Бетонна суміш

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может быть использовано для получения защитных бетонов и изделий из них для атомной энергетики и других ядерных технологий. Известна бетонная смесь, включающая цирконат бария (92-96%), двубариевый силикат (2-4%) и бариевый алюминат (2-4%) [1]. Однако, указанная бетонная смесь обладает сравнительно низкой защитной способностью от воздействия гамма-излучения и незначительным поглощением нейтронного излучения. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является бетонная смесь, включающая алюминат бария (0.5-1,5%), двубариевый силикат (3-9%), двубариевый феррит (1,5-4,5%), монобариевый феррит (70-90%) и цирконат бария (ост.) [2]. Указанная бетонная смесь обладает повышенными защитными свойствами по отношению к гаммаизлучению, но тоже сравнительно слабо поглощает нейтроны. Задачей предлагаемого изобретения является создание нового состава бетонной смеси с более высокой степенью поглощения тепловых нейтронов. Для этого бетонная смесь, включающая согласно прототипу [2], алюминаты, силикаты, ферриты и цирконаты бария, дополнительно содержит бороалюминаты бария при следующем соотношении компонентов, мас.%: По сравнению с прототипом f^J заявляемая бетонная смесь характеризуется новым составом компонентов, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна". При этом все компоненты заявляемой бетонной смеси при выбранных оптимальных соотношениях их количества образуют состав из гидравлически активных и инертных соединений, отличающихся основностью, которые создают максимальный защитный эффект от гамма- и нейтронного излучения при высоких прочностных показателях. Присутствие бороалюминатов бария в виде стеклокристаллических твердых растворов способствует однородности структуры и состава и увеличению указанных свойств. Достижение высокого технического эффекта за счет новой совокупности существенных отличительных признаков заявляемой бетонной смеси подтверждает ее соответствие критерию изобретения "творческий уровень". Кроме того, несомненная актуальность создания экологически безопасных ядерных технологий и организации эффективной защиты существующих атомных объектов, нуждающихся в высококачественных по защитным характеристикам бетонных материалах, должна способствовать широкому промышленному применению заявляемой композиции. Заявляемую бетонную смесь получают путем механического смешения гидравлически активных и инертных материалов, содержащих указанные соединения различной основности, с водой, взятой в количестве, необходимом для достижения требуемой удобоукладываемости. Оптимальность заявляемых диапазонов содержаний компонентов в предлагаемой бетонной смеси определена экспериментальным путем и поэтому только в этом диапазоне обеспечивается сочетание высоких защитных и прочностных характеристик. Данные сравнительных испытаний заявляемой бетонной смеси и бетонной смеси прототипа [2] приведены в таблице. Испытание бетона на прочность проводили по стандартной методике. Защитную способность бетона оценивали по массовому коэффициенту поглощения гамма-излучения (1,542 А) и массовому коэффициенту сечения поглощения тепловых нейтронов (2200 м/с) [3]. Кристаллохимические исследования минералогического состава указанных компонентов проводили с помощью рентгенофазового и микроскопического анализов. Технико-экономические преимущества заявляемой бетонной смеси в сравнении с прототипом заключаются в следующем. При незначительно отличающихся показателях прочности и массового коэффициента поглощения гамма-излучения у заявляемой бетонной смеси существенно увеличена поглощающая способность по отношению к нейтронному излучению: массовый коэффициент сечения поглощения тепловых нейтронов больше такового для прототипа в 15-57 раз. Такое сочетание свойств позволяет расширить применение бетонов для создания эффективных защитных конструкций, экранов и т.п. на объектах атомной энергетики и ядерных технологий.