Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Systems Methods Technologies. S.A. Belykh et al. Structure formation of liquid-glass … 2017 № 3 (35) p. 80-86 80 УДК 699.812.3 DOI: 10.18324/2077-5415-2017-3-80-86 Структурообразование жидкостекольных композиций для защиты древесины от возгорания С . А . Белых 1 a , Ю . В . Новоселова 1 b , Д . А . Новоселов 2 с , А . И . Кудяков 3 d 1 Братский государственный университет , ул . Макаренко , 40, Братск , Россия 2 ООО « Энерготехномаш » в г . Братске , Промышленная зона БЛПК , П -10-070000, Центральный округ , Братск , Россия 3 Томский государственный архитектурно - строительный университет , пл . Соляная , 2, Томск , Россия a smit1@brstu.ru, b zaika21@mail.ru, c denis.novoselov@mail.ru , d kudeakow@mail.tomsknet.ru Статья поступила 21.06.2017, принята 28.07.2017 Физико - химическими исследованиями жидкостекольных композиций с черными сланцами и поверхностно - активной вспе - нивающейся добавкой ПО -2 установлен механизм структурообразования при обычных и высокотемпературных режимах твердения . В жидкостекольной композиции , твердеющей на воздухе в течение 12 мес . в обычных условиях , в составе кри - сталлической фазы установлены кварц (SiO 2 ), мусковит (KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 ), корунд (Al 2 O 3 ), гематит (Fe 2 O 3 ). Все идентифици - рованные минералы являются температуроустойчивыми и используются в огнеупорной промышленности . Термические пре - вращения , происходящие в структуре жидкостекольных композиций в диапазоне температур 20–1000 ° С , исследованы с по - мощью комплекса синхронного термического анализа . Эффект огнезащитного действия разработанных жидкостекольных композиций с добавками объясняется образованием пор при вспучивании наполненными парами воды и газами , не поддержи - вающими горение . Ключевые слова : жидкостекольная композиция ; микрокремнезем ; черные сланцы ; адгезия ; рентгенофазовый анализ ; син - хронный термический анализ . Structure formation of liquid-glass compositions for wood protection against ignition S.A. Belykh 1 a , Yu.V. Novoselova 1 b , D. A. Novoselov 2 c , A.I. Kudyakov 3 d 1 Bratsk State University; 40, Makarenko St., Bratsk, Russia 2 OOO Energotechnomach, Bratsk Branch; BLPK, Industrial Zone, P-10-070000, Central District, Bratsk, Russia 3 Tomsk State University of Architecture and Building; 2, Solyanaya Sq., Tomsk, Russia a smit1@brstu.ru, b zaika21@mail.ru, c denis.novoselov@mail.ru , d kudeakow@mail.tomsknet.ru Received 21.06.2017, accepted 28.07.2017 Physicochemical studies of liquid-glass compositions with black slates and surface-active foaming additive PO-2 established the mechanism of structure formation under ordinary and high-temperature conditions of hardening. In a liquid-glass composition, which has been air-hardening for 12 months under normal conditions, quartz (SiO 2 ), muscovite (KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 ), corundum (Al 2 O 3 ), hema- tite (Fe 2 O 3 ) are found in the crystalline phase. All identified minerals are temperaturestable and used in refractory industry. Thermal transformations occurring in the structure of liquid-glass compositions within the temperatures ranging from 20 °C to 1000 °C are stu- died by means of the synchronous thermal analysis. The effect of the flame retardant action of the developed liquid-glass compositions with additives is explained by the formation of pores during the expansion of water filled with vapors and nonflammable gases. Keywords: liquid glass composition; microsilicon dioxide; black slates; adhesion; X-ray diffraction analysis; synchronous thermal analysis. Введение Жидкостекольные композиции должны обладать требуемой вязкостью , хорошей адгезией к защищаемой древесине и огнезащитной эффективностью . Известно , что свойства огнезащитных жидкостекольных компози - ций зависят от их состава и структуры . В начальном структурообразовании жидкостеколь - ной композиции при обычной температуре дисперси - онной средой является натриевое жидкое стекло ( плен - кообразующий компонент ), а дисперсной фазой — час - тицы микронаполнителей . Процессы схватывания и твердения жидкостекольной композиции обеспечива - ются межфазными взаимодействиями указанных ком - понентов [1] . При высоких температурах жидкосте - кольная огнезащитная композиция — трехфазная сис - тема , в которой дисперсионной средой ( матрицей ) яв - ляется натриевое жидкое стекло , а дисперсной фазой — частицы микронаполнителей и поры , заполненные газами , не поддерживающими горение [2–3]. В огнезащитных вспучивающихся жидкостеколь - ных композициях при твердении в обычных условиях формируется плотная структура , а при высокотемпера - турном воздействии — ячеистая невыгорающая струк - тура [3].