Шлакощелочное вяжущее для радиационно-защитных строительных материалов

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано для изготовления строительных материалов, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений. Шлакощелочное вяжущее для радиационно-защитных строительных материалов содержит, мас.%: ферроборовый шлак с удельной поверхностью 300-400 м2/кг 69,93-70,18, гидроксид натрия 1,75-2,10, 0,2%-ный золь гидроксида железа (III), стабилизированный желатином в количестве 0,5% от его массы, 27,97-28,07. Технический результат - повышение эффективности защиты. 2 табл.

 

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано для изготовления строительных материалов, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений.

Известно вяжущее (а.с. №419489, С04В 7/14, 7/28), включающее, мас.%:

Гранулированный шлак с удельной поверхностью
350-400 м2/кг 81…90
Соединения щелочных металлов в пересчете на R2O
(гидроксид натрия, гидроксид калия, метасиликат
натрия, а также отходы производства, содержащие
эти соединения) 4…11
Зола-унос с удельной поверхностью 350-400 м2/кг 6…18

Недостатком указанного вяжущего является использование повышенного количества щелочного компонента, что в процессе эксплуатации изделия приводит к его выщелачиванию, ухудшению декоративных свойств изделий и снижению показателей эксплуатационных свойств.

Известно также шлакощелочное вяжущее (а.с. №1615161, С04В 7/153), предназначенное для изготовления строительных бетонов и включающее, мас.%:

Гранулированный доменный шлак с удельной
поверхностью 300-350 м2/кг 71…80
Пыль производства ферросилиция с удельной
поверхностью 500-550 м2/кг и содержанием
аморфного кремнезема 65-75% 15…20
Щелочной активизатор (раствор плава солей
с плотностью 1,3-1,5 г/см3) 5…9

Недостатком указанного вяжущего является использование в качестве щелочного активатора отходов химикофармацевтического производства с переменным химическим составом. Это влияет на качество бетонов, изготавливаемых с применением предлагаемого шлакощелочного вяжущего. Кроме того, технология изготовления указанного вяжущего предполагает проведение сушки шлака (до влажности не более 1%), что усложняет и повышает энергозатратность технологии, а также повышает стоимость продукции.

Близким по техническому решению является вяжущее для изготовления растворов и бетонов (а.с. №1379265 С04В 7/14), включающее, мас.%:

Доменный граншлак с удельной поверхностью
320 м2/кг 88,0…93,0
Гидроксид натрия 6,3…11,64
Феррат натрия 0,21…1,2

Недостатком указанного вяжущего является использование гранулированных шлаков, содержащих большое количество оксида кремния, который под действием ионизирующего излучения значительно изменяет кристаллическую структуру, что приводит к снижению физико-механических показателей вяжущих, бетонов и растворов [1].

Изобретение направлено на получение шлакощелочного вяжущего для радиационно-защитных строительных материалов.

Указанный технический эффект достигается тем, что для изготовления шлакощелочного вяжущего для радиационно-защитных строительных материалов используются шлак, гидроксид натрия и модификатор, при этом в качестве шлака используется ферроборовый шлак с удельной поверхностью 300-400 м2/кг, а в качестве модификатора - золь гидроксида железа (III), стабилизированный желатином, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферроборовый шлак с удельной
поверхностью 300-400 м2/кг 69,93…70,18
Гидроксид натрия 1,75…2,10
Золь гидроксида железа (III),
стабилизированный желатином 27,97…28,07

Шлакощелочное вяжущее для радиационно-защитных строительных материалов содержит ферроборовый шлак, гидроксид натрия, золь гидроксида железа (III), стабилизированный желатином.

Ферроборовый шлак АО «Новолипецкий металлургический комбинат» имеет следующий химический состав, мас.%: Al2O3 - 71,6; СаО - 10,7; MgO - 2,6; В2О3 - 12,2; Fe2O3 - 2,6; SiO2 - 0,3. Использование указанного шлака обеспечивает получение композита с высоким содержанием бора, который является эффективным поглотителем нейтронов; наличие алюминия, железа, кальция и магния обеспечивает поглощение гамма-излучения.

В качестве щелочного активатора применяется гидроксид натрия, соответствующий ГОСТ 4328-77. В качестве модификатора, повышающего показатели эксплуатационных свойств шлакощелочного вяжущего, применяется стабилизированный желатином золь гидроксида железа (III). Для приготовления золя гидроксида железа (III) используется 6-ти водный хлорид железа (ГОСТ 4147-74). Концентрация золя гидроксида железа равна 0,2% (в пересчете на гидроксид железа), размер частиц золя железа - 5-6 нм. Для предотвращения разрушения золя гидроксида железа (III), происходящего при введении гидроксида натрия, применяется желатин (ГОСТ 11293-89) в количестве 0,5% от массы золя.

