Главная  Материалы 

 

Технология производства изделий из полимербетона

 

Асбестоцемент получают при затвердевании смеси портландцемента, асбеста (15-20% от массы цемента) и воды.

 

Асбест (от греч. asbestos — неразрушаемый) — собирательное название группы тонковолокнистых минералов, образующихся в земной коре при воздействии геотермальных вод на ультраосновные магматические породы. Особенностью асбеста является способность его минеральных агрегатов разделяться (распушаться) на тончайшие (диаметром в доли микрона) мягкие волоконца. Благодаря этому свойству асбест получил название «горный лен».

 

Различают два вида асбеста: амфиболовый (кислотостойкий) и хри-зотиловый (щелочестойкий). Россия обладает крупнейшими в мире месторождениями хризотилового асбеста, который благодаря уникальным свойствам используется во многих отраслях техники. Хризотил-асбест — гидросиликат магния 3MgO • 2Si02 • 2Н2 Элементарные кристаллы хризотил-асбеста — тончайшие трубочки диаметром в сотые доли микрометров. Практически асбест разделяется на пучки волокон диаметром 10 100 мкм, прочность которых на разрыв составляет 600 800 МПа, что сравнимо с лучшими марками стали.

 

Хризотиловый асбест обладает высокой адсорбционной способностью; особенно активно он адсорбирует ионы Са++, поэтому его волокна хорошо сцепляются с цементным вяжущим. Щелочестойкость хризотил-асбеста обеспечивает его устойчивость в щелочной среде цементного камня.

 

Асбест, помимо высокой прочности, обладает уникальным сочетанием ценных свойств: низкой теплопроводностью [0,35 0,41 Вт/(м • К) в нераспущенном виде]; устойчивостью к повышенным температурам (нагрев до 400 500 °С не вызывает в асбесте необратимых изменений); высоким коэффициентом трения (например, по стали — 0, .

 

Из асбестового волокна изготовляют ткани, картон, бумагу, шнуры, которые благодаря огнестойкости асбеста используют для высокотемпературной тепловой изоляции. Из смеси асбеста с синтетическими смолами получают асбестотехнические изделия для автотракторной (тормозные колодки и т.п.) и электротехнической (электроизоляционные материалы) промышленности.

 

Однако при оценке воздействия асбеста на организм человека не делается различия между кислотостойким амфиболовым асбестом, имеющим в составе тяжелые, металлы и способным накапливаться в организме человека, и хризотиловым, разрушающимся в кислых средах, в том числе и в человеческом организме.

 

Асбестовое волокно — природный материал, не требующий для своего производства энергоемких технологий, поэтому асбест значительно экологичнее искусственных волокон.

 

Медики считают, что хризотил-асбест при соблюдении правил работы с ним не представляет опасности для здоровья человека. В асбестоцемент-ных материалах асбест заключен в цементной матрице, что исключает контакт человека с ним и делает его безвредным во всех случаях применения.

 

Из асбестоцемента изготовляют следующие виды изделий: волнистые кровельные листы (шифер), плоские облицовочные листы, напорные и безнапорные трубы, подоконные доски, профильные погонажные изделия и многопустотные панели и настилы.

 

Асбестоцементные изделия в основном производят путем отливки жидко-вязкой массы на частую металлическую сетку с последующим обезвоживанием и формованием. Таким образом получают плоские и волнистые листы и трубы.

 

Используется и другой способ формования асбестоцементных изделий — экструзия — выдавливание пластичной массы.

 

Асбестоцемент при сравнительно небольшой плотности (1600 2000 кг/м3) обладает высокими прочностными показателями (предел прочности при изгибе до 30 МПа, а при сжатии до 90 МПа). Он долговечен, морозостоек (через 50 циклов замораживания-оттаивания теряет не более 10% прочности) и практически водонепроницаем.

 

В настоящее время для асбестоцементной промышленности организуется поставка асбеста нетарированного, заранее отшихтованного в определенные сорта и спрессованного в брикеты небольшой величины. Применение шихтованного брикетированного асбеста позволяет полностью механизировать погрузо-разгрузочные работы и автоматизировать технологические процессы заготовительных отделений. Брикетированный асбест выпускают двух марок — шиферный и трубный. Складирование указанных сортов асбеста может быть организовано в силосах или бункерах. При использовании шихтованного асбеста дозирование его будет заключаться только в отвешивании определенных порций без составления шихты.

