CZ237693A3 - Ohnivzdorné vláknité stavební dílce a způsob jejích výroby - Google Patents

Abstract

Ohnivzdorné vláknité stavební dílce tvoří organická vlákna, obsahující nejméně 90% směsi, sestávající hmotnostně z 20 až 50% oxidu vápenatého a z 50 až 80% oxidu hlinitého, přičemž zbytek tvoří nejvýše 10% hmotnostních znečišťujících oxidů, a vodu nebo kapalinu, obsahující vodu v počáteční fázi, případně ohnivzdorné přísady. Při způsobu výroby těchto ohnivzdorných vláknitých stavebních dílců se nejdříve připravísměs z vpředu uvedených komponent, s případnými ohnivzdornými přísadami, a s vodou v poměru 90 :10 až 50:50, načež se z této tvarovací hmoty lisováním vyrobí tvarovaný předmět a ten se uskladní při teplotě místnosti po dobu, nutnou k hydrataci vláken a vzniku hydraulické vazby.

Description

Vynález se týká vláknitých stavebních dílců ve formě ohnivzdorných lehkých tvarovaných předmětů.

Dosavadní stav techniky:

Lehké tvarované předměty, obsahující vlákna, jsou dobře známými produkty. Vyrábějí se z minerálních, zvláště ohnivzdorných vláken, případně za přísady obvyklých přísad ·. jakož i příměsí Tak jsou známé například z německého (spisu č.

32 387 desky z minerálních vláken, které se vyrábějí · zvlhčením desky z minerálních vláken, předem již propojených organickým pojivém na podkladě umělých hmot a to použitím vodné suspense vazného jílu s následujícím zpevněním zahříváním. Z evropského patentového spisu O 006 362 jsou známé desky, obsahující matrici z plastického jílu a v ní k zesílení či vyztužení anorganická vlákna. V takových deskách se používají minerální vlákna, asbest nebo ohnivzdorná vlákna z oxidu hlinitého.

Keramická vlákna podle současného stavu techniky ze soustavy oxid hlinitý a křemičitý s hmotnostním obsahem 4Qjz75% oxidu hlinitého jsou rtg.-amorfní a dříve již známá vlákna s hmotnostním obsahem 80e^95% oxidu hlinitého, když zbytek tvoří oxid křemičitý, jsou krystalická. Taková vlákna se používají k tepelné isolaci za zvýšených teplot ve formě rohoží a tvarovaných předmětů s obsahem vláken, jakož i při výrobě zesílených keramických nebo kovových tvarovaných předmětů. Dříve známá keramická vlákna se vyznačují velkou odolností proti vodě, to znamená že se nerozpouštějí ve vodě a fysiologických roztocích, když, tak po dlouhé době. Za použití teploty tato vlákna krystalují nebo se u

-2vláken, která byla krystalická již při použití, projeví další růst krystalů· Habitus vláken, který je charakterizován poměrem délky k průměru, zůstává ve všech případech zachován. K tomu ještě třeba dodat, že vlákna, jež jsou při použití charakterizována jako rtg.-amorfní, tvoří při použití teploty v důsledku vysokého podílu oxidu křemičitého cristobalit, který způsobuje silikosu.

Dále je zde ještě domněnka, že keramická vlákna mohou vyvolávat rakovinu a jako závažný důvod se zde uvažuje jejich stálost, proti vodě, případně tělesným tekutinám. Zůstávají jako jemně vláknitá cizí tělíska, podobně jako asbestová vlákna v těle a mohou vést k podráždění. V č.l, str.30gft.l, zvláště paklu8*&0 z března 1992_tčasopisu Keramik und GlasL jsou známé hodnoty pro t<V^í^c^losti rozpouštění sííovin a doba prodlení různých vláken v kapalině.

Podstata vynálezu

Předmětem a úkolem tohoto vynálezu jsou stavební dílce s obsahem vláken ve formě ohnivzdorných lehkých stavebních dílců^ $ři jejich výrobě se používají vlákna, jež jsou pokud možno prostá oxidu křemičitého, a ta se z hlediska svých tepelných a mechanických vlastností příliš neliší od dosud známých stavebních dílců s vlákny s tím, že po zpevnění obsahují jen velmi málo z původních vláken, případně žádná, takže nelze od nich očekávat v případě použití stavebních dílců z vláken podle tohoto vynálezu žádné ohrození zdraví.

