HU216074B

HU216074B - Eljárás azbesztszálmentes rostos cement előállítására

Info

Publication number: HU216074B
Application number: HU2327/91A
Authority: HU
Inventors: Franco Teppa
Original assignee: Societa' Italiana Lastre S.P.A.
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1999-04-28
Also published as: YU122291A; PT98431A; CS324891A3; EP0484283B1; DE69129220T2; ATE164823T1; HU912327D0; EP0484283A1; DE69129220T4; PT98431B; DE69129220D1; IT9005228A0; ITBS905228A1; ES2117004T3; IT1242840B; YU47857B; HUT66783A

Abstract

A találmány tárgya eljárás azbesztszálmentes, főrmázőtt rőstőscement-termékek előállítására. A találmány lényege, hőgy (i) – 2–5 t%mennyiségű cellűlózrőstőt; – 5–10% mennyiségű mikrőszemcsésszilíciűm-őxidőt, magnéziűm-szilikátőt, vagy kaőlinőrleményt, vagypernyét; – 1–3 t% mennyiségű, 6 mm körüli hősszúságúpőli(vinil-alkőhől)-alapú és akrilát erősítőszálat; – 5–10 t%mennyiségű, a befejezett termék tágűlásának következtében kialakűlófeszültségeket ellensúlyőzó feszültségcsökkentő szerként savaskalciűm-metaszilikátőt és/vagy csillámőt; – szükségesmennyiségű Pőrtland 325-ös cementet; – vízben flőkkűlálószert összekevernek, majd a termékeket főrmázzák; és ezt követően (ii) a terméket befejező hőkezelésnek vetik alá, melynek sőránhőkőndiciőnáló kamrán vezetik át, melynek első szektőrában 30–40 řChőmérsékleten, másődik szektőrában 50–60 řC hőmérsékleten, tőlsószektőrában pedig 70–80 řC hőmérsékleten, összesen hőzzávetőlegesen 10óra tartózkődási idő mellett, nagy nedvességtartalmú környezetbenhőkezelik. ŕ

Description

A találmány a rostot tartalmazó cementfélékre, közelebbről az azbesztszálmentes rostos cementből készülő tárgyak, például lapok előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik.

Az azbesztcementből készített lapok gyártása amelyben cementet és azbesztszálat használnak fel vizes szuszpenzióban, s a víz/cement arány körülbelül 10, és az azbesztszál részben technológiai, részben pedig erősítőszál-szerepet tölt be - ismert és széles körben alkalmazott eljárás.

Ugyanakkor az azbesztszál felhasználását, különösen szerkezeti anyagként, egyes országokban egészségügyi és környezetvédelmi okokból nem engedélyezik.

Éppen ezért kutatások folytak az azbesztszálat nem tartalmazó rostos cement szerkezeti anyagok kialakítása érdekében.

A probléma megoldására az 1 605 004, a 2012 831 és a 2073 317 számú angol szabadalmi leírások és a 0047158 számú közzétett, engedélyezett európai szabadalom leírása eltérő megoldásokat ajánl. A szabadalmi leírások mindegyike szerint cellulózrostokat alkalmaznak a rostoscement-anyagok technológiai és erősítő segédanyagaként. A cellulózrostok biztosítják, hogy a még plasztikus állapotban lévő termékek préselhetők és rögzíthetők legyenek, körülbelül 180 °C-on és 100 kPa nyomáson.

Az 1 128 037 számú olasz szabadalom leírása olyan hidraulikus kötőanyagú rostokkal erősített anyaggal foglalkozik, melyet az jellemez, hogy a szűrő- vagy technológiai rostok aránya a szilárd anyag 1-10 tf%-át teszi ki, míg az erősítőszálak aránya 1-10 tf%. Mindkét rosttípust előkezelik, ezzel javítják a diszperziót a szuszpenzióban. Az előkezelés lényege, hogy a rostokat egy, majd egy újabb sóoldattal hozzák érintkezésbe, s ennek következtében legalább egyféle só lecsapódik a rostokra.

Az eljárás ily módon igen munkaigényes és fáradságos; az eljárás során az alábbi száltípusokat használják fel:

- szűrési vagy technológiai szálak, melyek lehetővé teszik, hogy az azbesztszállal erősített rostos cementből készített tárgyak előállítására szolgáló hagyományos berendezéseket alkalmazhassák; és

- erősítőszálak, melyek javítják az előállított termék mechanikai-fizikai tulajdonságait.

Technológiai szálként cellulóz, papírrost, gyapjú és selyemszál, polipropilénszálak, ásvány- és kaolingyapot jöhetnek számításba; míg erősítőszálként acél-, szén-, üveg-, polipropilén-, poli(vinil-alkohol)-, poliészter-, poliamid- és poliakrilszálak használhatók.

A rostok minden esetben speciális előkezelést igényelnek, valamint adalékként egy flokkulálószert alkalmaznak, mely elősegíti a szilárd részecskék eloszlatását a rendszerben.