 

Процесс приема асбеста и загрузки им силосов осуществляется по следующей схеме: брикетированный асбест, прибывающий на завод, выгружается из железнодорожных вагонов в две траншеи, оборудованные скребковыми транспортерами и расположенные по обе стороны железнодорожного пути. Асбест, выгруженный из вагонов этими транспортерами, подается в дезинтегратор и после измельчения при помощи вентилятора транспортируется в силосы для хранения. Загрузка материала в силосы производится через циклоны-отделители запыленного воздуха, который очищается в рукавных фильтрах. Разгрузка силосов производится при помощи дисковых питателей, от которых материал поступает во всасывающий трубопровод вентилятора и совместно с воздухом транспортируется в заготовительное отделение.

 

Распушка асбеста производится мокрым или сухим способом. Наиболее часто применяются схемы мокрой распушки, при которых достигается наиболее высокая степень распушки асбеста (в пределах 85—90%).

 

В зависимости от аппаратурного оформления мокрый процесс приготовления асбестоцементной массы подразделяется на цикличный и непрерывный. Цикличный процесс подготовки массы предусматривает обмятие и увлажнение заданной весовой порции асбестовой смеси на бегунах; мокрую распушку асбестовой массы и смешение ее с весовой порцией цемента в голлендоре; выдачу готовой асбестоцементной массы в ковшовую мешалку перед формовочной машиной. Цикл распушки асбеста на бегунах и в голлендоре продолжается 10-12 мин (в зависимости от сорта и текстуры асбеста), а полный цикл подготовки порции массы — 12-15 мин.

 

Для приготовления концентрированной асбестоцементной массы в некоторых случаях применяется сухая распушка асбеста. Она осуществляется в несколько стадий (в большинстве случаев в две-три). При двухста-дийной распушке процесс состоит из предварительного обмятия на бегунах и последующей обработки в дезинтеграторе. Распушенный асбест смешивается с цементом в мешалке в присутствии воды. Трехстадийная распушка применяется для сортов асбеста высоких марок. В некоторых случаях в качестве первой стадии распушки применяется перегонка асбеста по трубопроводу при помощи пневмотранспортера.

 

Основными процессами в производстве асбестоцементных изделий являются их формование и твердение. В зависимости от ассортимента и назначения изделий эти процессы имеют различное аппаратурное оформление и осуществляются разными способами. Формование листовых изделий производится прокладочным способом, при котором полученный на формовочной машине пластичный полуфабрикат укладывается на прокладку или форму для дальнейшего твердения, и беспрокладочным, при котором твердение материала, или набор первоначальной прочности, осуществляется на специальных конвейерах.

 

При прокладочном способе процессы формования и твердения в большинстве случаев осуществляются раздельно. Отформованные изделия, уложенные на прокладках в стопы, подаются вагонетками в пропарочные камеры периодического действия, в которых выдерживаются от 4 до 16 ч (в зависимости от вида и назначения изделия). При пропарке в камерах процесс твердения изделий ускоряется, в результате чего оборачиваемость прокладок при формовании изделий увеличивается, а следовательно, сокращается их количество в процессе.

 

Для непрессованных изделий применяется беспрокладочный способ формования как наименее трудоемкий и наиболее механизированный.

 

Выбор прокладочного и беспрокладочного процесса формования определяется ассортиментом изделий. Для производства прессованных изделий, где одним из элементов процесса является прессование заключенного в прокладки изделия на прессах периодического действия, необходимо применение прокладочного способа формования. Для листовых изделий волнистого профиля наиболее целесообразно применение беспрокладочного способа. Трубные изделия, как правило, формуются на поточных линиях с применением комбинированного режима первоначального твердения; такой режим заключается в предварительном воздушном твердении на конвейерах, во время которого труба приобретает первоначальную прочность и далее выдерживается на конвейерах в бассейнах с теплой водой (для ускорения процесса твердения).

 

На 7.7.1 показан пример проектного решения отделений формовочного цеха и цеха предварительного твердения производства асбестоце-ментных листов на трех листоформовочных машинах при беспрокладочном способе формования. Производительность цеха с тремя листоформовочны-ми машинами составляет 130 млн. условных плиток в год.

 

Приготовленная обычным способом асбестоцементная масса из ковшовой мешалки подается в распределительную коробку листоформовочной машины, входящую в состав автоматизированной линии беспрокладочного производства асбестоцементных листов.

 

Поступившая в ванны листоформовочной машины асбестоцементная масса отфильтровывается на сетчатых цилиндрах и в виде пленки снимается с них бесконечным сукном. После вакуумирования пленка навивается на форматный барабан.

