УДК 691.342

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСИЙ

Холодников Юрий Васильевич1, Таугер Виталий Михайлович2, Волегжанин Иван Александрович3
1ООО СКБ "Мысль", кандидат технических наук, директор
2ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет», кандидат технических наук, доцент
3ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет», аспирант

Аннотация
В статье дано обоснование целесообразности применения полимерной плитки с кварцевым наполнителем в качестве штучного футеровочного материала для облицовки строительных конструкций и защиты технологического оборудования от воздействия агрессивных производственных факторов. Приведены результаты сравнительных исследований эксплуатационных свойств основных видов футеровочных плиток. Доказано преимущество предлагаемой кварцевой полимерной плитки перед аналогами из других материалов.

Ключевые слова: дисперсный наполнитель, кварц, плитка футеровочная, полимербетон, полимерный композит


FUNCTIONAL SAFETY SYSTEMS BASED ON POLYMER DISPERSIONS

Kholodnikov Yuri Vasilevich1, Tauger Vitaly Mihailovich2, Vilegzhanin Ivan Aleksandrovich3
1OOO SKB "Mysl", candidate of technical sciences, Managing Director
2Ural State Mining University, candidate of technical Sciences, associate Professor
3Ural State Mining University, graduate student

Abstract
The article gives a rationale for the use of polymer tiles with quartz filler piece as a lining material for cladding building structures and to protect manufacturing equipment from the effects of aggressive factors of production. The results of comparative studies of operational properties of the main types of lining tiles. Proven benefits of the proposed polymer quartz tiles over similar products from other materials.

Keywords: particulate filler, polymer composites, polymer concrete, quartz, tile Lining


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Холодников Ю.В., Таугер В.М., Волегжанин И.А. Функциональные защитные системы на основе полимерных дисперсий // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/03/65695 (дата обращения: 04.06.2017).

Защита строительных конструкций и технологического оборудования от воздействия различных производственных факторов, является актуальной научно-технической проблемой, от успешного решения которой зависит безопасность производственных процессов, производительность труда и качество выпускаемой продукции.

Среди наиболее распространенных и опасных производственных факторов, которые необходимо принимать во внимание при выборе системы защиты, следует отметить следующие: химическое, абразивное, термическое воздействие на конструкции и механизмы, а также вибрационные и ударные нагрузки.

К самим защитным системам также предъявляются определенные требования, связанные со спецификой промышленного производства и их назначением. В этой связи следует отметить такие свойства систем, как ценовую «лояльность» в нанесении и обслуживании, а также эксплуатационные достоинства, например, ремонтопригодность, надежность, долговечность.

Облицовочные покрытия строительных конструкций и футеровка технологического оборудования штучными футеровочными материалами применяется для защиты от воздействия высоко агрессивных сред при высоких температурах и больших механических нагрузках. Наиболее распространенными видами штучных футеровочных материалов являются различные виды керамических плиток (дунитовые, фарфоровые, клинкерные и др.), керамогранитные, камнелитые, бетонные и углеграфитовые блоки, кислотоупорные кирпичи, плитки на полимерном связующем и пр.

Особенность выбора футеровочных материалов для реального производства заключается в том, что они должны защищать конструкции и оборудование, как правило, от воздействия не одного из вышеперечисленных негативных факторов, а противостоять комбинированному воздействию и химического и теплового и динамического факторов и обладать высокими физико-механическими характеристиками. На основании приведенных в нормативно-технической документации [1,2,3,4,5] характеристик основных футеровочных материалов, в табл. 1 дана опосредованная оценка их эксплуатационных свойств.

Таблица 1.

Керамика

Керамогранит

Бетон

Кирпич кислотоупорный

Каменное литье

Углеграфитные блоки

Полимербетон

Химическая стойкость

2

2

2

3

2

3

3

Прочность (изгиб, растяжение, сжатие)

1

2

1

1

2

2

3

Теплостойкость

3

2

1

3

3

3

2

Вибростойкость

1

2

1

1

2

1

3

Модуль упругости (ударопрочность)

1

1

1

1

2

1

3

Ремонтопригодность

1

1

3

1

1

1

3

Трудоемкость нанесения

2

2

3

2

2

2

2

Эксплутационные издержки

2

2

3

2

2

2

3

Абразивостойкость

2

3

1

2

3

1

3

ИТОГО

15

17

16

16

19

16

27

1 – плохо;

2 – удовлетворительно;

3 – хорошо

Как следует из табл.1., лучшими физико-механическими, эксплуатационными и триботехническими свойствами обладают штучные футеровочные материалы, выполненные из полимербетона. Этому факту есть объективное обоснование, заключающееся в том, что конечное изделие (в рассматриваемом случае – футеровочная плитка) выбирается комбинацией состава, способа изготовления, исполнений и т.д. оптимальными для конкретных условий эксплуатации и технико-экономическим критериям заказчика. Сказанное иллюстрируется табл.2.