A gyakorlatban ahhoz, hogy megfelelő eredményt éljenek el, a száraz keverék technológiai- és erősítőszáltartalma viszonylag magas az azbesztszállal készített termékekhez képest, még akkor is, ha erre az előzőekben hivatkozott olasz szabadalmi leírás nem is tér ki. Ez az arány a technológiai szálak esetében 7-8 t%-ot, az erősítőszálak esetében 2-3 t%-ot tesz ki, ez térfogatra vonatkoztatva 14-15%-ot, illetve 4-6%-ot jelent.

Éppen ezért fontos megjegyezni, hogy ezeknek a szálaknak a sűrűsége körülbelül a fele az azbesztszálénak, melyet a kiindulási száraz keverékre vonatkoztatva körülbelül 11 t%-ban alkalmaznak. Az előbb felsorolt alternatív szálakkal előállítható termék, tehát a szálak nagyobb térfogata következtében, nagyon kis sűrűségű (a sűrűség az 1,2-1,3 g/cm³ tartományba esik, szemben az azbesztcement termékek 1,6-2 g/cm³ közötti sűrűségével); ennek következtében az így előállított késztermék vízbe merítés után a különböző Európai Szabvány mérési módszerekkel meghatározva nagyon alacsony hajlítószilárdság-értéket mutat.

Az előzőek értelmében az előállított terméket még képlékeny állapotban nagy nyomásnak (200250 kg/cm²) kell alávetni, hogy sűrűségét 1,5-1,6 g/cm³rel növeljék.

Az 1498 966 számú brit szabadalmi leírásban olyan terméket írnak le, amelyeket vízre szilárduló szervetlen kötőanyagot tartalmazó kompozícókból állítanak elő. A kötőanyag egy vagy több szilikát lehet. Az összetételben szerepel még portlandcement, timföld- és kemencesalak-cement, szálas erősítőanyag, amely cellulózrostokat és csillámot tartalmaz.

Ennél a megoldásnál azonban kalcium-szilikát-kötőanyagot és poliamid-, valamint polipropilénszálakat alkalmaznak, és a kötőanyag megszilárdításához autoklávozási reakcióra vagy levegővel végzett keményítősre van szükség.

Ismeretesek továbbá a C. A. 105(1986)5 84269s referátumból és a 2083 512 számú brit szabadalmi leírásból azbesztmentes termékek, melyek meghatározott minőségű cellulózrostokat, csillámot, erősítőszálakat, cementet és flokkulálószert tartalmazó keverékből készültek. Ezek az irodalmi helyek azonban nem írnak le semmi előzetes kezelést és a cellulózrost vizes oldatban való mechanikai feltárását, mint ahogyan a termék szabályozott hőmérsékletű kamrában való, hővel végzett szárítására sem található utalás bennük.

Az ismert technikák eredménye nem teljes mértékben pozitív és megbízható, különösen mivel a cellulóztartalom (különösen, ha nagy mennyiségben van jelen) károsan befolyásolja a termék tartósságát és a lapok zsugorodását, illetve töredezését okozhatja, különösen extrém, nagyon hideg és nagyon meleg időjárási viszonyok mellett.

Megfelelő tartósságúnak tekinthetők azok a rostoscement-lapok, melyek az alábbiakkal jellemezhetők:

- a lapok kialakítása során a cementszemcsék visszatartásához elegendő, minimális mennyiségben tartalmaznak cellulózt;

- a lapok sűrűsége kb 1,4 g/cm³, s így megfelelő mértékben fagyállónak tekinthetők;

- az elegyben lévő cellulóz zsugorodásra hajlamos hatását megfelelő mértékben ellensúlyozni képes, belső feszültséget csökkentő vegyületeket tartalmaz a keverék; és

- a terméket szabályozott hőmérsékletű és nedvességtartalmú kondicionálókamrákban hőkezelik.

HU 216 074 Β

A találmány az azbesztszálat egyáltalán nem tartalmazó rostos cementből készülő termékek előállításánál tapasztalható problémák megoldására kínál új és eredeti megoldást, az előzőekben felsorolt követelmények figyelemben tartásával; a találmány kiteljed továbbá a technológia és erősítőkomponensek újszerű kialakítására is.

A találmány célkitűzése, hogy mechanikai és fizikai tulajdonságok tekintetében az azbesztszálat tartalmazó termékek szintjét elérő tulajdonságú termékek előállítására alkalmas eljárást biztosítson, anélkül azonban, hogy az előzőekben ismertetett szabadalmi leírásokban leírt kényelmetlenségekkel, hibákkal, korlátozó tényezőkkel és bizonytalanságokkal számolni kellene; a találmány szerinti eljárás azzal az előnnyel is rendelkezik, hogy nem igényel vegyi kezelést vagy előkezelést, komprimálást vagy autoklávozást.

