авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Научные основы получения плотных, пористых заполнителей и бетонов различного функционального назначения из природного и техногенного сырья кольского полуострова

-- [ Страница 5 ] --

Если принять, что на наружной поверхности максимальная температура 52С, то расчетная толщина изоляционного слоя должна составить 0.40 м, что более чем на 12% превышает фактически полученный результат. Этот пример также подтверждает, что слоистое строение вермикулита обеспечивает более высокие теплозащитные свойства изоляции.

Разработаны вермикулитсодержащие смеси для теплоизоляции нагревательного оборудования, обладающие необходимыми формовочными свойствами при нанесении на вертикальные поверхности, а также физико-механическими и теплотехническими характеристиками. Этими смесями изолировано около 1200 м2 поверхности 5 промышленных водогрейных котлов ПТВМ-30М и КВТ-50, эксплуатирующихся в системе ОАО «Апатит». Более чем 7-летний срок службы котлов свидетельствует о надежности такого вида мастичной вермикулитсодержащей изоляции, что позволяет отказаться от использования традиционно применяемых для этих целей асбестсодержащих смесей типа асбозурита и улучшить технико-экономические показатели при ремонтно-восстановительных работах котельного оборудования.

Огнезащитные вермикулитсодержащие материалы для заделки кабельных проходок через строительные конструкции. Одна из распространенных причин пожаров - возгорание электрических кабелей, по которым пламя может быстро распространиться из одного помещения в другие, что приводит ко многим человеческим жертвам и огромным материальным потерям.

В настоящей работе предлагается к рассмотрению устройство для получения противопожарных материалов и изделий требуемого качества для заделки проходок электрических кабелей (в виде специальных секционированных подушек, а также монолитной изоляции или формованными изделиями из огнезащитных смесей) на основе вермикулита Ковдорского месторождения. При разработке подушек ставилась цель получить материал многофункционального действия, наиболее соответствующий требованиям пожарной безопасности при устройстве заделок кабельных проходок, в том числе обеспечивающих: самоуплотнение при пожаре, достаточно высокий предел огнестойкости (не менее 1.5 ч), отвод тепла от кабеля в месте его заделки за счет использования плотных заполнителей, исключения из числа компонентов органических связующих и дополнительной обработки поверхности огнезащитными составами.

Применение для заполнения подушек только теплоизоляционных и самоуплотняющихся материалов, по нашему мнению, является недостаточным. Наибольшую огнезащитную эффективность должны иметь такие заполнители, которые не только обладали бы теплоизоляционными свойствами и самоуплотнялись при пожаре в месте заделки, но и имели высокую теплопроводность, обеспечивая отвод тепла от токоведущих частей кабеля, т.е. обладали теплофизической анизотропией.

В качестве основных заполнителей подушек использовались вермикулитсодержащие продукты размерами до 10 мм: вермикулитовый концентрат и вермикулит вспученный насыпной плотностью 910 и 150 кг/м3 соответственно, а также карбонатсодержащий компонент в виде доломитового песка насыпной плотностью 1700 кг/м3 - отсев при переработке на щебень доломита Титанского месторождения (Мурманская область). Благодаря высокой плотности доломита обеспечивается постоянный отвод тепла от кабеля в месте его заделки; кроме того, в случае возникновения пожара доломит, разлагаясь, будет выделять не поддерживающий горения диоксид углерода. Для наружного чехла использовали материалы, выдерживающие высокие температуры без нарушения целостности, что позволяет обойтись без применения органических связующих, предотвращающих высыпание зернистых заполнителей в случае традиционно использующейся для наружного чехла стеклоткани, разрушающейся в условиях стандартного температурного режима пожара. В этих целях для наружного чехла применялась кремнеземная ткань типа КТ.

Для обеспечения теплофизической анизотропии осуществляли секционирование подушек по длине с заполнением секций материалами с различными плотностями. Некоторые примеры осуществления заделки с применением исследуемых заполнителей и состояние заделки после огневого воздействия представлены в табл. 2 и 3. Для сравнения приведены результаты испытаний используемого для получения подушек базальтового супертонкого волокна (БСТВ) и многокомпонентной смеси для подушек производства Германии (КBS).

