Бетоны радиационно-защитные

Бетоны радиационно-защитные – специальные бетоны, предназначенные для защиты от воздействия радиационных излучений.

***

БЕТОНЫ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЕ

Андросова М.В., Пучков Д.В.

Научные руководители: д-р техн. наук, проф. Лесовик В.С., канд. техн. наук Агеева М.С.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ДЛЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ БЕТОНОВ

Название «ионизирующее излучение» объединяет разные по своей физической природе виды излучений. Сходство между ними в том, что все они обладают высокой энергией, реализуют свое биологическое действие через эффекты ионизации и последующее развитие химических реакций в биологических структурах и клетках, которые могут привести к ее гибели.[1]

Важно отметить, что ионизирующее излучение не воспринимается органами чувств человека: мы не видим его, не слышим и не чувствуем воздействия на наше тело.

Вторая половина XX века характеризуется возрастающими темпами использования атомной энергии практически во многих отраслях промышленности, что актуализирует необходимость повышения радиационной безопасности и как следствие разработке новых эффективных и недорогих видов бетонных изделий, обладающих повышенными радиационно-защитными свойствами. Для возведения столь ответственных конструкций и сооружений необходимы новые материалы, в которых синергетически усилены полезные свойства компонентов Ярким примером таких композитов являются многокомпонентные вяжущие вещества, В тоже время остро стоит вопрос об использовании местного сырья при производстве бетонов.

На основании этого целью нашей работы явилось получение эффективного комплексного вяжущего, обладающего повышенными радиационно-защитными свойствами.

В работе в качестве наполнителя вяжущих использовали железорудный концентрат ЛГОКа. Изучение состава и свойств концентрата показало, что он представляет собой высококачественное магнетитовое сырье с незначительным содержанием карбонатных (мела) и кремнезёмистых (кварца) примесей (таблицы1-3).

Многокомпонентные вяжущие получали путем помола в лабораторной шаровой мельнице концентрата, портландцемента марки 500 и суперпластификатора «Мельмент».

Для эффективного применения вяжущих выполнен анализ их размолоспособности.

При сравнении ТМЦ – 20 (песок) и ТМЦ – 20 (жк) установлено, что удельная поверхность при одинаковом времени помола увеличивается у последнего вяжущего. Это объясняется увеличением доли железорудного концентрата, который обладает лучшей размалываемостью (полиминеральный состав) и значительно более мелким гранулометрическим составом.

При получении ВНВ прослеживаются те же закономерности, что и для ТМЦ. Однако, при помоле ВНВ молекулы суперпластификатора, адсорбируясь на вновь образованных поверхностях, препятствуют самозалечиванию микротрещин и, тем самым, увеличивают скорость помола.

Для анализа распределения по размерам частиц применялся метод лазерной гранулометрии, позволяющий непосредственно определять размеры частиц и процент их содержания в анализируемом материале

Наиболее мелкодисперсным составом обладает ВНВ на железорудном концентрате. Средний размер частиц у ТМЦ – 20 (жк) составляет 18,3 мкм, у ТМЦ – 20 (песок) – 22,6 мкм, у ВНВ – 20 (жк) – 14 мкм, ВНВ – 20 (песок) – 17,6 мкм. Количество мельчайших (пылевидных частиц) в интервале от 2мкм до0,5 мкм увеличивается у ВНВ на песке. Смещение в область мелких частиц от 600 до 153 мкм и пониженное содержание мельчайших у ВНВ на железорудном концентрате оказывает положительное влияние при формировании микроструктуры цементного камня.

Поэтому, зная зерновой состав минерального наполнителя, можно с определённой долей вероятности выделять участки на кривой распределения частиц по размерам, относящиеся к тому или иному компоненту, и оценивать его состояние после совместного помола.

Физико-химическое взаимодействие связующего (матрицы) с наполнителями позволяет получать гетерофазные композиционные материалы, обладающие совершенно новым сочетанием технологических или эксплуатационных свойств, отличным от свойств исходных компонентов, но сохраняющие их индивидуальность. Поэтому экономический эффект будет достигнут при разработке мелкозернистого защитного бетона на основе разработанного вяжущего, за счет улучшения радиационно-защитных свойств бетонной композиции в целом.

Реализация результатов научно-исследовательской работы позволит перейти на использование активированных высокооднородных цементных композиций, наполняемых тонкодисперсным материалом – железорудным концентратом ЛГОКа. Это позволит снизить толщину защитных покрытий и повысить их защитные функции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Голубев Б.Л. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. –М.: Изд. Атомиздат, 1976. – 504с.

2. Защитные устройства. Справочник под ред. Б.М. Злобинского. – М.: Изд. Металлургия, 1971. С.134 – 242с.

3. Болятко В.В., Липунов А.Д., Машкович В.П. Вопросы дозиметрии и защиты от излучений. – М : Изд. Атомиздат, 1968. С.88.

***

Специальные бетоны
Специальные бетоны - бетоны специального назначения: теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные и др. Специальные бетоны используются в конструкциях, работающих в особых условиях.

..

Некоторые тексты близкой тематики