Сировинна суміш для виготовлення фіброцементних виробів
Власники патенту UA 2252203:
Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів, зокрема до виготовлення сировинних сумішей для виробництва фіброцементних виробів. Сировинна суміш для виготовлення фіброцементних виробів включає цементне в'яжуче, мінеральні наповнювачі, целюлозні волокна, добавку в кількості 0,1...0,5% сухої речовини від маси твердих компонентів сировинної суміші та воду. Як добавка вона містить водну дисперсію етилгідроксиетилцелюлози, натрієву сіль жирної кислоти і поліетиленгліколевий ефір жирного спирту при їх співвідношенні за масою, що дорівнює 1:0,1:0,15. Технічний результат: підвищення міцності, у тому числі ударної та морозостійкості фіброцементу. 1 табл.
Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів і може бути використане, наприклад, у виробництві тонких крупнорозмірних плит для вентильованих навісних фасадів.
В інтервалі зазначених рецептур найбільш близькою до винаходу є сировинна суміш, склад якої оптимізований у виробничих умовах і включає, мас.%: цемент - 89, мінеральні наповнювачі - 6, целюлозні волокна - 5 і воду (понад маси твердих складових) - 650 ( прототип).
Недоліком даних сировинних сумішей є низька середня щільність готових виробів і, внаслідок цього, знижена міцність та морозостійкість. Це наступними обставинами. У процесі вакуум-фільтрації цементно-водної суспензії при формуванні плит мокрим способом із цементу в оборотну технологічну воду виноситься деяка кількість токсичного іона шестивалентного хрому, який становить певну загрозу здоров'ю людей. Введення у суміш целюлозних волокон створює умови для відновлення сполукшестивалентного хрому лігносульфонатами, що залишилися у волокнистій масі після варіння целюлози. Однак при цьому вже не небезпечний тривалентний хром утворює хромлігносульфанат, що характеризується підвищеною диспергуючою здатністю в цементно-водній системі (Батраков В.Г. Модифіковані бетони. Теорія і практика. - 2-ге вид., перероб. і доп. - М., 1998 .- С.254). В результаті цього флокули, складені з найдрібніших частинок цементу та наповнювача, розпадаються, забивають сітки та сукна листоформувальної машини, що ускладнює процес фільтрації та призводить до зниження щільності готових виробів, внаслідок чого зменшуються їх міцність та морозостійкість.
Метою винаходу є підвищення міцності, у тому числі ударної та морозостійкості фіброцементу.
Сутність винаходу полягає в тому, що сировинна суміш для виготовлення фіброцементних виробів, що включає цементне в'яжуче, мінеральні наповнювачі, целюлозні волокна, добавку в кількості 0,1...0,5% сухої речовини від маси твердих компонентів сировинної суміші і воду, відрізняється тим, що як добавка вона містить водну дисперсію етилгідроксиетилцелюлози, натрієву сіль жирної кислоти і поліетиленгліколевий ефір жирного спирту при їх співвідношенні за масою, що дорівнює 1:0,1:0,15.
Введення у вихідну сировинну суміш водної дисперсії добавок, що становлять сутність винаходу, відновлює процес фільтрації за рахунок флокулюючої дії, що в свою чергу дозволяє підвищити щільність, а отже, міцнісні та експлуатаційні характеристики плит, що формуються.
Визначення оптимального вмісту добавок у суміші складових здійснювалося під час виготовлення фіброцементних виробів у виробничих умовах.
Для приготування сировинної суміші застосовувалися такі компоненти:портландцемент марки М 400, мінеральний наповнювач (мелений пісок), целюлозні волокна, етилгідроксіетилцелюлоза, натрієва сіль жирної кислоти та поліетиленгліколевий ефір жирного спирту.
Склад вихідної сировинної суміші, оптимізований з урахуванням застосовуваної сировини та прийнятої технології, включав наступні компоненти, мас.%: цемент - 89, мелений пісок - 6, целюлозні волокна - 5, вода (понад маси твердих складових) - 650. Комбінації добавок призначалися в відповідно до матриці планування повного факторного експерименту типу 2 2 за методом Бокса-Вілсона.
Варіанти поєднання добавок та їх загальної кількості суміші, а також результати випробувань зразків розміром 250×100×8 мм, випиляних з готових виробів, наведені в таблиці.
З таблиці випливає, що найбільш високі показники міцності та морозостійкості забезпечуються складами №№ 3, 4 та 5. При цьому компоненти дисперсії: етилгідроксіетилцелюлоза, натрієва сіль жирної кислоти та поліетиленгліколевий ефір жирного спирту повинні співвідноситися між собою як 1:0,1:0 15.
Приклад конкретного виконання
Плити для влаштування навісних вентильованих фасадів, що являють собою прямокутні в плані вироби розміром (2440. 3050)×1200 мм і товщиною 8,0 мм, виготовлялися мокрим способом діючої технологічної лінії.
Відповідно до прийнятої технології виготовлення фіброцементних плит включає наступні етапи та операції: приготування сировинної суміші, формування та тепловологісну обробку свіжовідформованих виробів.
Технологічний процес приготування суміші починався з розпушування целюлози в гідророзбивач, після чого отримана водна суспензія надходила в гідропушник і далі в турбозмішувач, де змішувалася з цементом, наповнювачем і заздалегідьприготовленою водною дисперсією добавок. Отримана формувальна маса по пульпопроводу перекачувалася в мішалку ковша і звідти подавалася у ванни листоформувальної машини. Сирий накат, що знімається з форматного барабана, розкроювався на вироби заданих розмірів, які укладалися в стопи і пресували. Відформовані вироби надходили до камери прискореного твердіння і далі складу готової продукції.
Відповідно до наведених вище експериментальних даних загальна витрата добавки по сухій речовині становила 0,25% від маси твердих компонентів суміші при співвідношенні (етилгідроксиетилцелюлоза): (натрієва сіль жирної кислоти): (поліетиленгліколевий ефір жирного спирту) = 1:0,1:0 ,15 масою.
З суміші зазначеного складу випущено 2000 м 2 плит, при цьому в результаті випробування зразків, відібраних із цієї партії виробів, встановлені такі характеристики фіброцементу:
середня густина, кг/м 3 1770
міцність при згинанні, МПа:
у поздовжньому напрямку 31,0
у поперечному напрямку 26,2
ударна міцність, кДж/м2:
у поздовжньому напрямку 6,8
у поперечному напрямку 5,5
морозостійкість, цикл 160
Сировинна суміш для виготовлення фіброцементних виробів, що включає цементне в'яжуче, мінеральні наповнювачі, целюлозні волокна, добавку в кількості 0,1-0,5% по сухій речовині від маси твердих компонентів сировинної суміші та воду, що відрізняється тим, що в якості добавки вона містить водну дисперсію етилгідроксіетилцелюлози, натрієву сіль жирної кислоти та поліетиленгліколевий ефір жирного спирту при їх співвідношенні за масою, що дорівнює 1:0,1:0,15.