СПОСОБ ГЛАЗУРОВАНИЯ АВТОКЛАВНЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2009 года по МПК C04B41/50 B28B11/04 

Изобретение относится к области получения глазурованных автоклавных стеновых материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

В настоящее время существует ряд способов глазурования автоклавных стеновых материалов с использованием в качестве источника энергии экранных печей, газопламенного факела, плазменного факела, электродугового разряда, луча лазера.

Известен способ глазурования силикатного кирпича электродуговым путем оплавления его лицевой поверхности [1].

Однако, несмотря на неплохое качество конечного продукта, способ имеет следующие недостатки: высокая энергоемкость процесса, низкая скорость обработки электродуговой горелкой лицевой поверхности силикатного кирпича, равная 0,03 м/с, и, как следствие, высокая стоимость конечного продукта.

Наиболее близким техническим решением является способ глазурования силикатного кирпича, заключающийся в плазменной обработке лицевой поверхности силикатных стеновых материалов.

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость процесса, низкая скорость обработки плазменной горелкой лицевой поверхности силикатного кирпича, равная 0,08 м/с, и прочность сцепления глазурного слоя с основой, составляющая 20-25 кгс/см² (2-2,5 МПа) [2].

Преимуществом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта и прочности сцепления глазурного слоя с основой, ускорение процесса глазурования, снижение энергоемкости производства и, как следствие, - получение высококачественной конкурентоспособной продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе глазурования автоклавных стеновых материалов оплавление лицевой поверхности производят плазменным факелом до автоклавной обработки при мощности работы плазмотрона 12 кВт и скорости прохождения плазменной горелки по поверхности автоклавных стеновых материалов 0,30 м/с.

Отличительным признаком предлагаемого способа является плазменная обработка лицевой поверхности автоклавных стеновых материалов до их технологической автоклавной обработки.

В известном способе получения глазурованных автоклавных стеновых материалов включает технологические операции в следующей последовательности:

В известном способе при плазменной обработке лицевой поверхности силикатного кирпича в результате значительного термоудара происходит разупрочнение поверхностного слоя с образованием микротрещин и, как следствие, снижение прочности сцепления глазурного слоя с основой. Но именно величина прочности сцепления глазурного слоя с основой определяет долговечность и качество конечного продукта.

В предлагаемом способе плазменную обработку лицевой поверхности силикатного кирпича предлагается производить до автоклавной обработки, т.е. технологические операции предлагается осуществлять в следующей последовательности:

В результате плазменной обработки и вследствие высокой температуры плазменного факела (порядка 7000-10000°С) на поверхности силикатного кирпича образовался глазурный слой толщиной 150-300 мкм. В промежуточном поверхностном слое изделия под действием высоких температур происходит дегидратация силиката кальция с образованием свободного оксида кальция. В процессе последующей технологической плазменной обработки происходит взаимодействие оксида кальция с оксидом кремния с образованием силиката кальция. В результате химических взаимодействий образуется монолитный материал с высокой прочностью сцепления глазурного оплавленного слоя с основой без микротрещин в поверхностном слое.

В предлагаемом способе не происходит термического удара, вызывающего разупрочнение поверхностного слоя с образованием микротрещин.

Изобретательский уровень предлагаемого способа подтверждается тем, что изменения порядка технических операций позволяет не только получить высококачественный конечный продукт с гораздо более высокой прочностью сцепления глазурного слоя с основой, но и сократить время глазурования, а также снизить энергозатраты.

Проведенный анализ известных способов плазменного глазурования автоплавных стеновых материалов позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизны".

Оптимальными условиями плазменного глазурования, экспериментально полученными, являются мощность работы плазмотрона 12 кВт при скорости прохождения плазменной горелки по поверхности силикатного кирпича 0,30 м/с (табл.1).

Пример. Плазменное глазурование автоклавных стеновых материалов.

Для глазурования использовали полнотелый силикатный кирпич размером 250×120×65 мм, полученный полусухим прессованием и не прошедшим технологическую автоклавную обработку.

Над пластинчатым конвейером стационарно устанавливали плазменную горелку ГН-5Р электродугового плазмотрона УПУ-8М.

Параметры работы плазмотрона были следующие: мощность 12 кВт, расход плазмообразующего газа - аргона - 2,5 м³/ч, расход воды на охлаждение - 0,6 м/с.

После плазменного глазурования автоклавные стеновые материалы помещали в промышленный автоклав и подвергали технологической автоклавной обработке и контролю качества готовых изделий.

