5.2.2. Материалы для изготовления стеклоцемента

В отличие от армоцемента применение портланд-цемента для изготовления стеклоцемента противопоказано вследствие агрессивного действия щелочи, содержащейся в этом цементе и ведущей к разрушению стекловолокнистой арматуры.

В стеклоцементном судостроении для приготовления цементного клея используются глиноземистые цементы: глиноземистый; гипсоглино-земистый расширяющийся; водонепроницаемый расширяющийся цементы. Наиболее стабильными показателями обладает стеклоцемент на основе гипсоглиноземистого расширяющегося цемента которому и отдается предпочтение. Однако в практике стеклоцементного судостроения известны случаи применения и портландских цементов, но при этом прибегают либо к защите стекловолокна щелочестойкими пленочными покрытиями, либо к использованию волокон большого диаметра (более 25 мкм). Марки используемого цемента 400, 500, 600. Отверждение цемента должно осуществляться во влажной среде при температуре от 15 до 25^oС.

130

Для затворения глиноземистых цементов применяется обычная питьевая, речная и озерная вода, не содержащая кислот, щелочей, масел и других вредных примесей, а также не более 100 мг/л солей.

В качестве добавок для получения стеклоцемента КБ-2 применяется полимер-латекс (водная эмульсия синтетических или натуральных каучуков). Для того, чтобы при смешивании с цементом латекс не коагулировал, т.е. не сворачивался, в его состав вводится так называемый стабилизатор (85% воды, 14% кислотного казеина и 1% кальцинированной соды).

Стекловолокнистая арматура применяется такая же как и при изготовлении стеклопластиков (см. разд.4.1).

В качестве клея для изготовления стеклопластоцемента для приготовления эпоксидного клея применяются смолы ЭД-5 и ЭД-6, отвердитель – полиэтиленполиамин, пластификатор – дибутилфлат.

5.2.3. Изготовление стеклоцемента

Процесс изготовления стеклоцемента заключается в приготовлении цементного клея, укладке слоев стекловолокна (или стеклоткани) и послойном цементировании – пропитывании цементным клеем. Изготов-ление стеклоцемента осуществляется тремя способами формования – контактным, напылением на форму, наматыванием.

Приготовление цементного клея. Для постройки стеклоцементных судов используются один из следующих цементных клеев: бездобавочный; пластифицированный; полимерцементный. Цементный клей приготавли-вают в растворомешалках или перемешиванием вручную. Количество приготовляемого за один раз клея зависит от количества работающих. Обычно на одного работающего не более 8-10 кг на обычном цементе и 3- -4 кг на быстросхватывающемся.

131

Бездобавочный цементный клей является основным видом клея, применяющимся для изготовления всех видов судовых конструкций. Вначале засыпается 100 вес.ч. цемента, а затем вливается 45-50 вес.ч. воды. Смесь перемешивается до получения однородной сметанообразной массы.

Пластифицированный цементный клей также применяется для изготовления любых частей стеклоцементного судна. Способ приготов-ления такой же, как и бездобавочного, за исключением того, что затворение производится водой, в которой заранее растворяется необходимое количество пластификатора.

Полимерцементный клей, предназначенный для изготовления лег-кого и эластичного стеклоцемента КБ-2, обладает высокой атмосферостой-костью и стойкостью к периодическому действию пресной или морской воды.

Приготовление клея начинают с приготовления стабилизатора (смесь казеина, соды и воды). Срок годности стабилизатора 4-5 дней.

Стабилизатор (10 вес.ч.) смешивают с латексом (34 вес.ч.). В полученную смесь небольшими порциями вводят цемент (56 вес.ч.) при непрерывном перемешивании. В первые минуты смешивания клей сильно густеет, а затем приобретает сметанообразную консистенцию. Время использования 20-30 мин.

Изготовление стеклоцемента контактным методом. При использовании контактного метода укладка волокна и цементирование при изготовлении всех видов стеклоцемента принципиально одинаковы.

Срезы стекловолокна, стеклосетка или стеклоткань укладываются слоями на форму будущего изделия и послойно проклеиваются цементным клеем. Тщательно перемешанный цементный или полимерцементный клей наносится кистью или пневморазбрызгивателем с последующим уплотнением каждого слоя. Все волокна должны быть покрыты клеем, но в

132

те же время должны рельефно проступать сквозь него. Избыток клея недопустим. Толщина каждого слоя 0,4-1,2 мм в зависимости от типа стекловолоконистого материала.

