СПОСОБ ГЛАЗУРОВАНИЯ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ КРОВЕЛЬНЫХ ЛИСТОВ Российский патент 2012 года по МПК C04B41/70 

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.

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.

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.