Способ обработки асбестоцементных изделий

Способ обработки асбестоцементных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналксти 4есккх

Республик

О Il И С А Н И Е gi 614060

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.76 (21) 2329019/29 — 33 йр, «р, {51) М. Кл.

С 04 В 15/16

С 04 В 41/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.78. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 29.05.78

Государственный квинтет

Совета 1йнннстроа СССР по делая изобретений н открытий (53) УДК

666,961.03 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Баженов, Б, И. Бирман, Э, А. Валюков и Л. С. Савостина

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт промышленносви асбестоцементных изделий

"ВНИИпроектасбестцемент" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к модифицированию асбестоцементных изделий, полученных на лнстоформовочных и трубоформовочных машинах, а также асбестоцементных изделий, полученных методом экструзии и вакуум-силового проката.

Известен способ обработки асбестоцементных изделий про иткой мономером (1) ..

Известен также способ обработки асбестоце-. ментных изделий путем сушки их, пропитки смесью мономера с гндроперекисью или перекисью органических соединений и термообработки при температуре полимеризации мономера под слоем жидкости, не растворяюшей мономер (2).

Однако при такой обработке прочность при изгибе увеличивалась не достаточно высоко.

Целью изобретения является повышение прочности изделий при изгибе.

Ю

Поставленная цель достигается тем, что перед полимериэацией пропитанные иэделия выдерживают при температуре на 50 — 100 С ниже температуры .полимеризации.

При этом пропитанные иэделия выдерживают в течение 10 — 100 час.

Пропитанные изделия можно выдерживать под слоем жидкости, не растворяющей мономер, Причем в качестве жидкости, не растворяющей мономер, можно использовать водно-глицериновую смесь в соотношении от 3:1 до 1:3 по объему.

Высушенные асбестоцементные иэделия пропитывают смесью мономера с инициатором (гидроперекиси или перекиси органических соединений).

Операция выдержки осуществляется после завершения процесса пропитки, I.å. активного впитывания смеси в пористый материал под влиянием нсапиллярных сил илн внешних механических воздействий (вакуумирование, приложение давления

11 и др). Процесс пропитки для асбестоцемента составляет не более 3 час.

Вслед за операцией выдержки, при которой практически отсутству т процесс образования цепных молекул, производят нагрев, проводящий к разложению инициатора, образованию свободных радикагов и протеканию цепной реакции полнмеризации. При этом для удлинения времени выдержки при комнатной температуре применяют инициаторы со сравнительно длительными временами полураспа25 (да (гндроперекись изопропнлбензола, гидроперекись

614060

3 трет-бутила, перекись трет-бутила, перекись водорода и др.), либо применяют пониженные температуры (— 10 — 15 C) для инициаторов со средними временами полураспада (перекись бенэоила, азоиэобутиронитрил и др.).

Операция выдержки предназначена для протекания процессов, способствующих повышению прочности композиционного материала после стабилизации его веса в результате впитывания, К этим процессам следует отнести реакции взаимодействия мономеров или продуктов их частичного омыления (разложения) с компонентами асбестоцемента: хризотил-асбестом, гндроокисью кальция, гидросиликатами и другими компонентами цементного камня и пр., что способствует образованию прочной химической связи или упрощению адгезионной связи на границе раздела органическая молекула-неорганическая подложка. При последующем росте цепных полимерных молекул на органических центрах, прикрепленных упрочненной связью к неорганической подложке, происходит дополнительное увеличение прочностных характеристик композиционного материала в целом. Для асбестоцемента особую роль играет упрочнение адгезион. ной связи асбестовое волокно-цементная матрица за счет прикрепленных полимерных молекул.

Указанную выдержку производят от 10 до

100 час при температуре 10-20 (и ниже); полимеризация производится под слоем жидкости, слабо растворимой в мономере и в которой мономер слабо растворим, в частности в смеси воды с глицерином в соотношении от 1:1 до 1:3 по объему.

