В’яжуче

С 04 В 7/22 В'яжуче Запропонований винахід мас відношення до області цементів, які мають чахнсні властивості від дії радіаційних випромінювань (гама випромінювання), та застосовуються дня виготовлення захисних бетонів. Відомо в'яжуче, яке містить 30-85 % бариевого цементу і топливну золу [lj. Відомо також склад, що містить мас.%: ВаО 64-67; АІ 2Оі 2-4; SiO2 25; Fe^X 5-17; ZrO2 13-22 [2j Недоліком даних цементів-аналопв є не дуже високий коефіцієнт масового поглинання, який не перевищує 262 Найбільш близьким цементом до запропонованого складу є цемент, який містить, мас.%: ВаО 70- 71,29; А12О3 2Д1- 6,52, Fe2O3 19,19-21,75; SiO2 4,29-4,85. Недоліком цементу - прототипу є не дуже висока механічна міцність від 30,0 до 50,0 МПа після 7 діб тверднення і недостатньо високий коефіцієнт масового поглинання; від 273,8 до 282,6 см"1 [3]. Мета запропонованого вин&хіду - підвищення захисних властивостей цементу від радіаційного випромінювання (гама - випромінювання) та підвищення механічної міцності цементу. Технічний результат досягається за рахунок того, що на відміну від цементу-прототипу, який містить оксиди ВаО, А12Оз, SiO2, Ре2Оз, запропонований цемент містить тільки три оксида, мас.%: ВаО 72,25 72,82; А12О3 2,00-3,99, Fe2Oj 23,19-25,75. Отже, відбувається підвищення в цементі кількості елементів з великою атомною вагою барія та заліза, завдяки відсутності в складі цементу оксиду SiO2, який знижує захисні властивості цементу. Запропонований цемент складається з клінкерних мінералів: моноалюмінату барію (ВаАІ2О4); двохбаріевого фериту (Ba 2Fe2O5); трибариєвого фериту (Ва^^Ов) в такому співвідношенні, мас.% ВаА12О4 - " 5 - 10 ; Ba2Fe205 - 0 - 1 5 , Ba3Fe2O6 - 80-90. 2 Дані компоненти в запропонованому співвідношенні для виготовлення цементів, які мають захисні властивості від радіаційних випромінювань (гамавилромшювань) не використовувалися, що свідчить про ВІДПОВІДНІСТЬ запропонованого рішення до критерію "винахідницький рівень" Позитивний ефект пояснюється підвищенням в цементі кількості елементів І великою агомною вагою - барія та галпа, завдяки відсутності в складі цементу оксиду SiO3, який шижуе захисні властивості цементу Також позитивний ефект пояснюється наявністю в цементі фази ЗВаО-РегО* (що відсутня в прототипі), яка завдяки великому вміщенню в формулі агомів барію, підвищує коефіцієнт масового поглинання цементу, та є гідравлічно активною спонукою і підвищує основні фізико - механічні та технічні вттасшвоеп цементу Запропоноване спів відношення компонентів призводить підчас гідратації цементу до утворення пдроалгомшатш барію і заліза, а також ге неподібних гидроксидів алюмінію та заліза в колоїдному та кристалічному стани що ПОЗИТИВНО ішливас на процес тверднення Саме таке поєднання фаз забезпечує високу механічну міцність (після 7 діб тверднення - до 6 МПа) загверднучого цементного каменю За рахунок присутності в цементу великої кількості заліза і барію коефіцієнт масового поглинання перевищує 2Н8 см"1, а в деяких випадках 293 см"1 Приклад Як вихідна сировина використовуються такі сировинні матеріали гпшозем, вуглекислий барій і пирітні недогарки Речовинний склад сировинної суміші, який відиовідас оптимальному складу JN2 4 запропонованого цементу, мас % глинозем 3,99 вуглекислий барій 93,72 пирітні недогарки 23Л 9 В'яжуче виготовляється за іехнолопєго портландцементу Для синтезу продуктів заданого фазового складу здійснювалося послідовне подрібнення, формування та випал сировинних материалы? Ретельне подрібнення та змішування сировинних компонентів виконувалося "мокрим" способом в кульовому млині Вологість суміші 50 мас. % Контроль тонини помелу сировинних сумішів здійснювався методом низькотемпературної адсорбції азоту та ситовим аналізом (повний прохід крізь сито № 006 Перед випалу із сировинної суміші формували брикети методом двостороннього прессування (питомий тиск 60-80 МГІа) Випал брикепв здійснювався при температурі 1250- 1300 °С з ізотермічною витримкою 2 години Помел клшкера здійснювався в кульовому млині до питомої поверхні 3500 см7г В ґаблищ 1 наведено склади та властивості запропонованого цементу га прототипу. Як походить з наведених даних, запропоновані склади цемент дозволяють ПІДВИЩИТИ мехашчн} МІЦНІСТЬ гаодержувати цеменіи і більш Таблиця 1 г п Оксиди 1 Хім. склад мас.%: ВаО А12Оі РезОз SiO2 2. Мінералогічний склад, мас.% ВаА12О4 Ba2 Fe2Cb Ba3Fe2O6 Ba2 SiO4 3. Границя міцності на стиск, МПа: 1 доба 3 доби 7 Діб 4. Коефіцієнт масового поглинання, см"! Прототип 70,00-71,29 2,П - 6,52 19,19-21,75 4,29 ~ 4,85 Позамежні 1 71,54 72,25 3,99 3,99 24,47 23,76 * 2 3 72,40 3,99 23,61 72,25 2,00 25,75 1 4 Позамежні 72,82 3,99 23,19 72,68 2,00 25,32 73,52 2,00 24,48 10 90 5 10 85 5 95 28.0 50,056,0 J 60,0 25,0 47,0 55,0 20;0 38,0 42,0 8,0- 18,0 55,0 - 63,0 26,0 - 30,0 10 15 75 10 10 80 10 5 85 5 15 80 . 15,0-25,0 18,0-46,0 30,0 - 50,0 24,0 45,0 48,0 32,0 54,0 62,0 34,0 56,0 65,0 273,8 - 282,6 288,6 288,9 289,4 293,2 26,0 48,0 ------------ 5 289,7 293,6 294,4 4 високим коефіцієнтом масового поглинання порівняно з прототипом, В позамежних складах цеменпв відбувається зрив досягаемого ефекту, а саме, зменшується механічна міцність та коефіцієнт масового поглинання. Таким чином, запропонований винахід має ряд переваг порівняно з відомим прототипом. В'яжуче що запропоновано, доцільно застосовувати для виготовлення бетонів і бетонних виробів, які використовуються як біологічний захист від радіаційних гама-випромшювань, для побудови захисних екранів, інших споруд, які призначені для захисту від впливу радиаційних гама-випромшювань.