Szervetlen kötésű kompozitok

TARTALOM

SZERVETLEN KÖTÉSŰ KOMPOZITLEMEZEK
ÉS FORMATESTEK KIALAKULÁSA, FEJLŐDÉSE

1. A CEMENT MINT A CEMENTKÖTÉSŰ KOMPOZITOK
ALAPANYAGA
1.1. A cement mint hidraulikus kötőanyag
1.2. A cement fogalma, alkotórészei
1.2.1. A cement fő alkotórészei
1.2.1.1. Portlandcementklinker
1.2.1.2. Kiegészítő anyagok
1.2.1.3. Mellékalkotórészek
1.3. A portlandcement ásványi összetétele
1.4. A cement kötése és szilárdulása
1.5. A portlandcement Kidratációjának mechanizmusa
1.5.1. A trikalcium-szilikát (C3S)
és a -dika1cium-szilikát (f3—C,S) hidratációja
1.5.2. A trikalcium-aluminát (C3A) bidratációja
1.5.3. A tetrakalcium-aluminát-ferrit (C4AF) hidratációja
1.6. A hidratáció mérésének lehetőségei és főbb szakaszai

2. KÜLÖNBÖZŐ CEMENTEK ÁLTALÁNOS
KÖVETELMÉNYEI, CSOPORTOSÍTÁSUK
2.1. Az alkotórészek minőségi követelményei
2.1.1.Főaikotórészek
2.1.2. Mellékalkotórészek
2.2. A különböző cementek csoportosítása
2.2.1. A cementek csoportosítása összetételük szerint
2.2.2. A cementek szilárdság szerinti osztályozása
2.2.3. A cementek csoportosítása különleges
tulajdonságaik szerint
2.3. A cementekkel szemben támasztott mechanikai,
fizikai és kémiai követelmények
2.3.1. Mechanikai követelmények
2.3.2. Fizikai követelmények
2.3.3. Kémiai követelmények

3. LIGNOCELLULÓZ ALAPÚ CEMENTKÖTÉSŰ KOMPOZITOK
KÖTÉSMECHANIZMUSA
3.1. A cementhidratáció-változás okai, irányíthatósága
a cementkötésű kompozitok előállításakor
3.1.1. A cementhidratációt befolyásoló tényezők
3.1.1.1. Szemcseméret hatása
3.1.1.2.Hőérleléshatása
3.1.1.3. Hőmérséklet-csökkenés, a hideg hatása
3.1.1.4. Víz-cement tényező hatása
3.1.1.5. Fa-cement tényező
3.1.1.6. Kémiai adalékanyagok

4. CEMENTKÖTÉSŰ LIGNOCELLULÓZ
KOMPOZITFERMÉKEK GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA
4.1. Fagyapotlemezek
4.1.1. HERAKLITH fagyapotlemez eljárás
4.1.2. CANALI fagyapotlemez eljárás,
„C” típusú berendezéssel
4.1.3. ELTEN fagyapotlemez eljárás,
18 M típusú berendezéssel
4.2. Faapríték-lemezek, falazóblokkok
4.2.1. VELOX faapríték-lemezek
4.2.2. DURISOL faapríték alapú építőblokkok
4.3. Cementkötésű forgácslapok
4.4. Cementkötésű rostlemezek és formatestek
4.5. Cementkötésű kompozitok előállítása gyorsított eljárással
4.5.1. Szén-dioxidos eljárás hatásmechanizmusa
4.5.2. A hagyományos és a szén-dioxidos eljárás
összehasonlító értékelése
4.5.3. A gyártási folyamat részletes leírása

5. GIPSZKÖTÉSŰ KOMPOZITOK
5.1 A gipsz, mint a lapgyártás nyersanyaga
5.1.1 A gipsz és módosulatai
5.1.2 A gipsz hidratációja és kötésmechanizmusa .
5.1.3 A gipsz hidratációját befolyásoló tényezők,
adalékanyagok

6. GIPSZKÖTÉSŰ LIGNOCELLULÓZ KOMPOZITOK
GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA
6. L Gipszkötésű kompozittermékek
fejlődéstörténeti áttekintése
6.1.1. Nedves gyártási eljárások
6.1.2. Öntő eljárások
6.1.3. Félszáraz gyártási eljárások
6.1.4.,,Száraz”eljárások
6.1.5. Különleges eljárások
6.1.6. Gipszkötésű kompozittermékekkel
kapcsolatos kutatások

