№ 4 (2018)

Повышение эксплуатационных характеристик бетонов – и в первую очередь прочности на сжатие и изгиб – является весьма актуальной задачей. Ее традиционно решают путем модифицирования бетона различными продуктами химической промышленности органического и неорганического происхождения. В последнее десятилетие в качестве модификаторов активно используют наноматериалы, в том числе углеродные. Наиболее перспективными модификаторами являются малослойный графен и оксид графена. Малослойный графен можно получать в промышленных масштабах с использованием жидкофазной сдвиговой эксфолиации кристаллического графита. Данная технология принципиально отличается от технологии получения малослойного графена из оксида графита, поскольку в ней не используются сильные кислоты и ультразвуковая обработка, что в десятки раз снижает себестоимость готового продукта. В статье приведены результаты исследования процесса модифицирования цементных смесей малослойным графеном, полученным жидкофазной сдвиговой эксфолиацией графита. Модифицирование осуществляли путем использования в качестве воды затворения суспензии, с концентрациями малослойного графена по отношению к цементу от 0,02 до 0,07 %. Для определения прочностных характеристик цемента изготавливали образцы-балочки размером 40×40×160 мм. Цементные растворы и образцы готовили в полном соответствии с ГОСТами. Образцы испытывали на сжатие и трехточечный изгиб. Экспериментально установлено, что максимальная относительная прочность достигается при концентрации 0,05–0,06 мас. % (по отношению к цементу) и дальнейшее увеличение концентрации не приводит к увеличению прочности. В частности, прочность на сжатие повышается в 1,7–2,5 раза, а на изгиб – в 1,2–1,5 раза. Особо следует отметить, что по мере увеличения прочности на сжатие контрольного образца (не модифицированного малослойным графеном) эффективность модифицирования снижается.

При эксплуатации, длительном хранении и транспортировании через различные климатические зоны металлические изделия подвергаются атмосферной коррозии, которая ежегодно ведет к миллиардным убыткам. Одним из наиболее прогрессивных и эффективных методов борьбы с коррозией металлов является применение летучих ингибиторов коррозии, которые отличаются высокой упругостью пара, способностью насыщать своими парами замкнутое пространство, адсорбироваться поверхностью металла и тормозить коррозионные процессы. Носителями летучих ингибиторов являются полиэтиленовые пленки, крепированные бумаги, комбинированные материалы. Целью работы стало исследование комплекса эксплуатационных свойств полипропиленовых ламинированных тканей, применяемых для упаковывания оцинкованных металлоизделий. Эти ткани обладают рядом достоинств: долговечностью, влагостойкостью, они легко свариваются и сшиваются. В работе проведены сравнительные исследования различных свойств новых упаковочных материалов для металлопродукции, осуществлен выбор наиболее эффективного материала. Исследованы физико-механические и барьерные свойства полипропиленовой ламинированной ткани с летучим ингибитором коррозии и без него. Проведена оценка защитной способности полипропиленовых ламинированных тканей по отношению к оцинкованной проволоке. Испытания проводились по стандартным методикам, содержание ингибитора определялось методом синхронного термического анализа и методом фирмы “Walki Wisa”. Сравнительными исследованиями установлено, что полипропиленовая ламинированная ткань с ингибитором коррозии CORTEC обладает более высокими прочностными (в том числе при расслаивании) и деформационными свойствами, лучшей противокоррозионной защитной способностью. Она характеризуется меньшими значениями водопоглощения и паропроницаемости. В работе предложены рекомендации по улучшению качества полипропиленовой ламинированной ткани для антикоррозионной защиты оцинкованных металлоизделий.

Для повышения эффективности работы газового оборудования предложено техническое решение устройства для принудительной ионизации газового топлива. Принцип его работы основывается на использовании метода сжигания обедненного ионизированного газового топлива в электрическом поле. Предложенный метод обеспечивает максимальное сгорание газового топлива, снижение тепловых потерь на нагрев воздуха, сажеобразования на поверхностях теплообмена, термического сопротивления, а также полноту химического сгорания.

Новизной технического решения является создание каталитического электрического поля за счет включения в конструкцию газовой плиты ионизирующего устройства, подающего на электроды напряжение 7 кВ, силой тока 2…3 мА. Дополнительная электризация газового топлива обеспечивает образование кулоновских сил, интенсифицирует горение, а за счет электроконвекции повышается конвективный теплообмен.

Конструкция устройства предусматривает размещение электродов на расстоянии 50 мм друг от друга. Электроды запитаны от источника напряжения (высоковольтного трансформатора, через выпрямитель). Крепление электродов выполнено с использованием кольцевых фарфоровых изоляторов. Конструктивные изменения плиты обеспечивают повышение температуры факела и мощность излучения не только в видимом и инфракрасном диапазоне, но и в ультрафиолетовом. Дополнительная электролизация топливной смеси и ускорение скорости ее горения достигается за счет ионизации.

Экспериментальные исследования по определению характеристик процессов горения газового топлива (изобутан (CH₃–CH(CH₃)–CH₃) – 72 %, бутан (CH₃–CH2–CH₂–CH₃) – 22 %, пропан (С₃Н₈) – 6 %) в электрическом поле переменной напряженности позволили установить, что конструктивное решение обеспечивает повышение температуры жарочного настила на 39 %, теплоотдачи в 2 раза, коэффициента полезного действия на 22 %, снижение оксидов углерода на 31…36 %, расхода газового топлива на 26 % при приготовлении пищи.