Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Синтетическое волокно для цемента

Виды синтетических волокон

Выделяют три основных вида синтетических волокон, которые используют для изготовления нитей для фильтровальных тканей:

  • полиэфирное волокно;
  • полиамидное волокно;
  • полипропиленовое.

Из полиэфирных нитей производят такие фильтровальные ткани:

  • ткань полиэфирная артикул 86033,
  • ткань ТЛФ-5 артикул 56190.

Из полиамидных нитей изготавливают ткань полиамидную артикул 56035, так же полиамид входит в состав ткани ТТФ-11 артикул 2409.

Широкое распространение получили полипропиленовые нити, из них ткут многие виды фильтровальных тканей, такие как:

  • ткань фильтровальная КС-34;
  • ткань кислостойкая КС-34;
  • ткань полипропиленовая ТФП-92М артикул 56306.

Полиэфирное волокно

Полиэфирные волокна — синтетические волокна, формуемые из расплава полиэтилентерефталата. Превосходят по термостойкости большинство натуральных и химических волокон: при 180°С они сохраняют прочность на 50%. Загораются полиэфирные волокна с трудом и гаснут после удаления источника огня; при контакте с искрой и электродугой не обугливаются.

Полиэфирные волокна сравнительно атмосферостойки. Они растворяются в фенолах, частично (с разрушением) — в концентрированной серной и азотной кислотах; полностью разрушаются при кипячении в концентрированных щелочах. Обработка паром при 100°С из-за частичного гидролиза полимера вызывает снижение прочности волокна (0,12% за 1 ч).

Полиэфирные волокна устойчивы к действию ацетона, четырёххлористого углерода, дихлорэтана и др. растворителей, микроорганизмов, моли, плесени, коврового жучка.

Устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам полиэфирных волокон ниже, чем у полиамидных волокон, а ударная прочность выше. Прочность при растяжении полиэфирных волокон выше, чем у других типов химических волокон.

Полиэфирное волокно обладает большим количеством достоинств, но так же имеет недостатки. Такие как трудность крашения обычными методами, сильная электризуемость, склонность к пиллингу, жёсткость изделий — во многом устраняются химической модификацией полиэтилентерефталата, например диметилизофталатом, диметиладипинатом (эти соединения вводят в реакционную смесь на стадии синтеза полиэтилентерефталата).

Техническая нить из полиэфирных волокон имеет широкую сферу использования. Ее применяют при изготовлении транспортёрных лент, приводных ремней, верёвок, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтровальных материалов, в качестве шинного корда. Полиэфирные волокна успешно применяют в медицине (синтетические кровеносные сосуды, хирургические нити). Из моноволокна делают сетки для бумагоделательных машин, щётки для хлопкоуборочных комбайнов, струны для ракеток и т.д. Текстильная нить идёт на изготовление трикотажа, тканей типа тафты, крепов и др. Методом «ложной крутки» получают высокообъёмную пряжу типа кримплен и мэлан. Штапельное полиэфирное волокно применяют в смеси с шерстью, хлопком или льном. Из таких смесей вырабатывают костюмные, пальтовые, сорочечные, плательные ткани, гардинно-тюлевые изделия и др. В чистом или смешанном виде полиэфирные волокна используют для производства искусственного меха, ковров. Войлок из полиэфирных волокон по важнейшим характеристикам превосходит войлок из натуральной шерсти. Торговые названия полиэфирных волокон: лавсан (СССР), терилен (Великобритания), дакрон (США), тетерон (Япония), элана (ПНР), тергаль (Франция), тесил (ЧССР) и др.

Полиамидное волокно

Полиамидное волокно — синтетические волокна, формуемые из расплавов или растворов полиамидов. Обычно для производства полиамидных волокон используют линейные алифатические полиамиды с молекулярной массой от 15 000 до 30 000 (чаще всего поликапроамид и полигексаметиленадипинамид).