При этом выдержка может осуществляться как до погружения обрабатываемых изделий в укаэанную жидкость, так и после погружения в указанную жидкость, но до начала ее нагрева, В качестве мономеров применяются эфиры метакриловой и акриловой кислоты, в частности метилметакрилат и метиакрилат, стирол, другие мономеры винилового ряда, как в чистом виде, так и с введенными добавками метакрилонитрила и акрилонитрила, а также метакриловой и акриловой кислоты. В качестse инициатора применяется гидроперекись иэопропилбензола в количестве 1 — 5% от веса мономера или другой инициатор со сравнительно длительным периодом полураспада,, При таких условиях в предлагаемом способе мономер с введенным инициатором может быть использован многократно, до 6 — 20 раз, в зависимости от соотношения между объемом ванны для пропитки и выдержки и объемом мономера, полимеризуемого в поровой структуре изделий. Длительность полимериэации в описываемом способе обычно составляет 5 — 6 час при температуре 80-100 С.

Применение операции выдержки позволяет полнее испольэовать прсимугцества полимеризации под слоем жилкой среды, которая не растворяет мономер и слабо в нем растворяется, поскольку

4 адгезированные органические центры прочнее связаны с неорганической подложкой, чем неадгезированный мономер, что расширяет диапазон жид. костей, применяемых для этих целей, в частности дает возможность заменить чистый глицерин на водно-глицериновую смесь или даже на обычную техническую воду без ощутимого ухудшения прочностных показателей асбестоцементных изделий, обработанных мономерами. Операция выдержки !

О позволяет увеличить количество циклов повторного использования мономера, поскольку она способствует более глубокой диффузии инициатора в поры асбестоцемента и дает возможность уменьшить концентрацию вводимого в мономер инициа тора.

Пример 1, В качестве исходного материала использовались асбестоцементные непрессованные листы толщиной 6 — 7 мм и размерами

1000 х 1500 мм из сырья следующего состава: асбест марки П вЂ” 3 — 60 — 36 кг., асбест марки

П вЂ” 5 — 65 — 88 кг, цемент марки "500" — 700 кг. Из указанных листов выпиливались образцы размером 230 х 25 мм. Твердение листов после их формования проводилось в воздушно-влажных условиях и составляло более 28 суток.

Далее образцы сушились до постоянного веса в супмльном шкафу при температуре 110—

120 С в течение 24 час, после чего подвергались пропитке и выдерживанию при температуре 15—

20 С в герметично закрытых эксикаторах;

ДЛя пропитки использовался метилметакрилат (ММА) с добавкой в качестве инициатора полимеризации гидроперекиси изопропилбенэола (ГП ИПБ} в количестве от 1 до 5% вес. Пропитка (активное впитывание) составляла от 0,5 до

2 час, а далее она переходила в выдержку (когда в материале не наблюдалось изменения содержания мономера) от 22 до 70 час.

По окончании выдержки образцы переносились в стерилизаторы с полимеризационной средой (водно-глицериновая смесь в соотношении от 1:3 до 1:1} и полимеризовались при температуре

80 — 100 С в течение 5-6 час. Прочность при изгибе. образцов как до, так и после обработки мо4ч номерами определялась на разрывной машине при трехопорном нагружении с базой 100 мм. Всего был испытан 61 образец.. Следует отметить, что в o . .îé и той же смеси мономера с инициатором обработка (пропитка и выдерживание) осуществлялась не менее

6 раэ и при этом не было обнаружено ухудшения качества мономера. Между пропитками инициированный мономер хранился при комнатной температуре в течение 1 — 1,5 месяца.

Средние данные указанных опытов, вместе с данными опытов, взятых в качестве прототипа, сведены в табл. 1, 4

614060

Таблица

Режимы

llOIIIII среда

Пропитка, час 0 100 С

6 ч. ГП ИПБ

1+5%

1 пример

22 во;ню358

I ли11с1 смесь

+70

381

2 пример

3 пример

+77

662

387

Таблица 2

Привес полимера,/л

Ударная вязкость, кгсм/см

Непрессованные асбестоцементные листы

2,85

+34

370

277

0,5

5,8

2,90

+45

310

7,2

3,07

+53

487

313

7,2

3,4

+58

472

297

10,2

3,3

+69

506

299

3,3

303

9,2

+85

3,3

551

299

Как видно иэ таблицы 1, предлагаемый способ обработки за счет применения операции выдерживания асбестоцементного материала и мономерной смеси во взаимном контакте после завершения пропитки дополнительно увеличиваеф прочность при изгибе на 20 — 40%. 2S

