Радіаційнозахисний будівельний матеріал

Радіаційнозахисний будівельний матеріал, що містить в'яжучу речовину і рентгенопоглинаючий наповнювач, що відрізняється тим, що як в'яжучу речовину використовують сілікатну масу, а як наповнювач - цирконат-титанат свинцю при наступному співвідношенні компонентів по масі в %: сілікатна маса 50-80 цирконат-титанат свинцю (ЦТС) 20-50. (19) (21) 97094444 (22) 02.09.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Іванов Валерій Анатолійович, Маймур Георгій Афанасійович, Нємцов Юрій Борисович, Пишнєв Володимир Миколайович, Ткаченко Володимир Іванович, Шевцов Анатолій Іванович (73) Іванов Валерій Анатолійович, Маймур Георгій Афанасійович, Нємцов Юрій Борисович, Пишнєв 28714 вельної цеглі, що призначена для зведення капітальних тримаючих стін і має одночасно високі радіаційнозахисні властивості, що є дуже важливим при будівництві побутових будинків і промислових споруд в радіоактивних зонах чи в зонах з підвищеною радіаційною небезпекою; по-друге, завдяки масовому залученню в сферу матеріального виробництва дешевих недефіцитних відходів керамічного виробництва у вигляді цирконату-титанату свинцю (ЦТС) замість первинної сировини, що містить барит чи свинець, забезпечується суттєва в державному масштабі економія первинної сировими і відповідних засобів при виготовленні радіаційнозахисного будівельного матеріалу згідно винаходу. Поставлена задача вирішується тим, що у радіаційнозахисному матеріалі, що містить в'яжучу речовину і рентгенопоглинаючий наповнювач, згідно винаходу як в'яжучу речовину використовують сілікатну масу, а як наповнювач - цирконат-титанат свинцю при наступному співвідношенні компонентів по масі в %: сілікатна маса 50-80 цирконат-титанат свинцю 20-50. Серійну сілікатну масу готують шляхом змішування піску, в склад якого входять: SiO2, Аl2О3, Fe2O3, TiO2, МnО з вапняком, в склад якого входять CaO, MgO, SO3, K2O, Na2O, домішки сухої породи. Середні цінові співвідношення вищевказаних компонентів наведені в табл. 1. Відходи керамічного виробництва у вигляді ЦТС містять: РbО2, ZrO2, TiO2, CaO, MgO, FeO, решта - шпінелі. Середні співвідношення вищевказаних компонентів в керамічних відходах у вигляді ЦТС наведені в табл.2. Перед використанням ЦТС подрібнюють і виділяють з нього частки розміром dcp=2,5±1 мкм. Таким чином, до відзначних (від прототипу) ознак винаходу відносяться: 1. Радіаційнозахисний будівельний матеріал містить, мас.%: сілікатна маса 50-80, цирконаттитанат свинцю (ЦТС) 20-30. Ця ознака не була виявлена в жодному з аналогів, а в порівнянні з прототипом вказаний склад радіаційнозахисного будівельного матеріалу забезпечує високу міцність будівельних виробів, що з нього виготовляються, зокрема, будівельної цегли, що дозволяє одержати якісно новий ефект можливість одночасного виконання такою цеглою двох функцій: захисної і будівельної при зведенні капітальних тримаючих стін будинків і споруд. Для визначення оптимального співвідношення компонентів у вигляді ЦТС і сілікатної маси проведені випробування міцності взірців цегли, виготовлених з радіаційнозахисного матеріалу згідно ви находу. Результати випробувань наведені в табл. 3, з якої видно, що оптимальний вміст ЦТС в сілікатній цеглі складає 20-50%. Для порівняння в табл. 4 наведені результати аналогічних випробувань взірців аналогічної цегли, але з наповнювачем