Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 7
1.1. Огнестойкость металлических конструкций 5
1.2. Способы повышения пределов огнестойкости 10
1.2.1. Обкладка 11
1.2.2. Оштукатуривание 15
1.2.3. Обмазка 16
1.2.4. Огнезащитные краски 20
Выводы и задачи исследования 30
2. Материалы и методы исследования 32
2.1. Материалы 32
2.1.1. Жидкое стекло 33
2.1.2. Вермикулит вспученный 34
2.1.3. Асбест хризотиловый 34
2.1.4. Кремнефтористый натрий 35
2.1.5. Бисульфат графита или термически расширяющийся графит 35
2.2. Методики определения физико-механических характеристик 38
2.2.1. Прочность 38
2.2.2. Адгезия 38
2.2.3. Полный факторный эксперимент 40
2.3. Методика определения эксплуатационных свойств 47
2.3.1. Определение теплопроводности образца 47
2.3.2. Огневые испытания 52
3. Разработка состава и исследование свойств «Огнеизол» 55
3.1. Выбор компонентов и технологии приготовления «Огнеизол» 55
3.2. Подбор состава «Огнеизола» 56
3.2.1. Определение оптимального соотношения щелочи к ферросилицию 57
3.2.2. Определение вещественного состава композиции «Огнеизол» (при Щ/ФС = 0,14) 60
3.2.3. Влияние активизатора твердения 71
3.3. Физико-механические и эксплуатационные свойства «Огнеизола» 76
3.3.1 .Физико-механичесские свойства «Огнеизола» 76
3.3.2. Теплофизические свойства «Огнеизола» 78
Выводы по главе 3 81
4. Огнезащитные покрытия металлических конструкций обмазкой 82
4.1. Разработка составов огнезащитных обмазок 82
4.2. Свойства огнезащитных обмазок 91
4.2.1. Физико-механические свойства обмазок 91
4.2.2. Адгезия обмазок 93
4.2.3. Предел прочности при сжатии 95
4.2.4. Огнестойкость 98
Выводы по главе 4 99
5. Технология производства 100
5.1. Технология изготовления «Огнеизола» 100
5.2. Технология производства «СИГРОТЕРМА» 103
Выводы по главе 5 111
Основные результаты и выводы 112
Библиографический список 114
Приложение 1 129
Приложение 2 137
Приложение 3 145
- Огнезащитные краски
- Бисульфат графита или термически расширяющийся графит
- Определение оптимального соотношения щелочи к ферросилицию
- Разработка составов огнезащитных обмазок
Введение к работе
Наличие пожаров зданий обусловливает необходимость проведения специальных пожарно-профилактических мероприятий. Огнезащита строительных конструкций является составной частью общей системы мероприятий по обеспечению пожарной безопасности и огнестойкости зданий и сооружений. Ее стоимость составляет до 10% полной стоимости сооружения зданий и до 30% стоимости конструкций, подлежащих огнезащите. Актуальность огнезащиты в наибольшей мере проявляется для металлических конструкций, которые при пожаре быстро прогреваются и теряют несущую способность.
Ежегодно около 4,3 млн м общей площади поверхности несущих металлических конструкций нуждаются в огнезащите. В России и за рубежом для повышения огнестойкости конструкций широко применяют огнезащитные материалы на основе жидкого стекла, характеризующиеся способностью при воздействии высоких температур образовывать жаростойкие соединения.
Использование местных сырьевых ресурсов, отходов производства и наполнителей различной природы для создания и модификации огнезащитных покрытий на основе жидкого стекла, несомненно, является актуальной проблемой.
Ее решение позволит расширить номенклатуру и получить огнезащитные материалы с высокими эксплуатационными и специальными свойствами, не уступающими, а иногда и превосходящими свойства традиционно применяемых материалов, снизить их стоимость и исключить дефицитные материалы.
Целью настоящей работы является разработка эффективных огнезащитных материалов на основе жидкого стекла и способа их получения.
