6 do slisovanévrstvy 7 vláknitého materiálu. Vzduch v pórech vláknitého materiá-lu je postupně vytlačován přetlakem oxidu uhličitého a je vytla-čován do otvorů 9 první lisovací desky 2 a tím jsou vytvořeny pod-mínky pro karbonizačni proces a vytvrzování pojivá vláknitého ma-teriálu. Po ukončení karbonizadního procesu je možno do slisovanévrstvy 7 vláknitého materiálu přivádět druhým uzavíracím ventilem - 7 - 4 do slisované vrstvy J vláknitého materiálu vodní páru, aby sespolehlivě zajistilo proběhnutí hydratace. Příklad 2 K provádění také tohoto příkladu provedení způsobu podle vy-nálezu bylo využito hydraulického lisovacího zařízení se dvěma li-sovacími deskami _£» 2> 2 nichž druhá lisovací deska 2 je posouvá-na hydraulickým válcem nahoru nebo dolů a první lisovací deska 1_je uložena pevně. V první lisovací desce 1_ jsou vytvořeny rovno-běžně s její funkční plochou podélné a příčné kanálky 8, kteréjsou spojeny s funkčním povrchem první lisovací desky 1_ otvory 9.Na vstupu a výstupu kanálků 8 jsou zařazeny ventily J.. Druhálisovací deska 2 je plná, není opatřena žádnými kanálky nebo ot-vory. V lisovacím zařízení je vložena deska 6, opatřená na celémsvém obvodu v šířce 3 až 4 cm plnou neperforovanou oblastí, za-tímco střední část vložené desky 6 je hustě perforovaná, aby sevytvořila sítová struktura. Obvodová neperforovaná oblast vlože-né desky 6 slouží ke zhutňování a je proto vytvořena z materiáluvhodného pro tento účel.

Vláknitý materiál s cementovým pojivém se rozprostře do vrst-vy 2 na- mezilehlou desku 10, přičemž na čtyřech obvodových stra-nách mezilehlé desky 10 se vrstva 7 vláknitého materiálu vytvořís výškou asi o 10 až 15% většíj tató zvýšená obvodová oblast senachází pod neperforovanou obvodovou oblastí vložené desky 6.

Ovládáním hydraulického lisu se vláknitý materiál slisuje. V průběhu lisování se póry mezi vlákny zmenšují a vzduch je znich vytlačován. Přebytek vláknitého materiálu v množství 10 až - 8 - 15% ve vrstvě J vytváří po slisování obvodový rámeček s vyššíhustotou, který vytváří obvodové uzavření slisované vrstvy Jvláknitého materiálu, důležitý pro další průběh způsobu podlevynálezu. Vzduch, vytlačovaný v průběhu uzavírání lisovacího za-řízení, uniká perforovanou oblastí vložené desky 6 do otvorů 9a kanálků 8 v první lisovací desce a je odváděn otevřeným prv-ním ventilem j>·

Vláknitý materiál je v této fázi stlačen na menší objem nežje končený objem dohotoveného materiálu. Ve vrstvě 7 vláknitéhomateriálu mezi oběma lisovacími deskami 2» ,2 je proto menší ob-jem pórů než jaký je v dohotoveném výrobku. Tlak lisovacích de-sek 2» 2 je udržován v rovnováze s rozpínavými tlaky, vyvozovaný-mi vlákny slisovaného materiálu.