7. SZERVETLEN KÖTÉSŰ KOMPOZITOK FELHASZNÁLÁSI TERÜLETEI,
JELLEMZŐ TULAJDONSÁGAI

SZAKIRODALOM

4.1. Fagyapotlemezek


A cementkötésű kompozittermékek területén előrelépést R. SCHÁFER 1908- ban Bécsben szabadalmaztatott gyártási eljárása jelentette, melynek során fagyapot és magnezit felhasználásával egy szigetelő-, könnyű (360—570 kg/m3) építő- lemezt állított elő. A Radentheinű Magnezit Gyár (Ausztria) 1914-ben hozta forgalomba a lemezt HERAKLITH néven és azóta az egész világon elterjedt.
Magyarországon is gyártottak hasonló jellegű lapokat „MAGORLEMEZ” elnevezéssel, de az 50-es évek végén az elavult gyártástechnológia, valamint a kialakult új építési rendszerek következtében gyártásukat megszűntették. Külföldön ezzel szemben a gyártási eljárást korszerűsítették, Új gazdaságos felhasználási területeket találva (válaszfal-, tetőtér beépítés, hőszigetelés, bentmaradó zsaluzat).
A HERAKLITH-HUNGARIA Kft. azonban 1990. óta állít elő portlandcement
kötésű fagyapotlemezeket, amely a modern építkezés nélkülözhetetlen anyaga.
Az első cementkötésű fagyapotlemezek 1 928-ban jelentek meg a piacon.
A lemezeket a második világháború előtt Németországban 39% portlandcement, 35% magnezit és 26% gipsz felhasználásával készítették.
Az Amerikai Egyesült Államokban 1940-óta gyártanak magnezitcementes
fagyapotlemezt a „Northwest Magnesite Co.” keretében. A THERMAX néven
forgalmazott termék nyugati vörösfenyő és magnézium-oxiszulfát felhasználásával, folyamatos gyártási eljárás elvén, 25,5 mm, 50,8 mm és 76,2 mm Vastagságban készül. A gyártás során cementet és füstgázpernyét golyósmalomban megőrölnek, majd a híg kénsav hozzáadása útján keletkezett emulziót keverőgépben juttatják a fagyapot felületére. Magasabb térfogati sűrűségű ún. ABSORBEX panelt is készítenek akusztikai és dekoratív célra.
A II. világháború után a fagyapotlemez gyártásban a portlandcement egyre növekvő arányban került felhasználásra, mint meghatározó értékű kötőanyag. Ezt elősegítették a jelentős mértékben felgyorsult fakémiai kutatások, valamint az alkalniazott új vizsgálati módszerek, amelyek segítségével a kutatók megvizsgálták a fa vízoldható anyagtartalmának a cement kikötésére gyakorolt hatását (poliózok és ezek bomlásából származó cukorsavak, polifenolok, tanriinok stb.)
A fagyapotlemez gyártási eljárások közül napjainkban az alábbiak a legismertebbek:
- HERAKLITH-eljárás,
— CANALI-eljárás „C” típusú berendezéssel,
— ELTEN-eljárás 18 M típusú berendezéssel.


4.1.1. HERAKLITH fagyapotlemez eljárás

Az eljárás során az 50 cm hosszú kérgezett, elsősorban lucfenyő alapanyagot ritz (elővágó) késes gyalugépek dolgozták fagyapottá, majd a szállítószalagra kerülő fagyapotot kieserit (MgSO4 • HO) vizes oldatával permetezték be. A szitaszerű szállítószalagon a felesleges nedvességtartalom ezt követően lecsepeg, majd a fagyapot továbbhaladva a keverőberendezésbe kerül, ahol porlasztás útján magnéziaport juttatnak a keverőgépbe. A magnéziapor a keverés következtében a fagyapotot minden oldalról egyenletesen szinte hártyaszerűen ún. „magnézia habarcs” formájában vonja be. A keverék egy kaparóelemes szállítószalagon át elosztó berendezésbe kerül. Az elosztók egy-egy szalagformázógép berakóhelyét látják el a bekevert fagyapottal. A formázógép alsó szalagjára adagolt keveréket, a felső szalag segítségével két henger nyomja össze. Az acélszalagokat olajozással védik a lapok odaragadása ellen. Kétoldalt elhelyezett acélszalag gondoskodik a megfelelő lapszélesség beállításáról.
A lepréselt lapokat egy 30 m hosszú és 400 °C hőmérsékletű, gázfűtésű csatornán vezetik keresztül. A magnézia kötése mintegy 10 min. alatt bekövetkezik. A kész lapokat ezt követően utánszárítják, majd 2,0 m laphosszúságra egy automatikus működésű keresztfűrésszel méretre vágják. A klimatizálás 20 °C és 65% relatív páratartalom mellett történik.
Tárolást követően értékesítik a kausztikus magnézia felhasználásának eredményeként, magas tűzállósággal rendelkező, de kevésbé vízálló fagyapotlemezeket.