Для достижения цели в работе поставлены и решены соответствующие теме задачи:
1. Установить составы и исследовать свойства огнезащитных теплоизоляционных обкладок на основе жидкого стекла.
Разработать составы и исследовать свойства материалов на основе жидкого стекла и термически расширяющегося графита для устройства огнеза щитных обмазок с низкой теплопроводностью и высокой температурой эксплуатации.
3. Подготовить рекомендации по рациональному использованию полученных огнезащитных материалов. Научная новизна:
- теоретически обоснован и разработан состав ячеистого обкладочного огнезащитного материала на основе жидкого стекла и отходов огнеупорного производства с высокими эксплуатационными свойствами;
- разработан огнезащитный материал на основе жидкого стекла и термически расширяющегося графита. Показано, что введение в состав обмазки термически расширяющегося графита в виде гранул существенно повышает эксплуатационные свойства обмазок;
- установлен характер физико-химических превращений, происходящих в материале на основе жидкого стекла и термически расширяющихся графитов при воздействии высоких температур.
Практическое значение работы состоит в том, что:
- разработана технология получения эффективных материалов из ячеистого обкладочного огнезащитного материала на основе жидкого стекла и отходов промышленности;
- разработана и утверждена Технологическая инструкция на получение огнезащитного ячеистого обкладочного материала на основе жидкого стекла и отходов промышленности, регламентирующая нормативные показатели качества материала, методы испытаний, правила приемки, требования безопасности и гарантии изготовителя;
- впервые разработаны и предложены огнезащитные материалы на основе жидкого стекла с добавлением термически расширяющегося графита, которые отличаются меньшей стоимостью по сравнению с существующими аналогами, их использование позволит расширить номенклатуру и удешевить устройство огнезащиты во вновь возводимых и реконструируемых промышленных и гражданских зданиях;
- разработана и утверждена Технологическая инструкция на получение огнезащитного обмазочного материала на основе жидкого стекла и термически расширяющегося графита, регламентирующая нормативные показатели качества материала, методы испытаний, правила приемки, требования безопасности и гарантии изготовителя;
- произведена огнезащита металлических конструкций обмазкой из разработанного материала в цехах ОАО «ММК»;
- произведена огнезащита металлических конструкций обкладкой из разработанного материала в цехах ЗАО «МРК».
Реализация результатов работы. Для повышения огнестойкости металлических конструкций ТЭЦ УГЭ ОАО «ММК», использован разработанный огнезащитный материал «СИГРОТЕРМ».
Автор защищает:
- рецептуру и способ получения огнезащитного обкладочного материала на основе жидкого стекла холодного отверждения;
- состав и способ получения вспучивающейся огнезащитной обмазки на основе жидкого стекла и термически расширяющегося графита;
- состав и способ получения заполнителя для огнезащитных вспучивающихся обмазок - гранулят;
- результаты исследований огнезащитных и физико-механических свойств огнезащитных материалов;
результаты апробации огнезащитных материалов и технико-экономические показатели.
Апробация работы:
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 60 - 63 региональных ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова в 2000-2004гг.
Работа выполнена на кафедре «Строительные материалы и изделия» Магнитогорского государственного технического университета.
Огнезащитные краски
В настоящее время наибольшую популярность в России и за рубежом приобретают огнезащитные облегченные обмазки. Использование огнезащитных обмазок позволяет максимально механизировать их нанесение на конструкцию любого профиля без какой-либо сложной подготовки поверхности. Единственное требование к поверхности нанесения обмазки, - она должна быть очищена от жира и ржавчины [17, 18, 21, 27, 88, 118].
