LT4816B - Kompozicija plonasienių cementinių gaminių gamybai - Google Patents

Description

Išradimas priskirtinas statybinių medžiagų gamybos technologijos sričiai ir naudotinas plonasienių cementinių statybinių gaminių visų pirma neasbestinio šiferio ir neasbestinių vamzdžių gamyboje.

Praktikoje tarp statybinių storasienių ir plonasienių cementinių gaminių pluošto pagalba sustiprinti (t.y. armuoti) cementiniai gaminiai, pagaminti naudojant asbestą ir cementą (asbocementiniai gaminiai), yra žinomi ne vieną dešimtmetį. Asbocementinių gaminių pramonėje plačiausiai paplitusi ir dažniausiai naudojama tiek užsienyje, tiek ir Lietuvoje asbocementinių gaminių technologija, paremta Liudviko Hatčeko sukurtu “slapiojo formavimo”, panaudojant vyniojamąjį audeklą būdu. Asbocementinių gaminių gamybos technologija, pagrįsta šiuo gamybos būdu, yra plačiau aprašyta daugelyje leidinių (pavyzdžiui, knygose: Harald Klos “Asbestos Cement”, Springer Verlag, 1967; Π.Η.Οοκοποβ “Τθχηοπογμα ac6ecroųeMeHTHbix M3flenuiži”, Mociraa, 1968; M.H. BepHeū “TexHonorna ac6ecroųeMeHTHbix M3Aenmži”, MocKBa, 1977; B.B. TmvaujeB, KD.C. Tpn3aK “TexHonorna ac6ecToųeMeHTHbix nsflenuūi”, MocKBa, 1979). Žinoma asbocementinių gaminių gamybos technologija (medžiagų kompozicija, vykdomi technologiniai procesai ir sąlygos bei technologiniai įrenginiai), aprašyta H.H. BepHeiŽi “TexHonorna ac6ecTOneMeHTHbix M3Aenw4”, MocKBa, 1977, c. 27-32, 39-51, 77-83. Pagal minėtą technologijų naudojant automatizuotą asbocementinio banguoto šiferio gamybos technologinę liniją CMA-170, asbocementinių banguotų lakštų (asbocementinio šiferio) 40/150 pagal TS 21 LTSR 159- 87 gaminimui naudojama medžiagų kompozicija, kurią sudaro nuo 17 iki 22 masės % asbesto ir nuo 78 iki 83 masės % cemento.

Pagal asbocementinių gaminių technologiją pagaminti asbocementiniai gaminiai pasižymi geromis stoginėms dangoms būtinomis savybėmis: turi geras fizikines-mechanines savybes, yra nedegūs, atsparūs atmosferos poveikiui, pasižymi dideliu stipriu tempiant ir lenkiant. Vienintelė neigiama asbocementinių gaminių savybė, kad jų sudėtyje esantis asbestas turi pavojingą poveikį žmonių sveikatai ir aplinkai. Pavojingas poveikis žmonių sveikatai pasireiškia tuo, kad asbocementinių gaminių gamyboje naudojami smulkūs asbesto pluošteliai (nuo 0,3 iki 3 pm diametro), kurie gaminių gamybos ar eksploatacijos metu dulkių pavidalu gali patekti į žmogaus kvėpavimo organus, per jų audinius patenka į kraują, su kuriuo magnio silikatai sudaro patvarius junginius ir praktiškai yra neišvalomi iš žmogaus organizmo, kas sukelia įvairius susirgimus (plačiau žiūrėti http://www.kmesa.com/Home/asbestosdiseases.html). Paskutiniaisiais metais Lietuvoje ir daugelyje užsienio valstybių laikomasi pozicijos: nutraukti asbocementinių gaminių gamybą bei naudojimą. Todėl kyla poreikis pakeisti asbocementinių gaminių technologiją t.y. asbestą kaip armuojančią medžiagą pakeisti kitomis armuojančiomis savybėmis pasižyminčiomis medžiagomis ar jų kompozicijomis.