 

— полимерцементные бетоны (ПЦБ) цементные бетоны с добавками полимеров;

 

— полимербетоны (ПБ) бетоны на основе полимерных связующих. Полимерцементные бетоны (ПЦБ) представляют собой цементные

 

В соответствии с разработанной и принятой классификацией по составу и способу приготовления П—бетоны подразделяют на три основные группы:

 

Полимерцементные бетоны обладают высокой адгезией к старому бетону, повышенной прочностью в воздушно-сухих условиях, повышенной водонепроницаемостью и водостойкостью. Полимеррастворы не содержат в своем составе крупного щебня, а полимерные мастики содержат только минеральную муку.

 

— бетонополимеры (БП) цементные бетоны, пропитанные мономерами или олигомерами;

 

Бетонополимеры (БП) представляют собой цементные бетоны, поро-вое пространство которых полностью или частично заполнено отвержден-ным полимером. Заполнение порового пространства цементного бетона осуществляется путем пропитки его низковязкими полимеризующимися олигомерами, мономерами или расплавленной серой. В качестве пропитывающих олигомеров применяют полиэфирную смолу типа ГТН-1 (ГОСТ 2795 , реже эпоксидную ЭД-20 (ГОСТ 1058 , а также мономеры метилме-такрилат ММА (ГОСТ 2037 или стирол. В качестве отвердителей синтетических смол используются: для полиэфирной смолы ПН-1- гипериз ГП (ТУ 38-10293-7 и нафтенат кобальта НК (ТУ 6-05-1075-7 ; для эпоксидной ЭД-20 полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02- 594-80Е); для металме-такрилата ММА систему, состоящую из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 216 и перекиси бензоила (ГОСТ 1488 ; для стирола (ГОСТ 1000 органические перекиси и гидроперекиси, или азосоединения с ускорителями типа нафитенат кобалбита, диметиланилин. Стирол также самополимеризуется при повышенных температурах.

 

бетоны, при приготовлении которых в бетонную смесь добавляют 15 20 %, в пересчете на сухое вещество, полимерные добавки в виде водных дисперсий или эмульсий различных мономеров: винил ацетата, стирола, винилхло-рида и различные латексы С КС-30, С КС-50, СКЦ-65 и др.

 

Время пропитки бетона определяется габаритными размерами изделия, глубиной пропитки, вязкостью мономера или олигомера. Время термокаталитической полимеризации при температуре 80-100 °С составляет от 4 до 6 часов.

 

Рациональными областями применения таких бетонов являются износостойкие покрытия полов при сухих условиях эксплуатации, реставрация бетонных конструкций, ремонт аэродромных покрытий, кладочные растворы и др. При производстве полов в полимерцементные бетоны и растворы допускается введение различных красителей.

 

Бетонные и железобетонные изделия, прошедшие сушку в камерах (1 , подаются мостовым краном ( в резервуар для пропитки (1 , в котором происходит вакуумирование изделий и последующая пропитка. Затем изделие поступает на полимеризацию в емкость ( , и далее заполиме-ризованные изделия поступают на площадки для выдерживания (1 .

 

Изготовление БП изделий или конструкций включает следующие основные операции: бетонные и железобетонные изделия высушивают до 1% влажности, помещают в герметически плотный контейнер или автоклав, где их вакуумируют, затем в автоклав заливают мономер или олигомер, производится пропитка, после чего пропитывающий слой сливается. Полимеризацию мономера или олигомера в поровом пространстве бетона производят в этой же камере или автоклаве путем нагрева или — радиационным способом радиоактивным Со 6 При термокаталитическом способе отверждения в мономеры или олигомеры вводят отвердители и ускорители. В зависимости от требуемых условий изделие пропитывают полностью или только поверхностный слой на глубину 15-20 мм.

 

БП обладают многими положительными свойствами: при прочности исходного бетона (40 МПа) после полной пропитки мономером ММА прочность повышается до 120—140 МПа, а при пропитке эпоксидными смолами до 180—200 МПа; водопоглощение за 24 часа составляет 0,02—0,03 %, а морозостойкость возрастает до 500 циклов и выше; значительно возрастает сопротивление истиранию и химическая стойкость к растворам минеральных солей, нефтепродуктам и минеральным удобрениям.

 

Схема завода по производству бетонополимерных изделий показана на 7.4.1.

 

7. Схема завода по производству бетонополимерных изделий: 1 краны; 2 резервуар для горячей воды; 3 полимеризатор; 4 вспомогательные помещения; 5 вакуум-насос; 6 система подачи пара низкого давления; 7 емкости для катализатора; 8 компенсационные резервуары; 9 резервуары для хранения мономера; 10 резервуар для пропитки; 11 холодильники; 12 сушильные камеры; 13 пост контроля; 14 площадки для выдерживания бетона

 

Мономеры и катализаторы хранятся в отдельных емкостях (7, . Для избежания самопроизвольной полимеризации компонентов и пропиточных смесей их хранят в холодильниках (1 .

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0018