Способ изготовления плоских прессованных пластин в непрерывном процессе

 

Изобретение относится к способам изготовления плоских прессованных пластин в непрерывном процессе. Содержащие целлюлозу частицы смешиваются с добавочными материалами, добавляют первую часть воды и перемешивают со смесью таким образом, что содержащие целлюлозу частицы полностью пропитывают влагой. Смесь перемешивают с первым связующим, которое содержит содержащий оксид алюминия компонент, добавляют вторую часть воды и перемешивают, затем добавляют второе связующее, которое в качестве компонента содержит гипс, и перемешивают, после чего добавляют третью часть воды и перемешивают, причем вторая и/или третья часть воды содержит систему замедлитель/ускоритель для компонентов связующего. После этого добавляют третье связующее, которое в качестве компонента содержит портландцемент, и перемешивают, смесь в заключение насыпают в виде слоя-ковра. Слой-ковер прессуют при заранее определенной температуре с соблюдением определенной продолжительности и заранее определенного давления прессования. Способ позволяет повысить прочность пластин при изгибе. 24 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам изготовления плоских прессованных пластин в непрерывном процессе.

Известен способ (авт. св. СССР N 1740160) изготовления плоских прессованных пластин, по которому осуществляют поэтапное смешивание частиц, содержащих целлюлозу, со связующим, формирование из приготовленной смеси слоя-ковра и последующее его горячее прессование.

В известном способе частицы перемешиваются со связующим спустя настолько короткое время, что находящаяся на поверхности частиц вода переходит в смесь еще до какого-либо заметного проникновения в частицы. Таким образом, частицы не могут пропитываться водой, но необходимо обращать внимание на то, чтобы при нанесении не происходило заметного проникновения воды в частицы. На практике, таким образом, оказалось, что изготовленные по известному способу плоские прессованные пластины имеют низкую прочность при изгибе. Далее могут образовываться вспучивания на поверхности пластин и трещины в пластинах. Кроме того, может случиться так, что изготовленные по известному способу плоские прессованные пластины в средней плоскости недостаточно соединены или, свойлочены друг с другом, так что части пластин отделяются друг от друга.

Задача изобретения - разработка способа, изготовления плоских прессованных пластин в непрерывном процессе, в котором производятся плоские прессованные пластины с высокой прочностью при изгибе, не обнаруживающие описанных недостатков данного уровня техники.

Задача решается тем, что при способе изготовления плоских прессованных пластин, включающем поэтапное смешивание частиц, содержащих целлюлозу, со связующим, формирование из приготовленной смеси слоя-ковра с его последующим горячим прессованием, согласно изобретению, частицы предварительно смешивают с добавочным материалом, а полученную смесь на первом этапе пропитывают водой до полного насыщения частиц с последующим смешиванием с первым связующим, один из компонентов которого содержит оксид алюминия, на втором этапе опять добавляют воду, перемешивают, с последующим смешиванием со вторым связующим, один из компонентов которого содержит гипс, на третьем этапе снова добавляют воду, перемешивают, с последующим смешиванием с третьим связующим, один из компонентов которого содержит портландцемент, при этом на втором и или третьем этапе в воду добавляют замедлитель ускоритель для компонентов связующего.

В отличие от известного уровня техники содержащие целлюлозу частицы полностью пропитываются влагой. Благодаря этому достигается то, что в насыпанном слое-ковре и при последующем прессовании слоя- ковра устанавливается равновесное состояние влажности смеси и процессы выравнивания влажности между различными компонентами смеси отсутствуют или соответственно, влияние их на возможное расслоение свойлоченных компонентов внутри плоской прессованной пластины уменьшается.

Благодаря разделению водяной добавки на различные порции и последовательному подмешиванию связующих на различных стадиях процесса достигается гомогенное размешивание и определенная, важная для химической реакции структура слоев различных компонентов и, вследствие этого, стабильная структура спрессованной плоской прессованной пластины. В частности, путем добавки системы из замедлителя и ускорителя для компонентов связующих может быть достигнуто управление критическими временами выдержки между процессами смешивания и прессования. Путем комбинирования согласованных друг с другом стадий способа могут изготовляться крупные плоские прессованные пластины, не имеющие ни вспучиваний, ни трещин. Кроме того, прочность при изгибе по сравнению с известными плоскими прессованными пластинами повышается и тогда могут быть соблюдены заданные стандарты и строительные предписания.

В соответствии с преимущественным примером выполнения в качестве добавочного материала используется рециклинг-материал, преимущественным образом материал, который образуется при обработке плоских прессованных пластин, в частности плоских прессованных пластин, изготавливаемых по этому способу. В качестве рециклинг-материала могут использоваться, например, избыточные плоские прессованные пластины, которые измельчаются с помощью молотковой мельницы. Благодаря использованию такого рециклинг-материала, с одной стороны, достигается высокая экономическая эффективность, а, с другой - может простым образом производиться необходимый для реализации способа материал с небольшими размерами стружек, т.е. с высокой долей мелких стружек.

