Процесс изготовления асбестоцементных изделий сводится к тому, чтобы получить тонкие асбестовые волокна, равномерно распределить их по всей массе цемента, сформовать из полученной асбестоцементной смеси изделие и обеспечить его твердение для получения заданных физико-механических показателей.
Для выработки изделий применяют асбест не одного какого-то сорта, а смесь из нескольких сортов и марок, поэтому первой операцией производства является составление смески асбеста. Состав смески рассчитывают и отвешивают нужное количество асбеста каждого сорта и марки.
Для того чтобы волокна асбеста хорошо армировали цементный камень, надо увеличить поверхность их связи с цементом, т. е. распушить волокна. Следующая операция при производстве асбестоцементных изделий заключается в обработке асбеста. Процесс обработки волокон асбеста включает два этапа — сначала волокна обминают, а затем уже в другом аппарате разделяют на тонкие волоконца — распушают.
Следующая операция — это приготовление асбестоцементной смеси. Она заключается в смешивании распушенных волокон асбеста, порошка портландцемента и воды. Материалы необходимо смешать так, чтобы волокна и зерна цемента были равномерно распределены в воде. Это очень важно, так как при недостаточно равномерном их распределении изделие будет непрочным.
В зависимости от количества воды, которое используется при изготовлении асбестоцементных изделий, различают мокрый и полусухой способы производства.
При мокром способе изделия формуют из асбестоцементной смеси, содержащей значительное количество воды, — суспензии. Асбест распушивают в большом количестве воды и получают суспензию. Суспензию смешивают с цементом. Для получения асбестоцементной суспензии заданной концентрации ее дополнительно разбавляют водой.
Асбестоцементные суспензии бывают низко концентрированные, содержащие 8-16% асбеста и цемента и 92-84% воды, и концентрированные, в которых 30-40 % асбеста и цемента и 70-60 % воды. В первом случае на 1 т асбеста и цемента приходится 8-10 м3 воды, во втором — 2-2,5.
Наибольшее распространение получил мокрый способ производства асбестоцементных изделий с использованием низко концентрированных асбестоцементных суспензий. Изделия в этом случае формуют на круглосеточных листо- и трубоформовочных машинах.
Принцип формования асбестоцементных изделий на этих машинах состоит в следующем. Асбестоцементную суспензию подвергают фильтрации на вращающемся сетчатом цилиндре, в результате чего на его поверхности образуется тонкий, насыщенный водой асбестоцементный слой. Этот слой в дальнейшем обезвоживают с помощь вакуумирования и уплотняют прокаткой на форматном барабане. Поскольку отфильтрованные на сетчатом цилиндре слои имеют относительно небольшую толщину (0,2-0,3 мм), то для получения асбестоцементного изделия заданной толщины (листы 5520 мм, трубы 8-50 мм) их формуют из навиваемых друг на друга слоев (пленок). В результате изделие имеет слоистую структуру. Чтобы ускорить процесс образования изделия заданной толщины, фильтрацию асбестоцементной суспензии производят не на одном, а на нескольких сетчатых цилиндрах. Например, для изготовления листовых изделий применяют трех- и четырехцилиндровые листоформовочные машины. Изделия, изготовленные этим способом, отличаются высоким качеством. Это обусловлено тем, что при подготовке суспензии асбест в водной среде быстро расщепляется на тонкие волокна и достаточно равномерно перемешивается с цементом. Изделие формуется в виде малых по толщине элементарных слоев, в которых обеспечивается максимальная степень использования армирующей способности асбестового волокна. Свежесформованный полуфабрикат обладает пластичностью, что позволяет изготовлять из него путем профилирования изделия различной формы.
Оборудование, используемое для получения изделий мокрым способом, обладает высокой производительностью, а сам процесс производства механизирован и частично автоматизирован. Остатки этого способа состоят в следующем. На начальной стадии технологического процесса используется много воды. Для ее очистки и последующего применения необходима рекуперационная система. Слоистая структура получаемых изделий в ряде случаев является причиной ограниченной морозостойкости.
Мокрый способ изготовления асбестоцементных изделий с использованием концентрированных асбестоцементных суспензий применяют при формовании изделий в плоскосеточных машинах, машинах типа Маньяни, а также в установках, работающих по инжекционному принципу.
В плоскосеточных машинах, и машине типа Маньяни концентрированную суспензию обезвоживают только с помощью вакуумирования (вакуум-обезвоживание). В машине типа Маньяни процесс обезвоживания асбестоцементной массы совмещен с процессом прокатки и профилирования изделий, в основном листовых.
В установках инжекционного типа изделия формуют путем нагнетания асбестоцементной суспензии под давлением в замкнутую полость, имеющую форму изделия. В ней масса обезвоживается, уплотняется и приобретает заданную форму. Такой принцип формования изделий применяется главным образом для производства фасонных деталей к листам и трубам.
Изделия, получаемые мокрым способом с использованием концентрированных асбестоцементных суспензий, в отличие от изделий, получаемых на круглосеточных машинах с использованием низко концентрированных суспензий, не имеют слоистой структуры.
Инжекционным методом можно формовать изделия сложной формы, которые на круглосеточных машинах получать невозможно. Недостаток инжекционного метода в периодичности формования.
При полусухом способе производства изделия формуют из асбестоцементных смесей, содержащих 15-25% воды от массы асбеста и цемента. В этом случае на 1 т асбеста и цемента приходится 0,15-0,25 м3 воды. Характерной особенностью полусухого способа является то, что формование изделий не сопровождается удалением избыточного количества воды, т. е. вода, которая вводится в асбестоцементную массу при ее изготовлении, в ней остается и после формования.
Полусухой способ изготовления асбестоцементных изделии включает в себя сухую распушку асбеста, смешивание асбеста и цемента для получения асбестоцементной смеси и ее увлажнение. Последнее может производиться на различных этапах технологического процесса в зависимости от принятого принципа формования.
Отсутствие избыточной воды при полусухом способе формования позволяет обходиться без рекуперационной системы и значительно сокращает количество отходов производства, что, в свою очередь, способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.
Полусухой способ применяется для изготовления листовых изделий методом проката и изделий различного ассортимента методом экструзии.
Метод проката состоит в том, что сухая асбестоцементная смесь выстилается слоем определенной толщины на движущейся ленте. В процессе движения из этого слоя отсасывается воздух, масса увлажняется и уплотняется, а затем прокатывается между двумя валками прокатного стана. Этим методом изготовляют плоские листы с использованием низких сортов асбеста.
Метод экструзии и состоит в том, что пластифицированная асбестоцементная масса влажностью 15-25% выдавливается через мундштук, что позволяет получать изделия, конфигурация которых соответствует форме мундштука. При подготовке асбестоцементной массы, предназначенной для последующей экструзии, воду и пластифицирующие добавки вводят на стадии смешивания асбеста и цемента, а в качестве формующих агрегатов применяют вакуумные прессы.
Экструзионным методом можно изготовлять изделия сложной конфигурации, которые другими способами получить невозможно. Этим способом изготовляют изделия длиной до 3 м и более типа пустотелых плит и панелей для ограждающих конструкций, подвесных потолков, перегородок, различных погонажных изделий.
Комбинированный метод сочетает в себе метод производства из низко концентрированных суспензий и метод производства из полусухих смесей. В результате получают асбестоцементные листы со средним слоем из сухой асбестоцементной смеси. При такой технологии увеличивается производительность формовочных машин и в большем количестве используются низкосортные асбесты.