Бетон для захисту від випромінювань

Бетон для захисту від випромінювань, що містить в'яжуче, крупний заповнювач - чавунний дріб і дрібний заповнювач, який відрізняється тим, що він як в'яжуче містить сірку, модифіковану дициклопентадієном (ДЦПД), як дрібний заповнювач - молоті відходи виробництва оптичного скла і додатково - наповнювач - оксид свинцю та армуючий компонент - обрізки алюмоборосилікатного скловолокна при наступному співвідношенні компонентів, мас % сірка модифікована дициклопентадієном 13,5-15 оксид свинцю 15-16 молоті відходи виробництва 20-23 оптичного скла 44-48 чавунний дріб обрізки алюмоборосилікатного 1,5-2 скловолокна Винахід відноситься до бетонів для захисту від випромінювань та може бути використаний для захисту від дії та сповільнення поглинання змішаного гама- та нейтронного випромінювання при будівництві будівель та споруд в районах з підвищеним фоном, в якості ефективного захисного матеріалу при спорудженні сховищ радіоактивних ВІДХОДІВ, підлог, стін, перегородок поблизу атомних реакторів, заробці тріщин та дефектів при ремонті захисних огороджень з'єднання бетонних плит при будівництві захисних споруд Відомий бетон для захисту від випромінювань, що складається з цементного в'яжучого з використанням мінеральних заповнювачів (Бродер Д Л и др Бетон в защите ядерных установок - М Атомиздат, 1973) Відомий також бетон з використанням сірки в якості в'яжучого для виготовлення корозійне стійких сірчаних бетонів, в тому числі армованих різними волокнами, призначений для будівельних цілей та експлуатований в агресивних середовищах (Серные бетоны и бетоны, пропитанные серой /Патуроев В В , Волгушев А Н , Орловский Ю И - М ВНИИПС, 1985 - 60 с , Пат 4 426 458 США, МКИ С04В19/06 Fiber Reinforced Sulphur Concretes/ Woodhems R T (Канада) Sulphur Development Institute of Canada №403802 Заявл 30 07 1982, Опубл 17 01 1984 НКИ 501/140 - 24 с) Відомий бетон для захисту від випромінювань, що містить в'яжуче, крупний заповнювач - чавунний дріб і дрібний заповнювач Вміст компонентів, мас % в'яжуче - портландцемент 7,3, дрібний заповнювач - кварцовий пісок 10,4, крупний заповнювач - чавунний дріб 79,1, вода 3,2 ЩІЛЬНІСТЬ даного бетону 5500кг/м3 (Савина Ю А Шаровар М К О подборе составов специальных тяжелых бетонов низкой проницаемости с чугунной дробью // Труды НИИЖБ Вып 23 - М Стройиздат, 1977 -С 8 6 - 9 3 ) Але в таких бетонах в якості компонентів використовуються матеріали з невисокою радіаційною СТІЙКІСТЮ та недостатнім коефіцієнтом ослаблення гама-випромінювання, тому огороджуючи конструкції на їх основі мають велику товщину і не завжди забезпечують достатній біологічний захист В основу винаходу поставлене завдання створити бетон, в якому заміна відомих та введення нових компонентів з більш високою радіаційною СТІЙКІСТЮ забезпечувало би підвищення ЩІЛЬНОСТІ та МІЦНОСТІ і покращення радіаційно-захисних ха рактеристик і за рахунок цього підвищення радіаційно-захисних властивостей від дії змішаного гама та нейтронного іонізуючого випромінювання Поставлене завдання вирішується тим, що бе СО о (О 44603 тон для захисту від випромінювань, що містить в'яжуче, крупний заповнювач - чавунний дріб і дрібний заповнювач, згідно з винаходом він як в'яжуче містить сірку, модифіковану дициклопентадієном (ДЦПД), як дрібний заповнювач - молоті відходи виробництва оптичного скла і додатково наповнювач - оксид свинцю та армуючий компонент - обрізки алюмоборосилікатного скловолокна, при наступному співвідношенні компонентів, мас % сірка модифікована дициклопентадієном 13,5-15 оксид свинцю 15-16 молоті відходи виробництва оптичного скла 20-23 чавунний дріб 44-48 обрізки алюмоборосилікат1,5-2 ного скловолокна Це дозволяє збільшити коефіцієнт радіаційної СТІЙКОСТІ бетону за рахунок інтенсифікації процесів ком птон ївсь кого розсіювання під час іонізації сірчаних кілець і