Огнезащитные обмазки можно разделить на две большие группы: - на минеральном вяжущем; - на органическом вяжущем. В качестве минеральных вяжущих для изготовления огнезащитных обмазок применяют быстротвердеющий портландцемент, гипс, жидкое стекло и фосфатные связующие. Анализ имеющейся патентной информации [76, 91-107,] показал, что для получения огнезащитных обмазок чаще всего используется органическое вяжущее - меламинформальдегидную, эпоксидную, акриловую, карбамиднофор-мальдегидную и др. смолы.
В России и за рубежом разработан ряд огнезащитных обмазок на основе гипсовых, цементных и фосфатных вяжущих. К ним относится ОПВ - 180 (Россия). Данный состав выпускается в виде двухкомпонентной смеси гипсоце-ментнопуццоланового вяжущего и гидромассы, состоящей из смеси волокнистого наполнителя, воды и пластификатора. Состав подвергается естественной сушке при температуре воздуха не ниже 10 С и относительной влажности не более 90 % в течение 7-14 суток, при этом покрытие необходимо защищать от сквозняков и пересушивания. Аналогичные покрытия на гипсоцементном вяжущем с использованием вспученного вермикулита, минерального волокна и органических пластификаторов разработаны в США (Spray-Graft), Германии (Biro-Coat) и в других странах [30,131, 132, 134, 142, 143, 151, 157].
Недостатком данных составов является присутствие смешанного гипсо-цементного вяжущего, способного в определенных условиях эксплуатации образовывать высокоосновную форму гидросульфоалюмината кальция, что может привести к образованию трещин на поверхности покрытия и тем самым снизить огнезащитные свойства.
Значительную группу огнезащитных покрытий составляют составы на основе фосфатных вяжущих, минеральных пористых заполнителей, волокнистых материалов и активизаторов. Содержание фосфатного вяжущего в них находится в пределах от 16 до 85 %. Расход вяжущего определяется видом наполнителя и его пористостью. Многие из этих материалов в своем составе содержат в качестве антипиренов полиаммонийфосфат, моноаммонийфосфат и фосфат мочевины. Основными недостатками данных составов являются их низкая водостойкость из-за наличия растворимых фосфатов, быстро изменяющаяся вязкость из-за химического взаимодействия, что затрудняет механизированное нанесение покрытия, и токсичность при нагреве [73, 74, 117, 118, 131-133]. Наиболее предпочтительными вяжущими для получения огнезащитных обмазок являются жидкое стекло и фосфатные вяжущие, наиболее доступным из которых является жидкое стекло. Помимо доступности жидкое стекло обладает рядом преимуществ перед цементом и фосфатными вяжущими. Это нетоксичность, высокая адгезия к стали и способность увеличиваться в объеме при нагреве. Изучение строительно-технических свойств силикатных покрытий позволило установить, высокую атмосферостойкость в районах с небольшим количеством осадков, химическую стойкость к воздействию разбавленных и концентрированных минеральных кислот (азотной, серной, соляной, фосфорной), органических кислот (молочной, лимонной) характеризуются коэффициентом химической стойкости Кхс 0,7; в водном растворе аммиака (10-12%) они имеют Кхс 0,5. В насыщенных растворах хлоридов металлов - Кхс 0,7. В органических растворителях (ацетон, бензол, толуол) и нефтепродуктах жидкостекольные покрытия характеризуются высокой химической стойкостью (Кхх 0,8). Низкую химическую стойкость такие покрытия проявляют в водных растворах едких щелочей. [17, 18,27,42].
На основе жидкого стекла в России разработано несколько огнезащитных обмазок: ОФП-ММ, ОФП-МВ, ОФП-10, ОФП-11. Вышеперечисленные составы отличаются в основном различными видами наполнителей, добавок и отвер-дителей [54, 71, 89, 113, 117, 118, 131, 141]. Они имеют низкую среднюю плотность, низкий коэффициент теплопроводности, обладают высокими огнезащитными свойствами. Физико-механические характеристики некоторых из них приведены в табл. 1.2.
