188677. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mesterséges porozitásu beton előállítására
1 188 677 2 A találmány tárgya eljárás mesterséges porozitású hőálló és tűzálló beton előállítására, főként tüzelőanyagokkal fűtött ipari kemencék belső falazatához, azok energetikai hatásfokának javítására az, úgynevezett „belső rekupcráció” elve alapján, továbbá a felfűtési technológia javítására. J. K. Brnklaus egyik cikkében (Belső rekuperációs ipari kencncék, Allgemeine Wärmetechnik, 3. évfolyam, 1952. 1, füzet) leírja, hogy olyan ipari kemencék üzemeltetésénél, ahol a belső égőteret gázáteresztő közbülső fal veszi körül, melyen keresztül a füstgázok egy második fallal kialakított üreges térbe, majd innen a szabadba jutnak, jelentős energiamegtakarítás érhető el. Ez az eljárás a gyakorlatban „belső rckuperáció” néven vált ismertté. Az eljárás energetikai előnyei a jobb hulladékhőhasznosításból származnak, mivel a kemence belső teréből a füstgáz.ok szükségszerűen a belső kemcnccfalazat mesterséges pórusain (csatornáin) keresztül áramlanak, ami a kemence belső falazatának pótlólagos felfutásét eredményezd egyebek között. Az, energiamegtakarítás hatásfoka döntően attól függ, miképp sikerül a kemencefalazatban az átmenő furatok (csatornák) formájában meglevő mesterséges, nyitott porozitást a kemence tűzzel érintkező felületén nagyfokú egyenletességgel elosztani és a furatokat (csatornákat) a lehető legkisebb méretűre alakítani. Ez szükségessé teszi furatok sokaságának meghatározott távolságú kialakítását a tűzzel érintkező felületen. A 903 550 sz. német szabadalmi leírásban ismertetett műszaki megoldás szerint kisméretű, égetett téglákból úgy alakítják ki a falazatot, hogy egymástól szabályos távolságra fugák keletkezzenek, melynek következtében átáramlástól mentes terek jönnek létre, ahol a habarcsfelületek hátrányosan lecsökkennek. Alkalmaznak továbbá üreges blokktéglákat és olyan téglákat is, melyeket furatokkal látnak el, illetve olyan profillal alakítanak ki, hogy a beépítés után szabad terek keletkezzenek. Ezeknek az eljárásoknak az a hátránya, hogy jelentős mértékben csökkentik a falazat stabilitását, és itt a létrehozott nyitott porozitás eloszlása az átáramlási felületen nem egyenletes. Az idom téglák ezen kívül a gyártás során költségigényesek és jelentős élőmunkaráfordítást követelnek. Az igen kis átmérőjű (1-3 mm) furatokkal ellátott téglák ugyancsak nem váltak be az ipari felhasználás során (Igen nagy furatszám, nagy nyomásveszteség, dugulásveszély, gazdaságtalan gyártás). A 24 54 711 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás javasolja, hogy ismert összetételű tűzálló masszákban 0,05— 0,35 súly%-ban szalmaszerűen formázott csatomaképző elemeket alkalmazzanak 1—20 mm hosszúsággal, egyenletes eloszlásban. A szalma vagy hasonló anyag hozzáadása lehetővé teszi ugyan a képződő gőz elvezetésére szolgáló pórusok vagy üregek létrehozását, ami megfelel a találmány céljának, de nem teszi lehetővé meghatározott számú, méretű és elrendezésű nyitott csatornák (12-16 mm átmérő és 100-300 mm hossz) képződését, amint az a belső rekuperáció módszere szerint szükséges. Hangsúlyozni szeretnénk, hogy a mesterséges porozitású tűzálló betonok gyártására vonatkozó találmány egyik fő súlypontja éppen az, hogy a szabálytalan kapillárisok hálózatából álló, nem definiálható áramlástechnikai tulajdonságú rendszert egyértelműen meghatározható nyitott csatornákkal helyettesítse. Ezt a követelményt a 24 54 711 sz. NSZK-bcli szabadalom szerinti megoldás nem valósítja meg. A 96 771 sz. NDK-beli szabadalmi leírás olyan tűzálló beton alkalmazását javasolja, ahol a szándékolt nyitott porozitás létrehozását csapok vagy kiolvadó, illetve kiégő anyagok alkalmazásával biztosítják. Az acélból vagy más nem szívókepes anyagból kialakított csapok a/.onban néni biztosítják a víz/cement tényező szükséges csökkenését és ezáltal a nagy nyomószilárdságot. Nyitott, mesterséges porozitású tűzálló betonoknál a nagy hőterhelés es a statikai biztonság miatt viszont követelmény a nagy nyomószilárdság. Mesterségesen porózus beton gyártásánál a magas víz/cement tényező ahhoz szükséges, hogy a” betonnak olyan konzisztenciát kölcsönözzön, amely lehetővé teszi a csatornák közötti kielégítő tömörítést. Neliezíti a feladat megoldását a nagy furatsürüség (300-400 furat négyzetméterenként, 12-16 mm átmérővel) és a maximális szemcseméret abból adódó korlátozása 6 mm-re az adalékanyagoknál. A kiolvadó vagy kiégő anyagok alkalmazási lehetőségére nem jelent konkrét műszaki megoldást a mesterséges porozitású betonok előállításához. Az említett szabadalmi leírás nem nevez meg adatokat a felhasználandó anyag szükséges szívóképességéről, továbbá nem adja meg olyan problémák megoldását, mint a kiégő anyagok stabilizálása a beton vibrációs beöntése és tömörítése során, nem írja le ezek viselkedését a folyékony állapotú betonban, ellentétben a találmány szerinti megoldással. A felsorolt hiányosságok mindeddig akadályozták a nyitott, mesterséges tűzálló betonok ipari méretű előállítását és alkalmazását és ezáltal a belső rekuperácíó módszerén alapuló eljárás széles körű alkalmazását a nagyméretű előregyártott tűzálló betonelemek ipari kemencékben történő beépítésének racionális módszerével egybekötve. Célunk a találmánnyal nagy nyomószilárdságú és hőlökésállóságú, nyitott pórusú előformázott tűzálló betonelemek előállítása, ahol a nyitott porozitást egy sor változtatható átmérőjű és meghatározott elrendezésű furat (csatorna) biztosítja, annak érdekében, hogy a racionális nagyelemes építési rendszer megtartása mellett ipari kemencéknél történő alkalmazás során ebből energetikai és technológiai előnyök származzanak. A találmány által megoldandó feladat hőálló és tűzálló betonok kívánság szerinti, méretében és elrendezésében pontosan definiálható nyitott, mesterséges porozitással történő előállítása oly módon, hogy a megnövekedett víz/cement tényező hatására, mely a mesterségesen porózus tűzálló beton előállításához szükséges konzisztencia elérését biztosítja, a nyomószilárdság ne csökkenjen. A találmány szerint a feladat megoldása úgy történik, hogy a nyitott mesterséges porozitás létrehozása érdekében a betonba nagyszámú kartonhüvelyt helyezünk, melyeket a beton acélformájának, illetve zsaluzatának megfelelő furataiban rögzítünk és amelyek a betonban deformációmentesen megmaradnak, és ezekből a tömörödés időtartama alatt egészen a megdermedésig a fölösleges vizet teljes keresztmetszetükön keresztül egyenletesen elszívjuk, ami lehetővé teszi a mindenkori betonfajtánál az előírt optimális víz/cement tényező elérését, továbbá a beton nyomószilárdsága csökkenésének megakadályozását. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
