I этап
Добыча сырья
II этап
Исследование
III этап
Технология
IV этап
Продукция

Огородник И.В., Левандовская Н.Ф.,  

Чернышева Р.А.Мендрул А.А.,

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ГИПСОВЫХ ФОРМ ДЛЯ САНИТАРНОЙ КЕРАМИКИ

  Для литьевых форм санитарной керамики широко используются гипсовые вяжущие, которые от других видов вяжущих выгодно отличаются коротким циклом получения изделий, сочетанием формовочных свойств с большой сорбционной способностью. После заливки керамической массы в гипсовую форму происходит снижение влажности литейного шликера за счет отсоса воды собственно гипсовой формой. Так как отсос влаги возможен на границе керамическая масса-гипсовая форма, то в первую очередь обедняются влагой ближайшие слои шликера, за счет чего и происходит быстрый и качественный  так называемый "набор черепка", то есть формирование каркаса изделия.
  Применяемые для санитарной керамики гипсовые формы должны отвечать следующим требованиям: обладать достаточной механической прочностью, гладкой рабочей поверхностью, длительным сроком службы, необходимой равномерной впитываемостью, иметь способность придавать изделиям тончайшие детали рельефа, сохранять неизменными и точными как можно более длительное время собственные размеры и очертания 1-3.
  Всасывающую способность гипсовых форм определяют пористость и размер пор. Чем больше пористость гипсовой формы при меньшем размере пор, тем выше скорость  образования слоя керамической  массы с меньшей влажностью, то есть "набора черепка”. В случае высокой пористости и большого размера пор скорость "набора черепка” понижается. Применение гипсовых форм низкой пористости является нецелесообразным для изготовления санитарной керамики.
Гипсовые формы хорошего качества должны выдерживать не менее 50-60 циклов при изготовлении литьевым способом крупных изделий санитарной керамики. Продолжительность эксплуатации гипсовых форм зависит от механической прочности их в сухом и в увлажденном состоянии, от состояния рабочей поверхности, свойств шликерной массы и разрушающего действия электролитов. Снижение прочности гипсовых форм может быть вызвано избыточным содержанием воды в гипсовом растворе при изготовлении формы, применением крупномолотого гипса и сушкой форм при температуре выше 65-700С. 
  Так как работа гипсовых форм для литья санитарной керамики протекает в условиях попеременного увлажнения и высыхания, то должна быть обеспечена механическая прочность форм в любом состоянии. Увлажнение гипсовых форм во время "набора черепка” приводит к снижению механической прочности почти вдвое, то есть коэффициент размягчения используемого вяжущего равен 0,5. Таким образом, для эффективной работы гипсовых форм для литья санитарной керамики они должны обладать повышенной механической прочностью при сохранении неизменными всех остальных требуемых характеристик. Использование чистого высокопрочного гипсового вяжущего в качестве формовочного не является эффективным из-за низкой открытой пористости и повышенного объемного расширения.
  В связи с тем, что предприятия, выпускающие санитарную керамику, не всегда имеют возможность приобрести высококачественное гипсовое вяжущее для изготовления литьевых форм, то возникла необходимость найти способ улучшения механической прочности гипсовых форм при использовании имеющегося в наличии формовочного гипса. 
  С целью повышения механической прочности гипсовых форм для литья санитарной керамики были опробованы несколько добавок: триполифосфат натрия, полиакрилат натрия, модифицированный дофен. Критерием отбора данных добавок являлись такие их качества: доступность, дешевизна и отсутствие побочного негативного влияния как на изготавливаемые гипсовые формы, так и на литьевую шликерную массу в процессе изготовления изделий.
  Были проведены лабораторные испытания всех перечисленных добавок с целью выявления оптимальной добавки в гипсовое вяжущее и оптимального  ее количества. Для проведения исследований было взято гипсовое вяжущее, которое отвечает минимальным требованиям, предъявляемым к формовочному гипсу. Во время предварительных испытаний были определены оптимальные концентрации исследуемых добавок, улучшающие физико-механические характеристики исследуемого гипсового вяжущего. Концентрации добавок расчитывались на массу сухого вяжущего. Так как для всех добавок кривая зависимости  прочностных характеристик от концентрации вводимой добавки имела четко выраженный оптимум, только при разных значениях, то приводить эти данные считаем излишним. Данные лабораторных испытаний формовочного гипса в чистом виде и со всеми исследуемыми добавками оптимальных концентраций сведены в таблицу 1.
  Таблица1
Наименование показателя

Чистое гипсовое вяжущее

Гипсовое вя-жущее с добавкой 0,033% триполифосфата натрия

Гипсовое вяжущее с добавкой 0,0165% по-лиакрилата натрия

Гипсовое вяжущее с добавкой

0,4% модифи-цированного дофена

1

Водогипсовое отношение

62,0

57,0

56,0

57,0

2

Прочность на изгиб в 2-х часовом со-стоянии, МПа

 

 

2,2

 

 

2,2

 

 

2,3

 

 

3,1

3

Прочность на сжатие в 2-х часовом со-стоянии, МПа

 

 

6,0

 

 

6,7

 

 

6,9

 

4

Сроки схватывания:                                                                             начало

Конец

 

 

5мин30сек8мин 30сек

 

 

11мин30сек

13мин 30сек

 

 

8мин30сек

10мин 30сек

 

 

7мин30сек

9мин 30сек

5

Объемное расширение

 

24,0

 

23,0

 

22,0

 

22,0


  Из таблицы 1 можно сделать однозначный вывод о проведенных лабораторных испытаниях влияния добавок на свойства исследуемого гипсового вяжущего. Показано, что исследуемые физико-механические характеристики гипсового вяжущего с добавкой 0,4 % модифицированного дофена лучше, чем у того же вяжущего с добавками триполифосфата натрия и полиакрилата натрия. Таким образом подобрана упрочняющая добавка в виде модифицированного дофена.
  Модифицированный дофен является пластифицирующей высоко-разжижающей добавкой. Эффективность его применения при производстве бетона выражается в повышении марочной прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, коррозийной стойкости и долговечности. Последние два качества модифицированного дофена были и использованы в данном исследовании.
  Кроме этого использование дофена экономически обоснована. Цена его составляет 600-1000 грн за тонну, что определяет возможность его использования  в производстве без увеличения себестоимости санитарной керамики.
   На славутском заводе "Стройфарфор” были проведены сравнительные испытания формовочного гипса, имевшегося на комбинате, без добавки и с добавкой модифицированного дофена. Результаты испытаний сведены в таблицу 2.
Таблица2

Наименование показателя

Формовочный гипс

Формовочный гипс с 0,4 % добавкой модифицированного дофена

1

Водогипсовое отношение

59,3

55,3

2

Прочность на изгиб в 2-х часовом состоянии, МПа

 

2,1

 

4,96

3

Прочность на сжатие в 2-х часовом состоянии, МПа

 

7,15

 

8,46

4

Сроки схватывания:

начало

Конец

 

9 мин.30 сек.

12 мин.15 сек.

 

8 мин. 00 сек.

11 мин. 20 сек.

5

Объемное расширение

20,0

22,0


  Из данных таблицы 2 следует, что добавка модифицированного дофена в количества 0,4 % к массе сухого гипсового вяжущего снижает водогипсовое отношение на 4 единицы, что позволяет получить увеличение механической прочности на изгиб более, чем в 2 раза, а на сжатие более, чем на 20%. При этом было отмечено незначительное снижение сроков схватывания и увеличение объемного расширения.      Таким образом, из полученных результатов можно сделать вывод о стабильном повышении прочностных характеристик добавкой модифицированного дофена без ухудшения других свойств формовочного гипса.
  После проведения всех необходимых испытаний формовочного гипса с добавкой модифицированного дофена были отлиты несколько партий гипсовых форм всей номенклатуры сантехнических керамических изделий, выпускаемых на заводе. После сушки все формы были поставлены на конвейер в параллель с формами, изготовленными из чистого формовочного гипсового вяжущего.
  При литье керамических изделий в формы опытной партии, то есть  с добавкой модифицированного дофена в формовочный гипс, в сравнении с литьем в обычные формы были отмечены существенные отличия в работе. Отливки изделий легче вынимались из форм опытной партии.  Изделия, получаемые в качестве отливок, после месячного срока службы формы из опытной партии зачищать не надо, в то время, как изделия, которые отливались в обычные формы, необходимо было зачищать уже через две недели работы. Срок службы форм опытной партии приблизительно  в 1,6 раза больше срока работы обычных форм и составил 75-85 циклов для различных видов изделий санитарной керамики.
  Из проведенных исследований и промышленных испытаний можно сделать однозначный вывод о перспективности использования модифицированного дофена для существенного улучшения прочностных свойств формовочного гипса, используемого для литьевых форм при производстве санитарной керамики.
Разработка и продвижение сайта - Studio "V7"