Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов

 

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может быть использовано для изготовления серного бетона, предназначенного для защиты от радиации, а также для заливки швов футеровки, аппаратуры и строительных конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений. Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов, включающее серу, наполнитель и модифицирующую добавку - парафин, содержит в качестве наполнителя барит с удельной поверхностью 250 м²/кг и средней плотностью 4350 кг/м³ и дополнительно армирующую добавку - углеродное волокно длиной 10...15 мм при следующем содержании компонентов, мас.%: сера 44,2...46,6, указанный наполнитель 52,0...54,25, указанное волокно 1,15...1,25, парафин 0,25...0,3. Технический результат - повышение прочности при изгибе вяжущего и его защитных свойств к действию нейтронного излучения. 2 табл.

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может быть использовано для изготовления серного бетона, предназначенного для защиты от радиации, а также для заливки швов футеровки, аппаратуры и строительных конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений.

Известна композиция для изготовления строительных изделий (а.с. №1085958, С 04 В 19/06, С 04 В 43/12), включающая, маc.%:

Головки плавок серы 50,0...55,0

Трисульфидпиперидин 1,0...1,1

Костра льняная 8,0...10,0

Молотый кварцевый песок 35,0...40,0

Недостатком этой композиции является использование дорогостоящей и потенциально опасной для здоровья человека органической добавки - трисульфидпиперидина. Кроме того, в качестве наполнителя используется кварцевый песок, который под действием ионизирующего излучения значительно изменяют свою кристаллическую структуру, что приводит к снижению физико-механических показателей вяжущих, бетонов и растворов, приготовленных на его основе [1]. Армирующая добавка - костра льняная - также разрушается под действием ионизирующего излучения, что приведет к преждевременному разрушению материалов, приготовленных на указанной композиции.

Наиболее близкой является композиция для изготовления радиационно-защитных строительных материалов (патент РФ №2152368, С 04 В 28/36), включающая, маc.%:

Сера 7,55...9,5

Парафин 0,45...0,5

Наполнитель (отход производства

оптического стекла с удельной

поверхностью 2000-2200 см²/г) 14...17

Заполнитель (свинцовая дробь с

диаметром частиц 3-4 мм) Остальное.

Вяжущим веществом в указанной композиции является смесь серы, парафина и молотого отхода производства оптического стекла. Для данного вяжущего характерно использование специального наполнителя (отхода производства оптического стекла), образующегося только на специализированных предприятиях. Это значительно ограничивает возможность строительного производства разработанных композиций. Кроме того, отход производства оптического стекла и серное вяжущее являются хрупкими материалами, поэтому изделия на их основе обладают низкой трещиностойкостью и прочностью.

Цель изобретения - повышение прочности при изгибе вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов, включающее серу, наполнитель и модифицирующую добавку - парафин, содержит в качестве наполнителя барит с удельной поверхностью 250 м²/кг и средней плотностью 4350 кг/м³ и дополнительно армирующую добавку - углеродное волокно длиной 10...15 мм при следующем содержании компонентов, мас.%:

Сера 44,2...46,6

Указанный наполнитель 52,0...54,25

Указанное волокно 1,15...1,25

Парафин 0,25...0,3.

Для приготовления вяжущего использовали техническую серу, соответствующую требованиям ГОСТ 127-93.

Применение в качестве наполнителя барита, имеющего среднюю плотность 4350 кг/м³ и удельную поверхность 250 м²/кг, позволяет повысить прочность и трещиностойкость вяжущего.

Введение в состав вяжущего армирующей добавки - углеродного волокна длиной 10...15 мм, полученного нарезкой углеродных нитей марки УКН - 2,5/П - позволяет значительно повысить прочность при изгибе и, кроме того, повысить коэффициент выведения нейтронов. Введение парафина позволяет улучшить реологические свойства смеси, повысить прочность и защитные свойства вяжущего к действию нейтронного излучения.

Вяжущее готовят следующим образом. В расплавленную при температуре 150...160°С серу вводят отдозированные количества парафина и углеродного волокна, смесь перемешивают до получения однородной массы. Затем вводят нагретый до температуры 150...160°С барит и смесь вновь тщательно перемешивают, 5...10 минут выдерживают при температуре 150...160°С и укладывают в нагретые металлические формы. После охлаждения в течение 30...40 минут формы подвергают распалубке.

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

Как видно из табл.2, предлагаемое вяжущее обладает реологическими свойствами пластичных смесей, достаточно высокими средней плотностью и пределом прочности при изгибе.

Литература

1. Дубровский В.Б. Радиационная стойкость строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1977. - 285 с.

Формула изобретения

Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов, включающее серу, наполнитель и модифицирующую добавку - парафин, отличающееся тем, что оно содержит в качестве наполнителя барит с удельной поверхностью 250 м²/кг и средней плотностью 4350 кг/м³ и дополнительно армирующую добавку - углеродное волокно длиной 10-15 мм при следующем содержании компонентов, мас.%:

Сера 44,2-46,6

Указанный наполнитель 52,0-54,25

Указанное волокно 1,15-1,25

Парафин 0,25-0,3