Praktikoje yra žinoma, kad plonasienių cementinių statybinių gaminių gamyboje, panaudojant asbocementinių gaminių gamybos technologinę liniją 10 (neasbocementinio šiferio, apdailos plokščią elektrotechninių skydų ir panašių gaminių gamyboje), asbestas kaip armuojanti medžiaga pakeičiamas celiulioze (susmulkintomis popieriaus ir kartono atliekomis), kai kuriais sintetiniais (polivinilalkoholiu, polivinilakrilu, poliakrilnitrilu ir pan.) ar stiklo pluoštais arba jų mišiniais. Pavyzdžiui, Vokietijos firma VVehrhahn nuo 1983 metų naudoja 15 neasbocementinių banguotų lakštų technologiją, kurioje į smėlio ir cemento kompoziciją vietoj asbesto įvedama 1,3 - 3,1 masės % stiklo pluošto ir 0,3-1,1 masės % PVA (polivinilalkoholio) pluošto (plačiau žiūrėti, http://www.wehrhahn.de). Belgijos kompanijų grupės Eternit naudojamoje neasbocementinių banguotų lakštų technologijoje asbestas pakeičiamas celiuliozės ir sintetinių (poliakrilnitrilo arba polivinakrilo) pluoštų mišiniu.

Yra žinoma armuotų neasbocementinių lakštinių gaminių gamyba naudojant Hatčeko mašiną (JAV patento Nr. 4 428 775), kai armuojanti medžiaga - asbestas pakeičiamas beasbestinio armuojančio puošto, poli(etileno oksido) homopolimero ir molio mišiniu. Neasbocementinę kompoziciją sudaro: cementas 25 (Porlandcementis) nuo 40 iki 80, armuojantis pluoštas nuo 1 iki 15, molis nuo 2 iki 15, rišiklis nuo 10 iki 40 ir poli(etileno oksido) homopolimeras nuo 0,03 iki 0,5 masės %. Pagal šią kompoziciją armuojančiu pluoštu gali būti medvilnės, sizalio, džiuto, kanapių, Krafto, stiklo, aliuminio oksido, anglies, mineralinės vatos, polipropileno ar aramido grupės pluoštas. Pagal šią kompoziciją rišikliu yra silicio dioksidas (kvarcas).

Tačiau dėl naudojamos celiuliozės ar kitų organinės kilmės pluoštų mažo atsparumo atmosferos poveikiui bei būtino jų papildomo cheminio apdorojimo, naudojamų sintetinių pluoštų nedidelio atsparumo aukštai temperatūrai bei jų didelės kainos, o taip pat dėl būtinų asbocementinių gaminių gamybos linijos 35 esminių technologinių pakeitimų šių medžiagų, kaip pagrindinės armuojančios

J medžiagos, naudojimas ekonominiu požiūriu nėra visai priimtinas.

Išradimo tikslas - sukurti naują kompoziciją kurios pagalba asbocementinių gaminių gamybos technologija būtų pritaikyta plonasienių neasbocementinių gaminių gamybai. Naujoje kompozicijoje asbestas turėtų būti pakeistas kita be pavojingo poveikio žmogaus sveikatai ir aplinkai, armuojančiomis savybėmis pasižyminčia medžiaga ar medžiagų kompozicija. Siekta, kad neasbocementinę kompoziciją iš cemento, armuojančios medžiagos bei kitų sudėtinių kompozicijos dalių būtų galima panaudoti banguotų stoginių dangų gamyboje naudojant serijinius asbocementinio šiferio gamybos įrengimus ir kad pagamintas neasbocementinis gaminys pasižymėtų stoginėms dangoms reikalingomis fizikinėmis-mechaninėmis bei estetinėmis savybėmis.

Asbocementinių gaminių gamybos technologijos pritaikymas plonasienių cementinių gaminių gamybai naujas tuo, kad kaip armuojančią medžiagą vietoj 15 asbesto naudojama išplaušinta akmens vata arba išplaušintos akmens vatos atliekos (akmens vatos ir fenolformaldehidinių dervų mišinys).