Пример 2. В качестве исходного материала использовались непрессованные и прессованные листы асбестоцемента аналогично примеру 1, Из листов вырезались образцы-полоски длиной 460 — 480 мм, шириной 25 мм и толщиной

6 — 7 мм в направлении, перпендикулярно направлению фабрикации (в "слабом" направлении).

Твердение листов после их формования проводилось в воздушно-влажных условиях более 28 сутокк. 35

Образцы сушились до постоянного веса при температуре 120 — 140 С в течение 24 час. Пропитб ка и выдерживание производились при 15 — 20 С в одном и том же эксикаторе с одной и той же мономеРной смесью (ММА + 2 тл ГП ИПБ), однако время начала пропитки для каждой группы по 12 образцов было разным, а время окончания обработки всех групп образцов -- одинаковымм.

Для образцов разных лгрунп суммарные времена пропитки и выдержки составили 0,5; 1,2,4, 8,24,30,54 и 71 час.

Полимеризация всех образцов производилась одновременно (в качестве полимериэационной среды применялась техническая вода) в гигрокамере при температуре 80 C в течение 6 часов.

Средние данные указанных опытов сведены в табл. 2.

614060

Продолжение таблицы 2

Прочность при изгибе

:peMs обработки, часов

Привес полимера, %

Ударная вязкость, кгсм/см ле обизменение,,с ботки, см

+87

7,7

3,1

565

303

9,4

3,3

+110

615

295

Прессованные асбестоцементные листы

0,5

684

2,9

3,1

551

2,8

673 +19

3,1

566

4,5

+26

2,8

696

552

+28

4,3

3,2

695

545

5,4

2,9

+33

73!

549

5,5

+28

3,0

706

553

720

561

749

4,5

+36

2,65

552

726

5,1

3,15

+32

550

4,5

3,15

536

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Указанный пример также подтверждает, что предлагаемый способ обработки дополнительно увеличивает прочность при изгибе как непрессованного, так и прессованного листового асбестоцемента.

Использование изобретенного способа обеспечивает следующие преимущества: 46 — повьтпкние прочности асбестоцементных изделий, что особенно важно, учитывая и без того высокие механические свойства асбестоцемента по сравнению с другими пористыми строительными материалами на основе гидравлических вяжущих. 4а

В связи с этим асбестоцемент, обработанный мономерами по изобретенному способу, может найти широкое применение в гражданском и промышленном строительстве, а также в других отг. ".лях народного хозяйства, особенно для конструкций чя и иэделий, где требуется высокая прочность и долговечность; — сокращение потерь мономера в связи с его многократным иатольэованием; — сокращение расхода инициатора и снижениеяя вреьени полимеризации.

Формула изобретения .1. Способ обработки асбестоцементных изделий путем сушки их, пропиткн смесью мономера

ЦИИИПИ Заказ 3636/21 Тираж 751 с гидроокисью или перекисью органических соединений и термообработки при температуре полимеризации под слоем жидкости, не растворяющей мономер, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделий при изгибе, перед полимеризацией пропитанные изделия выдерживают на 50 — 100 С ниже температуры поли меризации.

2. Способ по ц. 1, о т л и ч а ю щ и и ° с я тем, что пропитанные изделия выдерживают в течение 10-100 час.

3. Способ по пп. 1-2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пропитанные изделия выдерживают под слоем жидкости, не растворяющей мономер.

4. Способ по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю. щ и йс я тем, что в качестве жидкости, не растворяю. щей мономер, используют води глицериновую смесь в соотношении от 3:1 до 1:3 по объему.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Отчет НИИЖБ Госстроя СССР цо хоздоговору с ВНиипроектасбестцементом, N 49, Москва, 1974.

2. Патент Великобритании %1371534, кл. С 3 P.

1974.