АРМИРОВКА НА БЕТОН
Топлоустойчивите (огнеупорни) материали с дисперсен добавъчен материал (бетон) имат достатъчна якост на натиск, но тяхната якост на опън и огъване е с порядък по-ниска.
При конструирането на топлоустойчиви материали изглежда най-рационално те да бъдат подсилени с текстилни структури на базата на базалтови или силициеви влакна, които са съвместими в минерални матрични композити. Практически интерес представлява създаването на матрици от минерални композити на базата на високоалуминиев цимент (дългосрочна работа до 1900 К) и силикатни състави (дългосрочна работа до 1700 К). Минералният композитен материал се състои от армираща рамка и матрица, образувана от минерална топлоустойчива паста.
Паста на циментова основа е подвижна, еластична и лепкава смес, съдържаща свързващо вещество на циментова основа, топлоустойчиви фини добавъчни материали, пластификатор и вода.
След втвърдяване на матрицата структурата от минерален композит се превръща в твърдо, монолитно тяло. Времето за пълно втвърдяване на материала е около 3 дни.
Необходимите конструктивни характеристики - като форма, размери, размери, якост и др., определят състава на пасти за формиране на минералната матрица, избора на пълнител и схеми на армиране.
Като топлоустойчиви пълнители за пасти с високо съдържание на алуминий се използват фино смлени шамотни състави - (Al2O3 + CaO + SiO2) > 70% тегловни, с максимален диаметър на частиците dmax = 60÷100 µm. Като пластификатор се използва каолин - (Al2O3 + SiO2) > 98% от теглото.
За матрици на базата на силикатни състави са приложими повечето от технологичните методи за формоване, разработени за полимерни композитни материали. За дебелостенни конструкции (дебелина на стената над 5 mm) използването на натриев силициев флуорид е оптимално като втвърдители. За тънкостенни конструкции е достатъчно продухване с въглероден диоксид (15 секунди), последвано от последващо втвърдяване с CO2 въздух за три дни. Фино смлян калциниран каолин е най-приемлив като пълнител.
Дългосрочното запазване на експлоатационните характеристики на конструкции от армирани минерални композитни материали, заедно с топлоустойчивостта на матрицата, се определя и от топлоустойчивостта на армировъчната рамка. Структурите на основата на силициеви и базалтови влакна в комбинация с матриците, разгледани по-горе, осигуряват дълготрайна работа (месеци, няколко години) при работни температури до 1600 K. Те могат да работят за кратко време при температури до 1750 K. Термофизичните свойства на тези материали се характеризират с линейна зависимост от температурата.
Възможностите за използване на топлоустойчиви минерални композитни материали в инженерството са обширни. Имат конструктивно, топлозащитно и топлоизолационно предназначение или комбинация от цели и могат да се използват в следните обекти:
• котелни инсталации на топлоелектрически централи - облицовка на тръбни котелни екрани (практическият опит показва, че облицовката на тръбни екрани на котли тип PTVM на редица KTS работи без ремонт вече три години в сравнение с дизайна "шамот-глина-земя", който изисква ремонт след всеки отоплителен сезон); монолитни топлозащитни облицовки за рамкиране на дюзите на газьолни горелки, ревизионни люкове и монтажни люкове; комини затранспортиране на продукти от изгаряне на горива, други фасонни и тръбни елементи;
• елементи на топлонатоварени конструкции - паропроводи, дюзи, вътрешна термична защита на метални конструкции, работещи при екстремни температурни условия;
• огнеупорни огнезащитни конструкции - огнезащитни екрани, огнезащитни вентилационни канали, огнеупорни носещи конструкции и др.
Литература
1. "Инструкция за приготвяне на топлоустойчив бетон", изд. С. Н. Гунко. Госстрой на СССР. № 26, 1979. CH 156-79. 2. Кузнецов Т.В., Кудряшов И.В., Тимашев В.В. "Физика и химия на свързващите вещества" (учебник). М.: Висше училище. 1989. 3. "Наръчник по композитни материали", кн. 2 изд. Я. Любина, (превод от английски), М .: Машиностроение. 1988. 4. Асланова М.С., Колесов Ю.И., Хазанов В.Е. "стъклени влакна". М.: Химия. 1979 г.
Текущата ситуация и прогнозата за развитие на българския пазар на добавки за бетон, цимент и сухи строителни смеси можете да намерите в докладите на Академията за индустриални пазарни изследвания „Пазарът на добавки за бетон, цимент и сухи строителни смеси в България“.
D.Sc. С.В. Бухаров, професор от MATI-RGTU, доцент A.D. Парашин, А.С. Паншин, ООО "Трубосервис"