Учёные НИУ «БелГУ» запатентовали состав смеси для огнеупорных материалов нового поколения

Исследователи Белгородского госуниверситета впервые в России запатентовали функциональную матричную систему как самостоятельный продукт, а не вяжущий компонент в составе бетонных смесей. В настоящее время на мировом рынке такого коммерческого продукта нет.

Изобретение команды учёных под руководством профессора кафедры общей химии института фармации, химии и биологии НИУ «БелГУ», кандидата химических наук Михаила Трубицына представляет собой сухую смесь для производства огнеупорных бетонов, неформованных огнеупоров, огнеупорных растворов, мертелей и иных огнеупорных композиционных материалов нового поколения.

Как рассказал Михаил Александрович, огнеупорные низкоцементные композиты состоят из матричной системы только на 25–35%, но именно она определяет основные характеристики теплотехнического материала и обеспечивает удобоукладываемость и термомеханические свойства литьевых масс. Все фракции бетона консолидируются в единое целое, материал в заданных формах становится монолитным. Также благодаря свойствам непрерывности матрицы бетон приобретает защиту от коррозии. Поэтому матричные системы являются ключевым элементом для повышения качества огнеупорных материалов.

В составе запатентованной разработки функциональная матричная система представляет собой порошкообразную композицию, включающую в оптимальном соотношении тонкомолотый кальцинированный глинозём, особо чистый высокоглинозёмистый цемент и реактивный глинозём в виде бимодального активированного тонкодисперсного альфа-оксида алюминия, а также сухой дефлокулянт на основе поликарбоксилатных эфиров. Разработанный состав обеспечивает стабильно высокие реотехнологические характеристики матричной смеси при минимальном содержании воды. Благодаря этому существенно снижается водопотребность огнеупорных литьевых масс и обеспечивается их хорошая подвижность и удобоукладывемость, а также повышаются физико- и термомеханические характеристики низкоцементных огнеупорных бетонов.

̶ При использовании в составе низкоцементных огнеупорных бетонов запатентованной матричной системы получают более плотные и более прочные теплотехнические композиционные материалы (на 20% и 25% соответственно), с рабочей температурой эксплуатации не ниже 1580 °С, ̶ рассказал Михаил Александрович о преимуществах разработки.

Кроме того, использование функциональной матричной системы позволяет на 10% увеличить температуру начала деформации под нагрузкой.

Исследования, успешно завершившиеся патентованием новой оригинальной разработки, проведены совместно с испытательной лабораторией старооскольского ЗАО «ПКФ «НК» в рамках масштабного проекта по созданию импортозамещающего производства компонентов матричных систем и теплотехнических материалов нового поколения на их основе. Разработанный учеными НИУ «БелГУ» инновационный продукт, уже нашёл промышленное применение: на его основе ЗАО «ПКФ «НК» ежегодно производит 1000 тонн низкоцементных огнеупорных бетонных масс нового поколения.