Для улучшения теплоизоляционных свойств огнезащитных покрытий в исходный состав вводят вспученный перлит, вермикулит, полые фосфатные микросферы, сажа, отходы пенополиуретана и пенополистирола, асбестовые, каолиновые, минеральные и стеклянные волокна и другие наполнители [3-7, 17, 18,27,35-38,118,157]. Полые фосфатные микросферы повышают механическую прочность за счет создания в покрытии жесткого скелета и обеспечивают высокие теплофи-зические характеристики покрытия. В сочетании с термообработкой тонкомолотой смеси глины и фосфатного связующего получается однородный материал, характеризующийся меньшим количеством внутренних напряжений, а также позволяющий снизить содержание в составе фосфатного связующего и оксидов двухвалентных металлов [17, 18, 74, 118]. В качестве волокнистых наполнителей используют асбест хризотиловый 3-7-го сортов полужесткий, минеральную вату, алюмокальцийсиликатные и стекловолокна. Такие наполнители являются высокоэффективными легкими огнезащитными материалами из-за негорючести, инертности и низкой теплопроводности. Добавки глинозема, шамота, магнезита, молотого доменного шлака повышают огнеупорность и снижают усадку огнезащитного состава. Введение в состав оксидов двухвалентных металлов способствует отвердению фосфатных и цементных вяжущих с образованием солей фосфатов, а вспученный высокоэнтальпийный наполнитель позволяет получить покрытие с низкой теплопроводностью [17, 18, 27, 118,151, 157]. В качестве отвердителей используют в основном нефелиновый шлам, феррохромовые и феррованадиевые шлаки, кремнефтористый натрий, фосфаты. Нефелиновый антипирен - это нерастворимый в воде, порошок серовато-белого цвета взаимодействие которого со стеклом сопровождается образованием большого количества стеклообразных комплексных соединений сложного состава и ряда фосфатных солей (фосфаты аммония, алюминия, железа).
Бисульфат графита или термически расширяющийся графит
Представляет собой минерал группы гидрослюд, химический состав которого приближенно выражается формулой [29, 35, 36, 37, 48, 64,154, ]. (Mg, Fe", Fe" )3 [(Si, А1)4О10][ОН]24Н2О Кристаллы пластинчатые, таблитчатые, чешуйчатые легко расщепляются на листочки и крошатся, при нагревании сильно вспучиваются с большим увеличением объема, цвет кристаллов вермикулита меняется от медово-желтого до золотисто-бурого с зеленоватым отливом. Характеристики вермикулита: - средняя фракция с размером зерен от 0,3 до 1,25 мм; - влажность по массе не более 3 %; - насыпная плотность не более 100 кг/м ; - температура плавления около 1300 С; - теплопроводность при средней температуре (25±5) С не более 0,055 Вт/мС. Асбест хризотиловый представляет собой тонковолокнистую разновидность серпентина 3Mg02Si02-2H20. Агрегаты асбеста легко расщепляются на тонкие (до 0,0001 мм и менее) волокна, отличающиеся большой эластичностью и прочностью при разрыве [25, 44-47, 57, 71, 136,]. Длина волокон асбеста колеблется от долей мм до 2-6 мм. Под электронным микроскопом волокна выглядят полыми. Средний внешний диаметр трубки составляет 26-30 нм, внутренний 11-13 нм. Решетка хризотила разрушается при 600-700 С с образованием форетерита и Si02, которые, взаимодействуя, образуют затем MgOSi02.
Асбест хризотиловый характеризуются исключительными физическими свойствами. Ими являются способность расщепляться на тонкие волокна, высокая прочность, гибкость, пластичность, огнеупорность, хорошие звуко-, тепло-, электроизоляции.
В качестве ускорителя твердения жидкого стекла использовали кремнефтористый натрий Na2SiF6, состав которого в процентном отношении составляет: Na - 24,45; Si - 14,94; F - 60,61 %. Кремнефтористый натрий представляет собой порошок белого цвета, зерновой состав которого приведен в табл. 2.2 [29, 145, 153].
