Перлитоволокнистые плиты

Впервые перлитоволокнистые плиты (ПВП) были произведены в 1970 году в США. Эти плиты предназначались для теплоизоляции. В нашей стране производство перлитоволокнистых плит начато с 1981 года. Основные физико-механические свойства перлитоволокнистых плит различных марок приведены в таблице 8.1.

Перлитоволокнистые плиты выпускаются толщиной 20 и 50 мм. Они трудносгораемы, подвергаются механической обработке, имеют высокие  тепло- и звукоизоляционные свойства, водо-, атмосферо- и биостойки. Могут быть использованы для пожарной защиты железобетонных, стальных и деревянных строительных конструкций. 

Перлитоволокнистые плиты марки «Армикс-3Т» выпускают в соответствии с ТУ 13-0260220-09-90 «Плиты изоляционные биостойкие перлитоволокнистые типа «Армикс-3Т».

Характеристика применяемого сырья пвп

1  Волокнистый материал

В зависимости от применяемого волокнистого материала выбирают технологический процесс производства плит. В первую очередь это относится к выбору продолжительности обезвоживания перлито- волокнистой массы, транспортной прочности ковра и режиму прессования.

В качестве сырья используют любые отходы деревообработки, макулатуру, отходы целлюлозно-картонного производства, сучья, горбыли и кору. Однако следует отметить, что на сегодняшний день единственным применяемым материалом является макулатура, представляющая собой загрязненную смесь целлюлозных полуфабрикатов. Она имеет несколько преимуществ: малые энергозатраты и простота подготовки к технологическому процессу. Основными недостатками являются: нестабильность состава, наличие посторонних включений и нарушение в процессе переработки макулатуры целлюлозных связей. Степень помола макулатурной массы должна находиться в пределах от 40 до 80 ШР.

2 Перлит

Перлит - минерал с концентрической скорлуповатой структурой из стекловидной массы. Вследствие этого вся порода кажется как бы состоящей из шариков с тонкими скорлупками, сцементированными между собой. Такая структура обусловлена тонкими концентрическими трещинами, образовавшимися в результате отверждения и охлаждения изверженной породы. Особенностью перлита является его способность вспучиваться при термообработке, многократно увеличиваясь в объёме и резко уменьшая при этом свою объёмную массу.

Для перлита характерны следующие особенности:

1)         низкая объёмно-насыпная масса: от 60 до 160 кг/м3;

2)         низкий  коэффициент теплопроводности от 0,044 до 0,064 Вт/м0С;

3)         высокая огне- и температуростойкость. Температура размягчения от 600 до 800 °С;

4)         преобладание мелких фракций- доля фракций размером менее 0,25 мм составляет  30 %;

5)         низкая прочность около 0,2 МПа;

6)         высокая способность к истиранию. Истирание происходит даже при смешивании  перлита с водой;

7)         высокое  водопоглощение.

В производстве ПВП используют перлит марки М75 и М100 согласно ГОСТ 10-830-83 «Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия».

3 Гидрофобные добавки

Введение гидрофобных  добавок в перлитоволокнистую массу обусловлено высокой гидрофильностью и перлита, и волокнистой массы.  В качестве гидрофобной добавки используется парафиновая эмульсия, эмульгатором служит концентрат сульфитнодрожжевой бражки. Парафиновую эмульсию вводят только в волокнистую массу. Осадителем  является кремнефтористый аммоний, который создаёт кислую среду (pH от 4,5 до 5,0) в волокнистой массе. В результате эмульсия оседает на волокнах в виде мелких капель. Для обеспечения требуемой водостойкости перлитоволокнистых плит количество вводимой гидрофобной добавки должно быть не менее 2%. Кроме парафиновой эмульсии в качестве гидрофобной добавки для плит на основе вспученного перлита может использоваться раствор меди-хрома-фосфата в количестве от 5 до 10 % или полифосфат алюминия в количестве от 1 до 40 % от вспученного перлита.