ланцюгів та введенням в якості наповнювача оксиду свинцю, що відомий здатністю поглинати радіоактивне випромінювання Армуючий компонент - обрізки алюмоборосилікатного скловолокна, підвищують тріщиностійкість, ударну СТІЙКІСТЬ та забезпечують вибухобезпечність при крихкому руйнуванні бетону Використання такого бетону зменшує матеріаломісткість огороджуючих конструкцій і забезпечує достатній біологічний захист Для одержання бетону для захисту від випромінювань були використані 1) Сірка елементарна (ГОСТ 12776*), модифікована 5% дициклопентадієном (ДЦПД),яка відіграє роль в'яжучого 2) Дициклопентадієн (ДЦПД) кам'яновугільний (СюНю) (ТУ 14-6-137-66) Процес модифікації сірки розглянутий в роботі Орловський Ю И Бетоны модифицированные серой Дис д-ра техн наук 05 23 05 - Харьков, 1992 - 529 с 3) Окис свинцю Проміжний продукт виробництва свинцю 4) Молоті ВІДХОДИ виготовлення оптичного скла складу, мас % РЬО - 70%, SiO2 - до 25%, інше оксиди АЬОз, ЫагО, К2О Питома поверхня 100-200м7кг 5)Чавунний дріб фракції 0,1 - 10мм з пустотілістю в ущільненому стані 23 - 25% ЩІЛЬНІСТЬ чаву3 нного дробу 7000кг/м 6) Обрізки алюмоборосилікатного скловолокна довжиною ЗО - 40 мм Ефективність запропонованого складу бетону оцінювалась коефіцієнтом ослаблення гамма випромінювання та радіаційною СТІЙКІСТЮ КОМПО ЗИЦІЇ Дослідження проводились на установках з опромінення Львівського національного університету їм І Франка, Київського національного університету їм Т Г Шевченка та Інституту фізичної хімії НАН України Джерелом у - випромінювань був ізотоп кобальту Со 60 , що має дискретний спектр у - квантів Розрахунок ЛІНІЙНОГО коефіцієнту поглинання радіоактивного випромінювання здійснювався на основі закону П Бугера В табл 1 наведені запропоновані склади бетонів та склад бетону - прототипу Таблиця 1 Склади бетонів (кг/м Дріб чавунВода ний Цемент Пісок кварцовий 385 550 4180 170 7,3 10,4 79,1 3,2 -приклад 3 3360 48 -приклад 4 3360 48 та % по масі) Сірка Оксид модифісвинцю кована Вид бетону Цементний важкий бетон (прототип) Сірчаний бетон приклад 1 311 896 1173 51 15 16 23 2 280 896 1173 38 13,5 16 23 1,5 311 15 840 15 1020 20 51 2 280 13,5 840 15 1122 22 38 1,5 3220 -приклад 2 46 Обрізки скловолокна 3080 44 Відходи скла оптичного Приклад 1 В розплавлену сірку масою 296кг вводиться модифікатор дициклопентадієн (ДЦПД) в КІЛЬКОСТІ 15кг та в реакторі-сплавлювачі з вертикальною мішалкою проводять реакцію співполімеризації при температурі 155°С В розплав модифікованої сірки вводять порошкоподібний оксид свинцю в КІЛЬКОСТІ 896кг Після ретельного пере мішування вводять молоті відходи виробництва оптичного скла КІЛЬКІСТЮ 1173кг, чавунний дріб КІЛЬКІСТЮ 3080кг та обрізки алюмоборосилікатного скловолокна КІЛЬКІСТЮ 51КГ, нагріті до температури розплаву в'яжучого Всі компоненти ретельно переміщуються в гарячому змішувачі примусової дії до отримання однорідної маси, придатної для фо 44603 рмування конструкцій та виконання будівельних і ремонтних робіт (див пр 1 табл 1) Радіаційнозахисні характеристики і фізико-механічні властивості бетонів для захисту від випромінювань наведені втабл 2 Приклад 2 - 4 Бетон отримується аналогічно пр 1 Радіаційно-захисні характеристики і фізикомеханічні властивості бетонів для захисту від випромінювань наведені в табл 2 Таблиця 2 Радіаційно-захисні характеристики ЩІЛЬНІСТЬ, КГ/М МІЦНІСТЬ, МПа ослаблення у - випромі1 нювання, см Коефіцієнт ЛІНІЙНОГО Коефіцієнт радіаційної СТІЙКОСТІ 5285 48,0 0,30 0,92 5511 52,3 0,20 0,95 -приклад 2 5607 55,5 0,18 0,98 -приклад 3 5669 58,0 0,17 0,98 -приклад 4 5640 57,5 0,18 0,96 Вид бетону Цементний (прототип) важкий бетон Сірчаний бетон -приклад 1 При ВМІСТІ компонентів за заявленими межами радіаційно-захисні характеристики одержаних бе тонів знижуються, що зменшує ефективність їх використання ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90