С конца 60-х гг. 20 в. налажен выпуск полиамидных волокон из ароматических полиамидов, обладающих высокой термостойкостью. Технологический процесс получения полиамидных волокон включает три основных этапа: синтез полимера, формование волокна и его текстильную обработку. Полиамидные волокна характеризуются высокой прочностью при растяжении, отличной стойкостью к истиранию и ударным нагрузкам. Устойчивы к действию многих химических реагентов, хорошо противостоят биохимическим воздействиям, окрашиваются многими красителями. Максимальная рабочая температура волокон из алифатических полиамидов 80—150°С, волокон из ароматических полиамидов — 350—600°С.Полиамидные волокна растворяются в концентрированных минеральных кислотах, феноле, крезоле, трихлорэтане, хлороформе и др. Полиамидные волокна малогигроскопичны, что является причиной их повышенной электризуемости. Они плохо устойчивы к термоокислительным воздействиям и действию света, особенно ультрафиолетовых лучей. Для устранения этих недостатков в полиамиды вводят различные стабилизаторы.

Полиамидные волокна используются в производстве товаров широкого потребления, шинного корда, резинотехнических изделий, фильтровальных материалов, рыболовных сетей, щетины, канатов и др. Большое распространение получили текстурированные (высокообъёмные) нити из полиамидных волокон. Полиамидные волокна выпускают в виде непрерывных нитей или штапельных волокон во многих странах под следующими торговыми названиями: волокна из поликапролактама — капрон (СССР), найлон-6 (США), перлон (ФРГ), дедерон (ГДР), амилан (Япония) и др.: волокна из полигексаметиленадипинамида — анид (СССР), найлон-6,6 (США), родиа-найлон (ФРГ), ниплон (Япония) и др.; волокна из ароматических полиамидов — номекс (США).

Читайте так же:
Шнековые насосы для цемента

Полипропиленовое волокно

Полипропиленовое волокно — синтетическое волокно, формуемое из расплава полипропилена. Полипропиленовое волокно по эластичности, устойчивости к двойным изгибам, как правило, превосходит полиамидные волокна, но уступает им по стойкости к истиранию. Обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, имеет высокую стойкость к действию кислот, щелочей, органических растворителей.

Термо- и светостойкость полипропиленовых волокон сравнительно невысоки и в значительной мере определяются эффективностью вводимых в них стабилизаторов. Филаментное полипропиленовое волокно и моноволокно используют для изготовления нетонущих канатов, сетей, фильтровальных и обивочных материалов; штапельное полипропиленовое волокно — для выпуска ковров, одеял, тканей для верхней одежды, трикотажа, фильтровальных материалов. Текстурированное (высокообъёмное)полипропиленовое волокно находит применение главным образом в производстве ковров. Полипропиленовое волокно выпускается под различными торговыми названиями: геркулон (США), ульстрен (Великобритания), найден (Япония), мераклон (Италия) и др.

Глава III. Синтетические волокна

15. Классификация и строение волокон

Все волокна, применяемые для изготовления тканей, делятся на две группы (рис. 9): волокна природные и волокна химические. Первую группу составляют волокна, получаемые непосредственно из природных волокнистых материалов — хлопка, льна, шерсти, шелка и т. п. Химические волокна получаются химическими методами и в свою очередь делятся на две подгруппы — искусственные волокна и синтетические. Искусственные получаются в результате химической обработки природных высокомолекулярных соединений (клетчатки, или целлюлозы), например вискозное и ацетатное волокна.


Рис. 9. Классификация волокон

Синтетические волокна получаются из синтетических высокомолекулярных соединений.

Строение волокон характеризуется упорядоченным, ориентированным вдоль оси волокна расположением линейных молекул (рис. 10). При таком расположении между макромолекулами возникают большие силы взаимного притяжения, что обеспечивает высокую прочность волокна.


Рис. 10. Расположение линейных макромолекул: слева — беспорядочное; справа — упорядоченное, ориентированное вдоль оси волокна

Задача получения волокна заключается, во-первых, в том, чтобы получить вещество с большими линейными молекулами, и, во-вторых, в том, чтобы добиться упорядоченного расположения их вдоль оси волокна.

В высокомолекулярных соединениях, используемых для производства как искусственных, так и синтетических волокон, молекулы расположены беспорядочно. Чтобы молекулы смогли свободно перемещаться и занять новое, упорядоченное положение, должны быть предварительно ослаблены связи между ними. Этого можно достичь растворением вещества или его плавлением. В соответствии с этим существуют два способа получения химических волокон — формование их из раствора и формование из расплава.

Со способом формования волокна из раствора мы познакомились на примере производства вискозного волокна (см. учебник, стр. 356).

Формование из расплава заключается в том, что полимер в расплавленном состоянии продавливается через отверстия фильеры; образующиеся нити охлаждаются и затвердевают, после чего идут на дальнейшую обработку.

