способ производства облицовочных гипсовых плит

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОБЛИЦОВОЧНЫХ ГИПСОВЫХ ПЛИТ, включающий распиловку гипсовых блоков из природного камня на заготовки, их калибровку, термообработку, гидратационное окрашивание и фактурную обработку, отличающийся тем, что после калибровки заготовку водонасыщают, затем термообрабатывают в электромагнитном поле высокой частоты в течение 3 - 5 мин, а окрашивание осуществляют в среде низкого вакуума в течение 1 - 3 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии строительных материалов и может использоваться на камнеобрабатывающих предприятиях промышленности строительных материалов при изготовлении облицовочных плит из пиленого гипсового камня.

Известен способ изготовления облицовочных гипсовых изделий [1] включающий распиловку природного гипса на заготовки, их дегидратацию путем термообработки в воздушной среде, пропитку в водном окрасочном растворе и фактурную обработку. Термообработку проводят по следующему режиму: выдержка в течение 2-3 мин при 250-350^оС, выдержка в течение 13-15 мин при 210-220^оС. После этого осуществляют пропитку в течение 10-15 мин и сушку в течение 20-30 мин.

Известный способ не обеспечивает получение готовых изделий повышенной водостойкости.

Наиболее близким техническим решением к заявленному служит способ изготовления декоративных гипсовых изделий [2] Этот способ характеризуется распиловкой природного гипса на необходимые заготовки, дегидратацией их путем термообработки в воздушной среде с выдержкой в течение 1-3 мин при 250-370^оС, повторной выдержкой в течение 13-17 мин при 200-220^оС, пропиткой в водном окрасочном растворе многократным погружением в различные по концентрации растворы с выдержкой перед каждым погружением в течение 1-3 мин.

Недостатком данного способа является окрашивание поверхностного слоя изделий на небольшую глубину, несмотря на длительность термообработки и многоступенчатость окраски гипсовых заготовок.

Многоступенчатость и длительность процесса термообработки обусловлены тем, что при нагреве изделий обычными электронагревателями тепловой поток движется от поверхности изделий к центру, т.е. нагревается слой за слоем, пока не прогреется все изделие. Вода же, выделяющаяся при дегидратации гипса, движется в противоположном тепловому потоку направлении. Эти два фактора постепенный внешний нагрев изделий и противоположное движение теплового потока и кристаллизационной воды предопределяют замедленное течение процесса термообработки, в результате чего за технологический цикл изделие продегидратируется только с поверхности. В процессе дегидратации изделия его поверхностный слой приобретает структуру с замкнутыми, полузамкнутыми и сквозными пустотами с защемленным в них воздухом. В этом случае удаление последнего из пор и насыщение их красящим раствором возможно только при многоступенчатом процессе окраски. Полученные таким способом гипсовые заготовки имеют тонкий окрашенный слой, что не позволяет проводить более глубокую их обработку и получить декоративные плиты более широкого ассортимента.

Цель изобретения расширить ассортимент декоративных гипсовых плит за счет увеличения толщины окрашенного слоя изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, принятом за прототип, после калибровки заготовку водонасыщают, затем термообрабатывают в течение 3-5 мин в электромагнитном поле высокой частоты, а окрашивание осуществляют в среде низкого вакуума в течение 1-3 мин.

Сопоставленный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного полным водонасыщением заготовки, термообработкой в течение 3-5 мин в электромагнитном поле высокой частоты, окрашиванием в среде низкого вакуума в течение 1-3 мин. Следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию технического решения "новизна".

Известен технологический прием обработки порошка гипса в электрическом поле высокой частоты с целью сокращения времени его разложения [3] Такое воздействие на гипс не позволяет достичь цели, поставленной в предлагаемом техническом решении. Положительные результаты достигается лишь в совокупности воздействия на выпиленную из гипсового камня заготовку электрическим полем высокой частоты и окрашивание при вакууме. Такие технологические приемы обеспечивают расширение ассортимента, облицовочных плит за счет увеличения толщины окрашенного слоя изделия и упрощения технологического процесса. Следовательно, предлагаемое изобретение имеет изобретательный уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из ступени развития техники, является промышленно применимым, потому что может быть использовано на предприятиях по производству облицовочных материалов.

При воздействии на гипсовую заготовку электрическим полем высокой частоты молекулы материала одновременно по всему объему начинают колебаться и поляризуются. Энергия колебаний частиц затрачивается на преодоление трения между ними и превращается в тепловую энергию. Это приводит к тому, что температура внутри материала оказывается выше, чем в поверхностных слоях, с которых происходит удаление влаги. Давление и влажность во внутренних частях нагреваемого материала выше, что ведет к движению влаги изнутри тела к его поверхности. Таким образом, температурный градиент, градиент влажности и давления при высокочастотном нагреве действуют из внутренних частей к поверхности изделия, т.е. в направлении, благоприятном для удалении влаги. Процесс термообработки ускоряется, если гипсовую заготовку предварительно водонасыщать. Благодаря такому приему дегидратация происходит одновременно по всему объему изделия, в результате чего структурная пористость заготовки становится равномерной практически без защемленного в порах воздуха. Поэтому при окрашивании плит раствором, находящимся под разряжением, воздух быстро выходит из заготовки, которая заполняется красящим раствором на всю ее глубину.

Предлагаемый способ промышленно применим и реализован следующим образом. Из массивных гипсовых блоков выпиливали заготовки плит размером 300 х 300 х х20 мм. Предварительно плиты насыщали в воде. Затем их устанавливали вертикально в рамки замкнутого непрерывно движущегося конвейера и направляли на пост термообработки, где их пропускали последовательно через две пары пластин конденсатора и воздействовали электромагнитным полем с частотой 40,67 МГц при его напряженности 1,2-3 кВ/см. После этого при непрерывном движении плиты погружали в ванну с раствором, находящимся под разряжением 10²-10^-1 Па, где из них удалялся воздух и в поры проникал красящий раствор. По окончании этой операции плиты подсушивали, шлифовали и полировали, либо наносили рифления различной конфигурации. Чтобы судить о глубине окрашивания, ряд готовых изделий разрезали.

Конкретные примеры реализации способа приведены в таблице.

Из таблицы видно, что гипсовые заготовки, обработанные по предлагаемому способу (примеры 1, 2), окрашены на всю глубину. При этом время обработки по сравнению с прототипом сокращено в 4,5 раза. Физико-технические характеристики изделий, полученных предлагаемым способом, выше, чем по прототипу.

При реализации способа с запредельными значениями параметров заготовки не окрашивались на всю глубину (примеры 3, 4, 6).

С увеличением времени обработки изделий в электромагнитном поле неоправданно повышаются энергозатраты, так как находящаяся в них вода успевает удалиться за более короткий срок.

Приведенные примеры (8, 9) с различным сочетанием способа термообработки и окрашиванием по прототипу и предлагаемому подтверждают, что только комплекс приемов предлагаемого способа позволяет достичь поставленную цель и получить изделие полностью окрашенное в короткие сроки с повышенными прочностными характеристиками.

Таким образом, заявляемый способ позволяет изготавливать изделия расширенного ассортимента по декоративности, т.е. они могут быть как с гладкой поверхностью, так и рифленой. Кроме того, по сравнению с прототипом значительно сокращается время обработки изделий.