у вигляді бариту (BaSO4). З порівняння даних табл. 3 і табл. 4 очевидно, що при збільшенні процентного вмісту наповнювача від 20 до 50% міцність виробів з радіаційнозахисного будівельного матеріалу згідно винаходу, зокрема, будівельної цегли з ЦТС-наповнювачем набагато перевищує міцність цегли з баритовим наповнювачем. При цьому, загальновідомо, що чим більший процентний вміст радіаційнозахисного наповнювача у загальній масі будівельного матеріалу, тим вищими є його захисні властивості. В табл. 5 наведені порівняльні значення коефіцієнтів ослаблення рентген- і гамма-випромінювання при вмісті у взірцях радіаційнозахисного будівельного матеріалу, що пропонується, у вигляді сілікатної цегли з наповнювачами (ЦТС, барит) в кількості 50%. 3 табл. 5 видно, що захисні властивості виробів з нового будівельного матеріалу, зокрема, будівельної цегли з 50-ти процентним вмістом ЦТСнаповнювача вищі за захисні властивості виробів з матеріалу з баритовим наповнювачем, зокрема, будівельної цегли при тому ж процентному вмісті BaSO4: при Е=0,15 МЕВ в 5,3-1333,3 при Е=0,661 МЕВ в 1,1-1,4 при Е=1,25 МЕВ в 1,1-1,2. При цьому, як видно з табл. 3 і табл. 4, міцність виробів з нового радіаційнозахисного матеріалу, зокрема, міцність будівельної цегли на стиск при 50-ти процентному вмісті ЦТС-наповнювача вища у 2,2 рази від відповідних баритових виробів, зокрема, баритової цегли при тому ж процентному вмісті BaSO4. Вибір оптимального складу нового радіаційнозахисного будівельного матеріалу обумовлений гранично допустимою стабільною дозою рентгенчи гамма-випромінювання і міцністю будівельних виробів, що з нього виготовляються, зокрема, міцністю будівельної цегли на стиск. Новий радіаційнозахисний будівельний матеріал дозволить знизити собівартість виробництва і розширити ефективні галузі його застосування. Джерела інформації 1. Королев К.М. Производство бетонной смеси и раствора. - М.: Высш. шк., 1970. - С. 17-22. 2. Клочанов П.П. и др. Рецептурно-технологический справочник. - М.: Стройиздат, 1973. С. 32-33. 3. А.с. СССР № 834772, G21F1/02, 1981, БИ № 20. 2 28714 Таблиця 1 Склад сілікатної маси Пісок SiO2 74,98 АІ2O3 2,35 Fe2O3 2,94 FeO 0,35 ТiO2 0,14 Вапняк CaO MgO SO2 К2O Na2O % 14,7 0,62 0,03 0,22 МnО 0,02 Домішки пустої породи 3,77 0,16 Всього 80,5 19,5 Таблиця 2 Склад ЦТС ЦТС % РbO2 60 ZrO2 19,4 ТiO2 10,94 СаО 3,5 MgO 1 FеО 0,7 шпінелі 4,46 Всього 100 Таблиця 3 Результати випробувань взірців сілікатної цегли з ЦТС-наповнювачем на стиск № взірця Процент ЦТС-наповнювача від загальної маси цегли Міцність на стиск, МПа 0 1 2 3 4 5 0 18,3 28,8 33,0 50,0 60,0 15,0 17,0 18,0 20,0 17,0 10,0 Таблиця 4 Результати випробувань взірців сілікатної цегли з баритовим наповнювачем на стиск № взірця Процент баритового наповнювача від загальної маси цегли Міцність, МПа 0 1 2 3 4 5 0 5 10 20 40 50 21,4 20,7 19,0 17,0 11,5 7,7 Таблиця 5 Коефіцієнти ослаблення у геометрії вузького пучка для сілікатної цегли з наповнювачами у вигляді ЦТС і BaSО4 при вмісті останніх в загальній масі цегли - 50% Тип наповнювача ЦТС BaSo4 Джерело випромінювання (енергія, МеВ) Ренг. Трубка (0,15) Cs-137 (0,661) Co-60 (1,25) Товщина, мм Товщина, мм Товщина, мм 20 50 90 20 50 90 20 50 90 19,6 2050 1,56 3,06 7,49 1,36 2,14 3,93 7,6×105 3,7 31 570 1,45 2,54 5,34 1,30 1,94 3,33 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3