Введение к работе
Актуальность темы. Стремительное развитие современной строительной индустрии предполагает использование материалов, отвечающих высоким требованиям быстро совершенствующихся технологий. Особое внимание уделяется вопросам теплоизоляции зданий, сооружений, тепловых сетей и промышленного оборудования как наиболее эффективному пути сокращения теплопотерь. Проблемы энергосбережения, защиты окружающей среды, снижения металлопотребления поставили задачу разработки новых технологий и материалов. В связи с этим совершенствование структур теплотехнических конструкций, достигаемое формированием многослойных композитов при совмещении пенополиуретана и базальтовой ткани, является актуальной проблемой.
Цель и задачи работы.
Целью работы является разработка процессов формирования многослойных теплоизоляционных композиционных материалов пониженной горючести на основе пенополиуретана и базальтопластика с повышенными физико-механическими характеристиками, с генерацией тепла внутри конструкции и удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к изделиям теплотехнического назначения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
моделирование технологии получения различных структур многослойных композитов;
создание армированных многослойных композитов с повышенными физико-механическими свойствами;
оценка влияния отжига базальтовой ткани и режимов структурирования эпоксидного компаунда на прочностные свойства многослойной конструкции.
Научная новизна работы состоит в том, что:
разработана конструкция многослойной сэндвич структуры, в которой в качестве облицовки использован базальтопластик, повышающий несущую способность строительных конструкций, и оценена его взаимосвязь с физико-механическими свойствами конструкции;
разработана конструкция и способ получения многослойной сэндвич-структуры, в которой внутренняя облицовка выполнена из базальтопластика, армированного токопроводящими углеродными волокнами, уложенными специальным образом, что позволяет осуществлять ее нагрев до температуры 30-600С (патент РФ № 2402663);
разработана конструкция многослойного композита с пенополиуретановым заполнителем, армированным базальтовыми нитями, что позволяет повысить физико-механические характеристики сэндвич-структуры на 30%. При этом использование в качестве армирующих элементов базальтовых нитей, пропитанных эпоксидной смолой, улучшает механические характеристики сэндвич-панелей (патент № 102361и № 93423);
доказана возможность использования теплового потока электроисточника для ускоренного отверждения эпоксидного компаунда;
установлена взаимосвязь плотности и исходного состояния базальтовой ткани со свойствами наружного слоя из базальтопластика и многослойной конструкции в целом.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработаны структуры и технологии изготовления многослойных пожаробезопасных конструкций, которые можно использовать:
в качестве ограждающих конструкций в различных отраслях промышленности для тепло- звукоизоляции;
в производстве тепловых строительных стеновых и кровельных панелей с внутренним теплоисточником для накопления тепла внутри сооружения.
На защиту выносятся следующие основные положения:
результаты комплексных исследований по изучению влияния технологии формообразования многослойной композиции на деформационно-прочностные свойства ПКМ;
результаты исследования многослойного композита с внутренним теплоисточником на прочностные свойства композита;
данные по исследованию влияния температуры на степень отверждения эпоксидного компаунда в составе наружного слоя многослойного композита и на физико-механические характеристики;
результаты определения возможности регулирования механической прочности многослойного композита за счет применения материалов различной плотности и изменения количества слоев базальтовой составляющей.
Направление исследований. Диссертационная работа выполнена в рамках проведения научно-исследовательской работы по госбюджетной тематике кафедры «Материаловедение».
Достоверность и обоснованность подтверждаются комплексом независимых и взаимодополняющих методов исследования.
Реализация результатов. Результаты исследований предполагается использовать в производстве строительных панелей и ограждающих конструкциях.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 4 Международных конференциях: г. Братск, 2009 г., Томск, 2011 г., Москва, 2012 г., Саратов, 2012 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы: 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья в региональном журнале, 4 доклада на конференциях, получены 2 патента на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературы (177 источников).
Похожие диссертации на Структура и свойства многослойного композита на основе пенополиуретана и базальтопластика