Asbocementinių gaminių gamybos technologijos pritaikymas plonasienių neasbocementinių gaminių gamybai, naudojamą asbestą pakeičiant kita be pavojingo poveikio žmogaus sveikatai ir aplinkai, armuojančiomis savybėmis 20 pasižyminčia medžiaga ar medžiagų kompozicija, pasiekiamas sudarius kompoziciją, esant šiam komponentų santykiui, masės %: cementas 70-92;

išplaušinta akmens vata arba išplaušintos akmens vatos atliekos 7 - 29; rišiklis (kalcio silikatas arba silicio dioksidas) 1-10;

plastifikuojanti medžiaga (celiuliozė, stiklo pluoštas ar kiti pluoštai) 0-7.

Akmens vata arba akmens vatos atliekos (akmens vatos ir fenolformaldehidinių dervų mišinys) išplaušintos iki pluošto, kai akmens vatos plaušeliai yra 5 - 7 pm diametro.

Kompozicijoje, siekiant pagerinti akmens vatos ir cemento dalelių adheziją, 30 naudojamas rišiklis (kalcio silikatas arba silicio dioksidas). Rišiklio naudojimas taip pat padidina gaminio stiprumines charakteristikas.

Plastifikuojančios medžiagos įtraukimas ar neįtraukimas į minėtą medžiagų kompoziciją priklauso nuo gaminamo gaminio pageidaujamų fizikinių-mechaninių savybių bei gaminio formavimo specifikos. Gaminant banguoto profilio 35 plonasienius neasbocementinius gaminius (t.y. gaminius, kurių formavimui būtinas didesnis formuojamos medžiagos plastiškumas), būtina į aptariamą medžiagų kompoziciją įtraukti plastifikuojančių medžiagų, t.y. celiuliozės, stiklo pluošto ar kitų mineralinių ar sintetinių pluoštų. Gaminant lygaus profilio plonasienius neasbocementinius gaminius, plastifikuojančių medžiagų įtraukimas į kompoziciją nėra būtinas.

Atsižvelgiant į pageidautinas fizikines-mechanines savybes bei spalvinę gamą į minėtą medžiagų kompoziciją be plastifikuojančių medžiagų gali būti įtraukiami ir cheminiai priedai (natrio silicio fluoridas, kalcio chloridas, poliakrilamidas ir kt.), šviesai ir atmosferos poveikiui patvarių pigmentų ar dažų įkrovos.

Plonasienių cementinių gaminių gamybos procesas pagal minėtą medžiagų kompoziciją gali būti atliekamas serijiniais asbocementinių gaminių gamybos įrengimais, nedarant esminių technologinės linijos pakeitimų.

Laboratoriniu būdu atlikus įvairių išplaušintos akmens vatos ir cemento 15 kompozicijos mėginių fizikinius-mechaninius ir drėgmės įsigėrimo tyrimus nustatyta, kad analogiškos asbesto ir cemento kompozicijos (20 masės % asbesto ir 80 masės % cemento) mėginiui charakteristikos pasiekiamos, kai neasbocementiniams mėginiams panaudojama medžiagų kompozicija, kurioje yra: cemento 80-87, išplaušintos akmens vatos 8 - 18, rišiklio (silicio dioksido arba 20 kalcio silikato) 1-5 masės %. Silicio dioksido ir kalcio silikato kaip rišiklių naudojimo neasbocementinių mėginių stipruminėms ir drėgmės įsigėrimo charakteristikoms poveikis buvo analogiškas. Todėl į medžiagos kompoziciją galima įtraukti bet kurį iš šių rišiklių.

Nauja kompozicija buvo išbandyta įmonės “Daugelių statybinės medžiagos” šiferio gamybos ceche, naudojant automatizuotą asbocementinio banguoto šiferio gamybos technologinę liniją CMA-170. Kompozicijai buvo naudojamos šios medžiagos:

1) portlandcementis (AB “Akmenės cementas”, LST 1455);

2) akmens vata (UAB “Partek Paroc”);

3) celiuliozė (susmulkintas popierius);

4) silicio dioksidas.

Gamybiniu būdu išbandyta šios sudėties medžiagų kompozicija: portlandcementis - 750 kg;

išpiaušinta akmens vata - 135 kg;

celiuliozė (susmulkintas popierius) - 13,5 kg, silicio dioksidas - 25 kg.