Таблица 1

Оптимальные параметры плазменной обработки и показатели качества автоклавных стеновых материалов (силикатного кирпича)

Мощность плазмотрона, кВт Расход плазмообразующего газа аргона, м³/ч Скорость прохождения плазменной горелки, м/с Качество изделия Напряжения в покрытии прочность сцепления покрытия, МПа морозостойкость, циклы 6  
 
2,5
 
  0,15
0,20
0,25
0,30
0,35 1,8
2,2
2,7
3,1
2,9 17
22
27
33
29 3,2
2,9
2,3
2,0
2,2  
 
9
 
   
 
2,5
 
  0,15
0,20
0,25
0,30
0,35 2,7
3,1
3,4
3,7
3,5 22
27
30
36
32 2,8
2,4
2,0
1,6
1,9  
 
12^*
 
   
 
2,5*
 
  0,15
0,20
0,25
0,30*
0,35 3,5
3,8
4,0
4,3*
4,1 31
35
38
42*
39 2,1
1,9
1,4
1,1*
1,3  
 
15
 
   
 
2,5
 
  0,15
0,20
0,25
0,30
0,35 2,9
3,3
3,6
4,0
3,8 27
30
34
39
36 2,6
2,3
1,9
1,3
1,7

* - оптимальный режим плазменного глазурования автоклавных стеновых материалов.

Сопоставительные данные показателей качества технологических параметров и операций предлагаемого и известного способов представлены в табл.2.

Таблица 2

Показатели качества автоклавных стеновых материалов (силикатного кирпича), и технологические параметры и операции

№ п/п Показатели Единицы измерения Предлагаемый способ Известный способ [2] 1 Последовательность технологических операций   2 Оптимальная скорость плазменного оплавления лицевой м/с
  0,30
  0,08
    поверхности силикатного кирпича       3 Прочность сцепления глазурного слоя с основой МПа 2,0-2,5 4,3 (20-25 кгс/см²) 4 Морозостойкость циклы - 42 5 Качество покрытия - Бепористое с ровным розливом Бепористое с ровным розливом 6 Энергозатраты (мощность плазмотрона) кВт 70 12

Контроль качества изделий производили в соответствии с ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости». Прочность сцепления определяли методом отрыва покрытия от подложки на разрывной машине R-0,5. Изделия соответствовали требованиям ГОСТ 7025-91.

Пример осуществления контроля качества.

Для определения прочности сцепления глазурного слоя с основой к поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью 1 см². После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления глазурного слоя с основой на разрывной машине R-0,5. Изделия и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины. После равномерного нагружения происходил отрыв глазурного слоя. Для испытаний брали не менее 5 образцов. Прочность сцепления глазурного слоя (при оптимальном режиме плазменного глазурования) определяли как среднее арифметическое:

Морозостойкость определяли по ГОСТ 7025-91 в морозильной камере с принудительной вентиляцией и автоматическим регулированием температуры от 15° до 20°С при объемном замораживании. Для испытаний брали 5 образцов. Продолжительность замораживания 4 часа.

Контроль морозостойкости осуществляли по степени повреждений и потере массы (п 7.4.1 и 7.4.2 ГОСТ 7025-91). Среднюю морозостойкость изделий, полученных при оптимальном режиме, определяли как среднее арифметическое:

ЛИТЕРАТУРА

1. Громов Ю.Е., Лежепеков В.П., Северинова Г.В. Индустриальная отделка фасадов зданий. - М.: Стройиздат, 1980. - с.59-60.

2. Короткевич С.Г., Летницкая Н.И., Магнев В.П., Шиманович В.Д., Шипай А.К. Получение декоративных стеновых материалов путем плазменной обработки поверхности. Серия: Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих. Выпуск 7. - М.: ВНИИЭСМ, 1977. - с.24-25.

Изобретение относится к области получения глазурованных автоклавных стеновых материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Способ глазурования автоклавных стеновых материалов включает полусухое прессование, автоклавную обработку, плазменное оплавление их лицевой поверхности плазменным факелом плазмотрона до автоклавной обработки при мощности плазмотрона 12 кВт и скорости прохождения плазменного факела по лицевой поверхности 0,3 м/с и контроль качества готовых изделий. Технический результат - повышение прочности сцепления глазурного слоя с основой, сокращение времени глазурования и снижение энергозатрат. 2 табл.

Способ глазурования автоклавных стеновых материалов, включающий полусухое прессование, автоклавную обработку, плазменное оплавление их лицевой поверхности с помощью плазмотрона, контроль качества готовых изделий, отличающийся тем, что плазменное оплавление лицевой поверхности автоклавных стеновых материалов производят плазменным факелом плазмотрона до автоклавной обработки при мощности плазмотрона 12 кВт и скорости прохождения плазменного факела по лицевой поверхности 0,3 м/с.