Материал также обладает повышенными огнеупорными, износостойкими и экологичными характеристиками.
В Сибирском федеральном университете и институте физики им. Л.В. Киренского СО РАН прошли исследования влияния нановолокон глинозема на физико-механические характеристики огнеупорного бетона. Такой бетон широко используют для производства тиглей, лотков и другого оборудования металлургических заводов. Использование нановолокон повышает прочность бетона на изгиб на 50%, на сжатие – 30%. Модифицированный бетон получил сопротивление высоким температурам на 54-72%.
Для металлургии важно, чтобы оборудование было термостойким, так как при этом оно дольше прослужит. Термостойкость определяется общей прочностью материала и динамикой распространения в нем трещин.
«Мы полагаем, что наличие волокнистых компонентов в структуре огнеупорного бетона делает его более прочным и устойчивым к значительному прогибу, а также существенно замедляет появление трещин, возникающих при нагрузке на материал. Наилучшим образом для армирования таких бетонов, использующихся для создания металлургического оборудования, подходят наноразмерные добавки.
Однако не стоит забывать — рабочая температура огнеупорных изделий очень высока, использовать классические армирующие волокнистые компоненты вроде углеродного волокна мы не можем — оно разрушится в процессе эксплуатации. Это значит, что нужны особые химически устойчивые нановолокна. На наш взгляд, для огнеупорных бетонов идеально подходят наноразмерные волокна на основе оксида алюминия — они сохраняют стабильность при высоких температурах и значительно увеличивают пластичность бетона и его устойчивость к прогибу и трещинам», — рассказал доцент кафедры композиционных материалов и физикохимии металлургических процессов СФУ Михаил Симунин.
Красноярские ученые выбрали материал на основе плавленого кварца в качестве огнеупорного бетона. Синтез материала проводили в лабораторных условиях методом вибрационного формования, отжиг проходил в условиях, соответствующих промышленному производству при температуре 700 °C. Прочность на сжатие и изгиб, пористость и плотность усовершенствованного бетона учёные проверяли в соответствии с действующими ГОСТами.
10.06.2021