Графит - темно-серое кристаллическое вещество, природного или искусственного происхождения со слабым металлическим блеском, жирное на ощупь [24,28,118,147,148,152].
Атомы углерода в кристаллах графита находятся в состоянии sp - гибридизации. Они объединены в плоские слои, состоящие из правильных шестиугольников. В них каждый атом углерода связан прочными ковалентными связями с тремя соседними атомами. Связи направлены друг к другу под углом 120. Четвертый валентный электрон каждого атома в слое остается подвижным, как в металле, и может перемещаться от одного атома углерода к другому. Расстояние между слоями в графите довольно велико (0,339 нм), а силы взаимодействия между ними сравнительно слабы (в основном межмолекулярные силы) [24, 28, 115,152].
Графит имеет слоистую решетку, атомы углерода в слое расположены по вершинам правильного шестиугольника. Обычно графит образует чешуйчатые, зернистые, плотные и другие агрегаты. Прочность графита по мере повышения температуры не падает, как обычно, а несколько повышается. Пластинки графита обладают гибкостью, но не упругостью; вследствие слоистой структуры физические свойства графита характеризуются ярко выраженной анизотропией. Обладает исключительно высокой термостойкостью. Нерастворим в воде, кислотах, щелочах; не взаимодействует с основными и кислыми шлаками, при высоких температурах соединяется со многими элементами (Н, S, Si, В, многими металлами и т.д.) [24, 147, 152].
Рекристаллизация графита может быть получена за счет восстановления, окисления или присоединения. Графит, соединяясь с неорганическими кислотами (серная, соляная, азотная), образует солеподобные соединения, в которых углеродные атомы заряжаются положительно и становятся катионами (24 SO4") - бисульфат графита [22,24, 135,148,147,158].
Термически расширяющиеся графиты были получены путем обработки графита раствором К2МПО4 в концентрированной серной кислоте с последующей промывкой дистиллированной водой и сушкой вымытого вещества. Полученное при этом соединение C24(H2S04)2 называется бисульфатом графита, в котором углеродные атомы заряжены положительно.
Иначе бисульфат графита называется термически расширяющимся графитом, потому что при температуре 500-1000 С бисульфат графита расширяется в объеме, так как при термическом пиролизе бисульфат-ион разрушается с выделением сернистого газа, воды и кислорода, раздвигая пакеты плоскостей графита [41, 60, 70, 87, 112, 116].
При обработке необходимо брать чистые графиты, содержащие минимальное значение зольности и примесей. Использование мелкодисперсного графита приводит к тому, что часть углерода может не провзаимодействовать с серной кислотой, образуя менее насыщенные соединения. Наиболее эффективными являются фракции 0,2-0,4 мм [63, 115, 149].
В работе использовался графит по ГОСТ 5279-74. В настоящее время бисульфаты графита получили широкое применение при изготовлении теплоизоляции для высокотемпературных вакуумных печей, для изготовления гибкой теплоизоляционной ленты, герметизирующих прокладок, огнезащитных составов на органическом связующем и др. [59, 118, 155].
Бисульфат графита или термически расширяющиеся графиты сохраняют основные физические свойства обрабатываемых графитов [137, 147, 152].
Определение оптимального соотношения щелочи к ферросилицию
Одним из наиболее важных моментов при изготовлении огнеизола является установление оптимального соотношения едкого натра и ферросилиция. Оптимальное их соотношение обусловливает не только полноту протекания химической реакции, но и основные эксплуатационные свойства материала. Для нахождения оптимального соотношения между ферросилицием и щелочью изготавливались образцы огнеизола, состав которых приведен в табл. 3.1.
Из анализа данных табл. 3.1 видно, что огнеизола состава 1 имеет раннее начало газовыделения и максимальную его продолжительность. При соотношении едкого натра к ферросилицию 0,2 изменение вязкости при газовыделении происходит медленно. Основная часть газа при этом выделилась до приобретения формовочной массой необходимой вязкости для удержания газа. В результате часть газа вышла в атмосферу, что привело к образованию неоднородной пористости и увеличению средней плотности до 334 кг/м .