Уже при прохождении вещества через фильеру достигается до некоторой степени упорядоченное расположение молекул. Более полная ориентация молекул вдоль оси достигается при последующем вытягивании сформованного волокна.

При получении синтетических волокон иногда используют те же полимеры, что и при получении пластмасс. Готовят, например, волокна из полиэтилена, полистирола и других веществ.

Такие волокна характеризуются в основном той же совокупностью свойств, что и соответствующие пластмассы: они обладают, например, хорошими электроизоляционными свойствами и высокой химической стойкостью.

Однако наиболее распространенными и важными являются другие синтетические волокна. Здесь мы рассмотрим некоторые из таких волокон.

Вопросы и упражнения

46. Чем характеризуется строение волокон?

47. Как достигается упорядоченное расположение молекул в волокнах?

48. Расскажите о производстве искусственного вискозного волокна.

Синтетическое волокно для цемента

«СИ АЙРЛАЙД»: дисперсное армирование с применением синтетических волокон

Железобетон и бетон — одни из важнейших формообразующих элементов архитектуры нашего времени. Их широкое использование стало привычным и повсеместным. Железобетон применяется в строительстве зданий, инженерных сооружений, дорог и т. п. Объемы производства крупнопанельных изделий из различных видов бетонов, изготавливаемых на высокомеханизированных предприятиях, огромны .

Микроармирование синтетическими волокнами цементной матрицы предварительно напряженного железобетона рассматривается как способ создания бетонных конструкций, способных воспринимать длительные изгибающие и растягивающие напряжения и динамические нагрузки, сопротивляться образованию трещин. Так, работающие на изгиб плиты перекрытий и несущие балки в конструкции воспринимают, во-первых, нагрузку конструкции пола (в том числе и собственный вес), во-вторых, нагрузку от статической массы предметов и динамических воздействий, возникающих вследствие перемещения масс (движение погрузочных и транспортных устройств), в-третьих, знакопеременное (инерционное) воздействие, передающееся от фундаментов и слабых, подвижных грунтов (движение авто-, железнодорожного транспорта, метрополитен).

В то же время повреждения изделий могут происходить как при их транспортировке, так и при их монтаже. Влага обычно попадает в изделия при контакте с землей (капиллярный подсос) или атмосферными осадками, что может привести как к ухудшению механических характеристик изделия, так и к развитию на нем корродирующей микрофлоры. Наиболее распространенный вид повреждений изделий и конструкций при расформовке, транспортировке и монтаже — механические повреждения.

Читайте так же:
Машины для цементной промышленности

Мировой опыт подтверждает, что перспективным направлением в строительной индустрии является применение бетона с микроармированием синтетическим волокном для конструкций различного назначения, в частности, для воспринимающих различного рода нагрузки железобетонных пространственных конструкций. За последние три десятилетия и в России возрос интерес к применению фибробетона в строительных конструкциях. Разработки в этой области ведет челябинская компания ООО «Си Айрлайд».

Фибробетон — принципиально новый вид бетона. Как и традиционный бетон, он представляет собой композиционный материал, включающий дополнительно распределенный в объеме фиброволоконный наполнитель. По таким показателям, как прочность на растяжение и срез, ударная и усталостная прочность, трещиностойкость, вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость и ряд других, фибробетон в несколько раз превосходит традиционный, что обеспечивает его высокую эффективность при применении в строительных конструкциях. Важнейшей характеристикой фибробетона является прочность на растяжение. Этот показатель для фибробетона увеличивается на 30–35% по сравнению с обычным бетоном.

Неорганические вяжущие обладают определенными клеящими способностями, и их функция — склеивание отдельных составляющих в единое целое. Качество сцепления связующего с заполнителем и определяет в итоге свойства бетонной композиции. Нарушение склеивания может произойти по причине слабой адгезии компонентов (инертных заполнителей) бетонной смеси и цементной матрицы либо когезии (снижения прочности, связанного с возникновением напряженных участков клеящей матрицы из-за нарушения размеров «клеящего» слоя). Прочность цементного камня на разрыв при изгибе существенно ниже прочности при сжатии.

