Композитный материал «жидкое стекло–микрочастицы графита»

Номер документа 1020170040

РУБРИКА:
20. Материалы

РУБРИКА ГРНТИ:
44. ЭНЕРГЕТИКА

АТРИБУТЫ:
Отрасли: теплоэнергетика
Тепловая энергия: теплопроизводство
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер:
Автор (принявший орган): ФГБУ Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск, пр. Ленина.Ректор Воронин А.В. (814-2) 71-10-29 29.
Дата: 1900
Регион: Республика Карелия
Источник информации: http://ie.petrsu.ru/

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Композитный материал «жидкое стекло-микрочастицы графита» Экспериментально были получены образцы КМ «жидкое стекло-микрочастицы графита» с частицами наполнителя (графита) размером 1-10 мкм, что подтверждено исследованием методами электронной микроскопии (рис. 1) [16]. Опытным путем было подобрано соотношение компонентов при условии отсутствия разрушения образцов при монотонном нагреве, что подтверждается исследованиями адгезионных свойств. Выбранное соотношение компонентов позволяет проводить исследования при повышенной температуре - свыше 700?С. Композиция готовилась при комнатной температуре путем смешивания вручную в ступке порошка графита (42% по массе), жидкого стекла Na2O(SiO2)n (50% по массе) и отвердителя -натрия кремнефтористого Na2SiF6 (8% по массе). Исследование огнезащитных характеристик композитного материала для огнезащитных покрытий строительных конструкций. Для проведения исследований используется стендовое оборудование, которое включает в себя приборы учета температуры и времени, а также лабораторную электропечь ПЛ 20 с максимальной температурой в рабочей камере до 1250 ?С. Предел огнестойкости для опытных образцов композитного материала определяется по потере теплоизолирующей способности. Приведены результаты исследования огнестойкости композитного материала «жидкое стекло-микрочастицы графита». Представлен метод испытания микрокомпозиции на огнестойкость с целью определения предельного состояния для экспериментальных образцов при воздействии на них высоких температур. Метод. Используемое стендовое оборудование для проведения исследований включает в себя приборы учета температуры и времени, а также лабораторную электропечь ПЛ 20 с максимальной температурой в рабочей камере до 1250 ?С. Предел огнестойкости для опытных образцов композитного материала определен по потере теплоизолирующей способности. С этой целью получено время от начала испытания при стандартном температурном режиме до наступления предельного состояния. Основные результаты. В соответствии с требованиями нормативных документов получен предел огнестойкости I15, который составил 15 мин. Проведен качественный и количественный фазовый анализ структуры композитного материала. Методом рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии установлено, что материал сохраняет неизменным химическое строение при монотонном нагреве свыше 700 ?С. Практическая значимость. Композитный материал с полученными характеристиками может использоваться в качестве защитного покрытия для строительных конструкций с целью повышения огнестойкости и снижения пожарной опасности. Для установления пределов огнестойкости материала с целью определения возможности их применения авторами применялась методика в соответствии с противопожарными требованиями нормативных документов. Сущность методики заключается в определении времени от начала теплового воздействия на материал (экспериментальный образец) до наступления предельного состояния. Различают следующие основные виды предельных состояний: 1. потеря несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций; 2. потеря целостности в результате образования в материале (конструкции) сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя; 3. потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности материала (конструкции) до предельных для данного материала значений. При этом предельное состояние по потере теплоизолирующей способности характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности материала (конструкции): 1. в среднем более чем на 140 ?С; 2. в любой точке этой поверхности более чем на 180 ?С в сравнении с температурой материала до испытания; 3. более 220 ?С независимо от температуры материала до испытания. В ходе эксперимента осуществлялось тепловое воздействие в режиме монотонного нагрева на верхнюю поверхность образцов в электропечи ПЛ 20. Температура среды в печи измерялась термопарой блока управления лабораторной печи. Учет температуры на необогреваемой поверхности осуществлялся стендовой термопарой, которая располагалась в теплоизоляционном материале (асбесте) в середине экспериментального образца Экспериментально установлено, что при одностороннем нагреве опытного образца КМ «жидкое стекло-микрочастицы графита» с геометрическими размерами 70?35?20 мм интервал времени от начала теплового воздействия до наступления предельного состояния составил 15 мин. При этом, Опытный образец (композитный материал) Теплоизоляционный материал (асбест) Термопара (на необогреваемой поверхности) располагается в теплоизоляционном материале , измеряемая температура на необогреваемой поверхности за рассматриваемый промежуток времени не достигла 220 ?С, что соответствует предельному состоянию по потере теплоизолирующей способности. Следовательно, исследуемый КМ способен сохранять несущие и ограждающие функции. Тем самым подтверждается его огнестойкость. Результаты показывают и доказывают эффективность использования и практическую применимость композиции на основе жидкого стекла с частицами графита микрометровых размеров, в том числе конечного изделия, например, покрытия для технических устройств пожарной безопасности, а также для повышения предела огнестойкости строительных конструкций. Заключение Исследован композиционный материал на основе жидкого стекла с наполнителем - графитом с размером частиц 1-10 мкм с высоким пределом огнестойкости. Предел огнестойкости определен по потере теплоизолирующей способности (I) вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности материала до предельных для данного материала значений, которые составляют 220 ?С. В соответствии с противопожарными требованиями нормативных документов получен предел огнестойкости I15, который составил 15 мин. Композитный материал с полученными характеристиками может использоваться в качестве защитного покрытия для строительных конструкций с целью повышения огнестойкости и снижения пожарной опасности. В силу экологической чистоты производства и применения, а также дешевизны и доступности исходных компонентов предложенный материал может производиться в промышленных масштабах.
Скачать