Добавляемое количество системы ускоритель/замедлитель устанавливается в зависимости от времени выдержки смеси между процессом смешивания и заключительным процессом прессования и/или от внешней температуры смеси. Благодаря этому необходимая для осуществления способа установка может быть оптимально настроена в плане длительности передачи и цикла, что позволяет добиться высокой пропускной способности.

С помощью чертежа стадии способа из примера выполнения объясняются по виду управления процессом.

После запуска процесса (стадия 10) в соответствии со стадией процесса 12 древесные стружки, от 40 до 50% которых предпочтительным образом имеют размеры менее 2 мм и 50 - 60% имеют размеры более 2 мм, смешивают с рециклинг-материалом. Рециклинг-материал изготовляют из избыточных плоских прессованных пластин или из отходов плоских прессованных пластин, причем их измельчают с помощью молотковой мельницы. Измельченный рециклинг-материал содержит 75% мелкой стружки размером 0,16 - 0,5 мм.

На стадии 14 добавляют первую часть воды, составляющую 30 - 40% всего прибавляемого количества воды. К воде в качестве ускорителя прибавляют карбонат лития из расчета 0,15 - 0,25 мас.% к суммарной массе смеси, образующей впоследствии слой-ковер. На следующей стадии 16 смесь размешивают в течение приблизительно 180 с. На стадии 18 в качестве первого связующего добавляют плавленый глиноземный цемент, доля которого составляет около 4 - 5 мас.% от общей массы смеси.

На следующей стадии 20 добавляют вторую часть воды в количестве 20 - 40% суммарной добавляемой воды вместе с замедлителем. В качестве замедлителя может использоваться стандартный замедлитель для быстротвердеющего цемента. В заключение осуществляют перемешивание смеси в течение времени более 120 с (стадия 22). На следующей стадии 24 в качестве второго связующего добавляют гипс в количестве 3 - 4 мас.% от общей массы смеси и третью часть воды в количестве 25 - 40% от всей добавляемой воды. И к третьей части воды добавляют замедлитель для быстротвердеющего цемента. Общее количество замедлителя составляет около 0,4- 0,7 мас.% от общей массы смеси.

Известно, что гипс, как только он вступит в контакт с водой, начинает схватываться. Благодаря добавке замедлителя этим процессом схватывания можно эффективно управлять и приспосабливать его к продолжительности рабочего цикла, заданной непрерывным процессом изготовления.

На следующей, стадии 28 осуществляют перемешивание продолжительностью около 60 с, затем на стадии 30 в качестве третьего связующего добавляют портландцемент и происходит заключительное перемешивание продолжительностью около 90 с (стадия 32). Смесь в целом имеет влажность 24,5 - 27 мас.%.

На стадии способа 34 смесь с помощью засыпной машины в ходе процесса набрасывания и рассеивания насыпают в слой-ковер. Участки слоя-ковра в соответствии с размерами изготавливаемых плоских прессованных пластин подают в пресс, который прессует слой-ковер при 90^oC и давлении около 300 бар в течение 20 мин. Плоские прессованные пластины извлекают из пресса и выдерживают в течение 10 - 14 сут. Этим заканчивается процесс изготовления плоской прессованной пластины (стадия 40).

С целью достижения дальнейших преимуществ ход процесса может видоизменяться, (например, для повышения негорючести). Это может осуществляться, например, путем добавки водорастворимого компонента, содержащего оксид алюминия (например, на стадии 18), в количествах 6 - 12 мас.% от общей массы смеси.

Пример 1. Содержащие целлюлозу частицы подготавливают таким образом, что влажность насыщения устанавливают на уровне 26 мас.% влаги. Эти содержащие целлюлозу частицы, образованные древесными стружками, смешиваются с рециклинг-материалом в соотношении 2:1 в принудительном смесителе с добавлением 32% от общего количества воды. Вода в качестве ускорителя содержит карбонат лития в количестве 0,2 мас.% от общей массы насыпанного впоследствии слоя- ковра. К этой смеси добавляют и перемешивают с ней плавленый глиноземный цемент. После этого добавляют вторую часть воды в количестве 34% от общей массы воды вместе с замедлителем и перемешивают. В качестве замедлителя используют замедлитель для быстротвердеющего цемента (добавка) фирмы "Бауштоффтехник Гейдельберг". К этой смеси добавляют гипс и, наконец, третью часть воды в количестве 34% от общей массы воды вместе со следующей порцией замедлителя. Доля замедлителя составляет в целом 0,6 мас.% от суммарной массы. В заключение к смеси добавляют портландцемент, причем соотношение различных связующих - плавленого глиноземного цемента к гипсу и к портландцементу - составляет примерно 10 : 10 : 80%. Добавки различных частей воды приводят к установлению влажности всей смеси в целом на уровне 26 мас.%. В заключение смесь насыпают в виде слоя-ковра и после этого прессуют в прессующем устройстве при температуре 90^oC и давлении 300 бар в течение 20 мин. Получают плоскую прессованную пластину размером до 6,5 · 3 м² и толщиной до 25 мм. Эта плоская прессованная пластина соответствует классу строительных материалов В1 (трудновоспламеняющиеся) и отвечает соответствующим нормам в отношении упруго-механических свойств. Трещины, вспучивания и отслаивания частей пластины не наблюдаются.

