Производство плит фибролит, ксилолит, опилкобетон

1 Производство фибролита

 

Фибролит - прессованные плиты  из древесной шерсти, обработанной минерализаторами с минеральным  вяжущим веществом. По роду применяемого вяжущего различают фибролит на портландцементе, на магнезиальном вяжущем и на белитошламовом цементе. Для изготовления фибролита используют специальную стружку (древесную шерсть), которую в виде узких лент получают на древесношерстных станках. Ширина и толщина древесной шерсти варьируется в зависимости от применения.

Фибролит выпускают в  виде плит толщиной 30; 50; 75; 100 и 150 мм, шириной 600 и 1200 мм, длиной 2400 и 3000 мм. Основной характеристикой  фибролита является его средняя плотность. По этому показателю, который зависит от степени прессования, плиты делятся на марки Ф-300, Ф-400 и Ф-500. От средней плотности зависят прочность, теплопроводность, сгораемость, звукопоглощение и другие свойств фибролита.

Фибролитовые плиты изготовляют  нескольких видов: теплоизоляционные, конструкционные и акустические. Теплоизоляционные плиты марки  Ф-300 используют для утепления ограждающих  конструкций. Конструкционные плиты  марок Ф-400 и Ф-500 могут служить  теплоизоляционным материалом для  устройства перекрытий, перегородок, а  также стен в деревянном домостроении. Благодаря открытой структуре матрицы  и поверхности фибролит обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией. Кроме того, открытая структура поверхности  обеспечивает отличную основу под штукатурку. Основные физико-механические свойства фибролита в соответствие с ГОСТ 8928-81 приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Основные физико-механические свойства фибролита

 

Наименование показателей	Марка фибролита
	Ф-300	Ф-400	Ф-500
1 Влажность, %	20
2 Плотность плит, кг/м3: в сухом состоянии аттестованных по высшей категории качества	250-350   250-275	351-450   351-375	451-500   451-475
3 Предел прочности при  статическом изгибе, МПа, не менее,  при толщине плиты, мм 30 50 75 100	- 0,6 0,4 0,35	1,1 0,9 0,7 0,6	1,3 1,2 1,1 1,0
4 Модуль упругости, Мпа	-	300	500
5 Водопоглощение, %	35	40	45
6 Теплопроводность при  температуре 20±2 С0 в сухом состоянии, Вт/м∙С0, не более	0,8	0,09	0,1
7 Коэфициент звукопоглощения при частоте, Гц 40 1000 8000	- - -	0,08 0,25 0,65	0,08 0,25 0,65

 

Кроме плит, изготовляемых  по стандарту, существуют плиты, аттестованные  по высшей категории качества. Влажность таких плит должна быть W≤15 %, показатель прочности на 25 % выше стандартных, модуль упругости и звукоизоляционные свойства на 5-10 % выше в зависимости от плотности плиты. Структурная схема производства фибролита при ведена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структурная  схема изготовления фибролита

Сырье для производства фибролита

 

Древесный заполнитель. Древесную шерсть получают из неделовой древесины хвойных (ель, пихта, сосна), реже лиственных пород. Возможно также использование круглых сортиментов, кусковых отходов лесопильного производства, деревообработки, фанерного и спичечного производства. Древесина, применяемая для изготовления древесной шерсти, должна быть здоровой, без гнили и коры, длиной не менее 500 мм с кривизной ствола не более 50 %, в ней не должно быть сучков диаметром более 40 мм. Перезрелая и сухостойкая древесина не применяется. Окоренную древесину необходимо выдержать в течение весенне - летнего периода в штабелях со свободным проникновением света и воздуха. Преимущество имеет сплавная древесина и древесина зимней рубки.

Длина лент древесной шерсти варьируется от 50 до 500 мм. Лент древесной  шерсти длиной от 250 до 500 мм в составе  плит должно быть не менее 75 %. Ленты  короче 50 мм в производстве фибролита не применяются. Ширина и толщина древесной шерсти варьируется в зависимости от применения. Например, для изготовления акустических фибролитовых плит обычно используется тонкая древесная шерсть толщиной и шириной от 0,75 до 1,5 мм.  Для других целей, например, для изоляции, обычно используется древесная шерсть шириной от 3 до 5 ММ, толщиной от 0,3 до 0,5 мм. Условное обозначение древесной шерсти согласно ГОСТ 5244-79:

ФС-0,25, т.е. стружка для фибролита толщиной 0,25 мм. Древесная шерсть должна быть чистой, без гнили, коры и посторонних примесей, иметь запах и цвет здоровой древесины.

Вяжущее. В качестве вяжущего используется портландцемент марки не ниже М400 без посторонних механических включений и шлаковых добавок, магнезиальное вяжущее и белитошламовый цемент.

Химические добавки выбираются в зависимости от типа применяемого вяжущего. Чаще всего используется хлористый кальций (СаС12) плотностью 1,03-1,04.

Количество компонентов  для приготовления фибролитовой смеси определяется назначением плит, требуемыми физико-механическими свойствами, видом заполнителя, активностью вяжущего и технологическими параметрами производства. Примерное соотношение компонентов, масс.ч., следующее: древесная шерсть от 60 до 150; портландцемент марки М500 от 100 до 250; вода от 60 до 150; хлористый кальций - от 3 до 6; жидкое стекло (при мокром способе производства) от 0,75 до 1,5.

 

Технологический процесс  производства

 

Технологический процесс  производства фибролита заключается  в следующем: окоренную и выдержанную  на складе древесину подают к древошерстным станкам для изготовления древесной шерсти. Полученную древесную шерсть пропитывают раствором минерализатора, смешивают в определенном соотношении с цементом, получая шихту. Шихту укладывают в формы, прессуют, выдерживают в течение определенного периода времени. Цемент схватывается, плиты приобретают распалубочную прочность, у извлеченных из форм плит обрезаются кромки и плиты направляются для дальнейшего вызревания и сушки в сушильную камеру.

Существует два способа производства фибролита - мокрый и сухой, которые реализуются в производствах трех типов:

1 - в цехах малой производительности (до 20 тыс. м³ плит в год);

2 - в цехах с полуавтоматической  линией (до 79 тыс. м³ плит в год);

3 - в цехах с финским оборудованием (до 85 тыс. м³ плит в год).

Наиболее распространен  сухой способ производства. Цеха имеют  два отделения: отделение подготовки компонентов смеси и отделение  производства плит.

Последовательность операций, проводимых в отделениях подготовки компонентов фибролитовой смеси, примерно одинакова:

- окорка и выдержка  древесного сырья на складе в течение 2-3 месяцев;

- разделка сырья на чураки либо балансы (чураки длиной 2 м) на циркулярной пиле;

- получение древесной  шерсти на древесно-шерстных станках;

 

 

Рисунок 2 – Древошерстный станок СД-3

 

1 – длинный чурак; 2 – короткие чураки 4 шт.; 3 – суппорт; 4 – станина; 5 – груз; 6 – главный вал; 7 – шкив; 8 – мотор; 9 – маховик; 10 – кривошип; 11 – шатун; 12 – ножевая плита.

 

- сортировка и минерализация  древесной шерсти;

- дозирование и смешивание  компонентов фибролитовой смеси.

После смешивания древесная  стружка, цемент и водный раствор  минерализатора образуют композиционную смесь, называемую фибролитовой шихтой.

Дозирование компонентов может быть независимым, зависимым с параллельным соединением дозаторов и зависимым с последовательным соединением дозаторов.

Независимое дозирование  применяют, когда материал поступает из бункepa или когда доза может быть набрана с требуемой точностью. Если один из компонентов труднодозируемый и поступает в смесительное устройство непосредственно от технологического объекта, производительность которого не может быть стабилизирована, то применяют системы с зависимым соединением дозаторов. Дозатор труднодозируемого компонентa ведущий, а остальные дозаторы ведомые.

При параллельной схеме зависимого соединения дозаторов один из компонентов, например древесная стружка, ведущий, а остальные (цемент, минерализатор и др.) ведомые. Достоинством схемы является высокая чувствительность ведомых дозаторов к возмущениям на ведущем дозаторе.

При последовательной схеме  дозирования измеряют расход ведущего компонента и по его значению устанавливают расход следующего за ним компонента, то есть производительность каждого предыдущего дозатора является заданием для последующего. Это обеспечивает точное соотношение между предыдущими и последующими компонентами.

Компоненты смеси можно  дозировать непрерывным или порционым способами, причем применяют объемное или весовое дозирование.

Выбор способа дозирования  определяется особенностями технологического процесса. При непрерывном технологическом процессе целесобразно непрерывное дозирование.