Дисперсное армирование бетонной матрицы позволяет в значительной степени воздействовать на основные недостатки бетона — низкую прочность при растяжении и изгибе, хрупкость, а также улучшить способность воспринимать знакопеременные (инерционные) воздействия. Дисперсное армирование с применением синтетических фиброволокон (фибры «Си Айрлайд-ВСМ») изменяет поведение непосредственно цементного камня как составляющей бетонной структуры, что позволяет создать необходимый запас прочности, сохраняя целостность конструкции даже после появления волосяных трещин.

Кроме того, в результате совмещения микроармирующего волокна и матрицы цементного камня образуется дополнительный комплекс свойств композита, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ раздела между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость материала. Таким образом, в композитах увеличение статической прочности приводит не к снижению, а к повышению характеристик вязкости разрушения.

Одной из основных проблем при производстве различных строительных работ (гидроизоляционных, отделочных) является низкое сцепление строительных растворов с основанием и их растрескивание при высыхании и твердении.

Ввод армирующего компонента с высокой оптимизирующей способностью, которым и является синтетическое фиброволокно «Си Айрлайд-ВСМ», может решить эту проблему. Синтетическая фибра обеспечивает трехмерное упрочнение бетона, в отличие от традиционной арматуры, которая обеспечивает лишь двухмерное упрочнение, и увеличивает сопротивление цементного камня изгибающим нагрузкам. С применением синтетического фиброволокна повышается долговечность материала, понижается усадочная деформация, значительно возрастают трещиностойкость и ударная вязкость.

Дисперсно-объемное микроармирование строительных композиций также позволяет значительно уменьшить общий вес строительных конструкций за счет уменьшения сечения при неизменных прочностных показателях. Попутно это способствует решению основных проблем, возникающих при строительстве на слабых грунтах, а также касающихся экономии сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов.

Таким образом, фибробетон рекомендуется для конструкций, в которых наиболее эффективно могут быть использованы его технические преимущества, выраженные повышением следующих физикомеханических показателей:

  • ударная и усталостная прочность;
  • прочность на растяжение и срез;
  • трещиностойкость;
  • морозостойкость;
  • водонепроницаемость;
  • прочность на изгиб, деформативность бетонной конструкции (восприятие материалом изгибающих моментов силы без разрушения).

Необходимо отметить также возможность применения более производительных приемов формования армированных конструкций (таких, как плиты перекрытий, сборные колонны и составные сваи, балки, монолитные емкостные сооружения, дорожные и аэродромные покрытия, монолитные полы, промышленные здания), повышение степени механизации и автоматизации их производства и, как следствие, снижение трудозатрат на арматурные работы. Кроме модификации бетона применение «Си Айрлайд-ВСМ» целесообразно также для следующих работ:

  • дисперсное армирование гипсокартона (позволяет использовать его в малонагруженных несущих конструкциях);
  • производство сухих штукатурных и строительных смесей на основе цементного и гипсового вяжущего с применением синтетического волокна (позволяет увеличить трещиностойкость покрытия, увеличить марку водонепроницаемости, морозостойкости и снизить внутренние напряжения, возникающие в слое покрытия).

Дисперсное армирование ячеистого бетона (автоклавный газобетон и неавтоклавный пенобетон) синтетическим фиброволокном «Си Айрлайд-ВСМ» значительно уменьшает или полностью исключает появление и развитие усадочных трещин в процессе изготовления, твердения и последующей эксплуатации материала. Это особенно актуально в последние годы, когда ячеистые бетоны приобретают высокую популярность в малоэтажном и одноэтажном (коттеджном) строительстве, развитие которого регламентировано государственной целевой программой «Жилище». Потенциал развития малоэтажного строительства подтверждается и мировым опытом. Ячеистые бетоны совмещают низкую плотность с прекрасной теплозащитой, их применение обеспечивает снижение затрат по устройству фундаментов. Но наряду с перечисленными достоинствами ячеистому бетону присущи и недостатки — в первую очередь трещинообразование и высокая хрупкость.

По инициативе ООО «Си Айрлайд» были проведены исследования, результаты которого позволяют рекомендовать дисперсное армирование неавтоклавного пенобетона синтетическими фиброволокнами, такими, как «Си Айрлайд-ВСМ», что обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик изделий и конструкций.

В жидкой минеральной среде на основе цемента присутствие волокнистого армирующего наполнителя меньшает пластическую усадку, улучшает водоудерживающие способности, ограничивает оседание минеральных составляющих за счет создания трехмерной сети внутри минерального теста и исключает расслаиваемость смеси.

