СПОСОБ ГЛАЗУРОВАНИЯ АВТОКЛАВНЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD OF AUTOCLAVE WALLING MATERIALS GLAZING

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.
2
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/см (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.
3
Параметры работы плазмотрона были следующие: мощность 12 кВт, расход плазмообразующего газа - аргона - 2,5 м/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, м<sup>3</sup>/ч
Скорость прохождения плазменной горелки, м/с
Качество изделия
Напряжения в покрытии
прочность сцепления покрытия, МПа
морозостойкость, циклы
6
2,5
0,150,200,250,300,35
1,82,22,73,12,9
1722273329
3,22,92,32,02,2
9
2,5
0,150,200,250,300,35
2,73,13,43,73,5
2227303632
2,82,42,01,61,9
12<sup>*</sup>
2,5*
0,150,200,250,30*0,35
3,53,84,04,3*4,1
31353842*39
2,11,91,41,1*1,3
15
2,5
0,150,200,250,300,35
2,93,33,64,03,8
2730343936
2,62,31,91,31,7
* - 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
<img file="00000003.tif" he="68" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000004.tif" he="67" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
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/см<sup>2</sup>)
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.
2
Для определения прочности сцепления глазурного слоя с основой к поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью 1 см. 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.