Состав 2 имеет практически одинаковое с первым составом начало газовыделения, но продолжительность газовыделения сократилось в 1,67 раза, и, следовательно, интенсивность тепловыделения при протекании химической реакции газообразования увеличилась в 1,67 раза. В результате смесь приобрела необходимую для удержания газа вязкость, об этом свидетельствуют однород-ная пористость и низкая средняя плотность огнеизола, равная 270 кг/м
В составе 3 начало выделения газа резко замедлилось, но интенсивность газовыделения по сравнению со вторым составом возросла в 1,5 раза. Высокая интенсивность тепловыделения вызвала резкое повышение вязкости, что привело к быстрому отвердеванию смеси при еще не законченном газовыделении, которое привело к образованию неоднородной рваной пористости. Плотность огнеизола составила 324 кг/м3.
Таким образом, можно считать, что оптимальным соотношением между едким натром и ферросилицием можно считать 0,14 или расход едкого натра от ферросилиция марки 45 должен составлять 14 %. Установлено, что расход едкого натра зависит от содержания кремния в ферросилиции и при изменении его содержания это соотношение будет изменяться. В качестве наполнителей для приготовления огнеизола рассмотрены: зола ТЭЦ и шамотная пыль. Зола ТЭЦ сухого удаления имеет достаточную дисперсность, обеспечивает хорошие формовочные свойства смеси, несколько снижает плотность огнеизола и коэффициент теплопроводности за счет пористой структуры. Однако, наличие в золе силикатов и свободного оксида кальция приводит к резкому сокращению живучести смеси. Шамотная пыль имеет достаточную дисперсность, обладает округлой формой пористых зерен, обеспечивает хорошие формовочные свойства, снижает теплопроводность и повышает термостойкость материала. Исходя из вышесказанного, в дальнейшей работе в качестве наполнителя огнеизола использовалась шамотная пыль. Влияние количества шамотной пыли на скорость газовыделения приведены в табл. 3.2. Анализируя данные табл.3.2 видно, что у состава 1 происходит интенсивное газовыделение, которое приводит к образованию крупной и рваной порис-тостей, так как помимо газовыделения идет интенсивное образование пара. У состава 2 за счет замедления газовыделения и поглощения выделяющегося тепла поры имеют округлую форму. В 3-м составе с максимальным содержанием шамотной пыли происходит наиболее заметное снижение скорости газовыделения. Недостаточный разогрев смеси не позволяет приобрести смеси необходимую для удержания газа вязкость, что приводит к оседанию смеси и, следовательно, к повышению средней плотности. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что оптимальными характеристиками обладает состав 2. Для определения оптимального соотношения между компонентами с целью получения максимальной прочности при минимальных значениях средней плотности огнеизола был выполнен трехфакторный эксперимент. При проведении эксперимента за основу был взят состав, рекомендованный и уточненный в предварительных опытах, % по массе: - ферросилиций -21,4; - жидкое стекло - 48,5; - едкий натр -3,0; - шамотная пыль - 27,1. В качестве независимых переменных были выбраны следующие факторы, %: - ФС - содержание ферросилиция; - ЖС - содержание жидкого стекла; - ШП - содержание шамотной пыли в рабочих смесях. Уровни варьирования для всех компонентов приняты +5 %, табл. 3.3.
Разработка составов огнезащитных обмазок
Процесс разложения кремнекислоты и последующая полимеризация кремнекислородных тетраэдров также происходят с увеличением объема, благодаря чему увеличивается время прогрева пластины на 10 мин по сравнению с незащищенной эталонной пластиной.
