PL166768B1 - Sposób wytwarzania budowlanych elementów włóknisto-gipsowych - Google Patents

Abstract

). Sposób wytwarzania budowlanych elementów włóknisto - gipsowych, w którym miesza się rozdrobniony organiczny materiał włóknisty, gips oraz wodę, a następnie,uzyskaną masę formuje się pod ciśnieniem w żądane kształtki, znamienny tym, że do rozdrobnionego materiału włóknistego wprowadza się wodę w ilości niezbędnej do związania gipsu, a następnie, po zhomogenizowaniu sypkiej wilgotnej masy z suchym gipsem, w trakcie prasowania mieszaniny pod ciśnieniem, całą wodę wprowadzoną w pierwszej fazie procesu do materiału włóknistego przeprowadza się z tego materiału do cząstek gipsu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementów budowlanych z mieszaniny organicznych materiałów włóknistych i gipsu formowanych pod ciśnieniem.

Przy wytwarzaniu elementów budowlanych z mieszaniny materiałów organicznych i gipsu istotnym problemem jest zapewnienie równomiernego rozprowadzenia włókien materiału organicznego w masie gipsu, warunkującego odpowiednią i równomierną wytrzymałość elementów na całej ich powierzchni. Dlatego też w pierwszej fazie procesu wprowadza się duże ilości wody, umożliwiające mniej więcej równomierne rozprowadzenie włókien w mieszaninie. Ze względu jednak na konieczność uzyskania wyrobów o odpowiedniej gęstości i wymaganych właściwościach izolacyjnych nadmiar wody w następnych fazach procesu musi być usuwany. Problem ten występuje zarówno w znanej metodzie ciśnieniowego wytwarzania włóknisto - gipsowych elementów budowlanych jak i w metodzie bezciśnieniowego wytwarzania takich materiałów. Znany sposób wytwarzania elementów budowlanych z mieszaniny organicznych materiałów włóknistych i gipsu formowanej pod ciśnieniem polega na tym, że do wodnego roztworu gipsu dodaje się materiał włóknisty w postaci trocin lub wiórów drzewnych. Po wymieszaniu składników i odlaniu nadmiaru wody formuje się pod ciśnieniem płyty lub innego kształtu prefabrykaty, które następnie poddawane są obróbce termicznej. Sposób ten, poza wadami wymienionymi wyżej ma także i tę, że mimo stosowania w procesie dużych ilości wody wytworzone przy jego użyciu elementy charakteryzują się jednak niekorzystnym zróżnicowa166 768 niem w zakresie właściwości wytrzymałościowych wynikającym z niewystarczająco równomiernego rozłożenia włókien w zawiesinie gipsowej.

Z opisu polskiego patentu nr 27 067 znany jest sposób bezciśnieniowego wytwarzania materiałów izolacyjnych z wykorzystaniem wełny mineralnej takich jak na przykład: filc, papa, kształtówki i podobne materiały o budowie porowatej. Także i w tej metodzie używa się dużych ilości wody, którą wprowadza się do wełny mineralnej i bezpośrednio po tym, masę odpowiednio się kształtuje przy użyciu lepiszcza i materiałów wiążących. Kształtowanie prowadzi się w formach o porowatych ściankach lub na sitach, tak, by w czasie kształtowania się elementów na skutek działania lepiszcza, został odprowadzony nadmiar wody. Ostateczne krzepnięcie elementów przyspiesza się działaniem pary wodnej, gorącego powietrza lub bezwodnika kwasu węglowego.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania płyt włóknisto - gipsowych formowanych pod ciśnieniem umożliwiającego zmniejszenie ilości wody -potrzebnej do przeprowadzenia procesu oraz wyeliminowania szczególnie uciążliwej w procesie ciśnieniowego formowania elementów fazy roboczej jaką jest usuwanie nadmiaru wody.

Zgodnie z wynalazkiem do materiału włóknistego wprowadza się wodę w ilości niezbędnej do związania gipsu, a następnie, po zhomogenizowaniu sypkiej wilgotnej masy z suchym gipsem, w trakcie prasowania mieszaniny pod ciśnieniem, całą wodę wprowadzoną w pierwszej fazie procesu do materiału włóknistego przeprowadza się z tego materiału do cząstek gipsu. Najkorzystniej jest prowadzić proces prasowania pod ciśnieniem od 2 do 5 N/mm2 natomiast czas tej fazy procesu uzależniony jest od rodzaju użytego w procesie gipsu i musi być każdorazowo określany w instrukcji technologicznej. Zawartość masy włóknistej w mieszaninie wynosi od 20 do 30% suchej masy gipsu zaś stosunek wagowy wody w masie włóknistej do masy gipsu wynosi od 0,3 do 0,6. Korzystnie jest do masy włóknistej dodać substancje aktywizujące siły wiążące między włóknem a gipsem takie jak na przykład skrobia. Korzystnie jest także, gdy do gipsu, przedjego zmieszaniem z masą włóknistą, doda się przyspieszacze hydratacji zawierające jon siarczanowy, najkorzystniej siarczany amonu sodu lub potasu oraz dwuwodziany. Powierzchnie ukształtowanych elementów budowlanych korzystnie jest poddać kąpieli w wodnym roztworze węglanu potasu, gdyż powoduje to utwardzenie powierzchni i skuteczne obniżenie ich powinowactwa do wody.

Sposób według wynalazku ma tę istotną zaletę, że nie wymaga stosowania większej ilości wody niż tej, która potrzebna jest do hydratacji gipsu w następstwie, której następuje scalenie masy włóknistej w płytę. Eliminuje się zatem wszystkie uciążliwości związane najpierw z wprowadzeniem dużych ilości wody do procesu technologicznego, a następnie z usuwaniem jej nadmiaru i ewentualnym uzdatnianiem jej do ponownego wykorzystania. Obniża się zatem energochłonność całego procesu. Jego dodatkową zaletą jest krótki czas trwania fazy kształtowania elementów, który wynosi od kilku do kilkunastu minut. Po tym czasie uzyskuje się gotowy produkt o wymaganym kształcie i wymiarach bez konieczności używania dodatkowych środków wiążących i lepiszcz. Wytworzone sposobem według wynalazku elementy budowlane charakteryzują się równomierną wytrzymałością mechaniczną na całej powierzchni i dużą odpornością ogniową w klasie A2/B1. Powierzchnie elementów osiągają znaczną odporność na działanie wody oraz duży stopień gładkości dzięki czemu zbędne staje się dodatkowe wykańczanie tych powierzchni, zwłaszcza, gdy jako masy włóknistej używa się makulatury. Jeżeli jednak przeznaczenie elementów wymaga specyficznego wykończenia ich powierzchnie mogą być pokrywane dodatkowo naturalną lub sztuczną okleiną, farbami lub tapetami. Metoda według wynalazku może być skutecznie stosowana do produkcji elementów budowlanych z wszelkich rodzajów gipsu ale szczególnie przydatna jest do wykorzystania gipsu powstałego na drodze chemicznej podczas oczyszczania za pomocą mleczka wapiennego związków siarki zawartych w spalinach powstających w kotłowniach opalanych węglem, który to gips stanowi dotychczas niezagospodarowany odpad. W trakcie poddawania elementów budowlanych wytworzonych przy użyciu takiego gipsu podczas kąpieli w wodnym roztworze węglanu potasu gips zamienia się w węglan wapnia i tworzy się siarczan potasu. Ponieważ reakcje te przebiegają bardzo szybko następuje też szybkie utwardzanie powierzchni elementów i szczególnie duże uodpornienie ich na działanie wody.

166 768

Opisany sposób wytwarzania elementów włóknisto - gipsowych bazuje na wykorzystaniu odpadów: makulatury, trocin, wiórów oraz chemicznego gipsu, czystego ekologicznie i energooszczędnego.

Wynalazek jest przedstawiony szczegółowo w przykładzie wykonania, który nie wyczerpuje jednak wszystkich możliwości realizacyjnych wynalazku.

Przykład I. 100 kg sproszkowanego gipsu powstałego z wapna w instalacjach odsiarczania spalin zmieszano z 1 kg siarczanu amonu. 25 kg rozdrobnionej makulatury i zrzynków drzewnych wymieszano z 12,5 kg wody oraz 4 g skrobi otrzymując sypką wilgotną mieszaninę. Obie te substancje poddano homogenizacji za pomocą mieszadła mechanicznego i otrzymaną masę zagęszczono formując z niej wprasie przelotowej płyty, które następnie w ciągu 10 minut poddano działaniu ciśnienia 5 N/mm. W trakcie tej ostatniej operacji roboczej woda zawarta w cząstkach włóknistych została przeprowadzona do cząstek gipsu zapewniając jego całkowitą hydratację. Wytworzone płyty o grubości 20 mm poddano kąpieli w 20% roztworze wodnym węglanu potasu w ciągu 10 minut po czym wygrzewano je w temperaturze 60°C przez 180 minut. Uzyskano płytę o gładkiej, jednolitej powierzchni, której wytrzymałość na zginanie statyczne na całej powierzchni zawierała się w granicach od 10 do 20 N/mm2 moduł sprężystości wynosił 4-6 N/mm² 103, gęstość 1100 do 1200 kg/m³, a odporność ogniowa odpowiada klasie A2/B1.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania budowlanych elementów włóknisto - gipsowych, w którym miesza się rozdrobniony organiczny materiał włóknisty, gips oraz wodę, a następnie uzyskaną masę formuje się pod ciśnieniem w żądane kształtki, znamienny tym, że do rozdrobnionego materiału włóknistego wprowadza się wodę w ilości niezbędnej do związania gipsu, a następnie, po zhomogenizowaniu sypkiej wilgotnej masy z suchym gipsem, w trakcie prasowania mieszaniny pod ciśnieniem, całą wodę wprowadzoną w pierwszej fazie procesu do materiału włóknistego przeprowadza się z tego materiału do cząstek gipsu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się masę włóknistą w mieszaninie w ilości 20 - 30% w stosunku do suchej masy gipsu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się wodę do masy włóknistej w ilości od 0,3 do 0,6 w stosunku do gipsu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do nawilżonej masy włóknistej dodaje się substancje aktywizujące siły wiążące między włóknem a gipsem, korzystnie skrobię.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do gipsu, przed jego zmieszaniem z substancją włóknistą dodaje się przyspieszacze hydratacji.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 i 5, znamienny tym, że jako przyspieszacze hydratacji stosuje się jony siarczanowe.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 i 5, znamienny tym, że jako przyspieszacze hydratacji stosuje się dwuwodziany.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prasowanie prowadzi się pod ciśnieniem 2 - 5 N/mm².
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzone elementy budowlane poddaje się kąpieli w wodnym roztworze węglanu potasu.