Дисперсное армирование приобретает большое значение и в антисейсмическом строительстве за счет способности армированных синтетическим фиброволокном конструкций воспринимать большие значения изибающих и растягивающих напряжений, приобретая такие свойства, как более высокая деформативность бетонной конструкции и высокая трещиностойкость (макро и микротрещины как концентратор напряжения) строительных материалов. Армирование фиброволокном дополняет комплекс специальных конструктивных мероприятий, направленных на повышение прочности и монолитности несущих конструкций. Вязкость микроармированного бетона меняет стадию разрушения, которая не происходит внезапно, как в обычном бетоне. Разрушение происходит постепенно, с раскрытием трещин в зоне чистого изгиба. Дисперсное армирование синтетическим фиброволокном «Си Айрлайд-ВСМ» позволяет значительно повысить всю совокупность физико-механических показателей бетонов.

Низкое сопротивление растяжению, характерное для бетонных конструкций, — наиболее существенный недостаток, снижающий эффективность использования бетона в строительных конструкциях.

Важнейшая характеристика полимер фибробетона:

прочность на растяжение

является не только прямой характеристикой материала, но и косвенной, поскольку отражает его сопротивление другим механическим воздействиям, а также долговечность.

Ударная прочность (вязкость разрушения) фибробетона на синтетической фибре в 3–5 раз превышает ударную прочность обычного бетона. Достигаемое фибровым армированием увеличение отношения пределов прочности при растяжении и сжатии (Rbt/Rb) представляет собой средство повышения эффективности бетона как конструкционного материала. Учитывая относительно низкую стоимость и доступность синтетических фиброволокон, можно утверждать, что это решит вопрос конкурентоспособности фибробетонов с ВСМ(фибро), в отличие от других видов армированных бетонов.

Имеются мнения, что для этого потребуется достижение величины Rbt/Rb 0,5–0,6. Практически такое соотношение прочностей возможно только при дисперсном фибровом армировании цемент-матрицы. Наиболее ценным качеством микроармирования фиброволокнами бетонных композиций является способность его тормозить образование и развитие микротрещин. Таким образом, бетонные конструкции, армированные ВСМ (фибро), способны воспринимать значительные изгибающие моменты с более высокими показателями статического напряжения.

В нормативных документах, регламентирующих проектные решения, прочность при сжатии всегда рассматривалась в качестве определяющего фактора, другие показатели бетонов считались производными от статической прочности. Такой способ не позволяет достоверно оценить надежность бетонной конструкции в целом, обеспечить равнонадежность различных бетонных конструкций. В настоящее время разработана общая методика полного вероятностного расчета бетонных конструкций по надежности.

Однако такой расчет требует глубоких знаний и контроля изменчивости всех основных факторов, входящих в технологический расчет. Кроме того, для массового внедрения в нормы полного вероятностного расчета нужно установить необходимые общие уровни надежности для различных бетонных конструкций.

Специалисты НИИЖБ, МНИИТЭП и фирмы «Фибробетон» разработали строительные нормы «Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций» ВСН 56–97, в которых предусматриваются и допускаются проектирование, применение и методы изготовления фибробетонных конструкций на основе тяжелого и мелкозернистого бетонов, а также синтетических фиброволокон (пп. 1.14; 1.1.22; 1.2.13; 2.1.1; 2.2.1).

Производимое компанией ООО «Си Айрлайд» строительное микроармирующее фиброволокно «Си Айрлайд-ВСМ» отвечает всем законодательно утвержденным требованиям и установленным нормам.

Автор: Директор департамента исследований и разработок ООО «Си Айрлайд» Савельев А. А

Волокно цемента

1 волокно цемента

2 волокно цемента

См. также в других словарях:

