АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Асбестоцементные материалы нашли широкое применение в строительстве и других отраслях народного хозяйства в виде профильных изделий, труб различного диаметра, конструктивных и кровельных листовых материалов. Однако рост объема их производства сдерживается из-за возрастающего дефицита длинноволокнистых сортов асбеста и его канцерогенности. Поэтому замена асбеста является одной из первоочередных задач. Для этих целей значительный интерес представляет стеклянные и минеральные волокна, в том числе из горных пород, в частности из базальтов.
В Гзрмании еще в 1914 г. при производстве асбестошифера взамен асбеста применялись минеральные волокна [65]. В патентах США [66-68] указывается, что в качестве арматуры использовались стеклянные волокна. Полученные изделия обладали высокой прочностью и пониженной плотностью. В КНР в качестве армирующего материала при производстве асбоцементных труб применяются тонкие волокна, изготовленные из сырья на основе базальта.
Эти изделия обладают высокой водонепроницаемостью, прочностью, увеличивающейся при многократном замораживании и оттаивании, и меньшей, чем у бетона усадкой [69].
В ЧССР получены положительные результаты при замене асбеста в производстве асбестоцементных изделий волокнами из вулканических горных пород.
50
Нысокое содержание оксидов железа в породах, из которых получают волокна, способствует увеличению адгезии волокна к цементу. При изготовлении кровельного и волнистого шифера, а также асбестоцементных труб до 20% асбеста заменено базальтовым штапельным волокном диаметром 15-20мкм [70].
При замене асбеста стеклянными и минеральными волокнами изменяются свойства асбестоцементных изделий: снижаются плотность и предел прочности при изгибе, повышаются водопоглощениб и ударная вязкость, которая со временем уменьшается. Кроме того, базальтовое волокно лишь незначительно разрушается в щелочной среде.
Проводимые в нашей стране работы по использованию штапельных базальтовых волокон в производстве листового асбестошифера показали возможность частичной замены (до 20%) асбеста тонкими штапельными волокнами из базальта Берестовецкого и Ивано-Долинского месторождений [71].
При производстве листов СВ-1У50 на Киевском комбинате асбестоцементных изделий асбест 5 сорта заменяли базальтовым волокном. Волокно вводили в смеску на стадии перемешивания асбестовой суспензии до введения цемента. Замена 5% асбеста базальтовым волокном практически не изменяет физико-механических характеристик асбестоцемента. При замене 10% асбеста механическая прочность снижается незначительно, но ударная вязкость асбестоцемента - на 15%. Введение базальтового волокна взамен асбеста позволяет повысить плотность асбестоцемента и существенно снизить его водопоглощение. Авторы рекомендуют использовать до 5% штапельного базальтового волокна взамен асбеста.
НШГБВ для получения асбестобазальтошфера использовали до 20% штапельных тонких базальтовых волокон, полученных способом вертикального раздува воздуха (БВРВ) и в качестве добавки до 5% БСТВ от общей массы волокон в смеси. Были опробованы различные варианты введения базальтовых волокон. Как показали эксперименты, в бегунах базальтовые волокна не уминаются, как асбест, а из-за хрупкости ломаются. При .добавлении половины порции БВРВ в пушитель, а второй половины в гидросмеситель наблюдалось комкование волокна. Поэтому наиболее приемлемым способом является введение волокна в пушитель, из которого предварительно выпускают в гидросмеситель 2/3 гидромассы асбеста.
При изготовлении асбестобазальтошфера марки СВ-40 10 и 20% асбеста 5 сорта заменяли штапельным волокном ВРВ диаметром 15-20 мкм. Свойства аобестобазальтошифера приведены в табл.23.
Испытания асбестоцементных волокнистых листов показали, что с введением БВРВ прочность при изгибе снижается.
51
Яри получении шифера УВ-6 дая повышения однородности масон дополнительно вводили от I до 5$ базальтового супертонкого волокна.