Technologiniame procese naudojamo vandens temperatūra vandens garų pagalba pašildoma iki 35 - 40 °C, naudojamas vanduo yra be organinių ir mineralinių priemaišų, kai 12-13 (pH).

Pagai drėgnumą komponentų įkrovos yra sausos būsenos. Išplausimas akmens vatos ir celiuliozės mišinys (santykiu 9:1) juostiniu transporteriu paduodamas į hidromaišyklę ir maišomas su minimaliu vandens kiekiu (300 - 400 litrų) iki homogeniškos masės. Po to paduodamas silicio dioksidas, o gautas mišinys maišomas iki vientisos masės (10 -12 minučių). Vėliau paruoštas mišinys siurbliu paduodamas į turbomaišyklę. Turbomaišyklėje į paduotą mišinį svoriniais dozatoriais dozuojamas cementas, supilamas vanduo (1400 - 1500 litrų), kur maišoma iki vientisos suspensijos. Maišymo procesas trunka 3-5 minutes. Paruošta masė siurbliais paduodama į kaušinę maišyklę, o iš jos į formavimo mašinos vonias. Automatizuotos technologinės linijos (CMA-170) įrengimai ir įrenginiai veikia nustatytomis sąlygomis ir režimu kaip ir asbocementinio šiferio gamybos proceso metu. Masės paruošimo ir formavimo trukmė - iki 30 minučių.

Formavimo linijos pagalba suformuojami lapai, kurių išmatavimai: ilgis - 1250±14 mm;

plotis - 980±9 mm; storis - 6±08 mm; bangos aukštis - 40±4 mm; bangos žingsnis - 150±10 mm; perdengiančios bangos aukštis - 40+6 mm;

perdengiamos bangos aukštis - 32±6 mm.

Panaudojus siūlomą kompoziciją pagamintas šiferis, lyginant su asbocementiniu šiferiu, atitiko fizikinius parametrus. Neasbestinio šiferio atsparumas laužimui - 14(140) - 16,4(164) MPa(kg/cm²) (palyginimui asbestinio šiferio: 16(160) -18(180) MPa(kg/cm²)); vandens įsigėrimo koeficientas, palyginus su asbestiniu šiferiu, yra 10 % mažesnis. Panaudojus minėtą kompoziciją, pagamintas neasbestinis šiferis atitinta estetines charakteristikas, būtinas stoginėms dangoms, nėra degus (t.y. gamybos metu nenaudojamos degios, temperatūrai neatsparios medžiagos), neturi kenksmingo poveikio žmonių sveikatai ir aplinkai, gamybos sąnaudų požiūriu yra konkurentabilus, lyginant su kitų sudėčių neasbocementiniais šiferiais.

Claims (4)

1. Išradimo apibrėžtis

   1. Pionasienių cementinių gaminių kompozicija, susidedanti iš cemento, armuojančios medžiagos, rišiklio ir plastifikuojančios medžiagos

   5 besiskirianti tuo, kad kompozicijoje yra nuo 70 iki 92 masės % cemento, nuo 7 iki 29 masės % armuojančios medžiagos, nuo 1 iki 10 masės % rišiklio ir nuo 0 iki 7 masės % plastifikuojančios medžiagos.
2. 2. Kompozicija pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad armuojančia medžiaga yra išplaušinta akmens vata arba akmens vatos atliekos (akmens vatos

   10 ir fenolformaldehidinių dervų mišinys).
3. 3. Kompozicija pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad rišikiiu yra kalcio silikatas arba silicio dioksidas.
4. 4. Kompozicija pagai 1 punktą besiskirianti tuo, kad plastifikuojančia medžiaga yra celiuliozė arba stiklo pluoštas.

   15 5. Kompozicija pagal 1-4 punktus, skirta gaminti plonasienius neasbestinius cementinius gaminius pagal asbocementinių gaminių gamybos technologiją tokius kaip neasbestinį šiferį, neasbestinius vamzdžius ir pan.