D. Hệ d−ỡng hộ sản phẩm
E. Hệ thống phụ trợ
Hệ thống phụ trợ bao gồm:
- Máy đánh bavia (9) dùng để tận dụng mảnh tấm lắc −ớt sinh ra trong quá trình cắt ba via.
- Hệ 2 côn n−ớc công nghệ (15) (16) nhằm tận dụng n−ớc và liệu thừa.
- Hệ thống bơm bao gồm bơm bùn để chuyển liệu, bơm n−ớc đục (14) phục vụ quá trình công nghệ.
2.2. Yêu cầu chung của công nghệ xeo cán đối với vật liệu không sử dụng amiăng. Lựa chọn hệ vật liệu thay thế.
Cho tới nay các nhà sản xuất đều thống nhất rằng công nghệ xeo cán là công nghệ −u việt nhất trong sản xuất tấm lợp ximăng gia c−ờng sợi. Công nghệ xeo cán có năng suất cao, cho phép sản xuất các tấm lợp khá mỏng, ít khuyết tật và có độ bền cơ lý cao. Công nghệ xeo cán đã đ−ợc sử dụng thành công để sản xuất các tấm lợp amiăng ximăng rất có hiệu quả nên trong quá trình thay thế bằng vật liệu không phải amiăng ng−ời ta vẫn có xu h−ớng sử dụng công nghệ này. Cũng có một vài h−ớng nghiên cứu dùng các công nghệ khác nh− công nghệ rót, đùn, ép rung... nh−ng chất l−ợng sản phẩm và năng suất không thể so sánh đ−ợc với sản phẩm sản xuất theo công nghệ xeo cán.
Qua phân tích đặc điểm của công nghệ sản xuất tấm lợp amiăng ximăng, có thể thấy tính −u việt của amiăng là có thể tr−ơng nở trong môi tr−ờng n−ớc kiềm hoá, tạo ra huyền phù có tính lọc rất tốt. Mặt khác, các hạt ximăng bám dính tốt vào sợi amiăng đã đ−ợc tr−ơng nở đều nên cho phép vật liệu tổ hợp ximăng-sợi amiăng có liên kết rất chặt chẽ. Nh− vậy, trong công nghệ sản xuất tấm lợp ximăng amiăng thì amiăng vừa làm nhiệm vụ sợi gia c−ờng đồng thời trợ lọc cho quá trình xeo (Hình 2.4).
Hình 2.4: Cấu trúc tế vi tấm lợp amiăng ximăng
(nguồn: Phòng thí nghiệm vật liệu kiến trúc, Viện Kỹ thuật, Đại học Nihon, Nhật bản, [27])
Hình 2.4 minh họa cấu trúc tế vi của tấm lợp ximăng amiăng nhận đ−ợc từ kính hiển vi điện tử Hitachi do Phòng thí nghiệm Vật liệu kiến trúc, Viện kỹ thuật, Đại học Nihon, Nhật bản thực hiện. Nh− ta thấy từ hình 2.4, bám dọc theo sợi amiăng là các tinh thể ximăng thủy hóa, vì thế sợi amiăng đ−ợc bám chặt vào ma trận nền ximăng. Nh− vậy, để phá hủy vật liệu này cần một năng l−ợng đủ lớn để rút sợi ra khỏi ma trận. Do độ bền kéo của sợi amiăng cao nên khả năng dứt đứt sợt khó, nói cách khác, độ bền cơ học của vật liệu tổ hợp ximăng amiăng cao hơn nhiều so với vật liệu ximăng truyền thống.
Những công trình nghiên cứu về vật liệu thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp [2] cho thấy sợi polyme là ứng cử viên số 1 vì các lý do sau:
- Đ−ợc sản xuất công nghiệp nên có năng suất cao, giá thành hạ, không phụ thuộc vào địa lý nh− tr−ờng hợp các sợi khoáng khai thác trong tự nhiên.
- Có thể kiểm soát, thiết kế các đặc tính cơ lý, hình học theo yêu cầu sử dụng. - Nói chung độc tính thấp hơn nhiều so với amiăng
- Dễ đóng gói, vận chuyển, bảo quản dài hạn.
Các loại sợi này th−ờng đ−ợc sử dụng với hình thức sợi ngắn (short fiber). Tuy nhiên, nếu sử dụng thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp theo ph−ơng pháp xeo cán chúng cũng có một số nh−ợc điểm so với amiăng:
- Cấu trúc có dạng sợi đơn, trơn nên bám dính với ma trận ximăng kém. Tuy nhiên, nhà sản xuất có thể làm giảm nh−ợc điểm này bằng ph−ơng pháp tích điện trong quá trình polyme hoá theo yêu cầu của khách hàng.
- Hầu nh− không có tính tr−ơng nở trong môi tr−ờng n−ớc nên không có tính trợ lọc nh− mong muốn (làm thoát ximăng trong quá trình xeo).
- Dễ bị balling (vón cục) trong môi tr−ờng n−ớc.
Vì các lý do trên, việc sử dụng các loại sợi polyme thay thế amiăng phải kèm theo một số giải pháp phụ trợ. Các giải pháp này cơ bản nhằm các mục tiêu:
- Tăng c−ờng tính trợ lọc của huyền phù.
- Tăng độ bền bám dính của sợi gia c−ờng với ma trận. - Giải quyết hiện t−ợng balling đối với sợi gia c−ờng.
Căn cứ vào các tài liệu tham khảo, vào tình hình cung cấp của thị tr−ờng, đề tài đã chọn hệ vật liệu thay thế amiăng là sợi PVA và sợi cellulose có kèm theo một số phụ gia vô cơ. Trong đó, PVA đóng vai trò của sợi gia c−ờng, cellulose chủ yếu đóng vai trò trợ lọc, có tham gia với t− cách sợi gia c−ờng trong phạm vi hẹp.
2.3. Đặc điểm của vật liệu PVA
2.3.1. Tính chất của sợi PVA
Hình 1.4, 1.5 và 1.7 (Ch−ơng I) cho ta thấy các đặc tính cơ học −u việt của vật liệu tổ hợp trên nền ximăng gia c−ờng bằng sợi PVA. Vì các đặc tính này nên ngày nay tại các n−ớc phát triển, PVA đ−ợc nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực bê tông sợi t−ơng đối rộng rãi. Tính chất của sợi PVA và các sản phẩm th−ơng mại của chúng đ−ợc tóm l−ợc d−ới đây.
Hình 2.5a: Búi sợi PP Hình 2.5b: Cấu trúc sợi đơn PP
(nguồn: John Wiley & Sons., [2]).
Polyvinyl alcohol (PVA) là dạng sợi đơn, thẳng, không se xoắn, có màu trắng kem hoặc vàng nhạt. Sợi PVA có độ thấm n−ớc cao, t−ơng đ−ơng với sợi bông. Chỉ số đ−ờng kính 2,0 dtex (dùng cho tr−ờng hợp thay thế sợi amiăng), độ bền đạt 11,0 CN/dtex, môđun đàn hồi cao đạt 280 CN/dtex.
Sợi PVA đ−ợc chế tạo bằng ph−ơng pháp kéo sợi từ dung dịch hòa tan, có gia nhiệt. Về mặt cấu tạo, tuy không có tài liệu mô tả chi tiết nh−ng dựa trên ph−ơng pháp gia công, có thể nhận thấy cấu trúc búi sợi và sợi đơn của sợi PVA cũng t−ơng tự nh− sợi PP đ−ợc minh họa trên Hình 2.5 (cấu trúc búi sợi và sợi đơn PP). PVA đ−ợc biết tới nh− là phát minh của Nhật bản từ năm 1939. Sợi PVA có công thức hóa học nh− sau:
POLYVINYL ALCOHOL (−CH2−CHON− )n
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của sợi PVA
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
1 Đ−ờng kính sợi dtex 2.0 ± 0.25
2 Độ bền CN/dtex ≥ 11.0
3 Độ giãn % 2.0 ± 0.25
4 Môđun đàn hồi (1.0 + 0.4%) CN/dtex 280
5 Tính tan trong n−ớc (90oC, 1 giờ ≤) % ≤ 2
6 Tỷ trọng khối (g/cm3) 1.29
Ghi chú:
• Bảng thông số kỹ thuật trên do nhà sản xuất Hunan Xiangwei Co.LTD - Trung
Quốc cung cấp.
• Dtex là đơn vị đo đ−ờng kính t−ơng đ−ơng của các loại sợi dùng trong công
nghiệp dệt. Dtex là đơn vi đ−ợc tính bằng tỷ số của đoạn sợi có khối l−ợng 1g trên 1.000 m chiều dài.
Bảng 2.3: Một số loại sợi PVA và tính chất cơ lý điển hình
Số TT Tên sợi và n−ớc sản xuất Đ−ờng kính Độ bền Môđun 0,1-0,4% Tỷ trọng Độ dài cắt sợi (mm) 1 Sợi PVA Trung quốc 2,0±0,25 dtex 11 CN/dtex 280 CN/dtex 1,29 4 – 6 2 Sợi Kuralon Nhật bản 2,5 dtex 11 CN/dtex 280 CN/dtex 1,29 6 3 Sợi PVA-A,-B Mỹ 0,014-0,04 mm 806 MPa 21,8-60 GPa 1,29 6 – 12