Способ глазурования асбестоцементных кровельных листов
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при получении глазурованных асбестоцементных кровельных листов. Способ глазурования асбестоцементных кровельных листов включает покрытие лицевой поверхности асбестоцементных кровельных листов жидким стеклом с последующим плазменным напылением порошка глазури при мощности работы плазмотрона 9 кВт, расходе порошка глазури 3,25-3,50 г/с, скорости прохождения плазменной горелки по поверхности асбестоцементных кровельных листов 0,4 м/с. Техническим результатом изобретения является повышение качества указанных листов - увеличение морозостойкости, прочности сцепления покрытия с поверхностью указанных листов, сокращение времени глазурования и снижение энергозатрат. 3 табл.
Изобретение относится к области получения глазурованных асбестоцементных кровельных листов и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
В настоящее время существует ряд способов глазурования строительных материалов различного назначения, в частности автоклавных стеновых материалов, керамики и других.
Известен способ глазурования автоклавных стеновых материалов, включающий операции полусухого прессования, плазменное оплавление их лицевой поверхности с последующей автоклавной обработкой [1].
Однако несмотря на неплохое качество конечного продукта способ имеет следующие недостатки: длительность и трудоемкость процесса за счет последующей обязательной автоклавной обработки и значительное количество брака в виде сколов и отслоений глазурного слоя при укладке отпрессованных оплавленных полуфабрикатов на вагонетки.
Наиболее близким техническим решением является способ глазурования керамических изделий, включающий плазменное оплавление лицевой поверхности керамического изделия с одновременным напылением порошка глазури [2].
Недостатком данного способа является низкая производительность процесса глазурования за счет ограниченности подачи порошка глазури, высокая энергоемкость процесса и относительно невысокое качество глазурного слоя.
Преимуществом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта, ускорение процесса глазурования, снижение энергозатрат и, как следствие, получение высококачественной конкурентоспособной продукции.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе глазурования асбестоцементных кровельных листов плазменное напыление глазури производят на асбестоцементные кровельные листы, предварительно покрытые слоем жидкого стекла, при мощности работы плазмотрона 9 кВт, расходе порошка глазури 3,25-3,50 г/с, скорости прохождения плазменной горелки по поверхности асбестоцементных кровельных листов 0,4 м/с.
В отличие от керамики асбестоцемент не выдерживает высоких температур и разрушается под действием процессов дегидратации цементного камня. Вследствие этого при плазменном напылении порошка глазури происходит дегидратация цементного камня и самоотслоение глазурного слоя.
Если в известном способе плазменное оплавление поверхности керамики приносит положительный результат и способствует образованию глазурного слоя, то в предлагаемом способе оплавление лицевой поверхности асбестоцементных кровельных листов приводит к дегидратация цементного камня и разрушению изделия.
Таким образом, совмещение операций оплавления поверхности с одновременным напылением порошка глазури в известном способе неприемлемо в предлагаемом способе глазурования асбестоцементных кровельных листов.
Отличительным способом предлагаемого способа является устранение последствий дегидратации цементного камня путем предварительного нанесения на поверхность асбестоцементных кровельных листов слоя жидкого стекла с последующим плазменным напыление порошка глазури.
Как известно, асбестоцементные изделия имеют водопоглощение до 25% [3]. Это позволяет пропитывать поры в поверхностном слое асбестоцементных кровельных листов жидким стеклом и создавать промежуточную зону, предотвращающую дегидратацию цементного камня. В процессе плазменного напыления происходит взаимодействие расплава глазури с жидким стеклом, релаксация напряжений в глазурном слое и резкое снижение последствий термоудара. В конечном итоге это приводит к повышению качественных показателей глазурного слоя, в частности - прочности сцепления покрытия с основой и морозостойкости.
Таким образом, основным отличительным признаком предлагаемого способа глазурования является операция нанесения жидкого стекла на поверхность асбестоцементных кровельных листов с последующим плазменным напыление порошка глазури. Без данной технологической операции получить глазурованные асбестоцементные кровельные листы невозможно.
Изобретательский уровень подтверждается тем, что предварительное нанесение жидкого стекла на поверхность асбестоцементных кровельных листов с последующим плазменным напыление порошка глазури позволяет не только получить высококачественный конечный продукт, с гораздо более низкими напряжениями в покрытии, но и сократить время глазурования, а так же снизить энергозатрыты.
Проведенный анализ известных способов плазменного глазурования строительных материалов позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».
Оптимальными условиями глазурования, экспериментально полученными, являются мощность работы плазмотрона 9 кВт, при скорости прохождения плазменной горелки по поверхности асбестоцементных кровельных листов 0,4 м/с и расходе порошка глазури 3,25-3,50 г/с (табл.1, 2).
