ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПОЛІСИЛОКСАНОВОГО ЗАХИСНОГО ПОКРИТТЯ НА ВОГНЕСТІЙКІСТЬ КОНСТРУКЦІЙ З АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ

Abstract

Поліфункціональні захисні покриття на основі наповнених полісилоксанових композицій є достатньо технологічними і можуть застосовуватися для підвищення вогнестійкості металевих конструкційних матеріалів завдяки високим термомеханічним властивостям, які визначаються стабільним структурним і фазовим складом. У роботі досліджено вплив захисних покриттів на основі наповнених оксидними компонентами полісилоксанів на вогнестійкість алюмінієвих сплавів. Вибір початкових складів для вогнезахисних покриттів здійснювався з метою отримання при нагріванні понад 473 К спученого теплоізоляційного жаростійкого шару на поверхні алюмінієвого сплаву. Методами фізико-хімічного аналізу встановлено, що при нагріванні понад 473 К в результаті термоокисної деструкції полісилоксану з виділенням газоподібних продуктів відбувається спучування покриття з утворенням на поверхні алюмінієвого сплаву вогнезахисного пористого теплоізоляційного шару. Коефіцієнт спучування покриття дорівнює 9,8…12,4. Достовірність використання фізико-хімічних критеріїв при виборі компонентного складу покриття і ефективність вогнезахисної функції оцінено за результатами випробування на алюмінієвому сплаві АМг6 і за моделлю його теплопровідності. Запропоновано модель теплопровідності захисного покриття, яке складається з шару, що обмежує передачу тепла крізь двошарову конструкцію. При впливі на алюмінієву пластину теплового потоку відбувається її прогрівання на глибину покриття, що призводить до його спучування і утворення термоізоляційного бар'єру. Динаміку розподілу температури під час пожежі на захисному покритті алюмінієвого сплаву спрогнозовано шляхом моделювання процесу теплопередачі в однорідному твердому тілі за математичною моделлю. Проведеними теоретичними і практичними дослідженнями встановлено залежність параметрів прогрівання захищеного алюмінієвого сплаву до критичної температури від товщини покриття. Наявність на поверхні алюмінієвого сплаву покриття на основі наповненого полісилоксану сповільнює процес передачі тепла до його поверхні, що в 3…4 рази підвищує вогнестійкість конструкції.