199329. lajstromszámú szabadalom • Tűzálló fakészítmény és eljárás annak előállítására
1 HU 199329 B 2 A találmány tárgya tűzálló fakészitmény, főleg burkoló farostlemez, és eljárás annak előállítására. A találmány szerinti fakészitmények, közelebbről építkezési farostlemezek, például burkoló farostlemezek lényegében egy fakomponensből, például faforgácsból, farostból, fűrészporból és/vagy fagyapotból, és egy kötőanyagból állnak. A találmány a fenti készítmények előállítására is vonatkozik. A farost, fűrészpor és fagyupot alapú, tűznek, gombáknak és termeszeknek, siti. fokozottan ellenálló ismert burkoló farost lemezekben a kötőanyag lényegében Portland-cement, magnézium-oxid- vagy Sorel-cement és gipsz. A cement kötőanyagot tartalmazó fakészitmények, például forgácslemezek 30-70 tömegX farostot és forgácsot, és közel 70-30 tömegX szervetlen kötőanyagot tartalmaznak. A kötőanyag nagymértékben befolyásolja mind az előállítási eljárást, mind a termék jellemzőit. A különféle gyártási műveletek után kapott farostot a kötőanyaggal, különféle vegyszerekkel és a szükséges mennyiségű vízzel összekeverik. Miután az egy vagy többrétegű lemezeket szállítószalagon vagy egy lapon kialakították, a lemezeket rendszerint egy présben előzetesen összepréselik, majd a fő préssel magas hőmérsékleten összepréselik. A présnyomás 5-40 atmoszféra, és a préselést addig folytatják, mig a lemezek megfelelő szilárdságot érnek el, és szállóthatók lesznek. A préselési idő kötőanyagként Portland-cementet tartalmazó lemezeknél közel 8 óra, vagy még annál is több, mig a magnézia-cementeknél 10-15 perc is elegendő a kellő szilárdság eléréséhez. A préselést követően a lemezeket raktározzák, majd a szélét levágják, csiszolják és csomagolják. Különösen a Portland-cementtel kötött lemezeknél a hosszú préselési idő és az azt követő hosszú raktározás miatt a gyártási költségek magasak, és ez gyakran korlátozza a termelés mértékét. A Portland-cement kötését vagy keményedését - a szükséges mennyiségű vizzel való keveréskor - különféle vegyszerekkel könnyen befolyásolhatjuk. A cement kötését gyorsító anyagokat akcelerátoroknak, mig a hidratálási reakciót késleltető anyagokat retardánsoknak nevezzük. Az akcelerátorok főleg könnyen oldódó sók, igy alkálifémvagy alkáliföld fém-kloridok, -szulfátok, -nitrátok, stb., amelyek a vizes fázisban növelik az ionkoncentrációt, és ezáltal a cement hidratációs termékeinek oldhatóságát. A retardánsok olyan könnyen odódó fémsók, amelyek a cementben lévő mésszel nehezen oldódó vagy oldhatatlan kalcium sókat vagy olyan reakciótermékeket képeznek, amelyek a cementszemcsék felületén kicsapódnak, és gátolják a további hidratálódást. A nagy molekulatömegé oldódó szerves anyagok szintén késleltetik a cement kötését. A Portland-cement esetén használt leggyakoribb retardánsok a szénhidrátok, közelebbről a cukrok, amelyek már a cementre vonatkoztatva néhány század tömegX koncentrációban is jelentősen késleltetik a cement hidratálódását. A különféle fafajták sok olyan extrahálható komponenst tartalmaznak, amelyek erős késleltető hatást fejtenek ki a Portland-cement kötésére. A legártalmasabb komponensek a különféle cukrok és a keményítő, tanninok, bizonyos fenolos komponensek és hemicellulóz bomlástermékei. Ennek következtében a cement kötőanyagot tartalmazó fakészitmények gyártására csak olyan fafajták alkalmazhatok, amelyekben a fenti komponensek kis mennyiségben vannak jelen, vagy a fenti komponensek mennyisége a költségek túlzott növekedése nélkül elfogadható szintre csökkenthető. A keményfák különösen sok extrahálható cukrot tartalmaznak pentózok formájában, ennek következtében a keményfákat rendszerint nem lehet kötőanyagként Portland-cementet tartalmazó fakészitmények előállítására felhasználni. A Portland-cement hidratálásakor nagy mennyiségű kalciuin-hidroxid szabadul fel, és a pórusoldat pH-ja 12,5 körüli. A fenti pH értéken a fa hemicellulóza kisebb egységekre bomlik le, amelyek részben vizoldhatók, és igy a kötési idő késleltetését tovább fokozzák. A fa alkalmasságát cement-kötött farostlemezek céljára úgy vizsgálják, hogy ismert mennyiségű és méretű faforgácsot cementtel és vizzel összekevernek, és a kapott paszta keményedése során adiabatikus kaloriméterben mérik a hőmérséklet változását. A fenti módon megfelelő ismeretek nyerhetők a fában lévő káros extrahálható anyagokra, és az esetleges retardáció mértékére és erősségére vonatkozóan [W. Sandermann, R. Kohler: .Über eine kurze Eignungsprüfung von Hölzern für Zementgebundene Werkstoffe', Holzforschurtg 18112), 53-59 (1964); és W. Sandermann, U. v. Delm: .Einfluss chemischer Faktoren auf die Festigkeitseigenschaften zementgebundener Holzwollplatten', Holz als Roh- und Werkstoff Ä3), 97-101 (1951)]. A fenti módszerrel többszáz különböző fajta fát vizsgáltak a cement-kötött forgácstermékek gyártására való alkalmasság szempontjából. A különböző fafajták különböző időhőmérséklet görbéket adtak, és világos összefüggés van a vizsgálatok során mért hőmérsékletváltozás és a fából előállított cement-kötött lemez szilárdságának kialakulása között. A fenti vizsgálatok azt mutatják, hogy a puhafák általában kevéssé késleltetik a cement kötődését, mint a keményfák. Alkalmas fafajták például a lucfenyő és más fenyők, mig például a nyírfa és a bükkfa teljesen 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