Как видно из табл. 3, высокая огнестойкость заделочного материала обеспечивается смесью вермикулитового концентрата (ВК) и доломита: поврежденная часть кабеля (К 23-87 НГ-10х2) после 1.5-часового испытания на огнестойкость не превысила 50% его первоначальной длины. Температура на «холодном» конце кабеля после огневого воздействия при использовании для заделки теплоизоляционных материалов БСТВ, KBS и вспученного вермикулита является по сравнению с другими составами наибольшей: 200, 178 и 160С соответственно (как и длина обгоревшей части кабеля - 300-350 мм). Целесообразно использовать для крайних секций смесь ВК (20-85 мас.%) и доломита (80-15 мас.%). Содержание ВК менее 20% не обеспечивает требуемого самоуплотнения заделки. Введение в смесь ВК в количестве более 85% нецелесообразно ввиду чрезмерно высокой степени вспучиваемости заполнителя.

В ФГУ ВНИИПО проведены стендовые испытания на огнестойкость нескольких опытных партий секционированных вермикулитсодержащих подушек размером 350х160х25 мм. В результате испытаний кабельных проходок установлено, что заделки с использованием этих подушек обеспечивают предел огнестойкости 1.5 ч (без дополнительного нанесения огнезащитных составов на поверхность материала со стороны огневого воздействия). Положительные результаты испытаний позволили выпустить ТУ 5765-001-04694169-94 «Подушки огнезащитные вермикулитсодержащие марки ПОВ-4», в соответствии с которыми подушки могут быть рекомендованы для заделки проходов кабелей в различных конструкциях и устройства огнепреградительных поясов с пределом огнестойкости 1.5 ч.

Таблица 2 – Заполнители подушек и их состояние после огневого воздействия

Состав Крайние секции Центральная секция Состояние заполнителя в крайней секции
компоненты содержание, мас.% компоненты содержание, мас.% глубина спека, мм коэффициент вспучивания
1 БСТВ 100 БСТВ 100 2 0.8
2 KBS 100 KBS 100 0 0.6
3 ВВ 100 ВВ 100 0 1.0
4 ВК 100 ВВ 100 0 4.8
5 ВК 100 Д 100 0 4.8
6 ВК 100 ВК 100 0 4.8
7 ВК:Д 85:15 Д 100 0 3.6
8 ВК:Д 55:45 Д 100 0 3.0
9 ВК:Д 40:60 Д 100 0 2.2
10 ВК:Д 25:75 Д 100 0 1.7
11 ВК:Д 20:80 Д 100 0 1.5

Примечание. БСТВ – базальтовое супертонкое волокно, KBS – многокомпонентная смесь (произв. Германии), ВВ – вермикулит вспученный, ВК – вермикулитовый концентрат, Д – доломитовый песок.

Таблица 3 – Состояние кабеля в месте заделки после огневого воздействия

Состав Температура на «холодном» конце кабеля, оС Длина, мм
обгоревшая часть поврежденная часть неповрежденная часть
1 200 350 - -
2 178 350 - -
3 160 300 50 -
4 116 180 140 30
5 100 110 120 120
6 92 105 100 145
7 64 95 80 175
8 54 85 90 175
9 57 60 95 195
10 64 90 85 175
11 72 75 100 175

Получен патент РФ №2037022 на устройство, которое включает гибкую наружную оболочку, выполненную из кремнеземной ткани, и заполнитель, распределенный во внутренние гибкие, водонепроницаемые, изолированные одна от другой в направлении одной из горизонтальных осей оболочки секции (рис. 18), причем наружная (со стороны возможного пожара) секция I заполнена вспучивающимся под

  Схема заделки кабельной-18

Рисунок 18 – Схема заделки кабельной проходки вермикулитсодержащими подушками: I – наружная секция; II – внутренняя секция; 1 – кабель; 2 – двухсекционная подушка; 3 – трехсекционная подушка; 4 – стена

действием температуры и самоуплотняющимся в месте заделки при пожаре материалом, а другая – внутренняя секция II – негорючим веществом, обладающим высокой теплопроводностью для постоянного отвода тепла от кабеля в месте заделки в период эксплуатации кабельной проходки.

