|
В начале нашего века, когда
зародилось производство асбестоцементных изделий, оно базировалось на
применении портландцемента, качество которого характеризовалось тогда
пределом прочности при сжатии раствора 1:3 жесткой консистенции примерно в
10,0 МПа. Выпускались, в основном, плоские прессованные асбестоцементные
изделия. Основной продукцией в настоящее время являются непрессованные
волнистые кровельные листы обыкновенного и усложненного профиля разных размеров,
весьма значителен объем производства асбестоцементных труб.
Как известно, микроармирование цементного камня' оказывает
наиболее благоприятное влияние на асбестоцементную композицию, повышая ее
прочность на растяжение и изгиб в связи с преобладанием игольчато-призматической
структуры гидратных новообразований. Поэтому возникла необходимость повышения
требований к качеству портландцемента, как основной матрицы
дисперсно-армированной композиции, которой является асбестоцемент. Поэтому
большое внимание уделяется благоприятной структуре клинкера, точному
соблюдению дисперсной характеристики портландцемента соответственно
требованиям ГОСТ. В цементе для асбестоцементных изделий должно быть
повышенное содержание алита (до 55—60%), ограниченное количество С3А (в
пределах 3—8%), а также содержание менее 1% растворимых щелочей и крайне
малое количество оксида железа (II).
Основными стадиями современной технологии производства
асбестоцементных материалов являются: 1) приготовление предварительно
распушенного асбеста и цемента, взятых в соотношении по массе примерно 85:15,
суспензии, в которой соотношение твердой и низкой фаз Т:Ж составляет
0,06—0,2; 2) формование изделий на листоформовочных (асботрубных) машинах,
заключающееся в отфильтровывании твердой фазы из суспензии на сетчатом
цилиндре до образования на нем первичного слоя; 3) обезвоживание и уплотнение
последующих первичных слоев и получение из них «сырого» полуфабриката и его
уплотнение. На конечной стадии полуфабрикат твердеет под действием
тепловлажностной обработки в горячей воде.
Исследования некоторых специфических свойств
портландцемента для асбестоцементных изделий показали, что алит и белит
образуют с асбестом суспензии с необходимой фильтруемостью. Роль гипса в этом
случае положительна, в то время как худшими фильтрующими свойствами обладает
алюмоферритная фаза. Отрицательно влияет восстановительная среда обжига,
когда в клинкере образуются закисные соединения железа.
Отфильтровывание твердой фазы из асбестоцемент - ной
суспензии и ее дальнейшеее обезвоживание и уплотнение с помощью отжимных
средств и вакуума из-за дисперсного характера гидратирующегося цемента и
распушенного асбеста являются весьма сложными процессами. Для ускорения
процессов обезвоживания желательно применять крупномолотый цемент, однако при
этом снижается содержание тончайших фракций, от которых зависит прочность
сцепления цемента с асбестовым волокном. Как известно, гидратация цемента
приводит к появлению гидратных новообразований с высокой удельной
поверхностью. Благодаря своей высокой дисперсности гидраты адсорбируют на
своей поверхности значительное количество воды, трудно удаляемой даже в
условиях ваккума, создаваемого на формовочной машине.
При грубом помоле цемента обезвоживание облегчается, но
замедляется скорость твердения. Поэтому потребовалось увеличение дисперсности
цемента, так как это способствует более энергичному взаимодействию его с
водой и, следовательно, более активному выделению гидроксида кальция, который
адсорбируется асбестом и усиливает его физическое сродство к воде;
проникание воды во внутренние полости волокна, активная
адсорбция в его микротрещинах гидроксида кальция ускоряет процесс расщепления
волокон асбеста и способствует гидратации цемента.
В результате физико-химического взапмоденствпя асбестового
волокна с гпдратными новообразованиями цемента упрочняется их взаимосвязь в
формуемых на машине асбестоцементпых первичных слоях и в «сыром»
полуфабрикате и в результате увеличивается прочность и ударная вязкость
асбестоцемента, снижается его водопоглощение и коробление. Для ускорения
обезвоживания суспензии с тонкомолотым цементом применяют подогрев (примерно
до 303—308 К) воды, вызывающий понижение ее вязкости и облегчающий благодаря
этому отделение от нее твердой фазы. Процесс фильтрации улучшается также в присутствии
гипса в цементе, который способствует кристаллизации гидросульфоалюмината
кальция и сдерживает (по данным Т. М. Берковича) образование высокодисперсных
гидроалюмпнатов кальция. Желательно ограничивать содержание в цементе крупных
фракций примерно >50—60 мкм, способствующих появлению твердого осадка в
отфильтрованной воде, а также особо мелких, менее 5 мкм [11].
По данным ВНИИпроектасбестоцемента процесс формования
асбестоцементпых материалов на цементах, характеризующихся постоянным
содержанием алю- мосодержащих фаз и различным количеством силикатов кальция,
интенсифицируется с увеличением содержания в цементе алита. При использовании
таких цементов достигается большая полпота его сцепления в суспензии и в
первичных слоях асбестоцемента в процессе их образования. Об этом
свидетельствует незначительный твердый осадок в отфильтрованной воде.
Повышение взаимосвязи асбеста с цементом способствует ускорению обезвоживания
и повышению степени уплотнения пленки па сукне и полуфабриката, благодаря
чему улучшается качество готовой продукции. Эти положения учтены в ГОСТ
9835—77 на портландцемент для производства асбестоцементпых изделий марок 400
и 500.
Тонкость помола этого цемента должна характеризоваться
удельной поверхностью в пределах 2200—3200 см2/г. Содержание свободной
извести в нем не должно превышать 1%; C3S должно быть не менее 52% и С3А не
менее 3 и не более 8%. Содержание MgO и S03 такое же, как и в обычном
портландцементе. Начало же схватывания в отличие от него должно наступать не
ранее 1 ч 30 мин от начала затворения. Цемент не должен содержать минеральных
активных или инертных добавок.
В асбестоцементной промышленности в последнее время
решается ряд технических проблем, связанных с расширением ассортимента
изделий. Применяются поточные автоматизированные линии для производства
крупноразмерных прессованных и непрессованных плит. Их использование вместо
мелкоразмерного шифера позволяет вдвое уменьшить трудоемкость монтажа кровли
и Сократить расход асбестоцемента на 6—7% на 1 м2 площади кровли. Внедряется технология производства асбестоцементных изделий методом экструзии,
позволяющей изготавливать изделия сложной конфигурации. Для этой технологии
необходим портландцемент с удельной поверхностью 4000—4800 см2/г с добавкой
0,25% полиакриламида. Применение панелей, полученных по такой технологии,
позволяет заменить железобетонные покрытия зданий и экономить 3,5—4 кг
металла на 1 м2 покрытий.
В весьма ограниченном объеме у нас выпускаются
асбестоцемептные изделия по автоклавной технологии, при которой песчанистый
портландцемент с Содержанием 35% песка подвергается гидротермальному
твердению при давлении 0,8 МПа. При автоклавной технологии содержание алита в
цементе следует ограничивать, в связи с чем ориентируются на применение бели-
тоалюмоферритного клинкера.
|