Бетон для защиты от ионизирующего излучения

 

Изобретение относится к составам радиационно-защитных бетонов, применяемых при возведении сооружений, предназначенных для защиты от радиоактивного воздействия ядерных установок, атомных электростанций, предприятий по выработке изотопов и других специальных сооружений, в которых используются источники радиоактивного излучения. Технический результат - повышение предела прочности и снижение средней плотности бетона. Бетон для защиты от ионизирующего излучения включает, мас.%: серу - 28,7-33,2; сажу - 3,4-5,2; песок из каменного угля с диаметром частиц соответственно 0,315-0,63 мм - 19,3-22,8; щебень из каменного угля с диаметром частиц 5-10 мм - 38,1-48,2; керосин - 0,4-0,7. 2 табл.

Изобретение относится к составам радиационно-защитных бетонов, применяемых при возведении сооружений, предназначенных для защиты от радиоактивного воздействия ядерных установок, атомных электростанций, предприятий по выработке изотопов и других специальных сооружений, в которых используются источники радиоактивного излучения.

Известен состав бетона (RU №2153714 С1, опубл. 27.07.2000) для защиты от ионизирующих излучений, включающий серу, наполнитель – тонкомолотую добавку, мелкий заполнитель – песок, крупный заполнитель – щебень.

Недостатком указанного состава бетонной смеси является высокая трудо- и энергоемкость приготовления, продолжительные сроки схватывания и твердения, а также недостаточно высокая прочность затвердевшего бетона.

Цель изобретения - повышение предела прочности и снижение средней плотности бетона.

Поставленная цель достигается тем, что бетон для защиты от ионизирующего излучения, включающий серу, тонкомолотую добавку, мелкий заполнитель - песок и крупный заполнитель - щебень, в качестве тонкомолотой добавки содержит сажу, песок и щебень из дробленого каменного угля с диаметром частиц 0,315-0,63 и 5-10 мм соответственно и дополнительно модифицирующую добавку - керосин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сера 28,7-33,2

Сажа 3,4-5,2

Указанный песок 19,3-22,8

Указанный щебень 48,2-38,1

Керосин 0,4-0,7

Для приготовления бетона используют техническую серу, соответствующую требованиям ГОСТ 127-76. Сера является термопластичным вяжущим веществом, обладающим высоким коэффициентом выведения нейтронного излучения при энергии нейтронов более 2 МэВ. Кроме того, изделия, приготовленные на основе серы, характеризуются быстрым набором прочности, связанным только с периодом охлаждения материала до температуры ниже 80-120°С.

Применение в качестве тонкомолотой добавки сажи, а в качестве крупного и мелкого заполнителя - дробленого каменного угля, который является основным и недефицитным замедлителем нейтронов в ядерных реакторах, позволяет значительно повысить радиационно-защитные свойства бетона. Кроме того, введение сажи способствует повышению прочности бетона.

Введение керосина позволяет улучшить технологические свойства бетонной смеси.

Бетон готовят следующим образом. В расплавленную при температуре 150-160°С серу вводят отдозированные количества керосина и сажи, смесь перемешивают до получения однородной массы. Затем вводят нагретый до температуры 150-160°С мелкий и крупный заполнители и смесь вновь тщательно перемешивают, выдерживают 5-10 минут при температуре 150-160°С, укладывают в нагретые металлические формы и вибрируют на виброплощадке в течении 0,5-1 мин. После охлаждения формы подвергают распалубке.

Составы предлагаемого бетона приведены в табл.1, а его свойства - в табл.2.

Как видно из табл.2, предлагаемый бетон имеет более высокий (в 1,17-1,67 раза) предел прочности при сжатии и более низкую (до 1,11 раза) среднюю плотностью.

Формула изобретения

Бетон для защиты от ионизирующего излучения, включающий вяжущее - серу, тонкомолотую добавку, мелкий заполнитель – песок и крупный заполнитель - щебень, отличающийся тем, что в качестве тонкомолотой добавки он содержит сажу, песок и щебень из дробленного каменного угля с диаметром частиц соответственно 0,315-0,63 мм и 5-10 мм и дополнительно модифицирующую добавку — керосин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сера 28,7...33,2

Сажа 3,4...5,2

Указанный песок 19,3...22,8

Указанный щебень 38,1...48,2

Керосин 0,4...0,7