Огнезащитный вспучивающийся состав

Огнезащитный вспучивающийся состав

Реферат

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся составам и может быть применено в качестве покрытия как по древесине, так и по металлу для защиты от высокотемпературного воздействия.

Известны огнезащитные вспучивающиеся составы, включающие силикатное связующее, наполнители, антипирены (1). Однако огнезащитная эффективность этих покрытий низкая, т.к. при высокотемпературном воздействии разрушается и выгорает вспученный защитный слой.

Известен наиболее близкий по совокупности признаков огнезащитный вспучивающийся состав (2), включающий жидкое стекло 81,0-85,1%, асбест 3,3-4,5%, доменный гранулированный шлак 3,2-4,0%, ваграночный шлак 3,0-4,0%, шлам нейтрализации - отход листопрокатного производства 4,5-5,5%, фильтр-прессные отходы сахарных заводов 0,9-1,0%.

Однако указанный огнезащитный вспучивающийся состав, являясь многокомпонентным, имеет очень большую вязкость, что затрудняет нанесение его на защищаемую поверхность. К недостаткам указанного огнезащитного вспучивающегося состава можно также отнести очень высокий расход компонентов на 1 м² поверхности, низкий коэффициент вспучивания состава, частичное выгорание вспученного защитного слоя при воздействии высокой температуры.

Задачей изобретения является снижение вязкости состава и расхода компонентов, увеличение коэффициента вспучивания при высокотемпературном воздействии, а также утилизация отходов промышленности и охрана окружающей среды.

Поставленная задача достигается тем, что огнезащитный вспучивающийся состав, содержащий жидкое стекло, наполнитель - асбест, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве наполнителей отходы производства нитроаммофоски и трепельную горную породу, а в качестве антипирена - гидрофосфат натрия, в качестве пигмента - алюминий металлический, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло - 55,0-45,0

отход производства нитроаммофоски - 8,0-10,0

трепел - 7,5-10,0

асбест - 2,5-3,0

гидрофосфат натрия - 15,0-17,0

алюминий металлический - 5,0-7,0;

вода - остальное.

Использование в огнезащитном вспучивающемся составе в качестве микронаполнителей отхода производства нитроаммофоски, в качестве антипирена - гидрофосфата натрия, а в качестве пигмента - алюминий металлический в указанном соотношении компонентов, позволяет получить огнезащитный вспучивающий состав более низкой вязкости с более высоким коэффициентом вспучивания. Увеличение коэффициента вспучивания предлагаемого состава достигается за счет того, что при температуре от 70° до 130°С выделяются свободная вода и аммиак (NH₃), препятствующие поступлению кислорода к горящему материалу. При повышении температуры от 130° до 650°С происходит дальнейшее вспучивание за счет термических превращений гидросиликата натрия, гидрофосфата натрия и алюминия металлического. При дальнейшем увеличении температуры наблюдается упрочнение вспученной структуры за счет образования алюмосиликатов щелочных металлов. Сформировавшийся вспученный каркас имеет стабильно прочную, пористую структуру до температуры 1100°С.

Для получения огнезащитного состава использовались следующие компоненты:

жидкое стекло, отвечающее ТУ 2145-05788576-98, кремнеземистый модуль 3,3, плотность 1660 кг/м³, концентрация ионов водорода рН=11,5, прочность 15 кгс·см, вязкость 25 с;

асбест, соответствующий ГОСТ 51180-12871-83;

отход производства нитроаммофоски, трепел, минералогический состав и физические свойства наполнителей представлены в табл.1, табл.2.

Таблица 1
Физические свойства и минералогический состав отхода производства нитроаммофоски
№	Наименование материала	Физические свойства	Минералогический состав, %
	Истинная плотность, г/см3	Насыщенная плотность, г/см3	дисперс. см2/г	CaCO3	(NH4)NO3	(NH)3связ.	Ca3(PO4)2	Ca2HPO4	CaH2PO4
1	отход производства нитроаммофоски	2,53	1,16	5000	93,0÷85,0	2,0÷9,0	2,0÷2,5	1,5÷1,5	0,7÷1,0	0,8÷1,0

Таблица 2
Физические свойства и химический состав трепела
№	Наименование	Химический состав, %	Физические свойства
	материала	SiO2	Al2O3	Fe2O3	K2O+Na2O	истинная плотность, г/см3	Насыпная плотность, г/см3	Дисперс. см2/г
1	Трепел	75,0÷91,0	1,3÷5,0	2,0÷7,0	1,0÷7,0	2,49	1,38	4700

Огнезащитный вспучивающийся состав готовился следующим образом. Отходы производства нитроаммофоски, гидрофосфат натрия, измельчают до получения тонкодисперсного порошка с удельной поверхностью S=4700-5000 см²/г. Полученный порошок тщательно перетирают с алюминием металлическим, жидким стеклом и асбестом до получения однородной массы.

Образцы огнезащитных составов подвергались испытанию на прочность, адгезию и на определение коэффициента вспучивания. Вязкость определяют с помощью вискозиметра ВЗ-4, как время истечения 100 см³ состава.

Полученный состав наносили на защищаемый материал двумя слоями одинаковой толщины. Толщина покрытия составляет 1,2-2,5 мм, для определения прочности и адгезии. Для определения коэффициента вспучивания смесь заливали в специальные разъемные формы 7×7 мм. Испытания образцов на огнестойкость с огнезащитным вспучивающимся покрытием проводили в огневой камере по стандартной методике ВНИИПО МВД в соответствии с ГОСТ 16363-86.

Результаты испытания огнезащитных вспучивающихся составов представлены в табл.3.

Таблица 3
Результаты определения технологических, механических и специальных свойств предлагаемого и известного огнезащитных вспучивающихся составов
№	Наименование свойств	ГОСТ	Свойства составов
			предлагаемого	известного
1	Вязкость, с	ГОСТ 8420-74	35	-
2	Прочность, кг·см	ГОСТ 4765-83	45	27
3	Адгезия, балл	ГОСТ 15140-88	1	1
4	Коэффициент вспучивания	-	15	3
5	Огнестойкость, мин	ГОСТ 16363-86	82-85	63-68
6	Расход компонентов, кг/м2	ГОСТ 8784-83	0,25-0,5	13,4-16,7

Из результатов, приведенных в таблице 3, видно, что предлагаемый огнезащитный вспучивающийся состав характеризуется вязкостью в допускаемых пределах ГОСТ 8420-74, более высокой прочностью и коэффициентом вспучивания, при более низком расходе компонентов по сравнению с прототипом, что говорит о более высоких технологических, эксплуатационных свойствах предлагаемого состава. Использование данного состава способствует также охране окружающей среды.

Источники информации

1. Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. - Н.: Стройиздат, 1991. - 270 с.

2. А.с. СССР №1293149, кл. С04В 28/26, "Огнезащитный вспучивающийся состав", приор. 19.04.1985. опубл. 28.02.87. Бюл. №8.

Огнезащитный вспучивающийся состав для металлических и деревянных конструкций, включающий жидкое стекло, асбест, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости, повышения прочности и коэффициента вспучивания, а также утилизации отходов и охраны окружающей среды, он дополнительно содержит отход производства нитроаммофоски, трепел, антипирен - гидрофосфат натрия и пигмент - металлический алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	45,0-55,0
отход производства нитроаммофоски	8,0-10,0
трепел	7,5-10,0
асбест	2,5-3,0
гидрофосфат натрия	15,0-17,0
алюминий металлический	5,0-7,0
вода	остальное