4 Антисептирующие добавки

В качестве антисептиков в перлитоволокнистую массу вводят кремнефтористый аммоний в количестве 1,07 %, пентахлорфенолят натрия в количестве 1,9 %, анилид салициловой кислоты в количестве – 5,6 % (к массе абсолютно сухого волокна). Преимуществом пользуется кремнефтористый аммоний, так как он одновременно является осадителем для гидрофобной добавки.

Технологический процесс производства пвп

Технологический процесс производств ПВП принципиально разделен на несколько участков: участок по производству вспученного перлита, участок подготовки макулатурной массы, участок формирования перлитоволокнистых плит и участок их окончательной обработки. На рисунке 8.1 приведена принципиальная технологическая схема производства перлитоволокнистых плит. Соотношение компонентов при изготовлении ПВП следующее: перлита от 70 до 80 %, макулатурной массы от 20 до 30 %. Участок для вспучивания перлита включает узел приёма сырья с системой разгрузки, участок вспучивания с камерой термообработки и систему хранения межоперационных запасов. Изготовление вспученного перлита на линии по производству ПВП позволяет получить вспученный перлит со стабильной объемной массой, снизить транспортные расходы по перевозке перлита и исключить операции по растариванию вспученного перлита, что  улучшает качество конечного продукта и условия труда из-за меньшей запыленности окружающей среды.

Участок по подготовке макулатурной массы включает оборудования для гидроразбивания и роспуска макулатуры, очиститель макулатуры, мельницы для размола и емкости для разбавления макулатурной массы. Макулатура со склада подается в гидроразбиватели, где распускается свежей и оборотной водой до концентрации от 2 до 2,5 %, проходит через очиститель макулатурной массы и направляется в массный бассейн, откуда насосом подается в дисковую мельницу.

При достижении требуемой степени помола макулатурная масса направляется в ящик непрерывного проклеивания, куда сначала вводится парафиновая эмульсия, а затем осадитель (кремнефтористый аммоний, являющийся одновременно антисептиком). Проклеивание осуществляется при концентрации от 1,5 до 2,5 %.

Первая операция на участке производства перлитоволокнистых плит смешивание макулатурной массы с перлитом, которое осуществляется в гидроциклоне. После гидроциклона перлитоволокнистая масса концентрацией 5 % поступает в емкость-мешалку, где дополнительно перемешивается и поступает  на участок формирования. Формирование перлитоволокнистых плит может производиться двумя способами: непрерывным (на плоскосеточной машине, аналогично процессу формирования ДВП) и периодическим (в вакуум-формах). Оба способа обеспечивают равномерное распределение компонентов по объему изделия. Ковер, сформированный на отливной машине, раскраивается на полотна и подается в сушильную камеру. При прессовании в вакуум-формах плиты формуются требуемых размеров.

Сушка осуществляется при температуре (250+10)°С, время выдержки от 40 до 50 минут. Затем температуру понижают до 190°С и выдерживают в течение 90-100 минут. Конечная температура выдержки 70°С. При этом общее время выдержки не должно составлять более 3 часов. Существует и другой способ сушки: при температуре 160°С плиты выдерживаются в течение 4 часов. Начальная влажность полотен 723 %, конечная – от 2 до 5 %. После сушки полотна раскраиваются на заданные форматы и подаются на линию упаковки. Толщина готовых плит составляет 20 мм. Для увеличения толщины используют линию склеивания, на которой плиты склеивают в блоки толщиной 40, 60 и 80 мм. Склеенные блоки формируются в пачки высотой от 600 до 800 мм и также подаются на линию упаковки. Пачки плит обвязываются металлической лентой и упаковываются в термоусадочную полиэтиленовую пленку с пяти сторон. Упакованные плиты поступают на склад хранения.

Применение

ПВП применяют в строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, а также в качестве заменителя мягких древесноволокнистых и минераловатных плит. После склеивания и армирования стекломатериалами ПВП могут быть использованы в качестве конструкционно-теплоизоляционного слоя в ограждающих конструкциях промышленных зданий.