Волокно углеродное — – изготавливается из органических материалов, обладает высокой прочностью на растяжение до 3500 МПа. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Волокно… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно — – гибкое протяженное, непрерывное и прочное тело ограниченной длины с малыми поперечными размерами по отношению к длине, применяемое для изготовления волокнистых материалов, предназначенных для армирования полимерных композитов. Примечания … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно арамидное — – волокно для армирования полимерных композитов, образуемое из линейных волокнообразующих полиамидов, в которых не менее 85 % амидных групп непосредственно связано с двумя ароматическими кольцами. [ГОСТ 31938 2012] Рубрика термина: Виды… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно асбестовое — – волокно, получаемое путем разделения на тонкие нити минеральных силикатов естественного происхождения, имеющих кристаллическую структуру. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Асбест Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно базальтовое — Волокно базальтовое; базальтоволокно – волокно для армирования полимерных композитов, образуемое из расплава базальта или габродиабаза. [ГОСТ 31938 2012] Рубрика термина: Виды арматуры Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно графитовое — – углеродное волокно, термически стабилизированное при температуре графитизации. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Теплоизоляционные свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно керамическое — – неорганическое волокно, полученное из оксидов металлов или глины. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Теплоизоляционные свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно минеральное, полученное искусственным способом — – неорганическое волокно, полученное из расплава горной породы, шлака, стекла, оксидов металлов или глины. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Теплоизоляционные свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно стеклянное — (стекловолокно) – стекловолокно, волокно круглого или профильного сечения, получаемое из расплавл. стекла. Изготовляется двух видов: непрерывное (диам. 3 100 мкм, дл. > = 20 км) и штапельное (диам. 0,1 20 мкм, дл. 1 50 см). Обладает… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно высокопрочное непрерывное — – для неметаллической арматуры используют высокопрочные минеральные и органические волокна диаметром от 6 микрон до 15 микрон; составляют примерно 80 % массы арматурного стержня. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Волокно щелочестойкое стеклянное — – обладает относительно высокой стойкостью в среде твердеющего цементного камня за счет введения в состав стекла циркония или титана. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Связующие вещества и способы их смешивания с минеральной ватой

Основное назначение связующего — создать контакты между отдельными минеральными волокнами для фиксирования волокнистой макроструктуры дисперсной системы при получении изделий с заданными эксплуатационными характеристиками.

В производстве минераловатных изделий наиболее широко используют органические связующие вещества. Минеральные связующие, несмотря на меньшую стоимость, недефицитность, нетоксичность, не пользуются популярностью в силу их низкой адгезии к минеральному волокну, малой прочности и высокой средней плотности изделий. Их можно применять в отдельных случаях, когда требуется получить жесткую, неэластичную макроструктуру без особо строгих ограничений по средней плотности. Группу минеральных связующих представляют цементы, глины, трепел, диатомит, растворимое стекло и пр.

Основные требования к связующим веществам: высокая адгезия и способность равномерно распределяться по волокну материала; достаточно высокая когезия связующего после его отверждения; водорастворимость при приготовлении растворов или способность к образованию устойчивых эмульсий; водо- и термостойкость в отвержденном состоянии: долговечность; нетоксичность; недефицитность компонентов связующего; низкая усадка, исключающая появление в отвержденном связующем трещин; сроки отверждения должны находиться в рамках требований принятой технологии.

Органические связующие отвечают большинству из перечисленных требований и в настоящее время наиболее полно способны удовлетворить промышленность теплоизоляционных материалов на основе минеральной ваты. К группе таких веществ относятся многие синтетические смолы, битумы, декстрин, крахмал и пр.

Для растворения связующих наиболее подходящими являются полярные растворители, такие как вода, спирты, эфиры, и в меньшей степени неполярные растворители — бензин, бензол, ксилол и пр.

Наиболее распространенным видом синтетического связующего в производстве минераловатных изделий являются фенолформальдегидные смолы, в частности термореактивные феноло-спирты. А в последнее время все большее применение находят и карбамидные смолы.

Фенолоспирты представляют собой водорастворимые фенолформальдегидные поликонденсационные смолы. Фенольные смолы переходят в твердое нерастворимое (резитное) состояние при температуре 160—170°С в течение 10—30 мин во время проникновения горячего газообразного теплоносителя через толщу минераловатного ковра. Время отверждения фенолоспиртов сокращается по мере увеличения их концентрации в водном растворе.

Формальдегидные смолы обладают большинством необходимых качеств хорошего связующего, за исключением токсичности, хрупкости отвержденных пленок, относительно быстрого старения.

Карбамидные смолы дешевле фенолоспиртов, имеют высокую адгезию к волокну, не горят, позволяют получать минераловатные изделия с хорошими эксплуатационными качествами. Температура перехода их в твердое состояние 130—140°С. Однако более широкое использование сдерживается нестабильностью их свойств, что обусловливает значительные колебания физико-механических характеристик готовых изделий при одних и тех же технологических режимах. Кроме того, они весьма чувствительны к режимам тепловой обработки и недостаточно водостойки. Сохраняемость их в неотвержденном жидком состоянии невелика.