1. Состав полимербетона варьируется типом полимерного связующего (термопластичное, реактопласты), которые в свою очередь представлены широкой гаммой органических смол (полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные, фурановые, фумаровые, фенол-формальдегидные и пр.). Огромный выбор наполнителей различающихся как по типу наполнителя (минеральные, органические и др.), так и по гранулометрическому составу и объемному наполнению (вкл. нанометрический размер). И наконец, в состав полимербетона должны входить армирующие материалы, которые также представлены достаточно широкой линейкой как по типу армирующих волокон (стекло, базальт и др.) так и по способу переплетения (ткани, рогожи, ровинги, маты и пр.).

Таблица 2.

Состав

1

Свойства

2

Размер

3

Испол-нение

4

Назна- чение

5

1

2

3

4

5

2. Под свойствами изделия, которые в определяющей степени зависят от состава полимербетона и способа изготовления, подразумевается преимущественное назначение плитки: защитно-декоративная, химстойкая, износостойкая, термостойкая, ударопрочная и т.п.

3. Размер плитки зависит от назначенных, по соображениям удобства монтажа, габаритов (длина, ширина, толщина) и формы плитки, определяемой конструкцией объекта защиты (фасонные изделия).

4. Вариации на тему исполнения плитки – это конструкция плитки: с гладкой или рельефной лицевой поверхностью, ровной или ребристой внутренней поверхностью, с наличием или отсутствием специального защитного слоя и т.д.

5. И наконец, назначение плитки: для пола или стен при облицовке строительных конструкций, а также элементы футеровочного покрытия при защите технологического оборудования.

Упрощенный подсчет вариантов исполнения полимерной плитки без учета способов ее изготовления, показывает, что плитка имеет более 2000 вариантов исполнения! Как говорится – на любой вкус.

Для практической проверки изложенных выше преимуществ полимерной плитки перед известными штучными футеровочными материалами в ООО СКБ «Мысль» был проведен комплекс НИОКР, включающий сравнительные испытания различных материалов на ударную вязкость и износостойкость. Результаты испытаний иллюстрируются рис.1, 2.

Kу, Дж/мм

 

Рис. 1. Коэффициент ударной вязкости для различных плиток.

Kи, мм3

Рис. 2. Коэффициент абразивного износа плитки из различных материалов

Выводы.

1. Плитка из полимерного композита с дисперсными наполнителями показали высокую ударную вязкость. Наивысшие показатели имеют образцы с наполнением никельшлаком и кварцем (Kу = 7,7 Дж/мм и Kу = 5,5 Дж/мм соответственно), что в пять-шесть раз выше, чем у керамогранита.

2. Плитки с дисперсными наполнителями показали высокую износостойкость. Наилучший показатель в данной группе имеют образцы с наполнением купершлаком и кварцем (Kи = 4,18 мм3/м и Kи = 5,71 мм3/м соответственно).

3. Учитывая многообразие эксплуатационных требований к штучным футеровочным материалам, а также относительно низкие затраты на их производство и многообразие способов изготовления полимерных плиток, следует считать целесообразным серийный выпуск изделий и широкое использование защитных покрытий с дисперсными наполнителями в виде кварца, купершлака и никельшлака для работы в условиях абразивного износа и высоких динамических нагрузок.


Библиографический список
  1. ГОСТ 961-89. Плитки кислотоупорные и термокислотоупорные. ТУ.
  2. ГОСТ 6787-2001. Плитки керамические для полов. ТУ.
  3. ГОСТ 27180-2001. Плитки керамические. Методы испытаний.
  4. Защита строительных конструкций от коррозии./http://stroivagon.ru.
  5. ТУ 1390-002-67713689-2010. Плитка и плиты из каменного литья. ТУ.
  6. ТУ 2259-011-2161638-2015. Плитка из полимерных композитов. ТУ.
  7. Холодников Ю.В. и др. Кварцевые наполнители для полимерных композитов./ Композитный мир. №1. – 2016 г.- с.38-41.


Все статьи автора «Холодников Юрий Васильевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: