Как делают шифер: производство хризотилцементных листов
Как делают шифер: плоские и волнистые хризотилцементные листы. Это непрерывный технологический процесс. Водная суспензия хризотилового волокна и цемента набирается на вращающихся барабанах слой за слоем до нужной толщины, снимается в виде ленты, профилируется в характерные волны и выдерживается до набора прочности. Готовый лист содержит около 85–90% цемента и 10–15% волокна.
Сырьё: цемент и хризотиловое волокно
Основа шифера — портландцемент марки не ниже 400 и хризотиловое (белое асбестовое) волокно. Хризотил это природный минерал из группы серпентинов, его волокна добывают в России на Урале, в частности на месторождениях Баженовском и Ковдорском. Именно тонкие гибкие волокна армируют цементный камень и придают листу устойчивость к ударным нагрузкам. Для повышения трещиностойкости в состав добавляют целлюлозные волокна и ПВА-фибру. Компоненты смешивают с большим количеством воды: в производственной суспензии твёрдые вещества составляют всего около 10–12% от объёма, остальное вода. Такая жидкая консистенция необходима для равномерного распределения волокон и адгезии к барабанам.
Набор массы на барабанах: метод Хатчека
Основной способ производства шифера: метод, разработанный инженером Людвигом Хатчеком в начале XX века. Суспензию подают в ванны с медленно вращающимися сетчатыми барабанами. Барабан погружён в ванну снизу: при вращении сетка зачёрпывает суспензию, вода отфильтровывается через мелкоячеистую сетку, а волокнисто-цементный слой толщиной 0,3–0,5 мм остаётся на поверхности. Слой снимается с барабана прижимным конвейерным валиком и накапливается на накопительном барабане большего диаметра. Барабаны установлены последовательно: каждый наносит следующий слой, и так набирается нужная толщина листа. Для стандартного волнистого листа толщиной 5–6 мм требуется 10–12 слоёв. Когда масса достигает заданной толщины, слой срезают и снимают в виде ленты.
Профилирование и формование волн
Для волнистого шифера сырая цементная лента, ещё пластичная и влажная, поступает на профилировочный станок. Лента укладывается на стальные шаблоны с волнообразным профилем и прижимается ответным шаблоном. Стандартный профиль волнистого листа имеет высоту волны 40 мм и шаг 150 мм; эти параметры определены ГОСТ 30340. Одновременно лента разрезается на листы нужного размера: стандартный лист имеет ширину 1130 мм и длину 1750 мм. Плоский шифер не профилируется: его нарезают на прямоугольные заготовки и укладывают стопками под умеренным давлением для сохранения плоскостности. После формования листы переносят на деревянные или пластиковые поддоны и направляют в зону выдержки.
Твердение, сушка и контроль
Свежесформованные листы проходят предварительное твердение в камерах с повышенной температурой и влажностью при 50–60 °C в течение 4–8 часов. Затем листы вынимают из шаблонов и складируют на открытых стеллажах для естественного твердения, которое занимает 28 суток — стандартный срок набора марочной прочности цементного камня. Именно в этот период шифер набирает большую часть прочностных характеристик: прочность на изгиб у готового листа составляет не менее 16 МПа. Листы, прошедшие выдержку, проверяют на соответствие ГОСТ: измеряют геометрию, проверяют отсутствие расслоений и трещин, проводят испытания на ударную прочность и морозостойкость. Морозостойкость оценивается числом циклов заморозки-оттаивания: шифер должен выдержать не менее 25 циклов без видимых разрушений. Готовые листы сортируют по сортам и укладывают в транспортные пакеты по 10–20 штук.
