Огнезащитный вспучивающийся состав

Авторы патента:

C04B28/26 - силикаты щелочных металлов

C04B18 - Использование агломерированных или отработанных материалов или отходов в качестве наполнителей для строительных растворов, бетона или искусственных камней (использование отработанных материалов для производства цемента C04B 7/24); обработка агломерированных или отработанных материалов или отходов, специально предназначенная для усиления их наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

C04B14/40 - асбесты

Владельцы патента RU 2317274:

ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет-(ГОУ ВПО ВГАСУ) (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано как покрытие по металлу и древесине для защиты от высокотемпературного огневого внешнего воздействия и придания им художественного эффекта. Технический результат: улучшение механических и эксплутационных свойств покрытия, уменьшение вязкости, повышение прочности и коэффициента вспучивания, снижение расхода основных компонентов. Огнезащитный вспучивающийся состав содержит 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. 3 табл.

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

Изобретение относится к составам формовочных смесей и может быть использовано при изготовлении пожаробезопасных теплоизоляционных материалов строительного и технического назначения.

Термоизоляционная масса // 2312086

Сырьевая смесь // 2311394

Изобретение относится к области производства керамических изделий, которые могут быть использованы в цветной металлургии, например в изготовлении алюминиевых сплавов.

Способ получения органосиликатной смеси // 2309922

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности, к изготовлению и применению защитных покрытий изделий и конструкций, и может быть использовано при антикоррозионной защите изношенного и нового парка действующих технических устройств, зданий и сооружений.

Связующая водорастворимая композиция для изготовления теплоизоляционных плит из минерального волокна // 2309921

Изобретение относится к связующим композициям для изготовления теплоизоляционных плит. .

Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий // 2304565

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон. .

Огнезащитная композиция // 2304119

Изобретение относится к композициям для строительных материалов и может быть использовано для получения огнезащитных покрытий по металлу, бетону и древесине. .

Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2295508

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве гранулированного теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.

Строительная силикатная краска // 2294946

Изобретение относится к способу получения силикатной краски, применяемой в строительстве для защиты цоколей зданий, а также предназначенной для внутренней отделки помещений.

Клей огнеупорный защитный // 2294350

Изобретение относится к клеевым веществам на основе неорганических компонентов с водорастворимыми силикатами щелочных металлов и является огнеупорным материалом и может быть использовано для приклеивания волокнистых материалов к кирпичам и металлическим конструкциям, в частности, для изготовления и долгосрочной работы теплоизоляции металлических труб в металлургическом производстве в методических нагревательных печах, для соединения между собой огнеупорных материалов одного или различных составов, в том числе при создании монолитных изделий сложной конструкции, предпочтительно пористых и волокнистых, для упрочнения керамических материалов и изделий из них при работе в условиях высоких температур до 1600°С и высокоскоростных газовых потоков до 100 м/с и выше, а также при изготовлении и ремонте футеровки печей в различных отраслях промышленности.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2315790

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок.

Композиция для изготовления теплоизоляционного материала // 2315737

Арболитовая смесь // 2315022

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, используемых преимущественно в сельском строительстве. .

Способ получения органического строительного материала на основе льняной костры // 2313502

Изобретение относится к строительной индустрии, в частности к изготовлению теплоизоляционных строительных изделий для утепления жилых и промышленных зданий, различного рода хранилищ и труб подачи горячих жидкостей, а также отделочного материала, обладающего конструкционными свойствами.

Асфальтобетонная смесь // 2312838

Изобретение относится к области строительства дорог и касается составов дорожных покрытий. .

Строительные и другие материалы, содержащие бокситовые хвосты, подвергнутые технологической обработке, и способ получения материалов // 2311375

Способ утилизации золошлаковых отходов мусоросжигания // 2311236

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к утилизации золошлаковых отходов сжигания твердого бытового мусора при производстве бетона или сборных железобетонных изделий с повышенными требованиями, предъявляемыми к бетонам в дорожном и других видах строительства.

Способ безопасной утилизации бытовых отходов // 2310525

Торфодревесная композиция для изготовления конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов // 2307813

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе торфодревесного сырья и может найти применение при изготовление плит, блоков, скорлуп для теплоизоляции жилых, промышленных зданий и промышленного оборудования.

Арболитовая смесь // 2307100

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит, панелей) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.

Состав для изготовления теплоизоляционного материала // 2317272

Изобретение относится к химической промышленности. .