K vyřešení tohoto úkolu slouží stavební dílce z vláken ve formě ohnivzdorných lehkých tvarovaných předmětů, zvláště dese£ , které se vyrábějí za použití anorganických vláken, jejichž složení tvoří hmotnostně nejméně 90% směsi 20^50% oxidu vápenatého a 50«80% oxidu hlinitého, přičemž zbytek v

hmotnostně nejvýše do 10% tvoří obvyklé znečisťující oxidy, to za použití vody nebo kapaliny s obsahem vody jako použité počáteční kapaliny, případně sa použití obvyklých ohnivzdorných přísad. Anorganická vlákna se zvýšeným obsahem oxidu

-3vápenatého nelze označovat podle CEN^^omité Européen de Nor malisationl·/ dokument CEN/TC 187/WG3/N27 z ledna 1992 za keramická vlákna, protože obsahují hmotnostně méně než 2% alkalického oxidu nebo oxidu alkalických zemin·

Použíyaná anorganická vlákna, jež slouží k výrobě stavebních dílců s vlákny podle tohoto vynálezu, jsou y jak zde byla definována j novými produkty, jež jsou blíže popsány v naší současně podávané patentové přihlášce P 42 28 353.143 j r - Složení vláken z nejméně hmotnostně 90% směsi z 2C&50% oxidu vápenatého a 50^80% oxidu hlinitého odpovídá v podstatě soustavě oxid vápenatý/hlinitý. Složení vláken se volí tak, že odpovídá vápenato-hlinitým cementům.

Jako přísady a příměsi se mohou ve stavebních dílcích s vlákny podle tohoto Vynálezu používat obvyklé látky, používané při tepelně izolační technice při vysokých teplotách, například v jemně rozptýlené formě. Lze zde uvést například oxid hlinitý, jíl, oxid zirkoničitý, oxid titaničitý, organická vlákna případně organické jemně rozptýlené látky jako vypqlovací látky, dále tensidy a další pomocné látky.

Při výrobě vláken, používaných podle tohoto vynálezu, se mohou používat obvyklé výchozí sloučeniny, jako při výrobě vápenato-aluminátových cementů. Dále se mohou spolupoužívat pomocné látky, přidávané v nepatrných množstvích, například bezvodý síran vápenatý. Ve vláknech, používaných podle tohoto vynálezu, mohou být i obvyklé nečistoty ze skupiny oxidů, jak jsou běžné ve vápenato-aluminátových cementech, třeba oxid hořečnatý, oxid titaničitý, železitý a křemičitý. Jejich celkové množství má činit však nejvýše hmotnostně 10%, přepočteno na veškerou hmotnost vláken a zvláště pak se nemá překročit limit -5%. Obsah oxidu křemičitého nemá překročit hmotnostně hodnotu 1,5%, s výhodou 0,8%.

Vlákna lze vyrábět za použití známých postupů výroby minerálních vláken, například konvertorováním nebo odstředěním.

Vlákna, vyrobená z řídce kapalné taveníny, zvláště konvertováním, jsou z velké míry rtfe.-amorfní, hydratují se a rozpadají ve styku s vodou za ztráty vláknité podstaty.

Vlákna, vyrobená postupem podle tohoto vynálezu mají obvyklé rozměry, obvykle průměr 1 až 5 ýim a střední průměr 3 fa&, jakož i délku nad 20 ^un. Maximální průměr vláken činí s výhodou 10 ^m.

Ukázalo se s překvapením, že vlákna tohoto druhu se hydratují ve vodě již během několika dnů a začínají ztrácet vláknitou formu.

Při výrobě tvarovaných předmětů s vlákny podle tohoto vynálezu se nechá stát výchozí směs z vláken, případně s přísadami a vodou stát bez jakéhokoli odvodňování tak dlouho, až směs ztvrdne a vlákna z velké míry nebo zcela ztratila dvou vláknitou formu, přičemž pochopitelně ve výchozí směsi musí být použito dostačující množství vody. Toto přidávané množství vody činí obvykle hmotnostně 5% a pohybuje se až do 20%, přepočteno na směs jako celek. To znamená, že poměr mezi vlákny s přísadami a vodou, se pohybuje obecně v rozmezí 95 : 5 až 80 : 20.

Anorganické vlákno, jež ce takto použije podle tohoto vynálezu, se rozkládá postupně za přítomnosti vody nebo případně tělesné kapaliny, s postupující hydratací ztrácí strukturu vláken a se zřetelem na habitus jako vlákno není po relativně krátké době styku s vodou nebezpečné z hlediska zdravotního.

To je velmi výhodné při přidávání a zpracovávání na stavební dílce podle tohoto vynálezu s obsahem vláken. Při použití vláken podle tohoto vynálezu se tato vlákna rozpadají při uvedené výrobě během nejdéle několika dní, takže se netřeba obávat žádné silikosy.

Dále pak vlákna po výrobě stavebních dílců s vlákny se z velké míry nebo vůbec rozpadnou, případně svou formu vláknitých špiček, které mohou představovat ohrožení zdraví, ztratily,

-5takže při rozbití stavebních dílů. s vlákny podle tohoto vynálezu nebo při odstraňování odpadu není třeba respektovat jakákoli zvláštní bezpečnostní opatření.

Příklady provedení vynálezu:

Anorganická vlákna, použitá při výrobě vláknitých stavebních materiálů se dají připravit takto» ‘Výrobní příklad 1

Směs hmotnostních 50% oxidu hlinitého a 50% kalcinovaného vápna se slisuje to tabletek, ty se roztaví v peci za teploty l65O°C a ze směsi se konvertorováním stlačeným vzduchem vyrobí vlákna.