На основании вышеизложенного можно заключить, что существенно повысить огнестойкость можно снизив среднюю плотность покрытия на начальном этапе нагрева. Снижение средней плотности покрытия возможно лишь введением в состав легких заполнителей вспученного вермикулита (состав 2, табл. 4.1) и асбеста (состав 3, табл.4.1).
Вермикулит (состав 2, табл.4.1) как теплоизоляционный материал способствует незначительному уменьшению теплопроводности огнезащитной обмазки на 7,11 %, такое снижение теплопроводности вызвано наличием крупной открытой пористости. Поры при приготовлении состава заполняются жидким стеклом, что и повышает среднюю плотность. Более низкая средняя плотность данного состава и наличие адсорбированной в порах вермикулита воды приводят к изменению кинетики прогрева образца. Огнезащита проявляется уже после 350 С, что привело к увеличению общей продолжительности прогрева по сравнению с незащищенной эталонной пластиной в 2 раза. Однако при температуре нагрева печи 900-1000 С происходит шелушение огнезащитного покрытия из-за отслаивания вермикулита, что снижает термическую стабильность образующегося вспененного слоя.
Использование асбеста в составе 3 (см. табл.4.1) в качестве заполнителя приводит к изменению характера прогрева вследствие резкого снижения средней плотности по сравнению с составом, содержащим вермикулит, (соответственно 1363 и 1643 кг/м3) и теплопроводности (0,301 и 0,405 Вт/м-К). Изменение характера нагрева пластины обусловливается строением волокон асбеста (трубчатое строение). При перемешивании состава из-за размера пор, соизмеримых с размером молекулы воды, внутрь волокна не попадают жидкое стекло и вода. В связи с этим огнезащита начинается с 50 С. С другой стороны, в связи с волокнистым строением асбест ведет себя как минеральная фибра, что позволяет сохранять сплошность покрытия при его расширении. Однако, огнезащитные обмазки состава 3 имеют существенный недостаток, а именно, образуют большие пузыри, которые получаются из-за испарения физически связанной асбестом воды. Этим объясняется аномальный характер зависимости температуры от времени (см. рис. 4.1), одинаковой продолжительности прогрева с образцом 2-го состава. Тем не менее, вспененный слой состава 3 спекается без выгорания и разрушения.
Состав 4 отличается тем, что в качестве наполнителя, выполняющего роль структурной добавки, вместо вермикулита и асбеста использовали гранулы, при-готовленные из основного состава, т.е. терморасширяющегося графита с жидким стеклом.
Характер кривой нагрева образца с покрытием из состава 4 занимает промежуточное положение между кривыми нагрева образцов с покрытием из составов 2 и 3. Однако отличается увеличением как общей продолжительности нагрева пластины до предельной величины на 25 % по сравнению с составами 2 и 3, так и изменением теплозащитных свойств с самого начала нагрева. Введение предварительно затвердевших и высушенных гранул привело к более низкой влажности затвердевшего покрытия. Процессы, проходящие при нагреве состава 4 аналогичны процессам, проходящим при нагреве состава 1, и обусловлены термическим разложением бисульфата графита и жидкого стекла (см. рис. 4.2, 4.3). Недостатком данного покрытия является возможность шелушения вспененного слоя за счет вспучивания глубинных слоев покрытия.
Анализ приведенных составов показывает, что для увеличения термического сопротивления покрытия благоприятное влияние оказывает введение в состав наполнителей в виде гранул и нежелательность снижения средней плотности и теплопроводности за счет использования пористых заполнителей. Однако незначительное применение асбеста как минеральной фибры благоприятно воздействует на процесс вспучивания. На основании вышеизложенного была разработана новая композиция, которая позволила получить качественно новые теплозащитные свойства огнезащитного покрытия, а именно состав № 5, названный «СИГРОТЕРМ». СИГРОТЕРМ содержит: - графит терморасширяющийся -1 %; - гранулят -11%; - асбест - 1 %; - жидкое стекло - 70 %; - кремнефтористый натрий - 5 %;