Potom se otevře druhý ventil 4 a do podélných a příčných ka-nálků 8 a také do propojovacích otvorů £ je přiváděn plynný oxiduhličitý COg. Vzduch, který zbyl v kanálcích 8 a otvorech j), jevytlačen plynným oxidem uhličitým prvním ventilem 3» Po ukončeníproplachu soustavy kanálků 8 a otvorů 9 se první ventil 2 uzavřea bezprostředně nato se sníží hydraulický tlak v přítlačném hy-draulickém válci natolik, že obě lisovací desky 2» 2 se mohou odsebe oddálit. Tím je umožněno uvolnění vláknitého materiálu a jehorozepnutí do konečné hustoty, odpovídající hustotě dohotovenéhovýrobku. V důsledku rozpínání vláknitého materiálu vzniká uvnitřvrstvy 7 vláknitého materiálu podtlak, takže plynný oxid uhliči-tý může do zvětšujících se, pórů snadno pronikat. Pronikání oxiduuhličitého se může podpořit zvýšením tlaku plynného oxidu uhli-čitého například až na přetlak kolem 1,5 až 2,0 MPa. V obou těchto příkladech probíhá karbonizace materiálu desek ε tlouštkou 10 mm asi 3 až 4 minuty a soudržnost vláknitého ma-teriálu s cementovým pojivém dosahuje po této době asi 45 až 50 %28-denní pevnosti. V průběhu tohoto provesu se spotřebuje množ-ství oxidu uhličitého, které odpovídá 8 až 10% hmotnosti cementu,obsaženého ve zpracovávaném vláknitém materiálu.

Vláknitý materiál, který měl výchozí hustotu ^o, má ve své střední oblasti v hotovém výrobku hustotu Ύ Λ a ve své obvodové oblasti hustotu ^2, přičemž tento rozdíl je způsoben rozdílemve velikosti základní lisovací síly P^, působící ve střední ob- lasti, a zvýšené lisovací síly P2 v obvodové oblasti /obr.1a, 1b,2a, 2b/. Zvýšenou lisovací sílu P2 pro vytvoření hutného obvodové-ho rámečku je možno, jak již bylo řečeno, vyvodit bučí opatřenímprvní lisovací desky 1_ obvodovým vystupujícím žebrem nebo navrst-vením vyšší výšky vláknitého materiálu v obvodové oblasti vrst-vy J /obr.2a/.

Claims (2)

-β PATENTOVÉ NÁROKY z" ώ \ ν·' ..-¾ Ζ\ * ’ «Λ 'Λ /' ς>Λ'χΧ ζ Χ < *

1, Způsob; vytvrzování cementem vázaných desek a\profílův --. z vláknitého materiálu, který obsahuje vodu a cement* v^ &amp;á- (V ném složení, karbonizací plynným oxidem uhličitým, vyznaču-z\X ‘ jící se tím, že sě vláknitý materiál se svými doprovodnýmilátkami, jako je voda, cement, popřípadě chemická látkanebo látky, slisuje tlakem 3 až 6 MPa, přičemž okraj vlákni-tého materiálu se stlačí na hustotu o 5 až 50 %, s výhodouo 10 až 15 % vyšší než jiné jeho části, dále se vláknitýmateriál mezi téměř plynotěsnými obvodovými plochami karbo-nizuje plynným oxidem uhličitým, načež se lisovací tlakv průběhu 1 až 4 minut, s výhodou 2 minut, sníží.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím,, že stlačenýokraj vláknitého materiálu o šířce 3 až 4 cm s hustotouo 5 až 50 %, s výhodou o 10 až 15 % vyšší než jiné jehočásti,.vytvoří místním zvýšením lisovacího tlaku.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že stlačenýokraj vláknitého materiálu o šířce 3 až 4 cm s hustotou o 5 až 50 %, s výhodou o 10 až 15 % vyšší než jiné jehočásti, vytvoří větším přídavkem vláknitého materiálu.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že plyn-ný kysličník uhličitý 00^ se vpravuje do vrstvy vláknitéhomateriálu přetlakem v .okolí jedné obvodové plochy vrstvyvláknitého materiálu.

2 5· Způsob; podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že po1 až 4 minutách, s výhodou po 2 minutách od počátku karbo-nizace vláknitého materiálu plynný® oxidem uhličitým selisovací tlak sníží během 3 až 5 sekund o 20 až 50 %, s vý-hodou o 30 % oproti tlaku 3 až 6 MPa, načež se lisovacítlak během 2 minut sníží na nuluo PA' .PRAH A