Таблица 23
Показатели
|
Асбесто-
шифер
|
Асбестобазальтошифер с заменой асбеста на ЕВРВ
|
|
10$
|
20$
|
Сосредоточенная нагрузка от штампа, Н
|
1500
|
1750
|
1750
|
Предел прочности при изгибе в поперечном направлении, МПа
|
16
|
13,3
|
10,9
|
Плотность в сухом состоянии, г/см3
|
1,60
|
1,67
|
1,65
|
Морозостойкость, циклов
|
25
|
25
|
25
|
Остаточная прочность при изгибе,МПа
|
14,4
|
13,0
|
11,0
|
Водонепроницаемость,
|
24
|
24
|
24
|
В этом случае механическая прочность листов шифера УВ-6 увеличилась на 40$ (табл.24).
Таблица 24
Показатели
|
Асбестошифер
|
Асбестобазальтошифер
|
Сосредоточенная нагрузка от штампа, Н
|
1500
|
1700
|
Предел прочности при изгибе в поперечном направлении,МПа
|
16
|
22
|
Плотность в сухом состоянии, г/см3
|
1,6
|
1.7
|
Морозостойкость, циклов
|
25
|
25
|
Остаточная прочность при изгибе, МПа 14,4
|
20,0
|
Водонепроницаемость
|
24
|
24
|
Проведенные НИЯБВ испытанья выпущенного ранее асбестобазальтошифера типа ВО с заменой 15$ асбеста ЕВРВ после II лет эксплуатации на крыше жилого дома показали, что прочность при изгибе увеличилась с 13,4-13,7 (возраст 10 сут) до 23,0 МПа, то есть на 190$. После 25 циклов замораживания прочность практически не изменилась.
Выпущена также опытная партия асбестобазальтоцементных труб. При гидростатическом испытании трубы^в которых 10$ асбеста заменены ЕВРВ, выдерживали давление 2,2 МПа, т.е. предельное^ достигаемое на установке, тогда как испытания асбестоцементных труб проводятся при 1,8 МПа.
НИЛЕВ совместно о ВНИИпроектасбестоцементом проведены работы по армированию труб непрерывным базальтовым волокном. Арматура подавалась в виде ровинга на форматную скалку вместе с асбестоцементной пленкой.
52
Благодаря такому армированию можно повысить прочность асбестоцементных труб на 20$, что позволит снизить толщину их стенок на 11$ и, следовательно, сэкономить сырье и повысить производительность машин. Так, при армировании базальтовым волокном одной асбестоцементной трубы диаметром 100 мм экономится 0,455 кг асбеста трубных сортов и 2,2 кг цемента. Общая экономия составит около 19 руб. на I уел.км труб.
Асбестобазальтоцементные изделия морозостойки, выдерживают 25 циклов замораживания без каких-либо признаков расслоения или повреждения, имеют остаточную прочность выше контрольных образцов, водонепроницаемы.
Благодаря высоким фазико-механическим свойствам асбестобазальтоши- фер может успешно использоваться в качестве кровельного, конструкционного и облицовочного материала. Асбестоцементные трубы, армированные базальтовым непрерывным волокном, найдут широкое применение в сельском хозяйстве, мелиорации, строительстве, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Кроме того, в результате проведенных НИЛБВ исследований по частичной замене асбеста базальтовыми волокнами на Ивано-Франковском цементно-шиферном комбинате выпущены опытные партии базальтоасбестоцементных швеллеров типа АШБ (100x2) [72] . Составы опробованных замесов приведены в табл.25.
Таблица 25
№ состава
|
Компоненты замеса, кг
|
асбест
|
цемент
|
О
СО
•о
|
ВЫЙ ЖГУТ
|
базальтовое грубое волокно
|
с замаслива-
телем
|
без замасли- вателя
|
I
|
29,7
|
167
|
3,3 (11$)
|
-
|
-
|
2
|
15
|
177
|
3,3 (22$)
|
-
|
-
|
3
|
29,7
|
167
|
-
|
3,3 (11$)
|
-
|
4
|
29,7
|
167
|
-
|
-
|
3,3 (11$)
|
5
|
26,4
|
167
|
-
|
-
|
6,6 (25$)
|
6
|
26,4
|
167
|
-
|
3,3 (12,5$)
|
3,3 (12,5$
|
Во всех замесах использовался портландцемент марки 500 и асбест 5 сорта П-5-50 Баженовского месторождения. В качестве пластификатора применялась метилцеллшоза (1,0-1,1$ в пересчете на сухое вещество). Влажность массы составляла 18-21$.