В последние годы у нас в стране и за рубежом все шире применяют многокомпонентные связующие, представляющие собой композиции смол с различными пластификаторами, повышающими эластичность минераловатных изделий. Именно благодаря применению связующих композиций с такими свойствами можно получать различные минераловатные изделия с более низкими показателями средней плотности и коэффициента теплопроводности, чем у исходной минеральной ваты.

В СССР нашли применение битумно-бентонитовые и крахмально-бентонитовые композиции, смеси фснолоспиртов с пластификаторами, например с поливинилацетатной эмульсией, уменьшающих хрупкость отвержденных пленок связующего.

В США получили распространение карбамидные и алкидные смолы, композиции, состоящие из 45—65 ч. по массе алкидной смолы, 30—50 ч. по массе мочевино-боратного продукта конденсации и 3—7 ч. по массе фенолформальдегидной смолы. В ФРГ применяют двухкомпонентные связующие, состоящие из фенолоспиртов и поливинилацетатной эмульсии или эмульсола. Во Франции в качестве связующего распространены производные целлюлозы.

Существует несколько способов введения связующих веществ при производстве минераловатных изделий: пульверизацией; проливом с последующим отжимом и вакуумированием; получением гидромасс (мокрый способ).

По способу пульверизации раствор или эмульсию связующего в виде аэрозоля наносят на минеральную вату в камере волокноосаждення (рис. 3.68). Связующее распыляют с помощью форсунок, через паровой коллектор центробежно-дутьевой установки или через полый вал центрифуги. В последних двух случаях связующее распределяется более равномерно: чем выше степень распыления, тем более равномерно связующее покроет отдельные волокна, тем выше качество сцепления.

Однако ввиду больших потерь связующего при применении этого способа он является рентабельным только при изготовлении мягких, полужест-ких плит и рулонного материала с низкой средней плотностью.

Ведутся разработки по усовершенствованию этой технологической операции. Так, фирмами «Земак» (ПНР) и «Юнгерс» (Швеция) сконструированы узлы, работающие под давлением более 6 МПа, что повышает качество получаемой продукции и значительно уменьшает расход дефицитных фенолоспиртов. Наличие 6—8 форсунок с самоочищающимися соплами, изготовленными из износоустойчивого материала, обеспечивает равномерное нанесение связующего. Для придания плитам гидрофобных свойств в этом же месте устанавливают форсунки для распыления температуростойкого масла.

При проливе с отжимом и вакуумированием связующее в виде непрерывной плоской струи падает на движущийся минераловатный ковер (рис. 3.69). Далее ковер доуплотняют, отжимают и вакуумируют, в результате чего оптимизируется влажность материала.

Излишек связующего после попадания в бассейн снова перекачивается в поливочную ванну с желобом.

Достоинства способа: более высокая прочность по сравнению с аэрозольным введением связующего (в 2—3 раза), меньшие потери связующего. Недостатки: повышение средней плотности изделий, влажности ковра (70—80 % массы), необходимость использования сложных технологических приемов для удаления влаги (вакуумирование, прессование, отжим и пр.), а также необходимость сушки. Способ применяют для получения жестких и твердых минераловатных плит.

При получении гидромасс различают два способа формования минераловатных изделий: подпрессовки и отливки (рис. 3.70). В обоих случаях непропитанный минераловатный ковер из камеры волокноосаждения попадает в смеситель, куда подают раствор связующего. Перемешанную минеральную вату с раствором связующего и другими компонентами раскладывают слоем на непрерывно движущийся конвейер, после чего подвергают вакуумированию и термообработке.

Главная отличительная черта методов — разница в соотношении твердая фаза: жидкость. Способ подпрессовки позволяет использовать гидромассы с соотношением минеральной ваты к раствору от 1:3 до 1:10, литьевая технология требует несколько большего расхода связующего.

Способ подпрессовки позволяет получать минераловатные изделия с более высокими технико-экономическими показателями, чем способ отливки. Плиты, полученные из гидромасс, характеризуются повышенной жесткостью и прочностью при сжатии.

Недостатки способа: повышенная влажность ковра, необходимость вакуумирования, повышенная энерго- и металлоемкость, измельчение ваты в процессе ее перемешивания, сравнительно невысокая прочность на изгиб.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector