PL175123B1 - Sposób wytwarzania wielostrefowych kształtek, zwłaszcza płyt - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wielostrefo- wych ksztaltek, zwlaszcza plyt, przez zasto- sowanie wlókien, lepiszcza wodnego, wody i korzystnie domieszek i/lub dodatków, w którym wilgotna mieszanine cial stalych na- nosi sie metoda strumienia powietrznego na tasmie bez konca, wyrównuje, zageszcza i miesza z pozostala iloscia wody koniecznej do zwiazania mieszaniny, po czym otrzyma- na warstwe dzieli sie przed hartowaniem na ksztaltki, znamienny tym, ze podczas zage- szczania mieszaniny naniesionej co najmniej jednowarstwowo nanosi sie wode oraz co najmniej pozostala ilosc wody koniecznej do zwiazania mieszaniny, zwlaszcza do momen- tu osiagniecia calkowitej ilosci wody wyno- szacej 15 - 50%, korzystnie 30-45% wagowych w mieszaninie cial stalych a z otrzymanej warstwy przed podzialem tworzy sie zwój na walcu formatujacym. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wielostrefowych kształtek, zwłaszcza płyt, o strukturze warstwowej, składających się włókien i lepiszcza wodnego, zwłaszcza cementu.

Znane są sposoby wytwarzania kształtek, zwłaszcza płyt, w ramach których wytwarza się mieszaninę fazy włóknistej i lepiszcza oraz w szczególności fazy domieszkowej i mieszaninę tę umieszcza się na powierzchni pojedynczej zamkniętej taśmy transportowej, tworząc na niej warstwę, przy czym warstwa ta podlega w czasie przebywania na taśmie transportowej procesowi zagęszczania i nawadniania, a do warstwy doprowadzana jest dodatkowa woda w ilości, wystarczającej przynajmniej do wykonania produktu, zwłaszcza do uwodnienia lub związania.

Najbardziej rozpowszechniony sposób wytwarzania elementów budowlanych z cementu włóknistego stanowi metoda HATSCHEK. W sposobie tym w mieszaninie, składającej się ze związanej cementem osnowy z obojętnymi lub aktywnymi wypełniaczami oraz z włókien procesowych lub zbrojeniowych, wytwarza się znaczny nadrmiiar wody, po czym odwadnia się ją przy pomocy jednego lub kilku cylindrów z okrągłymi sitami. Powstająca przy tym włóknina jest układana na urządzeniu transportowym, następnie dalej odwadniana przy użyciu próżni, po czym nawijana na cylinder obrotowy, a mianowicie walec formatujący, aż do osiągnięcia żądanej grubości elementu budowlanego.

Korzystne jest przy tym płaskie, dwuwymiarowe ustawienie włókien, które ogranicza ich obciążanie prawie wyłącznie do rozciągania i w ten sposób optymalnie wykorzystuje własności włókien. Sposób ten charakteryzuje się dużym zużyciem wody procesowej, którego zredukowanie wymaga znacznych nakładów. Przy wyłączaniu ewentualnie czyszczeniu urządzeń produkcyjnych gromadzi się woda o silnie alkalicznym odczynie, którą należy poddać uzdatnianiu. Część urządzeń do utrzymywania wody w obiegu zamkniętym ewentualnie do czyszczenia wody procesowej jest bardzo kosztowna. W metodzie HATSCHEK nieodzowne jest użycie włókien procesowych o działaniu filtracyjnym. Pomimo obecności tych włókien część materiału prze175 123 chodzi jednak przez sito cylindra filtracyjnego i musi zostać ponownie doprowadzona do mieszaniny, co powoduje znaczne wydłużenie czasu przebywania w wodzie procesowej, mogące prowadzić do pogorszenia jakości -stosowanego lepiszcza.

Zgodnie ze sposobem znanym z opisu US-PS 4 233 368 w celu wykonania płyty konstrukcyjnej suchą mieszaninę włókien i cementu umieszcza się za pośrednictwem strumienia powietrza na ruchomej perforowanej powierzchni, po czym doprowadza się całą przewidzianą do wiązania ilość wody, a następnie formuje płytę pod ciśnieniem i na zakończenie suszy. Pomijając niekorzystny wpływ stosowania suchej mieszaniny na warunki pracy, również w tym przypadku występuje duże zużycie wody.

Z opisu AT-PS 389 841 znany jest sposób wytwarzania rur z cementu włóknistego, w którym na zamkniętej taśmie sitowej umieszcza się warstwę włókniny złożoną z włókien i cementu. Na taśmie sitowej umieszcza się przy tym podwójną warstwę włókniny, pobieranej z dwóch kąpieli przez dwa sita cylindryczne. Przewidziany jest ponadto walec odbiorczy do nawijania włókniny cementowej. W tym przypadku chodzi o mieszaninę maksymalnie nasyconą wodą, a zatem o typową metodę mokrą, charakteryzującą się dużym zużyciem wody.

Z opisu DE PS 287 395 znany jest sposób wytwarzania płyt ze sztucznego kamienia, w którym suchy lub półsuchy materiał w postaci włókniny jest zwilżany między dwiema taśmami transportowymi w celu związania i po zwilżeniu doprowadzany do prasy walcowej, której górny walec służy jako walec odbiorczy. Do zwilżania przewidziano zasilany cieczą cylinder sitowy, wokół którego prowadzone są obie taśmy transportowe z włókniną. Przerabiany materiał dostaje się do pary walców, zanim spadnie w otwartą od góry, utworzoną przez obie taśmy transportowe, klinową szczelinę. Przewidziane tu dwie taśmy transportowe nie tylko znacznie zwiększają koszty wytwarzania urządzenia stosowanego do tego sposobu, lecz z uwagi na prowadzenie włókniny między dwiema taśmami transportowymi i doprowadzanie wody przez stykający się z nimi cylinder sitowy występuje tu również duże zużycie wody.

W sposobie według US-PS 545 946 chodzi o zagęszczanie wylewanej mieszanki betonowej. Do tego procesu zagęszczania używane są gąsienice, wykonywane na zasadzie łączenia sztywnych płytek. Pomijając to, że nie chodzi w tym przypadku o mieszaninę włókien i lepiszcza, sposób ten również cechuje znaczne zużycie wody.

W opisie EP-PS 0 295 441 opisano zagęszczanie kształtek na taśmie kształtowej. Chodzi przy tym zarówno o ciągłe wytwarzanie płyt z gipsu włóknistego, jak też płyt pilśniowych i wiórowych. Zwilżona mieszanina gipsu i materiałów włóknistych jest tu w celu wykonania kształtek roztrząsana przy pomocy głowicy wielostrumieniowej z jednoczesnym dodatkiem wody na taśmę kształtową i na niej zagęszczana. Dodatek wody następuje w związku z tym na początku procesu, co powoduje znowu wysokie zużycie wody.

Zużycie wody jest także wyjątkowo duże w sposobie znanym z opisu EP-PS 0 024 980, który dotyczy ciągłego wylewania płynnej mieszanki gipsowo-wodnej na taśmę.

Z opisu US-PS 3 608 261 znany jest suchy sposób wytwarzania wykonanych z włókien azbestowych i cementu dachówek, przy czym zawierająca do 60% wagowych wody w stosunku do udziału substancji stałych mieszanina tych włókien, suchego cementu i innych domieszek, m.in. mielonego na mokro papieru gazetowego lub innego wilgotnego materiału celulozowego jest nakładana na nieprzepuszczalną taśmę transportową, tworząc na niej warstwę. Uprzednio składniki mieszaniny są dyspergowane w zbiorniku do postaci zawiesiny powietrznej. Przed umieszczeniem mieszaniny na nieprzepuszczalnej taśmie transportowej - w pewnej odległości od miejsca nakładania mieszaniny - na taśmę tę w sposób ciągły podaje się wodę w celu zwilżenia dolnej, stykającej się z taśmą, powierzchni mieszaniny. Nakładana na przemywaną wodą taśmę transportową mieszanina ewentualnie warstwa przechodzi wewnątrz wspomnianego zbiornika do lub pod wyposażony w kolce walec zgarniający, który usuwa nadmiar materiału z powierzchni warstwy i kieruje go do przenośnika ślimakowego, przy czym walec zgarniający obraca się przeciwnie do kierunku ruchu taśmy transportowej ewentualnie ruchu warstwy. Po opuszczeniu wspomnianego zbiornika warstwa przechodzi od kilku perforowanych walców. Tutaj do warstwy doprowadza się znaczne ilości dodatkowej wody.

Warstwa przechodzi z taśmą transportową pod kolejnymi perforowanymi walcami. Przewidziane są dwa, umieszczone jeden za drugim, kompletne układy do nakładania warstwy, przy

1715123 czym druga warstwa jest nakładana na zagęszczoną wcześniej pierwszą warstwę. Powstała w ten sposób warstwa kombinowana ewentualnie warstwa podwójna jest zagęszczona podobnie jak pierwsza z wymienionych warstw, po czym ponownie doprowadza się wodę. Doprowadzana wodajest zazwyczaj podgrzewana. Po naniesieniu pyłu marmurowego na powierzchnię warstwy następuje jej dalsze zagęszczenie przy pomocy walców prasujących. Wytworzona w ten sposób kompletna warstwa jest następnie cięta na płytki. Powstały produkt ma zwartą strukturę, nie jest zatem warstwowy, a zalane w nim włókna są niezorientowane ewentualnie nieuporządkowane. W celu równomiernego rozprowadzenia wody na stosunkowo grubych warstwach w czasie realizacji suchej metody dodaje się zmielone odpady ewentualnie odpady rozpuszczone i niezwiązane. Z uwagi na trudność, polegającą na równomiernym rozprowadzeniu wody na stosunkowo grubej warstwie wspomniana wyżej wodajest doprowadzana na taśmę transportową jeszcze przed naniesieniem na nią pierwszej warstwy.

Znany sposób powoduje zatem znowu duże zużycie wody; dochodzi do tego wynikająca ze struktury stosunkowo grubej warstwy; często zbyt niska wytrzymałość wytwarzanych dachówek na zginanie; jest to rezultatem nie tylko nieprawidłowej orientacji włókien, lecz także nie dającą się wykluczyć zbyt wysoką zawartością wody, jako że wątpliwe jest, czy w wyniku mieszania suchego cementu z wilgotną celulozą przed naniesieniem na taśmę transportową można osiągnąć równomierny rozkład wilgoci. Nieprzepuszczalna taśma transportowa uniemożliwia poza tym użycie wody w niewielkim nadmiarze i nawijanie wytworzonej warstwy znanym sposobem na walec formatujący.

Jak stwierdzono na wstępie, niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania składających się z włókien i lepiszcza wodnego, zwłaszcza cementu, produktów warstwowych, zwłaszcza kształtek warstwowych, korzystnie płyt wielowarstwowych w którym wytwarza się mieszaninę fazy włóknistej i lepiszcza oraz w szczególności fazy domieszkowej i mieszaninę tę umieszcza na powierzchni pojedynczej zamkniętej taśmy transportowej, tworząc na niej warstwę, przy czym warstwa ta podlega w czasie przebywania na taśmie transportowej procesowi zagęszczania i nawadniania, a do warstwy doprowadzana jest dodatkowa woda w ilości, wystarczającej przynajmniej do wykonania produktu, zwłaszcza do hydratacji lub związania.

Celem wynalazku jest nie tylko obniżenie zużycia wody procesowej w tego rodzaju sposobie, lecz również wyeliminowanie wad, związanych ze stosowaniem suchej mieszaniny, a powodujących zanieczyszczenie środowiska i rozdzielanie produktów przed naniesieniem mieszaniny. Poza tym sposób powinien zapewniać wytwarzanie dobrych jakościowo produktów na bazie włókien i lepiszcza, zwłaszcza cementu, zazwyczaj kształtek z cementu włóknistego, zwłaszcza kształtek o optymalnych parametrach technologicznych.

Sposób wytwarzania wielostrefowych kształtek, zwłaszcza płyt, przez zastosowanie włókien, lepiszcza wodnego, wody i korzystnie domieszek i/lub dodatków, w którym wilgotną mieszaninę ciał stałych nanosi się- metodą strumienia powietrznego na taśmie bez końca, wyrównuje, zagęszcza i miesza z pozostałą ilością wody koniecznej do związania mieszaniny, po czym otrzymaną warstwę dzieli się przed hartowaniem na kształtki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas zagęszczania mieszaniny naniesionej co najmniej jednowarstwowo nanosi się wodę oraz co najmniej pozostałą ilość wody koniecznej do związania mieszaniny, zwłaszcza do momentu osiągnięcia całkowitej ilości wody wynoszącej 15 - 50%, korzystnie 30-45% wagowych w mieszaninie ciał- stałych a z otrzymanej warstwy przed podziałem tworzy się zwój na walcu formatującym.

Korzystnie wodę przekraczającą pozostałą ilość wody koniecznej do związania mieszaniny ciał stałych, zwłaszcza podczas tworzenia zwoju, wyciska się i zwraca do zwilżania mieszaniny ciał stałych.

Korzystnie wodę doprowadza się w postaci pary.

Korzystnie naniesioną co najmniej jednowarstwowo, zmieszaną z wodą, mieszaninę ciał stałych posypuje się warstwą wierzchnią, a ponadto zwilża się warstwę wierzchnią.

Korzystnie mieszaninę ciał stałych nanosi się wielowarstwowo, przy czym skład i ilość warstw jest zróżnicowana.

Sposób według wynalazku pozwala uniknąć wspomnianych wad, a mianowicie wysokiego zużycia wody, gromadzenia się wody o silnie alkalicznym odczynie podczas wyłączania lub

175 123 czyszczenia urządzeń produkcyjnych; wysokich kosztów znanych urządzeń do utrzymywania wody w obiegu zamkniętym ewentualnie czyszczenia wody procesowej, a także konieczności użycia włókien procesowych o działaniu filtracyjnym. Wynalazek gwarantuje ponadto prawidłowe dozowanie stosowanych surowców do elementu budowlanego ewentualnie produktu złożonego z włókien i lepiszcza, zwłaszcza kształtki z cementu i włókien, uniezależnione w dużym stopniu od kształtu geometrycznego i własności materiału. Ponadto w przeciwieństwie do innych znanych metod mokrych można zgodnie z wynalazkiem zmieniać w szerokim zakresie rodzaj i skład stosowanych surowców. Do tego dochodzi jeszcze wystarczająco wysoka wytrzymałość na zginanie.

W celu wykonania płyty konstrukcyjnej przy użyciu sposobów znanych ze stanu techniki (przykładowo z opisu US-PS 4 233 368) mieszaninę w postaci suchej umieszczało się na ruchomej powierzchni, po czym doprowadzało się całą ilość wody wiążącej w celu uzyskania plastycznej konsystencji, kształtowało się płytę pod działaniem ciśnienia, a następnie ją suszyło. Nie występowała tam mieszanina wyjściowa o ubijalnej konsystencji. Stąd też dotąd nie zaproponowano, by ubijalną mieszaninę nakładać bezpośrednio na taśmę, a zatem nie na znajdującą się już na taśmie, plastyczną warstwę wstępną (film), jak to ma miejsce w tych znanych sposobach, w których na płytę lub warstwę z cementu włóknistego nasypywana jest warstwa wierzchnia. W wymienionej publikacji, co jest szczególnie istotne dla niniejszego wynalazku, nie ma również mowy o kolejnej operacji w postaci nawijania kilku warstw masy na walec formatujący bezpośrednio po doprowadzeniu dodatkowej ilości wody. Zgodnie z postaciami wykonania opisanymi w tej publikacji nawodniona taśma przechodzi kilkakrotnie przez walce zagęszczające w celu uzyskania bardzo twardej i zwartej płyty, która następnie poddawana jest suszeniu. Zgodnie z wynalazkiem natomiast zasadnicze znaczenie ma przede wszystkim nakładanie mieszaniny ubijalnej. W stosowanym zgodnie z wynalazkiem układzie wieloskładnikowym, złożonym z substancji o różnych wielkościach cząstek, brak wody w urządzeniu roztrząsającym prowadziłby, jak wspomniano wyżej, do rozdzielania mieszaniny. Poza tym wykorzystano fakt, że przewidywane w praktyce zawracanie rozpuszczonych pozostałości powoduje automatyczne nawilżenie mieszaniny. Istotne w zgodnym z wynalazkiem sposobie, polegającym na bezpośrednim roztrząsaniu masy ubijalnej na ruchomą taśmę transportową, jest to, że bezpośrednio na taśmie transportowej tworzy się luźna warstwa o włóknach ustawionych, statystycznie rzecz biorąc, we wszystkich trzech kierunkach. Składniki proszkowe działają przy tym raczej jako środek rozdzielczy, który zapobiega wzajemnnemu stykaniu się włókien. W wyniku wygładzania ewentualnie wyrównywania i zagęszczania bezpośrednio po rozstrząsaniu oraz następującego teraz natrysku dodatkowej wody, a zatem wody niezbędnej do właściwego związania, po lub w trakcie wyrównywania i zagęszczania warstwy masy ubijalnej uzyskuje się minimalne związanie warstwy. To, że związanie to jest wystarczające do przeniesienia warstwy z taśmy transportowej na obracający się bęben i nawinięcia nań, nie wynika nawet w przybliżeniu z dotychczasowego stanu techniki. Dla wynalazku ważne jest również to, że dodatkowa woda jest doprowadzana do warstwy po lub w trakcie zagęszczania, a nie przed zagęszczaniem, jak to ma miejsce w opisanej uprzednio pozycji literaturowej. Tylko w ten sposób można osiągnąć wspomniane na wstępie korzyści.

Zgodny z wynalazkiem sposób nie tylko różni się znacznie od opisanego w US-PS 3 6θ8 261, lecz daje w efekcie również lepsze produkty. Podczas gdy zgodnie z tą publikacją wilgotność podawanej mieszaniny nie jest określana na wstępie, a jej podawanie odbywa się na nieprzepuszczalną taśmę transportową, to zgodnie z wynalazkiem nie tylko roztrząsa się masę o konsystencji ubijalnej przy pomocy transportu pneumatycznego na przepuszczalną dla powietrza i wody taśmę transportową, lecz podawanie na taśmę transportową odbywa się to bezpośrednio, tzn. jako pierwsza operacja, a nie jak w sposobie według US-PS 3 608 261, po uprzednim zwilżeniu powierzchni taśmy transportowej wodą. Ponadto zgodnie z wynalazkiem po doprowadzeniu dodatkowej wody warstwa jest nawijana na walec nawijający lub formatujący kilkakrotnie, a nie jak we wspomnianej publikacji, bezpośrednio po nawinięciu na płyty.

Istotne w zgodnym z wynalazkiem sposobie rozstrząsania w postaci bezpośredniego rozstrząsania ubijalnej masy na ruchomą taśmę transportową jest to, że bezpośrednio na taśmie

175 123 transportowej powstaje luźna warstwa, której włókna są, statystycznie rzecz biorąc, ułożone we wszystkich trzech kierunkach. Składniki proszkowe działają przy tym raczej jako środek rozdzielczy, który zapobiega wzajemnemu stykaniu się włókien. W wyniku wygładzania ewentualnie wyrównywania i zagęszczania oraz następującego teraz zwilżania ubijalnej masy po jej naniesieniu na taśmę transportową dodatkową wodą, a zatem wodą, niezbędną do właściwego związania, uzyskuje się minimalne związanie warstwy. To, że jest ono wystarczające do przeniesieniajej z taśmy transportowej i nawinięcia na obracający się bęben (walec formatujący), nie wynika nawet w przybliżeniu z dotychczasowego stanu techniki. Istotne dla wynalazku jest również to, że dodatkowa woda jest nanoszona na warstwę po lub w trakcie wyrównywania lub zagęszczania, a nie jak to opisano we wspomnianej pozycji literaturowej, nawet przed podaniem ubijalnej masy na taśmę transportową. Tylko w ten sposób można osiągnąć wymienione korzyści: zmniejszenie zużycia wody, a zwłaszcza zmniejszenie ilości wody o silnie alkalicznym odczynie, zbierającej się przy wyłączeniu lub czyszczeniu urządzenia, kosztów oczyszczania wody procesowej, a także rezygnację ze stosowania włókien procesowych o działaniu filtracyjnym.

Wynalazek gwarantuje ponadto prawidłowe dozowanie stosowanych surowców do produktu na bazie włókien i lepiszcza, w dużym stopniu niezależne od geometrii i własności materiałów. Poza tym w przeciwieństwie do znanych metod mokrych można w szerokich granicach zmieniać rodzaj i skład-stosowanych surowców.

Ważną operacją w opisanym w US-PS 3 608 261 procesie jest bezpośrednie i zupełne zagęszczanie rozstrząsanych warstw. W zgodnym z wynalazkiem sposobie zasadniczą rolę odgrywa natomiast wygładzanie powierzchni; zachodzące w trakcie wyrównywania, nieznaczne zagęszczenie stanowi raczej, w sumie niepożądany, efekt uboczny.

Kolejna różnica w stosunku do przedmiotu patentu amerykańskiego polega na wstępnym przygotowaniu surowca. Podczas gdy tam materiał komórkowy jest doprowadzany do stanu wilgotnego o zawartości 30 - 60% wody, zgodnie z wynalazkiem materiał komórkowy jest przygotowany na sucho, a podanie wody następuje dopiero po zamieszaniu wszystkich składników surowca, przy czym zgodnie z wynalazkiem masa ma przy nakładaniu na taśmę transportową jedynie konsystencję ubijalną. Kolejna istotna różnica w stosunku do urządzenia według US-PS 3 608 261 polega na tym, że w przedmiocie wynalazku warstwa jest nawijana na walec kilkakrotnie, co daje wysoką wytrzymałość na zginanie. Taka struktura warstwowa nie jest uzyskiwana w ramach wspomnianej publikacji. Aby wodę rozprowadzić równomiernie na grubej warstwie materiału, dodaje się zmielone odpady lub niewiązane, rozpuszczone pozostałości, co z jednej strony oznacza dodatkowe koszty, a z drugiej strony konieczność doprowadzenia wody na taśmę transportową przed naniesieniem na nią mieszaniny. Struktura warstwowa uzyskiwana zgodnie z wynalazkiem w wyniku przewidzianego w odróżnieniu od US-PS 3 608 26l końcowego nawijania daje z jednej strony taką wysoką wytrzymałość na zginanie, jaka niejest osiągana w wytwarzanych zgodnie z US-PS 3 608 261, jednorodnych produktach mimo takiej samej grubości. Z drugiej strony zgodne z wynalazkiem rozstrząsanie stosunkowo cienkich warstw ułatwia równomierne rozprowadzania wody, umożliwiając jej oszczędzanie. Zgodnie z wynalazkiem osiąga się dodatkową korzyść w postaci statystycznej orientacji włókien w poszczególnych, stosunkowo cienkich warstwach, często efektem jest równomierna wytrzymałość w kierunku wzdłużnym i poprzecznym. Poza tym znany z US-PS 3 608 261 sposób uniemożliwia w wyniku zastosowania nieprzepuszczalnej taśmy transportowej użycie wody w niewielkim nadmiarze i nawijanie na znane walce formatujące: niezbędnym warunkiem odwodnienia w szczelinie między walcem formatującym i czołowym oraz usunięcia powietrza z naniesionej warstwy jest bowiem użycie przepuszczalnej dla powietrza taśmy transportowej.

Zgodne z wynalazkiem wytwarzanie pasma materiału jest szczególnie korzystne w praktyce, jeżeli dodatkowa woda jest doprowadzana do zagęszczanego lub wygładzonego obszaru warstwy, utworzonej w wyniku roztrząsania masy ubijalnej, ze środka walca zagęszczającego lub wyrównującego, przy czym walec ten styka się z tą warstwą bezpośrednio, albo też dodatkowa woda jest doprowadzana do warstwy, utworzonej w wyniku roztrząsania masy ubijalnej, w postaci pary wodnej po lub w trakcie zagęszczania, zwłaszcza między zagęszczaniem i nawijaniem warstwy. Umożliwia to sterowanie strukturą pasma materiału. Jej wykonanie, a przede wszystkim oszczędność wody lub ścieków rokują szczególny sukces wówczas, gdy faza

175 123 włóknista jest przerabiana z lepiszczem i domieszkami w jednorodną, nadającą się do roztrząsania masę, przy udziale przynajmniej 5%, zwłaszcza 5 - 20%, zwykle 8 - 12% wody w odniesieniu do masy całkowitej. Zgodnie z innym wykonaniem wynalazku można mimo wymogu oszczędności wody zapewnić przebieg reakcji chemicznej w ten sposób, że jako dodatkową ilość wody na utworzoną w wyniku rozstrząsania masy ubijalnej warstwę nanosi się wodę w ilości, przekraczającej ilość niezbędną do procesu uwodnienia lub związania, po czym wyciskaną w trakcie zagęszczania i/lub nawijania wodę stosuje się ponownie, zwłaszcza zawraca, do procesu tworzenia przeznaczonej do roztrząsania masy ubijalnej.

Produkty wielowarstwowe, zwłaszcza płyty wielowarstwowe ewentualnie płyty typu sandwich można zgodnie z wynalazkiem wykonać w ten sposób, że masy ubijalne o różnych lub zmieniających się składach, zwłaszcza składach powtarzanych na zmianę lub okresowo, roztrząsa się bezpośrednio na przepuszczalną dla powietrza i wody taśmę transportową, przy czym tworzenie warstwy, podobnie jak w znanym rozwiązaniu, jest zsynchronizowane z ruchem obrotowym walca nawijającego. Pozwala to zgodnie z wynalazkiem dowolnie kształtować powierzchnię produktów w ten sposób, że na zagęszczoną i nawodnioną, rozstrząsaną w postaci masy ubijalnej warstwę przed jej kilkakrotnym nawinięciem na walec formatujący narzuca się wierzchnią warstwę pigmentową, po czym zwykle następuje oddzielne nawodnienie warstwy pigmentowej przed nawijaniem.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia układ do realizacji sposobu według wynalazku z mieszalnikiem i dwoma urządzeniami, fig. 2 - element budowlany wykonany sposobem według wynalazku, fig. 3 - zmodyfikowany układ do realizacji sposobu według wynalazku z dwoma mieszalnikami dwoma urządzeniami roztrząsającymi, fig. 4 do 6 - warianty sposobów zagęszczania, fig. 7 - kolejną postać wykonania wynalazku, z wodą doprowadzaną w postaci pary i fig. 8 - doprowadzenie wody poprzez wnętrze walca zagęszczającego ewentualnie wyrównującego.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku mieszanina jest przed nałożeniem na taśmę transportową przetwarzana w masę ubijalną, zwłaszcza zawierającą 5 do 20%, zazwyczaj 8-12% wody w odniesieniu do całkowitej masy mieszaniny, po czym ta ubijalna masa jest przy pomocy transportu pneumatycznego roztrząsana w ramach pierwszej operacji bezpośrednio na ruchomą, przepuszczalną dla powietrza i wody taśmę transportową, tworząc na niej warstwę, po czym ta roztrząsana warstwa ubijalna jest bezpośrednio po przejściu wraz z taśmą transportową przez obszar roztrząsania wygładzana ewentualnie wyrównywana i zagęszczana, a po lub w trakcie wyrównywania i zagęszczania warstwy doprowadzana jest do niej dodatkowo woda, zwłaszcza do uzyskania całkowitej zawartości wody w granicach od 15 do 50 %, korzystnie 30-45 % w odniesieniu do całkowitej masy warstwy, a po doprowadzeniu dodatkowej wody warstwa jest nawijana kilkukrotnie na walec nawijający lub formatujący, po czym otrzymany sposobem według wynalazku wielowarstwowy produkt jest dzielony, zwłaszcza na płyty warstwowe.