| Таблица 1 | ||||
| Оптимальные параметры плазменного глазурования асбестоцементных кровельных листов | ||||
| Энергозатраты (мощность работы плазмотрона кВт) | Расход плазмообразующего газа аргона, м3/час | Скорость прохождения плазменной горелки, м/с | Качество изделия | |
| Прочность сцепления, МПа | Напряжения в покрытии, МПа | |||
| 6 | 2,5 | 0,25 | 2,5 | 3,1 |
| 0,35 | 2,8 | 2,9 | ||
| 0,35 | 3,0 | 2,6 | ||
| 0,40 | 3,8 | 2,1 | ||
| 0,45 | 3,2 | 2,4 | ||
| 7,5 | 2,5 | 0,25 | 3,1 | 3,1 |
| 0,30 | 3,5 | 2,6 | ||
| 0,35 | 3,8 | 2,3 | ||
| 0,40 | 4,4 | 1,9 | ||
| 0,45 | 3,9 | 2,1 | ||
| 9 | 2,5 | 0,25 | 3,8 | 2,3 |
| 0,35 | 4,1 | 2,1 | ||
| 0,35 | 4,4 | 1,8 | ||
| 0,40* | 4,8* | 1,4* | ||
| 0,45 | 4,5 | 1,6 | ||
| 12 | 2,5 | 0,25 | 3,6 | 2,6 |
| 0,35 | 3,8 | 2,4 | ||
| 0,35 | 4,1 | 2,1 | ||
| 0,40 | 4,5 | 1,8 | ||
| 0,45 | 4,2 | 2,0 | ||
| * - оптимальный режим. |
| Таблица 2 | |||
| Влияние расхода порошка глазури на состояние глазурованной поверхности при оптимальных параметрах работы плазмотрона (мощность - 9 кВт, скорость прохождения плазменной горелки - 0,4 м/с) | |||
| № п/п | Расход порошка глазури, г/с | Состояние глазурованной поверхности (визуально) | Пористость (метод «пятна») |
| 1 | 2,50 | бугристая | пористое |
| 2 | 2,75 | бугристая | пористое |
| 3 | 3,0 | с ровным разливом | пористое |
| 4 | 3,25 | с ровным разливом | беспористое |
| 5 | 3,5- | с ровным разливом | беспористое |
| 6 | 3,75 | деформированная с натеками | беспористое |
| 7 | 4,0 | деформированная с натеками | пористое |
| * - оптимальный режим. |
Пример
Плазменное глазурование асбестоцементных кровельных листов порошком синего кобальтового стекла.
Для глазурования использовали восьмиволновый шифер (асбестоцементный кровельный лист стандартных размеров 1750×1130 мм). Перед плазменным напылением поверхность асбестоцементного кровельного листа обрабатывали жидким натриевым стеклом Марки А (по ГОСТ 13078-81). Жидкое натриевое стекло Марки А наносили на поверхность асбестоцементных кровельных листов валиком в ручную.
Асбестоцементный кровельный лист помещали на пластинчатый конвейер, скорость которого составляла 0,4 м/с.
Над пластинчатым конвейером устанавливали плазменную горелку ГН-5Р электродугового плазмотрона УПУ-8М. Параметры работы плазмотрона были следующие: мощность - 9 кВт, расход плазмообразующего газа 2,5 м3/час, расход воды на охлаждение - 0,6 м3/час. В качестве порошка глазури использовали порошок синего кобальтового стекла зерновым составом 100-250 мкм.
После плазменного напыления порошка глазури на поверхность асбестоцементного кровельного листа по стандартным методикам определяли показатели качества конечного продукта. Прочность сцепления глазурного слоя определяли методом отрыва на разрывной машине R-0,5 и рассчитывали как среднее пяти измерений:
Морозостойкость определяли методом попеременного замораживания-оттаивания до начала отслоения глазурного слоя от основы и рассчитывали как среднее пяти измерений:
Пористость глазурного слоя определяли методом «пятна».
Сопоставительные данные показателей качества и технологических параметров предлагаемого способа и известного способа представлены в табл.3.
| Таблица 3 | ||||
| Показатели качества материалов и технологические параметры | ||||
| № п/п | Показатели | Ед. изм. | Предлагаемый способ | Известный способ |
| 1 | Оптимальная скорость прохождения плазменной горелки | м/с | 0,40 | 0,25 |
| 2 | Оптимальный расход порошка глазури | г/с | 3,25-3,50 | 2,75-3,00 |
| 3 | Прочность сцепления покрытия с основой | МПа | 4,8 | 4,5 |
| 4 | Морозостойкость | циклы | 53 | 44 |
| 5 | Качество покрытия | беспористое с ровным разливом | беспористое с ровным разливом |
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат. 2354631, МКИ3 С04В 41/50, В28В 11/04. Способ глазурования автоклавных стеновых материалов / В.Бессмертный, А.Симачев, В.Панасенко, Н.Бурлаков, О.Бахмутская, Л.Выскребенец. - 2007123694/03, Заявлено 26.06.2007. Опубл. 10.05.2009, Бюл. №13. Приоритет 26.06.2007.
2. Пат. 2335483, МКИ3 С04В 41/86. Способ глазурования керамических изделий / В.Бессмертный, А.Симачев, Н.Минько, П.Дюмина, О.Соколова, А.Яровой, О.Кошелева. - 2006131060/03, Заявлено 29.08.2006. Опубл. 10.10.2008, Бюл. №28. Приоритет 29.08.2006.
3. Строительные материалы / под ред. Г.А.Айрапетова. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. - С.497-501.
Способ глазурования асбестоцементных кровельных листов, включающий плазменное напыление порошка глазури, отличающийся тем, что лицевую поверхность асбестоцементных кровельных листов покрывают жидким стеклом, а плазменное напыление порошка глазури производят при мощности работы плазмотрона 9 кВт, скорости прохождения плазменной горелки по поверхности асбестоцементных кровельных листов 0,4 м/с и расходе порошка глазури 3,25-3,50 г/с.
