Строительная композиция для защиты от ионизирующего излучения
Владельцы патента RU 2375771:
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС) (RU)
Изобретение относится к материалам для защиты от рентгеновского, гамма-и нейтронного излучений в радиационно-опасных местах сочленения установок, заделки стыков, трещин и каверн в строительных конструкциях и изделиях, местах сопряжения конструкций. Строительная композиция для защиты от ионизирующего излучения содержит следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло 21,02-24,35; низкомолекулярный полиэтилен 4,14-4,22; сажа 0,66-0,7; хлорид свинца 9,54-11,09; оксид свинца 59,76-64,51. Изделия имеют среднюю плотность 2820-3250 кг/м3, прочность при сжатии (в возрасте 3 суток) 1,56-1,69 МПа, прочность при изгибе 0,46-1,28 МПа, коэффициент выведения нейтронов спектра деления 0,029-0,031 см-1, коэффициент ослабления гамма-излучения (при энергии фотонов 0,1…0,5 МэВ) 0,39-13,203 см-1. 2 табл.
Изобретение относится к материалам для защиты от рентгеновского, гамма- и нейтронного излучений в радиационно-опасных местах сочленения установок, заделки стыков, трещин и каверн в строительных конструкциях и изделиях, местах сопряжения конструкций.
Известен материал для защиты от рентгеновского излучения (а.с. №765887, G21F 1/12), представляющий собой свинцовую резину с внешним слоем из эластичного материала с рифленой или ворсистой поверхностью. Недостатком указанного материала является низкая термо- и радиационная стойкость, а также технологические трудности проведения ремонтных работ строительных конструкций и изделий.
Наиболее близким к изобретению является вещество для защиты от рентгеновского излучения (а.с. №416761, G21F 1/06), включающее, мас.%:
| Окись висмута (III) | 60-70 |
| Пластилин | 30-40 |
В указанном веществе для защиты от рентгеновского излучения пластилин используется в качестве вяжущего, в котором равномерно распределен наполнитель - оксид висмута. Такое вещество имеет низкие прочность, стойкость к радиационной и термоокислительной деструкции, а также у такого вещества отсутствуют огне- и жаростойкость.
Этот недостаток устраняется использованием огне- и жаростойких компонентов, стойких к радиационной и термоокислительной деструкции, дающих при твердении прочный конгломерат, характеризующийся высокими защитными свойствами к рентгеновскому и гамма-излучению.
Указанный технический эффект достигается тем, что для изготовления строительной композиции для защиты от ионизирующего излучения используются вяжущее и наполнитель и композиция отличается тем, что в качестве вяжущего содержит жидкое стекло (ГОСТ 13078-81), наполнитель - оксид свинца (ТУ 6-09-5382-88) и дополнительно отвердитель для жидкого стекла - хлорид свинца (ТУ 6-09-5383-88) и смесь модификаторов - низкомолекулярный полиэтилен (ТУ 6-05-1837-82) и сажу (ТУ 7885-86Е) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Жидкое стекло | 21,02-24,35 |
| Хлорид свинца | 9,54-11,09 |
| Низкомолекулярный полиэтилен | 4,14-4,22 |
| Сажа | 0,66-0,710 |
| Оксид свинца | 59,76-64,51 |
Жидкое стекло используют в качестве огне- и жаростойкого компонента, позволяющего вследствие высокого содержания воды ослабить поток нейтронного излучения. Применение оксида и хлорида свинца обеспечивает эффективное поглощение рентгеновского и гамма-излучения. Техническая сажа и низкомолекулярный полиэтилен (нетоксичный побочный продукт производства полиэтилена высокого давления, представляющий мазеобразную массу) замедляют реакцию взаимодействия жидкого стекла с хлоридом свинца, а также дополнительно повышают защитные свойства предлагаемой композиции по отношению к нейтронному излучению.
Строительная композиция для защиты от ионизирующего излучения изготавливается следующим образом. Отдозированные количества сажи и низкомолекулярного полиэтилена перемешивают до получения однородной смеси, в которую добавляют отдозированное количество отвердителя (хлорид свинца) и перемешивают до равномерного распределения смеси модификаторов между частицами отвердителя. Затем полученную смесь вводят в отдозированные количества жидкого стекла и оксида свинца, перемешивают до однородного распределения компонентов. Составы предлагаемой композиции приведены в табл.1, а свойства - в табл.2.
| Таблица 1 | |||
| Компонент | Составы предлагаемой композиции, мас.% | Прототип* | |
| №1 | №2 | ||
| Жидкое стекло | 21,02 | 24,35 | - |
| Оксид свинца | 64,51 | 59,76 | - |
| Хлорид свинца | 9,54 | 11,09 | - |
| Сажа | 0,71 | 0,66 | - |
| Низкомолекулярный полиэтилен | 4,22 | 4,14 | - |
| Оксид висмута (III) | - | - | 60-70 |
| Пластилин | - | - | 30-40 |
| Примечание * - А.с. G21F 1/06 №416761 |
| Таблица 2 | ||||
| Свойство | Предлагаемые составы | Прототип | ||
| №1 | №2 | |||
| Средняя плотность, кг/м3 | 3250 | 2820 | - | |
| Прочность при сжатии (в возрасте 3 суток), МПа | 1,56 | 1,69 | - | |
| Прочность на изгиб, МПа | 0,46 | 1,28 | - | |
| Коэффициент выведения нейтронов спектра деления, см-1 | 0,029 | 0,031 | - | |
| Коэффициент ослабления гамма-излучения, см-1 | 0,1 МэВ | 13,203 | 11,070 | - |
| 0,5 МэВ | 0,455 | 0,390 | - |
Из табл.2 видно, что предлагаемая строительная композиция для защиты от ионизирующего излучения имеет высокие защитные и прочностные характеристики. Наличие в предлагаемой композиции негорючих компонентов обеспечивает ее высокие огне- и жаростойкость.
Строительная композиция для защиты от ионизирующего излучения, содержащая вяжущее и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего содержит жидкое стекло, в качестве наполнителя - оксид свинца и дополнительно отвердитель для жидкого стекла - хлорид свинца и смесь модификаторов - низкомолекулярный полиэтилен и сажу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Жидкое стекло | 21,02-24,3 5 |
| Хлорид свинца | 9,54-11,09 |
| Низкомолекулярный полиэтилен | 4,14-4,22 |
| Сажа | 0,66-0,710 |
| Оксид свинца | 59,76-64,51 |