Figura 1 pokazuje na schemacie zgodny z wynalazkiem sposób. Surowce są w celu wytworzenia jednorodnej mieszaniny mieszane w mieszalniku 1 przy pomocy odpowiednich przyrządów i zwilżane wodą do konsystencji ubijalnej, uzyskując wilgotność w zakresie 5 - 20%, zazwyczaj 8 -12% w odniesieniu do masy całkowitej. Masa tajest przez urządzenie roztrząsające rozrzucana na przepuszczalną dla powietrza taśmę transportową 3, przy czym proces ten odbywa się na zasadzie transportu pneumatycznego. Utworzony w ten sposób placek materiału 4 przemieszcza się dalej w kierunku walca wyrównującego 5, którego zadaniem jest wyrównanie łub wstępne zagęszczenie materiału w celu zniwelowania ewentualnych nierówności. Wymagany docisk jest przy tym wytwarzany przez nieprzepuszczalną dla powietrza powierzchnię w postaci przeciwelementu 6. Utworzona z roztrząsanej masy ubijalnej warstwa jest zatem w wyniku docisku, zastosowanego bezpośrednio nad i pod pojedynczą taśmą transportową, na tyle zagęszczana i wygładzana, że działające wewnątrz warstwy siły adhezji wystarczają, by na zakończenie - jak to zostanie opisane później - nawiniętą na walec nawijający lub formatujący, składającą się z kilku warstw rurę przyciąć, zdjąć z walca i rozwinąć bez obawy że rozdzieli się ona między poszczególnymi warstwami lub wewnątrz warstw. Rozwinięta i wstępnie zagęszczona warstwa materiału 7 jest przy pomocy odpowiedniego urządzenia nawilżającego 8 dodatkowo zwilżana wodą tak, że w efekcie całkowita zawartość wody wynosi 15 - 50%, zazwyczaj 30 - 45% w odniesieniu do masy całkowitej. Warstwa ta przechodzi następnie do walca formatującego 9, na który jest kilkakrotnie nawijana, przy czym w trakcie nawijania następuje dalsze zagęszczanie, spowodowane przez przeciwwalec l0. Ten przeciwwalec 10 służy jednocześnie jako walec napędowy dla taśmy transportowej 3.

Po osiągnięciu żądanej grubości elementu budowlanego, zwój 11 jest odcinany z walca formatującego 9 i rozwijany, przy czym można go pokroić na mniejsze elementy i odkształcić przestrzennie oraz sprasować, uzyskując większy stopień zagęszczenia. Urządzenie czyszczące 12 służy do ewentualnego usuwania materiału, przywierającego do taśmy transportowej 3.

W sposobie tym istnieje ponadto możliwość wykonywania elementów budowlanych, złożonych z warstw o różnych własnościach (struktura typu sandwich), i uzyskiwania w ten sposób określonych własności całych elementów budowlanych. Jest to realizowane przy pomocy dodatkowego urządzenia roztrząsającego 14. Element budowlany o dwóch warstwach wierzchnich i jednej warstwie środkowej wytwarzany jest w sposób następujący. Na początku pracuje urządzenie roztrząsające 2, które jest w taki sposób zsynchronizowane z walcem formatującym 9, że długość narzucanej warstwy odpowiada obwodowi ewentualnie wielokrotności obwodu walca formatującego 9. Następnie urządzenie roztrząsające 2 zostaje wyłączone i włącza się urządzenie roztrząsające 14, przy pomocy którego narzuca się jedną lub kilka warstw.

Dolna warstwa elementu budowlanego może znowu być wykonana z materiału, pochodzącego z urządzenia roztrząsającego 2. Budowa typu sandwich jest celowa wówczas, gdy grubość elementu budowlanego ma być większa niż 10 mm. W tym przypadku podlegającą mniejszym obciążeniom statycznym warstwę środkową można wykonać albo z materiałów tańszych, albo z surowców wtórnych, co pozwala uzyskać oszczędności materiałowe.

Wymagane ewentualne zabarwienie wierzchniej warstwy elementu budowlanego można uzyskać w ten sposób, że kolejne urządzenie roztrząsające 15 narzuca na wstępnie zagęszczoną i zwilżoną warstwę materiału 1 warstwę pigmentową, która z kolei jest zwilżana przez rurę natryskową 16. Urządzenie roztrząsające 15 jest również zsynchronizowane z walcem formatującym 9, aby warstwa pigmentu była nakładana dokładnie na górną warstwę elementu budowlanego.

Na fig. 2 pokazano możliwą do uzyskania w opisany powyżej sposób strukturę elementu budowlanego, złożoną z warstwy barwnej a, warstwy wierzchniej (warstw wierzchnich) b, warstwy środkowej (warstw środkowych) c i drugiej warstwy wierzchniej (warstw wierzchnich) d.

W czasie prób okazało się nieoczekiwanie, że całkowite uwodnienie cementu i związana z tym wyższa finalna wytrzymałość elementu budowlanego osiągane są wówczas, gdy urządzenie nawilżające 8 podaje wodę nie w ilości, wymaganej zgodnie z obliczeniami teoretycznymi, lecz z pewnym nadmiarem. Ten krótkotrwały nadmiar wody jest wyciskany z elementu budowlanego ewentualnie warstwy materiału 1 między walcem formatującym 9 i przeciwwalcem 10 i może być ponownie użyty do zwilżania wyjściowej mieszaniny w mieszalniku 1. Ta nad miarowa ilość wody pozostaje zatem w obiegu i nie trzeba się martwić o jej usunięcie.

Zgodna z wynalazkiem warstwowa struktura elementu budowlanego różni się od znanych metod roztrząsowych, w których materiał jest umieszczany na przenośniku, a następnie zagęszczany, w związku z czym element budowlany składa się tylko z jednej warstwy, a włókna zbrojące są ustawione we wszystkich trzech kierunkach. Część włókien nie może zatem przejmować sił rozciągających, jakie występują w czasie zginania, ponieważ włókna te leżą poprzecznie do kierunku obciążenia. Przy jednowarstwowym sposobie produkcji użycie cementu jako lepiszcza stawia ponadto pod znakiem zapytania równomierność i wystarczalność zwilżania.

Zgodny z wynalazkiem sposób zapewnia ponadto prawidłowe dozowanie stosowanych surowców do elementu budowlanego bez względu na kształt lub inne własności tych materiałów. W przeciwieństwie do znanych uprzednio metod mokrych w zgodnym z wynalazkiem sposobie rodzaj i skład surowców można zmieniać w bardzo szerokich granicach, ponieważ urządzenia roztrząsające lub rozprowadzające mogą nanosić praktycznie wszystkie rodzaje materiałów, począwszy od włóknistych, a skończywszy na drobnoziarnistych. Płynne domieszki można dodawać do wody, stosowanej do zwilżania.

Jak to ukazano na fig. 3 z mieszalników 1 i 13 dwie różne, przeznaczone do roztrząsania mieszaniny są doprowadzane do dwóch oddzielnych urządzeń roztrząsających 2 i 14. Do mieszalników 113 doprowadza się w punktach 1', 13' włókna, lepiszcze i domieszki, natomiast w punktach 1, 13 - mieszaninę ciał stałych i cieczy z odstojnika 18. Urządzenia .roztrząsające 2 i 11 rozttziąają wspólnie lub na zimiuię placek 4 matceiału na taśmę tfraisportowa 3. Narzucony placek 4 materiału jest zagęszczany przez walec wyrównujący 5, przy czym jako przeciwelement 6, zapobeegający wychylaniu się aasmy rransportowej 3 . przewidziana jcsl nie ąca napędu taśma bez końca 6'.

Zagęszczona warstwa 7 materiału jest nawadniana czystą cieczą z odstojnika wody procesowej 18 przez urządzenie zwilżające 8 w postaci rury natryskowej. Na zwilżoną warstwę można w razie potrzeby narzucić przy pomocy walca roztrząsającego urządzenia 15 pigmentowaną masę narzutową - tzw. warstwę narzutową - jako warstwę wierzchnią, którą zwilża się oddzielnie przy pomocy rury natryskowej 16. Następnie materiał wchodzi w szczelinę między walcem formatującym 9 i przeciwwalcem 10 i odwadniany tam zwój 11 jest nawijany na walec formatujący 9. W obszarze nawrotu zamkniętej taśmy 3 od przeciwwalca 10 do urządzenia roztrząsającego 2 przewidziana jest rura natryskowa urządzenia czyszczącego 12 do mycia taśmy; wyciąg do suszenia taśmy nie został zaznaczony, ponieważ nie jest konieczny, jako że taśma transportowa 3 powinna zawierać dość dużą ilość wody. Spływająca po przeciwwalcu 10 woda z procesu wyciskania i ciecz pozostała po myciu są spuszczane do zbiornika 17 i kierowane z powrotem do odstojnika 18. Świeża woda do odstojnika 18 jest doprowadzana przewodem 19, oczyszczona ciecz do urządzenia zwilżającego 8, do urządzenia czyszczącego 12 i rury natryskowej 16 przewodami 20,20', 20 i 20', a mieszanina ciał stałych i cieczy z obszaru osadzania w odstojniku 18 do mieszalnika 1 i 13 przewodem 21.

Na fig. 4 do 6 pokazano różne warianty procesu zagęszczania roztrząsanego placka 4 materiału, przy czymjako przeciwelement 6 przewidzianajest we wszystkich przypadkach taśma bez końca.

