1015

41

щения гипса водой используется мелкая стружка, характеризующаяся большей удельной поверхностью.

В этом случае водогипсовое отношение составляет 0,25…0,35. (В зависимости от насыпной массы стружки отношение абсолютно сухой массы ее к массе сухого гипса может быть в пределах 20/100 – 40/100). При этом получается гипсостружечная масса, имеющая сыпучую консистенцию и позволяющая использовать для настила ковра традиционные форммашины.

Количество воды затворения определяется с учетом влажности стружки.

Для производства ГСП используется стружка из предварительно выдержанной древесины (хранится на складе не менее 3-х месяцев). Толщина стружки 0,2…0,3 мм, ширина 1…5 мм и длина 3…15 мм.

Учитывая, что формирование и уплотнение заготовки должно происходить до загустевания или в начале загустевания водогипсовой массы, необходимо ограничивать продолжительность смешивания компонентов и формирования заготовки до ее прессования.

Для регулирования жизнеспособности гипсостружечной смеси вводят замедлитель твердения гипса – борную кислоту, в количестве 3 % от массы вяжущего.

Формирование ковра осуществляется на стальных поддонах.

Материалы, оборудование и приборы

Стружка из выдержанной древесины, гипс строительный по ГОСТ, вода питьевая, замедлитель твердения гипса, весы торговые, мерный цилиндр, смеситель периодического действия (нестандартный), форма для настила ковра, планки дистанционные, поддоны, пресс, сушилка, штангенциркуль, влагомер.

Расчет расхода материала матрицы (гипса) и наполнителя (стружки) на 1 плиту

Пусть необходимо изготовить плиту размерами 390х350х12 мм, плотностью 1000 кг/м3.

1. Определим массу готовой плиты

42

В – ширина плиты, м; h – толщина плиты, м;

qпл – масса готовой плиты, кг.

2. Определим количество материала наполнителя, матрицы и замедлителя твердения гипса. По литературным данным [5] доля древесной стружки составляет 20–30 % от массы плиты (чаще всего 20–25 %).

Зададим массу древесной стружки 25 %, тогда масса гипса составит 75 %.

Масса замедлителя твердения гипса (борной кислоты) в сухом состоянии составит

3. Масса воды для приготовления гипсового теста при В/Г отношении = 0,35 составит:

qводы= 1,2280,35 0,43кг

4. Масса стружки с учетом ее влажности составит

где qwстр. – масса стружки заданной влажности, кг; qстр.абс.сух. – масса абсолютно сухой стружки, кг;

Wстр – влажность стружки по технологическому режиму, %.

Масса влажной стружки уточняется в каждом конкретном случае, как и масса воды фактическая.

5. Масса воды с учетом влаги, содержащейся в стружке составит:

43

qводы стр.= qwстр. - qстр.абс.сух., кг qводы факт.= qводы расч.- (qwстр- qстр.абс.сух), кг

Порядок выполнения работы

Определить влажность стружки (влажность может быть определена заранее учебным мастером весовым или экспресс методом).

Отвесить необходимое количество стружки данной влажности. Скорректировать количество воды, добавляемой на стружку. Загрузить стружку в смеситель.

Отвесить замедлитель твердения гипса – борную кислоту. Ввести соль в воду, перемешать раствор.

Нанести замедлитель в воде на стружку, перемешать в течение 4 мин. Отвесить гипс в соответствии с расчетом.

Ввести гипс в смеситель. Перемешать в течение 1 мин.

Выгрузить гипсостружечную массу из смесителя и сформировать ковер на поддоне.

Подпрессовать ковер в форме (обечайке).

Прессовать ГСП при t= 40 0С, Р= 2,0 МПа. Сброс давления до 0,6-0,8 МПа за 2 мин до окончания процесса прессования. Продолжительность прессования

Выдержать плиту, обернув ее полиэтиленовой пленкой, в течение 20 минут. Высушить плиту до влажности 2-3 % при t- 40 0С.

Содержание отчета

1.Количество компонентов на изготовление 1 плиты в процентном отношении.

2.Количество компонентов на 1 плиту заданных размеров.

3.Назначение компонентов вяжущего.

4.Режим прессования ГСП.

5.Окончательная обработка плит.

45

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Изготовление цементностружечных плит (ЦСП)

Цель работы – практическое освоение технологии ЦСП, отработка (или выбор и обоснование) режимов прессования ЦСП.

Оборудование, приборы, инструменты, материалы

Ситовой анализатор лабораторный, весы торговые, весы технические,

поддоны алюминиевые с запорами, смеситель лабораторный, шкаф сушильный, мерная посуда,

емкость для взвешивания компонентов, штангенциркуль; стружка специальная резаная,

стружка – отходы деревообрабатывающих производств, вяжущее – портландцемент марки М400, М500;

жидкое стекло (раствор 20,9 % концентрации, плотностью 1,2 тн/м3), сернокислый алюминий (раствор 21 % концентрации, плотностью 1,23 тн/м3), вода.

Расчет компонентов на 1 м3 плит на 1 плиту

1. Рассчитать количество компонентов для изготовления ЦСП в соответствии с рецептурой.

46

Пусть требуется изготовить ЦСП размерами 0,390 х 0,3601,6 10-2 м3.

Объем плиты составит V = 0,0022464 м3.

1.2. Количество абсолютно-сухой стружки на плиту qстр. аб.сух. = 300

кг/м3 0,0022464 = 0,67392 кг = 674 г.

1.3.Количество портландцемента марки М400 при норме 750 кг/м3.

qцемента = 750 0,0022464 = 1,6848 кг 1,685 кг

Химические добавки вводятся оговоренной выше концентрации и плотности. Количество воды для приготовления рабочих растворов любых концентраций рассчитывается по формуле:

qводы – количество воды для доведения раствора до нужной (требуемой) концен-

трации, кг;

Qраств. – количество раствора по рецептуре, кг; К1 – концентрация исходного раствора, %;

К2 – концентрация раствора после разбавления (требуемая), %.

