182936. lajstromszámú szabadalom • Eljárás épületelem előállítására
1 182 936 2 téséhez szokás alkalmazni. A szokásos összetétel a következő: SÍO2 52,4% K2O/Na2O 0,8% B2 O3 10,4% A12O3 14,4% MgO 5,2% CaO 16,6% Az előzőekben már említettük, hogy az optimális 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 porozitásnak nagy a jelentősége. A porozitás természetesen összefügg a formázó nyomással is, ez az összefüggés azonban nem egyszerű. Az összefüggést a 2. ábrán mutatott példák szemléltetik. Az ábra a karbonáttá alakítás előtti porozitást tünteti föl az MPa-ban megadott formázó nyomás függvényében, szilárd anyagokból álló két különböző összetételre. A szilárd anyagok újságpapírt, kalciumhidroxidot, polipropilén szálakat és ,,E'’ üvegszálakat tartalmaznak. Az „o” körökkel jelölt vonal a felsorolt anyagokat 15%-ban, 84%-ban, 0,5%-ban és 0,5%-ban tartalmazó összetételre vonatkozik. Az „x’‘ keresztekkel jelölt vonal ugyanilyen százalékos összetételre vonatkozik, azonban a hidratált mész más forrásból származik. Ezek a vonalak, görbék azt mutatják, hogy a porozúás hogyan változik a formázó nyomás függvényében. Mint már említettük, a termék kitűnő fizikai tulajdonságai az optimális porozitás és cellulóztartalom, a finom mikroszerkezet és a belső kiterjedés egymásra hatásából eredhetnek. így a finom mikroszerkezet és a belső kiterjedés okozhatja a cellulózszálon való hatásos tapadást (amely jobb, mint a durva szemcsés mikroszerkezetnél, ahol kisebb a szállal való érintkezési pontok száma.) Az optimális porozitás megválasztása a karbonáttá alakítás előtt a hatásos tapadásért is felelős (és ezenkívül a matrix belső kiterjedése elősegíti a karbonát bejutását a pórusokba és növeli a szálakkal való érintkezés mértékét). A finom mikroszerkezet, az optimális porozitás, a cellulóztartalom és a belső kiterjedés kombinációja befolyásolja a szálhoz való tapadást, amely elég szoros ahhoz, hogy a jó hajlítószilárdságot biztosítsa. A nagy ütőszüárdság eléréséhez szükség van bizonyos mértékű csúszásra. A 3. ábra az ütőszilárdsági értékeket a karbonáttá alakítás előtti porozitás függvényében, különböző cellulóztartalmak esetén mutatja. Bizonyos porozitási érték fölött az anyag egy törékeny mono-fázisú kerámiához hasonló anyagként viselkedik, mivel a cellulóz rugalmassági modulusa hasonló a kalciumkarbonátéhoz. A találmány szerinti eljárás alkalmazása során azt találtuk, elfogadható erősségű lapokat kaphatunk akkor, ha a cellulózszálak súlyaranyát (a hidroxid és a jelenlevő aggregátum mennyiségéhez viszonyítva) az előnyös 7-40% tartományban tartjuk. Abban az esetben azonban, ha nagyobb ütőszilárdságú és elfogadhatóbb hygroexpanziójú lemezekre van szükség, ezt a súlyarányt optimálisan 10-30% közötti értékre állítjuk be. Minden esetben a tömör rész porozitása a karbonáttá alakítás előtt 35 és 50% között van. A találmány szerinti eljárás - mint már említettük — alkalmas olyan épületelem előállítására, amely helyettesítheti az azbeszttel erősített cement épületelemeket. Az ily módon készített épületelemek számos tulajdonsága legalább olyan jó vagy jobb, mint az azbeszttartalmú cement épületelemeké. Már ismertettük a találmány szerinti eljárással készített tárgyak és épületelemek előállításánál szerepet játszó tényezőket és említettük