4.1.2. CANALI fagyapotlemez eljárás, „C” típusú berendezéssel

A német CANALI cég is foglalkozik fagyapotlemezt gyártó berendezések elő- állításával (4. ábra). Kezdetben lucfenyő, vagy jegenyefenyő, részben erdeifenyő került felhasználásra mint alapanyag.
Az eljárás során a 40—50 cm hosszú gömbfát fagyapotgépeken 3-6 mm széles 0,2-0,5 mm Vastag és 350—550 mm hosszú „szalaggá” dolgozzák fel, majd sóoldattal előkezelik. A mineralizálást kalcium-klorid (CaC12) 1—3 °Be vizes oldatával, esetenként magnézium-klorid (MgC12) és vízüveg (Na2SiO3) felhasználásával végzik. A sóoldatban az adalékanyag koncentrációja — a faanyag döntési idejét figyelembe véve —‚ az évszaknak megfelelően nyáron nagyobb, télen kisebb.
A keverőgépbe juttatott fagyapot felületére a sóoldatot és cementet folyamatosan adagolják, majd egy kettős terítőgép segítségével tisztított és olajozott
sablonokba kerül a keverék.
Előpréselést követően a fagyapotszőnyeget a sablonok érintkezési vonalában egy daraboló fűrész méretre vágja, majd egy automatikus berendezés, betétlécek közbeiktatásával máglyázza a terítéket tartalmazó sablonokat. A végleges lemezvastagság beállítását automatikus berakó- és kirakó berendezéssel ellátott rakatprésben végzik.
A préselt formákat 12 vagy 24 órás „pihentetés” után ürítik. Az üres kereteket visszaszállító pályán juttatják a terítőgéphez. A kész lapok egy bélyegző automatán keresztül a formatizáló berendezésbe kerülnek, majd máglyázást követően targonca szállítja a tárolóhelyre.


4.1.3. ELTEN fagyapotlemez eljárás, 18 M típusú berendezéssel

A hollandiai ELTEN cég legismertebb gyártási eljárása elsősorban téli vágású, 0,5 m többszörösére hossztolt faanyagot, vörösre kérgezett állapotban dolgoz fel.
A felhasználásra kerülő alapanyagot targonca segítségével a beadagoló kereszt- szállító transzportőrre helyezik, amely a fát egy kúpos görgősorra továbbítja. A kérgezett anyagot a görgősor egy leszabó körfűrészhez továbbítja, ahol azt Párhuzamos bütükkel, 50 cm-es méretre darabolják. A faanyag ezt követően nagyteljesílményű rotációs fagyapotgyártó gépekre kerül, onnan szállítószalagon, majd adagoló berendezésen át egy „telítő” berendezésbe jut, ahol a minera]izáló oldatként kalcium-klorid (CaCL,) 2—3 °Bé-oldatát, magnézium-klorid (MgC12) vagy vízüveg (Na2SiO3) oldatot juttatnak a fagyapot felületére. A szállítószalagon továbbjuttatott kezelt fagyapothoz, súly szerinti adagolást követően, folyamatosan üzemelő hengerkeverőben portlandcementet adagolnak. A lemezek előállítása során, a térfogati sűrűségi értéktől függően az alábbi keverési arány alkalmazása javasolt:
— fagyapot 3,25 kg,
— portlandcement 6,50 kg,
— sóoldat 3,25 kg.
A fagyapot-cement keveréket terítő berendezés segítségével, tisztító és olajozó berendezésen keresztül vezetett sablonokba terítik. A keverék mennyiségét a terítőgép alatt tovább pontosítják egy adagoló mérleg segítségével, amely súly szerint adagolja a keveréket az alatta folyamatosan haladó sablonokba. A sablonok a széltömörítőn, előprésen áthaladva egy daraboló körfűrészre jutnak, ahol a terítéket a keretek ütközési felületénél automatikusan eldarabolják.
A kereteket rakatprésbe juttatják, majd a kikerülő, rögzített rakatokat görgősorról villástargonca szállítja a kijelölt előtároló helyre, ahol 24 óráig tömörített állapotban maradnak. A már megkötött lapok rakatbontó berendezésbe kerülnek, ahonnan a fagyapotlemezeket szélező körfűrészen formatizálják.
A méretrevágott (2000x500x25 mm) lemezeket rakodólapokra automatikus berendezésen rakásolják.
A rakatokat villástargoncával a tároló helyre szállítják, ahol 4—5 nap alatt a
fagyapotlemezek végleges szilárdságukat elérik, miközben klimatizálódnak s.
Az ELTEN-eljárás előnyei:
— teljes automatikus folyamatszabályozás,
— csekély munkáslétszám,
— nagy teljesítmény,
— a gyártósorban pufferképzés nem szükséges,
— pontos keverékadagolás és anyagtakarékosság,
— a gyártósor leállítása nélkül termékprofilváltás végrehajtható,
— kiegészítő berendezésekkel különféle felületkezeléssel ellátott lapok is előállíthatók.
Az ELTEN cég 1960 óta a világ minden táján, 30 országban több mint 120
üzemet létesített. Legújabb fejlesztése az újjászervezett ELTOMATION cégnek
a körasztalos, kétkéses fagyapotgéppel üzemelő gépsora.
A fagyapotlemezek egyszintes, és többszintes házak építésére egyaránt atkalmasak. Középrétegként polisztirol felhasználásával kiváló hőszigetelő tulajdonságú, ún. HERATEKTA lapok készíthetők.