1) Цеха малой производительности (механический способ)

Поступающую древесину на циркуляционной пиле разделывают на чураки, которые поступают на древошерстный станок, после чего древесная шерсть поступает в отделение минерализации, где количество шерсти, необходимое для производства одной плиты, загружают в сетчатые корзины, после этого смесь перегружают в смесители периодического действия, куда подается цемент. После перемешивания шихту выгружают и по лотку подают в формовочное отделение, где выкладывают в деревянную форму, сверху укладывается крышка, и форма поступает к гидравлическому подъемнику, где производится набор стопы. Далее стопа подается в пресс, где производится стягивание форм струбцинами и транспортировка в камеру твердения. Затем пакеты поступают в распалубочное отделение. Плиты подаются в сушильную камеру и далее на склад готовой продукции с обрезкой кромок.

Свойства панелей из древесной  шерсти на цементном вяжущем изготавливаемых механическим способом:

- плотность 

- легкие изоляционные  панели - 360 кг/м³;

- плотные панели для  перекрытий - 450 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности

- легкие изоляционные панели - 0,06 Вт/м∙С⁰;

- плотные панели для  перекрытий - 0,07 Вт/м∙С⁰;

- предел прочности на  статический изгиб - 0,2 - 0,3 МПа;

- звукопроводность

- оштукатуренной стены  из панели толщиной 5 см - 36 - 40Дб;

- оштукатуренной двойной  стены с внутренней воздушной

прослойкой - 53 - 57 Дб;

- огнестойкость (по британскому  стандарту 476)

- панель толщиной 5 см - 1 ч;

- панель толщиной 10 см - 2 ч;

- водостойкость 

- выдерживание в воде  в течение 10 лет: никаких изменений;

- выдерживание в почве  в течение 30 лет: без изменений.

Полная устойчивость к  сухой гнили, образованию грибков  и невосприимчивость ко всем видам  паразитов.

Изделия могут пилиться, прибиваться гвоздями, окрашиваться и штукатуриться цементным или  гипсовым раствором.

2) Цеха с полуавтоматической линией

Технологическая схема производства фибролита в цехах с полуавтоматическими  линиями приведена на рисунке 3.

 

Рисунок 3 – Полуавтоматическая линия по производству фибролита

 

Цех состоит из двух отделений: смесительного и формирующего, включающих: 1 - виброувлажняющее устройство; 2 - коллекторы; 3 - трубопроводы пневмотранспорта; 4 - резервуары с водным раствором хлористого кальция; 5 - бункера для цемента; 6 - смеситель; 7 - конвейер для подачи смеси в цех по производству плит; 8. - конвейер зaгpузочный; 9, 16, 24 - конвейеры роликовые, подающие формы; 10 - конвейер подпрессовочного устройства; 11 - ролик разравнивающий; 12 - ролик подпрессовывающий; 13-пила; 14-рельсы; 15 - станок-автомат; 17 - ролик для смазывания плит; 18 - воздухораспределитель; 19 - пресс-лифт; 20 - клапаны пресса; 21 - цилиндр; 22 - стол с формой; 23 - конвейер поперечный; 25 - устройство распалубочное; 26 - сепаратор; 27 - цилиндр сепаратора; 28, 30, 33, 37 - конвейеры; 29 - резиновая опора; 31 - рычаги; 32, 34 - диски пильные; 35 - лифт автоматический; 36 - стопа плит.

Древесное сырье окаривается, выдерживается в штабелях, разделывается на чураки и поступает к древесно-шерстным станкам.

Полученная древесная  шерсть пневмотранспортом подается в смесительное отделение, откуда идет на вибростол, где производится минерализация с одновременным удалением мелкой древесной шерсти и пыли.

Минерализатор поступает  сверху через перфорированные трубки и опрыскивает древесную шерсть. Далее смесь поступает в смеситель, следом подается цемент.

Цемент, через шнековый дозатор поступающий из отделения сортировки (просеивания), распыляют на древесную шерсть. Перемешивание производится непрерывно. Затем шихта поступает на транспортер, имеющий выравнивающий и сбрасывающий барабаны, которые подхватывают и перебрасывают шихту в металлическую форму. Металлические формы расположены на движущимся транспортере близко друг к другу. Далее по транспортеру расположен подпрессовочный агрегат, который уплотняет массу. Она с помощью круглопилъных пил разрезается на отдельные плиты, которые подаются на поперечный конвейер к пакетонабирающему устройству. Это устройство одновременно является прессом. Пригрузочная плита подается в пресс, и осуществляется прессование, после чего плиты подаются в камеру твердения. Затем пакеты плит возвращаются в формовочное отделение, где с помощью пакетообразного устройства пакет разбирается и плиты обрезаются. Обрезанные плиты подаются в сушильное отделение, где осуществляется процесс кондиционирования.