При необходимости создавать местные утолщения, требуемая толщина достигается или за один раз или путем постепенного наклеивания пропитанных цементным клеем прядей волокон.

Метод напыления на форму. Метод напыления компонентов стеклоцемента заимствован из технологии производства стеклопластиков (см. разд.4).

Данный метод основан на нанесении на форму с помощью специального напылителя рубленого стекложгута, смачиваемого цемент-ным клеем (рис.5.15). Разматываемый с бобины стекложгут при выходе из сопла напылителя нарезается на отрезки длиной 60-120 мм, которые подхва-тываемые струей сжатого воздуха и наносятся на форму. Одновременно под давлением через набрызгивающее устройство подается цементный клей, который также наносится на форму и пропитывает стекловолокно.

Рис.5.15. Установка для формования стеклоцемента методом напыления

Применение данного метода позволяет повысить произво-дительность труда в 8-10 раз. К недостаткам метода можно отнести сложность контроля равномерности толщины, а также пониженную

133

прочность стеклоцемента, вызванную небольшой длиной нитей и их хаотическим расположением.

Методом напыления изготавливаются плоские листы и объемные судовые конструкции.

Метод наматывания. Для изготовления стеклоцемента данным методом используются рулонные стеклоткани и стеклосетки, непрерывные стеклонити и стекложгуты. На специальной установке с рулона указанные стекловолокнистые материалы наматываются на барабан. По мере наматы-вания стекломатериала снизу на барабан установки, непосредственно из ванны эластичными резиновыми лопастями наносится цементный клей. Избыток клея удаляется отжимными устройствами, которые одновременно уплотняют и заглаживают поверхность каждого слоя (рис.5.16).

Рис.5.16. Схема установки для изготовления стеклоцемента методом наматывания

1 – оправка; 2 – стеклоцемент; 3 – прижимной вал; 4 – резиновая полоса, выравнивающая поверхность стеклоцемента; 5 – вал с резиновыми лопастями для нанесения цементного клея; 6 – ванна с цементным клеем; 7 – стеклоарми-рующий материал

После укладки требуемого количества слоев стеклоцемента, образовавшуюся трубу разрезают (в сыром состоянии) по образующей барабана, снимают с него и разворачивают в лист. Для получения ровных плоских листов сырой стеклоцементный лист укладывают на гладкую горизонтальную плоскость, где и выдерживают до полного затвердевания.

134

Для получения криволинейной поверхности, сырой стеклоцементный лист укладывают на соответствующую форму и прикатывают валиками.

Изготовление стеклопластоцемента. Стеклопластоцемент может быть изготовлен двумя способами: при затвердевшем стеклоцементе и при незатвердевшем стеклоцементе.

Первый способ заключается в том, что слой стеклопластика наносят на существующую стелоцементную конструкцию. Перед нанесением поверхность стеклоцемента тщательно очищают. Затем кистью или валиком наносят эпоксидный клей, на слой которого укладывают стекломатериал, который тщательно прикатывают резиновыми валиками до исчезновения воздушных пузырей. При необходимости укладываются несколько слоев. Поверхность последнего (наружного) слоя стеклоткани покрывается декоративным слоем (клей с красящим пигментом и добавками) и тща-тельно заглаживается.

При втором способе слой стеклопластика наносится при изготовлении стеклоцементного изделия.

При изготовлении корпуса судна в матрице после формования слоя стеклопластика необходимой толщины по еще не затвердевшему эпоксидному клею наносят цементный клей и начинают процесс изготовления обычного стеклоцемента.

При изготовлении корпуса судна на пуансоне, после формования стеклоцемента после выдержки в течение 3-5 час., начинают формование слоя стеклопластика. Выдержка необходима для схватывания цементного клея. При нанесении стеклопластика на незатвердевший стеклоцемент отпадает необходимость в специальном уходе за стеклоцементом, т.к. стеклопластик предохраняет его от высыхания и создает благоприятные условия для затвердения цемента сразу после изготовления изделия.

135