Новые композитные материалы сделают дымовые трубы и газоходы легче и прочнее

Специалисты Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) изучили абразивостойкость полимерных связующих композитных материалов, использующихся для строительства промышленных дымовых труб, газоходов, сооружений газоочистки. Результаты исследования позволят правильнее проектировать композитные конструкции и точнее оценивать их долговечность. Результаты опубликованы в Polymers.

Газоабразивный износ – это износ под воздействием твердых пылеватых и мелких частиц, которые присутствуют в потоке дымовых газов промышленных предприятий, особенно металлургических. Газоабразивный износ способен привести в негодность даже стальные конструкции газоотводящих трактов. Задача ученых ЮУрГУ состояла в том, чтобы оценить влияние повышенных температур на стойкость материала композитных конструкций к газоабразивному износу.

«Полимерные связующие в композитных материалах являются матрицей – непрерывным компонентом, который изначально является жидким, а потом затвердевает. Матрица армируется различными типами волокон, например, стекловолокном. Матрица становится наполненной, когда в полимерное связующее добавляют различные мелкодисперсные добавки – порошки», – пояснил руководитель проекта, заведующий кафедрой «Строительные конструкции и сооружения» ЮУрГУ Максим Мишнев.

Оценка абразивостойкости ненаполненных и наполненных полимерных связующих проводилась под воздействием потока частиц при повышенных температурах на экспериментальном стенде, сконструированном научными сотрудниками университета. В качестве наполнителей использовались микродисперсные промышленные отходы: зола тепловой электростанции и отработанный наполнитель медерудного комбината.

Результаты показали, что износ ненаполненной эпоксидной смолы значительно снижается с повышением температуры. Наполненные материалы, напротив, показали неоднозначную зависимость интенсивности износа от температуры. Информации для рассмотренных материалов и условий эксплуатации не было в отечественных и зарубежных источниках. Полученные результаты позволяют оценить долговечность конструкций с точки зрения газоабразивного износа и правильно подобрать материалы при разработке такого рода конструкций.

Работа проводилась в рамках стратегического проекта «Экосреда постиндустриальной агломерации», который входит в программу академического лидерства «Приоритет 2030» - одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».