1.4. Количество воды на 1 м3 ЦСП для доведения раствора жидкого стекла до концентрации 20,9 % при норме расхода жидкого стекла 60 кг/м3 (q =

1,45 тн/м3; К =38 %).

Qдоб.треб. = 60+10,26 = 70,26 кг

При плотности раствора 1,2 тн/м3 объем составит 58,55 л. На 1 плиту

0,13152672 л или 131,5 мл.

1.5. Количество воды.

47

qраствора вводимого = 40+31,6 = 71,6 кг

При плотности 1,23 объем составит 58,21 л.

На 1 плиту 0,130+66 л 131 мл.

1.6. Количество воды на плиту общее 400 кг/м3 0,0022464 = 0,89856 кг при плотности воды 1,0 тн/м3 899 г.

1.7. Расчет количества компонентов плиты свести в таблицу.

Порядок выполнения лабораторной работы

Взвесить и отмерить расчетное количество компонентов.

Смешивание компонентов осуществляется в нестандартном смесителе в следующей последовательности: ввести стружку, распылить воду, ввести сернокислый алюминий, перемешать в течение 1-2 мин, ввести раствор жидкого стекла, перемешать 1 мин, ввести цемент, перемешать 4 мин. Выгрузить готовую смесь.

Сформировать «ковер» на поддоне, поместить в пресс гидравлический. Прессование осуществляется при давлении 2,0 МПа не более 3 мин при температуре плит пресса 80 0С до получения плиты заданной толщины.

Уплотненную плиту выгрузить из пресса, зажать фиксаторами и поместить в шкаф с t = 80 0С и 80 90 % на 4 часа.

После термообработки освободить плиты от поддонов и уложить в штабель. Накрыть пленкой.

Выдержать плиты в течение 14-18 суток. Сушку ЦСП осуществить при t=90 0С до влажности 12 %.

48

Содержание отчета

1.Количество компонентов для изготовления 1 м3 ЦСП.

2.Количество компонентов на 1 плиту заданных размеров.

3.Назначение компонентов вяжущего.

4.Режим изготовления ЦСП.

5.Окончательная обработка плит.

Вопросы для самопроверки

1.Содержание стружки и вяжущего в ЦСП.

2.Соотношение компонентов в 1 м3 плит.

3.Расчетное количество компонентов на 1 плиту.

4.Назначение компонентов вяжущего.

5.Параметры стружки для ЦСП.

6.Параметры вяжущего для ЦСП.

7.Технология изготовления ЦСП, ее особенности.

8.Режимы прессования ЦСП.

9.Окончательная обработка ЦСП, назначение, режимы. 10. Сроки созревания цемента.

11. Влияние соотношения компонентов ЦСП на их свойства.

Испытание физико-механических свойств ЦСП (ГСП) и других композиционных материалов

Физико-механические свойства ЦСП (ГСП) определяют по ГОСТ 10634 - 88, 10635 - 88, 10636 - 90 как и для ДСтП.

Отбор образцов осуществляется в соответствии с ГОСТ 10633 - 78 . Количество образцов для всех видов испытаний для каждой плиты – 8

штук, для определения влажности – 1 образец.

Номинальные размеры образцов для определения плотности, разбухания по толщине, влагопоглощения равны 100х100хh мм (где h- толщина плиты).

Влажность определяется на образцах любой формы и размеров массой не менее 25 г.

Для определения прочности при изгибе образцы должны иметь размеры: ширина – 75 мм, длина 25 – кратной номинальной толщине h плюс 50 мм, но не

49

менее 150 мм. Допускается использовать образцы шириной 50 мм и длиной, равной 10 – кратной номинальной толщине плиты h 50 мм, но не менее 250 мм.

Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты определяют на образцах размером 50х50хh мм. К образцам приклеивают деревянные (металлические) колодки размером 65х50х20 (h) мм при давлении 0,2 МПа так, чтобы колодки были развернуты на 90 0С относительно друг друга.

Оборудование и приборы, инструмент, материалы

Испытательная машина, штангенциркуль, струбцины (пресс), образцы, клей (расплав ПВАД), колодки, емкость (ванна) для воды, весы аналитические, сушильный шкаф, приспособления для испытания.

Порядок выполнения работы

Измерить образцы, взвесить их.

Результаты занести в журнал наблюдений (протокол испытаний). Определить испытываемые физические свойства, используя формулы. Приклеить колодки к образцам, выдержать (использовать подготовлен-

ные учебным мастером) образцы. Испытать, результаты занести в журнал наблюдений.

Определить прочность плит при изгибе. Результаты занести в протокол испытаний.

Плотность плит определяют по формуле:

где m – масса образца в г;

в, h, l – ширина, толщина, длина образца.

Влажность, % вычисляют по формуле:

где m и m0 – массы образцов до и после сушки, г.

50

Водопоглощение образцов определяют по формуле:

где mв и mс – массы вымоченного и сухого (до вымачивания) образцов, г

Разбухание по толщине, % вычисляют по формуле:

где h1 и h0 – толщина образца после и до вымачивания, мм.

Предел прочности при изгибе изг , МПа определяют по формуле:

где Р – разрушающая сила МН (Н) (кг);

l – расстояние между опорами приспособления для испытания м (см); в – ширина образца, м (см);

h – толщина образца, м (см).

Прочность при растяжении может быть вычислена по формуле:

р в l

где Р – разрушающая нагрузка, МН, Н (кгс); l – длина образца, м (см);

в – ширина образца, м (см).