Композиционный материал состоит из основного материала –
матрицы и упрочняющего компонента в виде волокон или твёрдых частиц. Компоненты
композита разделены видимой поверхностью раздела.
Асбестоцемент –
цементный композиционный материал, упрочнённый асбестовым волокном. Цементный
камень хорошо сопротивляется сжимающим и плохо – растягивающим напряжениям.
Асбестоцемент обладает высокой прочностью на растяжение, огнестойкостью,
долговечностью, водонепроницаемостью, низкой теплопроводностью и
электропроводностью.
Асбест. Применяют,
главным образом, хризотил-асбест, отчасти амфиболовые асбесты. Для
асбестоцемента применяют асбест третьей – шестой групп, в которых длина
волокнистых частиц изменяется от 10 мм до нескольких сотых мм, а содержание их
составляет 50 – 24 % по массе. Остальные 50 – 76 % приходятся на долю
пылевидных и других неволокнистых частиц.
Цемент. В
качестве вяжущего используют специальный портландцемент для асбестовых изделий
марок 400 и 500, выпускаемый из клинкера с содержанием 3CaOхSiO2 не менее 52 %, 3CaO*Al2O3 – 8 %, гипса (в пересчёте
на SO3) 1,5-3,5 %.
Большая удельная поверхность асбестового волокна,
достигающая 15-30 м2/г, обусловливает его высокую адсорбционную способность. В
приготовленной исходной массе волокна асбеста должны распределяться равномерно.
Вода. В
производстве асбестоцементных изделий потребляют большое количество воды,
которая идёт на приготовление асбестоцементной смеси и на промывку сукон и
сетчатых цилиндров формовочной машины. Вода, применяемая для производства
асбестоцементных изделий, не должна содержать глинистых примесей, органических
веществ и минеральных солей. Наиболее приятна температура 20-25 С.
Для окраски асбестоцементных листов применяют цветные
цементы или добавляют в массу минеральные щелочестойкие пигменты, обладающие
свето- и атмосфероустойчивостью: редоксайд, сурик железный, охру, оксид хрома,
ультрамарин. Листы для облицовки стен и панелей санитарных узлов и кухонь
покрывают водонепроницаемыми эмалями и лаками.
Производство
асбестоцементных изделий включает следующие операции:
расщепление (распушка) асбеста на тонкие волокна;
приготовление асбестоцементной суспензии;
отфильтрование из жидкой асбестоцементной массы тонкого
помола;
формование из него изделий;
твердение изделий в пропарочных камерах, водных бассейнах,
автоклавах и выдерживание их в утеплённых складах до приобретения заданной
прочности.
Распушку асбеста производят сначала на бегунах, а затем в
голлендере.
Голлендер – резервуар, внутри которого вращается барабан с
ножами. В голлендере смешивают цемент, асбест и воду. Из голлендера полученная
масса идёт в ковшовую мешалку, а затем поступает в формовочную машину.
Для изготовления труб применяют съёмные форматные барабаны,
диаметр которых соответствует внутреннему диаметру трубы. Твердение изделий
завершается в утеплённых складах.
Кроме описанного «мокрого способа» формования
асбестоцементных изделий применяют полусухой и сухой способы. При
полусухом способе изделия формуют из концентрированной массы с
влажностью 30-35 % на специальных машинах бесслойного формования изделий при
сильном уплотнении. При сухом способе формования производят распушку асбеста и
смешивание его с цементом и молотым песком в сухом состоянии. Затем эту смесь
уплотняют на конвейерной линии под прессом или валками; изделия (плитки для полов
и облицовки) твердеют в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара
175 С.
Механические
свойства асбестоцемента зависят от содержания асбестового
волокна и его качества (длины и диаметра волокон), активности цемента,
плотности асбестоцемента, условий твердения и др. Асбест служит минеральной
дисперсной арматурой, которая значительно превосходит прочность цементного
камня на растяжение. Прочность на растяжение волокна распушённого асбеста около
700 МПа; про прочности он не уступает лучшим маркам арматурной стали.