Базальтовые волокна вводили в смеситель в виде рубленых жгутов длиной 10-15 мм из непрерывных волокон диаметром 9-12 мкм, грубых волокон диаметром 140-160 мкм и их композиции в количестве 11,22, 25 и 100$ от содержания асбеста.
53
Прочность на разрыв базальтовых непрерывных волокон составляет 1800, грубых - 228 МПа.
Швеллеры формовали при установленных для асбестоцемента режимах. При 100%-й замене асбеста базальтовым грубым волокном отформовать швеллер не удалось. Физико-механические свойства швеллеров приведены в табл. 26 и 27.
Таблица 26
Л состава
|
|
Плотность.
|
кг/м3, чешз
|
|
7 сут
|
14 сут
|
28 сут
|
365 сут
|
Контрольный (асбестоцементный)
|
|
1831
|
1831
|
1844
|
I
|
1904
|
1884
|
1865
|
1915
|
2
|
1960
|
1972
|
1832
|
1946
|
3
|
1858
|
1879
|
1828
|
1827
|
4
|
1740
|
1874
|
1879
|
1824
|
5
|
1864
|
1906
|
1915
|
1857
|
6
|
1808
|
1838
|
1883
|
1815
|
Таблица' 27
|
|
эизг» Ша* ч0Рез
|
|
р
разр'
|
Н, через
|
Ударная
вязкость,
кЛд/м2
|
м оио
тава
|
7
сут
|
14
сут
|
28
сут
|
365
сут
|
7
сут
|
14
сут
|
28
сут
|
365
сут
|
|
Конт
рольный
|
13,4
|
13,5
|
15,5
|
19,0
|
1079
|
810
|
1173
|
770
|
1,76
|
I
|
18,0
|
17,0
|
20,7
|
17,4
|
1090
|
1043
|
1150
|
-
|
2,05
|
2
|
15,4
|
18,0
|
19,8
|
16,5
|
1335
|
1070
|
1083
|
840
|
1,90
|
3
|
18,3
|
19,9
|
23,3
|
23,0
|
1035
|
1036
|
1180
|
870
|
2,61
|
4
|
19,0
|
19,9
|
24,3
|
26,1
|
1150
|
1103
|
1260
|
990
|
3,40
|
5
|
21,6
|
18,6
|
24,6
|
26,4
|
1180
|
1050
|
1235
|
965
|
3,13
|
6
|
18,7
|
20,2
|
26,2
|
23,0
|
1220
|
1108
|
1260
|
1000
|
2,63
|
Плотность асбестоцементных швеллеров, армированных базальтовыми волокнами, практически не изменяется ни во времени, ни в сравнении с контрольными образцами. Испытания в течение года показали, что прочность при изгибе образцов, армированных базальтовыми грубыми волокнами (II и 25%), превосходит контрольные в 1,37 и 1,30 раза, а разрушающая нагрузка - в 1,25-1,3 раза. Ударная вязкость всех видов базальтоасбестоцементных швеллеров возрастает по сравнению с: контрольными - максимально для образцов на основе грубого волокна (II и 25%) - в 1,77-1,93 раза.
54
Таким образом, при изготовлении асбестоцементных швеллеров установлена возможность замены части асбеста базальтовыми волокнами. Введение базальтовых грубых волокон диаметром более 100 мкм обеспечивает значительное повышение физико-механических свойств изделий и особенно ударной вязкости (почти в 2 раза).
Простота технологии производства базальтовых грубых волокон, исключение при их выработке драгоценных металлов, низкая стоииооть (не более 70 руб/т), наличие практически неограниченных и широко распространенных видов сырья позьоляет наряду с техническим эффектом при их использовании получить значительный экономический эффект. .
-
Достарыңызбен бөлісу: |