Поскольку, как было отмечено выше, полученный на основе вспученного вермикулита, портландцемента и тугоплавкой минеральной добавки (например, золоотходов) конструкционно-теплоизоляционный бетон соответствует требованиям стандарта на бетоны жаростойкие и обеспечивает класс И10 по предельно допустимой температуре применения, то такой бетон, выдерживая стандартный температурный режим пожара, пригоден для заделки кабельных проходок: в виде монолитной изоляции при устройстве временной опалубки или предварительно изготовленных вермикулитобетонных изделий с каналами для прокладки кабелей различного диаметра.

При разработке составов огнезащитного вермикулитобетона для заделки кабельных проходок, наряду с обеспечением требуемого предела огнестойкости, существенным является учет фактора обеспечения режима работы силового кабеля, перегрев которого в нормальных условиях эксплуатации не допускается. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 5037.1-93 при длительном пропускании тока в установленном режиме температура токопроводящей жилы кабеля не должна превышать 65С.

Основное внимание при решении этой задачи было уделено влиянию плотности материала, применяемого для заделки, на режим работы силового кабеля. Исследованиям подвергались образцы-блочки теплоизоляционно-конструкционного вермикулитозолобетона плотностью в диапазоне 460-840 кг/м3, составы которых приведены в табл. 4. Зависимость температуры на токопроводящей жиле кабеля от плотности вермикулитозолобетона приведена на рис. 19.

Таблица 4 – Составы и основные свойства огнезащитного вермикулитобетона

Фактический расход материалов на 1 м3 бетона Свойства бетона Температура на жиле в заделке, С
цемент, кг вермикулит вспученный, кг/л микронаполнитель (ЗШС), кг вода, л плотность в сухом состоянии, кг/м3 прочность при сжатии, МПа
215 176/1177 64 544 460 0.7 70
414 155/1033 124 486 670 2.5 66
477 142/947 143 458 725 3.2 65
544 163/1087 191 423 840 4.1 57




Рисунок 19 – Влияние плотности вермикулитозолобетона на температуру жилы кабеля









Рисунок 20 – Изменение температуры на «холодном» конце кабеля в зависимости от продолжительности огневого воздействия на заделку





Из данных табл. 4 и рис. 19 следует, что температура на токоведущей жиле кабеля существенно зависит от плотности бетона, уменьшаясь по мере ее повышения. Вермикулитозолобетон в качестве огнезащитного заделочного материала для кабельных проходок может быть рекомендован с плотностью не ниже 725 кг/м3, исходя из максимально допустимой температуры на токоведущей жиле кабеля. Для оценки предела огнестойкости из вермикулитозолобетона вышеуказанного состава с плотностью 725 кг/м3 (рис. 20) были изготовлены образцы размером 300х170х90 мм, состоящие из двух одинаковых частей, образующих при соединении внутренний продольный канал диаметром 20 мм, куда помещался отрезок кабеля типа К-09-1989-НГ длиной 400 мм и диаметром 16 мм. Кабель замоноличивался в канале с помощью вермикулитсодержащего раствора аналогичного состава, использовавшегося для получения образцов. После 3-суточного твердения раствора в условиях помещения образцы высушивались до постоянной массы и оценивался предел огнестойкости (в пределах 3 ч) на модельной установке, имитирующей стендовые огневые испытания в ФГУ ВНИИПО. Как видно из рис. 20, заделка из вермикулитозолобетона обладает высоким пределом огнестойкости: через 3 ч испытаний температура на «холодном» конце кабеля не превысила 80С.

Способ получения вермикулита с пониженной температурой вспучивания. Для производства ряда специальных материалов необходимо, чтобы для их самоуплотнения при тепловом воздействии природный вермикулит многократно вспучивался при сравнительно невысокой температуре – ниже 400С (в отличие от традиционно принятого в промышленности способа обжига при 700-800С). Для решения задачи получения пористого заполнителя при пониженной температуре вспучивания в интервале 300-400С предложен способ предварительной обработки вермикулитового концентрата раствором нитрата аммония, разлагающегося при температуре до 300С с выделением газообразных продуктов. Испытаниям подвергался вермикулитовый концентрат ОАО «Ковдорслюда» рабочей фракции 0.14-1.25 мм, обработанный раствором NH4NО3 различной концентрации, при различной продолжительности насыщения.

  Зависимость Квсп-21

Рисунок 21 – Зависимость Квсп модифицированного вермикулита от температуры обжига

  Термограммы исходного-22

Рисунок 22 – Термограммы исходного вермикулита (1) и вермикулита, обработанного раствором NH4NO3 (2)



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.