azt a felismerést, hogy a karbonáttá alakítás előtti porozitásnak nagy szerepe van. A porozitás a karbonáttá alakítás előtt a karbonáttá még nem alakított lapnak 35—50%-át teszi ki. A porozitásnak a lap tulajdonságaira való befolyását a következőkben ismertetjük. Abban az esetben, ha a porozitás 35%-nál kisebb, akkor a karbonáttá alakított lap egyes területeken nem fogadható el, mert az ütőszilárdság kicsi, a lap túlságosan kemény, nem szegezhető és nem munkálható meg. Abban az esetben, ha a porozitás 50%-nál nagyobb, akkor a karbonáttá alakított lap nem fogadható el, mivel a nedves hajlítószilárdság 11 MPa-nál kisebb, ez pedig túlságosan kis érték (4. ábra). Hyen porozitásoknál a szálak nincsenek eléggé befogva, helyükről kihúzódhatnak akkor, ha a lapot hajlító- vagy ütőterhelésnek vetjük alá. A cellulózszál-tartalom és a fajlagos porozitási értékek között összefüggés van. Bizonyos nagyságú cellulózszálta italomra a lapok kívánt tulajdonságainak eléréséhez szükség van. A cellulózszálak mennyisége a lap készítéséhez használt szuszpenzióban levő szilárd anyagnak 10—30 súly%-a. Ez előnyös és optimális mennyiség. Abban az esetben, ha a cellulózszál-tartalom 10%-nál kisebb, a karbonátos lap kevésbé jó (mivel a nedves hajlít ószilárdság 11 MPa-nál kisebb) és a lap aránylag kemény, nehezen szegezhető. Ha a cellulózszál-tartalom 30%-nál nagyobb, akkor a hygro-expanzió rendszerint túlságosan nagy. Másik, a pillanatnyi porozitással összefüggő tulajdonság a keménység, amelyet az előzőkben ismertetett mádon mérünk. Az 5. ábra változó cellulózszál-tartalmú lapokra a penetrációkat a porozitás függvényében tünteti föl. A porozitással kapcsolatos, a használat közbeni jellemzőkkel összefüggő tulajdonság a lapoknak beépített állapotban és változó időjárási viszonyok közötti nedvességállósága. Ha a lapok rétegei nem stabilisak, akkor nagymértékű a kiterjedés és az összehúzódás, a szegek kihúzódnak és a közvetlenül szomszédos lapok elgörbülnek. A vizsgálatok során a hygro-expanziót a nedvességállóság mértékeként fogadjuk el és a vizsgálatokat olyan lapokkal végezzük, amelyeknek cellulózszál-tartalma 10%, 15%, 25%, 30%, 35%. A lapokat először vízben áztatjuk, majd 102 °C-on kemencében szárítjuk. A hygroexpanziót úgy számítjuk, hogy mérjük a szárítás alatt végbement zsugorodást, amit százalékban fejezünk ki. A vizsgálatok eredményeit a 6. ábrán tüntettük föl. Látható, hogy a 30% fölötti cellulózszál-tartalom olyan hygro-expanzióra vezgt, amely elfogadhatatlan. A 7. ábrán a termék ütőszilárdságának növekedését szemléltetjük a keverés során járulékosan adagolt polipropilén százalékarányának függvényében. A találmány szerinti eljárás'egyik előnye az is, hogy a selejtes, elrontott terméket újból föl lehet használni. Tapasztalataink szerint a formált lemezek (például kiszűréssel vagy sajtolással alakított lapok) újra pépesíthetők és formálhatók anélkül, hogy a lemezek szilárdsága karbonáttá alakítás után jelentősen csökkenne. Ezzel ellentécben a szokásos technológiával készített, előkeményítert azbesztcementselejt már nem igen használható újra, mert gyártás közben a cement megköt. Amint az előzőkben már ismertettük, a találmány szerinti eljárással nagyobb fokú karbonátosodást lehet elérni, mint az ismert eljárásokkal. Már próbáltak szén5