Пример 2. Выполняют стадии, указанные в примере 1, причем дополнительно перед добавкой первой части воды добавляют минеральный компонент в количестве 6,6 мас.%. Добавляемое количество воды устанавливают таким образом, чтобы насыпанный слой-ковер имел влажность смеси 23 мас.%. Получают плоскую прессованную пластину, размером до 6,5 · 3 м² при толщине до 25 мм, которая соответствует классу строительных материалов А2 (негорючие).

Формула изобретения

1. Способ изготовления плоских прессованных пластин, включающий поэтапное смешивание частиц, содержащих целлюлозу, со связующим, формирование из приготовленной смеси слоя-ковра с его последующим горячим прессованием, отличающийся тем, что частицы предварительно смешивают с добавочным материалом, а полученную смесь на первом этапе пропитывают водой до полного насыщения частиц с последующим смешиванием с первым связующим, один из компонентов которого содержит оксид алюминия, на втором этапе опять добавляют воду, перемешивают, с последующим смешиванием со вторым связующим, один из компонентов которого содержит гипс, на третьем этапе снова добавляют воду, перемешивают, с последующим смешиванием с третьим связующим, один из компонентов которого содержит портландцемент, при этом на втором и/или третьем этапе в воду добавляют замедлитель/ускоритель для компонентов связующего.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, сто в качестве содержащих целлюлозу частиц применяют древесные стружки, из которых 40 - 50% имеют размеры меньше 2 мм и 50 - 60% имеют размеры больше 2 мм и которые преимущественно изготовлены из древесины ели или сосны.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве добавочного материала используют рециклинг-материал.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве рециклинг-материала используют избыточные плоские прессованные пластины, которые измельчают с помощью молотковой мельницы, причем получают около 75% мелкой стружки с размерами 0,16 - 0,5 мм.

5. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что доля содержащих оксид алюминия компонентов в первом связующем составляет 4 - 5 мас.% от общей массы смеси.

6. Способ по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что соотношение содержащих целлюлозу частиц и добавочного материала к портландцементу составляет 1 : 2,5 - 1 : 6.

7. Способ по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что добавку второй и третьей части воды осуществляют по истечении предварительно определенного времени смешения.

8. Способ по одному из пп.1 - 7, отличающийся тем, что в качестве первой части воды добавляют 30 - 40%, предпочтительно около 34%, в качестве второй части воды добавляют 30 - 40%, предпочтительно, около 34%, и в качестве третьей части воды добавляют 25 - 40%, предпочтительно 32%, от общего количества добавляемой воды.

9. Способ по одному из пп.1 - 8, отличающийся тем, что к первой части воды добавляют ускоритель для компонента связующего.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве ускорителя используют карбонат лития.

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что доля ускорителя составляет около 0,2 мас.% в расчете на общее количество смеси.

12. Способ по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что к второй и/или к третьей части воды добавляют замедлитель для компонентов связующего.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что доля замедлителя составляет около 0,6 мас.% от общего количества смеси.

14. Способ по одному из пп.1 - 13, отличающийся тем, что после добавки первой части воды соблюдают время смешения минимум 180 с.

15. Способ по одному из пп.1 - 14, отличающийся тем, что после добавки второй части воды и замедлителя соблюдают время смешения минимум 120 с.

16. Способ по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что после добавки второго связующего соблюдают время смешения минимум 120 с.

17. Способ по одному из пп.1 - 16, отличающийся тем, что после добавки третьей части воды соблюдают время смешения минимум 60 с.

18. Способ по одному из пп.1 - 17, отличающийся тем, что после добавки третьего связующего соблюдают время смешения минимум 90 с.

19. Способ по одному из пп.1 - 18, отличающийся тем, что содержащие целлюлозу частицы перед смешиванием имеют остаточную влажность в области насыщения используемого вида древесины.

20. Способ по одному из пп.1 - 19, отличающийся тем, что для изготовления плоской прессованной пластины толщиной 15 - 25 мм используют смесь содержащих целлюлозу частиц и связующих, имеющую влажность 24,5 - 26 мас.%.

21. Способ по одному из пп. 1 - 20, отличающийся тем, что для изготовления плоских прессованных пластин толщиной 15 - 25 мм предварительно заданную температуру прессования выбирают в диапазоне от минимум 80 и до максимум 96^oС, предпочтительно при продолжительности прессования 15 - 22 мин.

22. Способ по одному из пп.1 - 21, отличающийся тем, что удельное давление прессования устанавливают на уровне 25 кгс/см².

23. Способ по одному из пп.1 - 22, отличающийся тем, что после прессования плоские прессованные пластины складируют и сушат, причем время складирования предпочтительно составляет 10 - 14 сут.

24. Способ по одному из пп.1 - 23, отличающийся тем, что плоские прессованные пластины имеют размеры до 6,5 · 3 м² при толщине до 25 мм.

25. Способ по одному из пп.1 - 24, отличающийся тем, что перед добавкой первой части воды к смеси добавляют минеральный компонент, предпочтительно в количестве около 6 - 12 мас.% от общей массы смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1