A találmány szerinti eljárás értelmében, a rostos cementből készítendő formázott termékek előállításához az alábbi összetételű (i) keveréket képezzük:

- 2-5 t%-nak megfelelő cellulózrost,

- 5-10 t%-nak megfelelő mennyiségű mikroszemcsés szilícium-dioxid, magnézium-szilikát vagy kaolinőrlemény, illetve pernye;

- 1-3 t%-nak megfelelő mennyiségű, poli(vinil-alkohol)-alapú szál és akrilszál - körülbelül 6 mm hosszúságú - közül választott erősítőszál;

- 5-10 t%-nak megfelelő mennyiségű, a kialakuló szerkezetben belső feszültséget csökkentő savas kalcium-metaszilikát és/vagy csillám;

- a szükséges mennyiségű Portland 325-ös cement;

- a felhasználandó vízben flokkulálószer; és a terméket kialakítjuk, majd ezután (ii) befejező hőkondicionálást végzünk a termék szárítására, melynek során a terméket egy hőkondicionáló kamrán vezetjük át; a hőkondicionáló kamra első szektora 30-40 °C, második szektora 50-60 °C, utolsó szektora pedig 70-80 °C hőmérsékletű, és a kezelést nagy nedvességtartalmú környezetben, körülbelül 10 órán át tartó tartózkodási ideig végezzük.

A kisarányú cellulózfelhasználás javítja a termék tartósságát, és csökkenti a zsugorodásból vagy hőtágulásból fakadó törés veszélyét. 2-51%, illetve előnyösen 3-41% közötti cellulózaránnyal megfelelő termék állítható elő.

A találmány szerinti eljárás értelmében a felhasználandó rostokat mechanikai előkezelésnek vetjük alá, melynek során a cellulóz 4-5 t%-os vizes szuszpenzióját kezeljük a rostok optimális feltáródásának eléréséig, ez a Shopper Riegler skálán az 50-70%-os értékkel jellemezhető.

Ez a vízkötő képességi érték azért nagyon fontos jellemző, mert azt biztosítja, hogy a Hatschek formázógépen feldolgozva a végső keverék a cementszemcséket jól visszatartsa.

Az 5-10, előnyösen 7-8 t%-nak megfelelő mennyiségű mikroszemcsés szilícium-dioxid, magnézium-szilikát vagy kaolinőrlemény, illetve pernye adagolása megfelelő képlékenységet biztosít a nedves rétegzett anyagnak a termék kiformázása során, s ez különösen akkor igen fontos, amennyiben bordázott lemezekről van szó; a képlékenység biztosításán túl, ezek az anyagok a laminátumok készítésénél javítják a rétegek egymáshoz tapadását, és megakadályozzák a rétegek szétválását.

Erősítőszálként a körülbelül 6 mm hosszúságú poli(vinil-alkohol)-alapú és/vagy akrilszálak használhatók 1 -3, előnyösen 1,5-2,5 t%-ban bekeverve.

Előnyösen 5-10 t% kálcium-metaszilikátot és/vagy csillámot használunk belsőfeszültség-csökkentőként. Ez az adalék a végső keverékben olyan mikroerősítőként működik, mely megakadályozza a termékben a mikrorepedések kialakulását.

A portlandcement kovasavas töltőanyagot is tartalmazhat, másrészt a flokkulálószemek a felhasználandó vízbe való adagolása tovább javítja a keverék szűrő-, visszatartó képességét.

Végül pedig az előállított termékek szükséges hőkezelését szabályozott hőmérsékletű kamrában hajtjuk végre, ahol az első szektor 30-40 °C-os, a második 50-60 °C-os, az utolsó pedig 70-80 °C-os.

A lapok körülbelül 10 órát tartózkodnak a nagy nedvességtartalmú kamrában, hogy a térhálósodás a lehető legelőnyösebb módon menjen végbe, s így megbízható, tartós termékeket állítunk elő.

Claims

1. Eljárás azbesztszálmentes, formázott rostoscement-termékek előállítására, azzal jellemezve, hogy (i) - 2-5 t% mennyiségű cellulózrostot;

- 5-10 t% mennyiségű mikroszemcsés szilíciumoxidot, magnézium-szilikátot, vagy kaolinőrleményt, vagy pernyét;

- 1-3 t% mennyiségű, 6 mm körüli hosszúságú poli(vinil-alkohol)-alapú és akrilát erősítőszálat;

- 5 -101% mennyiségű, a befejezett termék tágulásának következtében kialakuló feszültségeket ellensúlyozó feszültségcsökkentő szerként savas kalcium-metaszilikátot és/vagy csillámot;

- szükséges mennyiségű Portland 325-ös cementet;

- vízben flokkulálószert összekeverünk, majd a termékeket formázzuk; és ezt követően (ii) a terméket befejező hőkezelésnek vetjük alá, melynek során hőkondicionáló kamrán vezetjük át, melynek első szektorában 30-40 °C hőmérsékleten, második szektorában 50-60 °C hőmérsékleten, utolsó szektorában pedig 70-80 °C hőmérsékleten, összesen hozzávetőlegesen 10 óra tartózkodási idő mellett, nagy nedvességtartalmú környezetben hőkezeljük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cellulózrostokat mechanikai előkezelésnek vetjük alá, 4-5%-os vizes szuszpenzióban mechanikusan feltárjuk, míg vízmegkötő képessége a Shopper Riegler skála szerinti 50-70%-ot el nem éri.