Zgodnie z fig. 4 przewidziano przepuszczalne dla cieczy i gazów, wykonane w postaci taśmy bez końca sito zagęszczające 22, którego fragment 22', znajdujący się po stronie roztrząsanego placka 4 materiału, jest zwilżany z zewnątrz na początku obszaru zagęszczania przy pomocy rury natryskowej 3', przy czym czysta ciecz przedostaje się do placka 4 materiału.

Zgodnie z fig. 5 stanowiąca część urządzenia do zagęszczania taśma bez końca 57 jest taśmą przepuszczalną lub nieprzepuszczalną; zagęszczona warstwa 7 materiału jest tutaj zwilżana przy pomocy rury natryskowej urządzenia zwilżającego 8.

W wykonaniu według fig. 6 jako część urządzenia do zagęszczania przewidziano gładki walec wyrównujący 5, a rura natryskowa 8 do zwilżania placka 4 materiału jest skierowana w szczelinę między plackiem 4 materiału i walcem wyrównującym 5 oraz w miejsce, w którym placek materiału dociera do walca wyrównującego 5, przy czym zmywane są cząstki substancji stałych, przywierające do walca wyrównującego 5. Fig. 7 pokazuje w sposób schematyczny czynność zwilżania włókniny 8' przy pomocy pary wodnej. Można tu zastosować np. komorę do nadmuchu pary, znaną z przemysłu papierniczego.

Na fig. 8 przedstawiono zwilżanie poprzez wnętrze walca wyrównującego 5, przy czym doprowadzanie wody odbywa się przez podstawę walca wyrównującego do umieszczonego wewnątrz walca wyrównującego urządzenia rozpylającego (oznaczonego linią przerywaną). Powierzchnię ewentualnie płaszcz 5' walca wyrównującego tworzy w tym wykonaniu warstwa perforowanego tworzywa sztucznego lub stali.

W przykładowym procesie, przeprowadzonym sposobem według wynalazku, sporządzono mieszaninę o następującym składzie:

cement portlandzki	70,5%
mączka mineralna	5,0%
pigment tlenku żelaza	5,0%
kwas krzemowy	12,0%
masa celulozowa siarczanowa	1,0%
włókna PACN/PP	1,5%

175 123

Celuloza, przygotowana na sucho za pomocą udarowego młyna odśrodkowego z bijakiem krzyżowym, została kolejno zmieszana ze sproszkowanymi składnikami i mieszanina została potem zwilżona przez spryskiwanie do zawartości wody wynoszącej 15% wagowych.

Wilgotna mieszanina została naniesiona za pomocą transportu powietrznego jako warstwa o grubości około 3 mm na taśmę transportową, warstwa ta została zagęszczona i wyrównana za pomocą gładkiego walca stalowego a pozostała ilość wody wyciśnięta, tak, że osiągnięto wilgotność końcową wynoszącą 25% wagowych.

Zagęszczoną i nawilżoną warstwę nawinięto na walec formatujący. Zwój po osiągnięciu grubości całkowitej wynoszącej 6 mm przecięto, wyrównano i wykrojono prostokąty o wymiarach 30 x 40 cm. Prostokąty ułożono na blachach, sprasowano pod ciśnieniem wynoszącym 200 bar, po czym utwardzano 12 godzin.

Na kształtkach próbnych o wymiarach 25 x 25 cm po czterotygodniowym okresie składowania określono wytrzymałość na zginanie.

Otrzymano następujące wartości:

wytrzymałość na zginanie po wysuszeniu na powietrzu 22N/mm² wytrzymałość na zginanie po nasyceniu wodą 16N/mm²

Mierzone wartości były niezależne od orientacji kształtek próbnych (wzdłuż lub poprzecznie do kierunku produkcji).

Fig. 2

175 123

175 123

8’

Fig. 4 22

L

22’

4.

ι._\.

Fig. 5 —1 ό

175 123

Fig. 8

175 123

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wielostrefowych kształtek, zwłaszcza płyt, przez zastosowanie włókien, lepiszcza wodnego, wody i korzystnie domieszek i/lub dodatków, w którym wilgotną mieszaninę ciał stałych nanosi się metodą strumienia powietrznego na taśmie bez końca, wyrównuje, zagęszcza i miesza z pozostałą ilością wody koniecznej do związania mieszaniny, po czym otrzymaną warstwę dzieli się przed hartowaniem na kształtki, znamienny tym, że podczas zagęszczania mieszaniny naniesionej co najmniej jednowarstwowo nanosi się wodę oraz co najmniej pozostałą ilość wody koniecznej do związania mieszaniny, zwłaszcza do momentu osiągnięcia całkowitej ilości wody wynoszącej 15 - 50%, korzystnie 30-45% wagowych w mieszaninie ciał stałych a z otrzymanej warstwy przed podziałem tworzy się zwój na walcu formatującym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę przekraczającą pozostałą ilość wody koniecznej do związania mieszaniny ciał stałych, zwłaszcza podczas tworzenia zwoju, wyciska się i zwraca do zwilżania mieszaniny ciał stałych.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wodę doprowadza się w postaci pary.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że naniesioną co najmniej jednowarstwowo, zmieszaną z wodą, mieszaninę ciał stałych posypuje się warstwą wierzchnią, a ponadto zwilża się warstwę wierzchnią.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę ciał stałych nanosi się wielowarstwowo, przy czym skład i ilość warstw jest zróżnicowana.