СПОСОБ ГЛАЗУРОВАНИЯ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ КРОВЕЛЬНЫХ ЛИСТОВ
METHOD OF GLASING ASBESTOS-CEMENT ROOFING SHEETS

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, м<sup>3</sup>/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.
3
3
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 м/час, расход воды на охлаждение - 0,6 м/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
3
1. Пат. 2354631, МКИ 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.
3
2. Пат. 2335483, МКИ 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.