Získají se přitom vlákna o průměru až do 8 ,um se středním průměrem vláken kolem 3 jxa, U těchto vláken se projeví při skladování ve vodě již po 4 hodinách počínající hydratace a po 2 dnech se vlákna z velké míry rozpadla. U vysušeného vzorku vláken |po dvoudenním uchovávání ve voděj nebylo možno zjistit elektronovým mikroskopem (REM) přítomnost vůbec žádných vláken.

Na obr. 1 je fotografie snímku z elektronového mikroskopu (KEM) vláken po jejich bezprostřední přípravě, zvětšení .ioojoríí

Na obr. 2 je fotografie snímku z elektronového mikroskopu vláken, uchovávaných 2 dny ve vodě, zvětšení 2 .OOOjbcJl:.

Ze srovnání obou fotografie je jednoznačně patrné, že vlákna po skladování ve vodě během 2 dnů ztratila takřka zcela strukturu, resp^laňitus vláken.

Výrobní příklad 2.

U vláken z jiné výchozí směsi s hmotnostně 63% oxidu hlinitého, 30% kalcinovaného váp^a^ 5% síranu vápenatého a 2% jiných oxidů jako ne čisto vToxfa železitý, hořečnatý, kře-6mičitý^ se došlo k podobným výsledkům, jako u právě zde dříve popsaných vláken ze směsi hmotnostně 50% oxidu hlinitého a 50% oxidu vápenatého. Směs tyla výrobně zpracována po vyhřátí na l65O°C jako v příkladu 1.

Takto vyrobená anorganická vlákna lze zpracovat postupy, které jsou jinak běžně známé, na vláknité..stavební dílce.

Příklad 1

K tomu účelu se vlákna, připravená ze směsi hmotnostně

50% oxidu hlinitého a 50% kalcinovaného vápna dle postupu z·.· výrobního příkladu 1 použijí v množství hmotnostně 90% s 10% vody, tvarovaci hmota, jež takto vznikne, se zhustí za použití stlačeného vzduchu 11'J/m na odpovídající tvarovaný předmět, r I i desku · Takto' tvarované předměty se uskladní na 24 hodin za teploty 25°C a 100% vzdušné vlhkosti, tím se vlákna z velké míry hydratují s následnou hydraulickou vazbou. Získá se tak lehká stavební deska, ve které došlo z velké míry k rozpadu vláken^ má však vysokou poréznost za současné vysoké mechanické pevnosti s vynikajícími vlastnostmi z hlediska ohnivzdornosti. Při testování za teploty 1000°C se ukázalo, že tvarované předměty nemění svou formu a v tom směru jsou stálé. Elektro novým mikroskopem lze dokázat přítomnost jen. skutečně malých zbytků vláken.

Příklad 2

Z anorganických vláken, připravených podle výrobního příkladu 1, velejemného oxidu hlinitého jako přísady, případně za přidání vody se připraví hmota s tímto složením použité směsi: hmotnostně 60 dílů vláken, 30 dílů oxidu hlin.itého^f^pálený o semletý bauxit , 10 dílů vody. Další zpracování dle postupu z příkladu 1.

Získají se tak lehké tvarované předměty s vy nika jícími vlastnostmi z hlediska mechanického i tepelné izolace. Navzdory ztracené vláknité struktury zůstala zachována poréznost, ja-7ko tomu bylo u tvorů s nezměněnými minerálními vlákny.

Claims (5)

1. ΡΑΤΒΙΙΤΟνέ NÁROKY

   Vláknité^;;

   stavební dílce^ve formě ohnivzdorných lehkých tvarovaných předmětů, zvláště desek, vyrobené za použití anorganických vláken, obsahujících nejméně 90% ze směsi hmotnostně 2Qa5O% oxidu vápenatého a 5Qd(80% oxidu hlinitého, přičemž zbytek hmotnostně nejvýše 10% tvoří obvyklé znečisťující oxidy, to za použití vody nebo kapaliny, obsahující vodu jako kapaliny v počáteční fázi, případně za použití obvyklých ohnivzdorných přísad.
2. 2_O Vláknité stavební dílce podle nároku 1, při jejichž výrobě se použijí vlákna, obsahující jako zbytek hmotnostně v

   nejvýše 5% obvyklých znečistujících oxidů.
3. 3. Vláknité stavební dílce podle nároku 1 nebo 2, při jejichž výrobě se použijí vlákna s obsahem hmotnostně až 1,5 % oxidu křemičitého, přepočteno na celkovou hmotnost směsi pro výrobu vláken.
4. 4. Vláknité stavební dílce podle kteréhokoli z před chozích nároků, obsahující hmotnostně až do 50% obvyklých ohnivzdorných přísad, přepočteno na celkovou hmotnost suché směsi pro výrobu vláken.
5. 5. Způsob výroby vláknitých stavebních dílců podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se připraví směs z vláken, popsaných v nároku 1 s případnými přísadami a vody v poměru 90:10 až 50:50, z této tvarovací hmoty se lisováním vyrobí tvarovaný předmět s. ten se uskladní za teploty místnosti po dobu, jež je nutná k hydrataci vláken a vzniku hydraulické vazby.