Шлакощелочное вяжущее готовится следующим образом. Приготавливается 0,2% золь гидроксида железа (III). Для этого в кипящую водопроводную воду порционно добавляется раствор хлорида железа. Затем в охлажденный золь добавляется отдозированное количество желатина, в течение 40-60 мин выдерживается до набухания желатина. Далее золь, содержащий желатин, подвергается нагреву до кипения. Продолжительность кипения - 3-5 мин. В охлажденный стабилизированный желатином золь гидроксида железа (III) добавляется отдозированное количество гидроксида натрия. Полученный раствор добавляется в ферроборовый шлак, измельченный в шаровой мельнице до удельной поверхности 300-400 м2/кг. Смесь тщательно перемешивается. Далее в приготовленное шлакощелочное вяжущее можно добавлять наполнители и заполнители для получения строительных растворов или бетонов.

Составы предлагаемого шлакощелочного вяжущего приведены в табл.1, а свойства затвердевшего шлакощелочного камня - в табл.2.

Таблица 1
Компоненты смеси Содержание компонентов, мас.%
Состав
Прототип Предлагаемое вяжущее
№1 [2] №2 [3] №3 [4]
Состав №1 Состав №2
Гранулированный доменный шлак 81-90 71-80 88-93 - -
Ферроборовый шлак с удельной поверхностью 300-400 м2/кг - - - 70,18 69,93
Гидроксид натрия - - 6,3-11,64 1,75 2,10
Щелочной активизатор (раствор плава солей) - 5-9 - - -
Феррат натрия - - 0,21-1,2 - -
Соединения щелочных металлов в пересчете на R2O 4-11 - - - -
Зола-унос 6-18 - - - -
Пыль производства ферросилиция - 15-20 - - -
Стабилизированный желатином золь железа - - - 28,07 27,97
Таблица 2
Свойство Прототип Предлагаемое вяжущее
№1 №2 №3
Состав №1 Состав №2
Сроки схватывания, мин:
- начало 71-980 - - 130 120
- конец 130-1430 - - 360 340
Диаметр расплыва, мм - - - 120 115
Средняя плотность, кг/м3 - - - 1870 1780
Предел прочности, МПа (естественное твердение):
- при сжатии 48,7-83,4 54,4-78,2 30,0-50,0 33,4 34,2
- при изгибе 6-8,9 9,3-16,4 - 7,4 8,3
Предел прочности, МПа тепловлажностное твердение):
- при сжатии 44-81,7 56,4-76,0 50,0-60,0 - -
- при изгибе 5,5-8,9 9,5-15,9 - - -
Морозостойкость, цикл - - 200 - -
Воздухостойкость,
цикл
- - Не менее 200 - -
Модуль упругости, МПа, E·104 - - 1,8-2,8 - -
Ползучесть, МПа - - 0,18-0,23 - -
Нормальная густота, % - - 26,0 - -
Коэффициент линейного ослабления гамма-излучения, 1/см, при энергии:
- 0,5 МэВ - - - 0,16 0,159
- 1,0 МэВ - - - 0,11 0,116
- 3,0 МэВ - - - 0,065 0,066

Как видно из табл.2, предлагаемое вяжущее обладает высокими значениями коэффициента линейного ослабления γ-излучения и сопоставимой с прототипом прочностью.

Литература

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

2. А.с. №419489, МКИ С04В 7/14, С04В 7/28 «Вяжущее».

3. А.с. №1615161, МКИ 7/153 «Шлакощелочное вяжущее».

4. А.с. №1379265, МКИ С04В 7/14 «Вяжущее».

Шлакощелочное вяжущее для радиационно-защитных строительных материалов, включающее шлак, гидроксид натрия и модификатор, отличающееся тем, что оно содержит в качестве шлака ферроборовый шлак с удельной поверхностью 300-400 м2/кг, в качестве модификатора - 0,2%-ный золь гидроксида железа (III), стабилизированный желатином в количестве 0,5% от его массы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферроборовый шлак с удельной
поверхностью 300-400 м2/кг 69,93-70,18
Гидроксид натрия 1,75-2,10
Золь гидроксида железа (III),
стабилизированный желатином 27,97-28,07


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения защищающей от излучения плиты на основе гипса, плите, защищающей от излучения, гипсокартонной конструкции, применению указанной плиты или гипсокартонной конструкции.

Изобретение относится к изготовлению особо тяжелых радиационно-защитных строительных материалов и может быть использовано для изготовления железобетонных контейнеров для хранения и/или транспортировки отработавшего ядерного топлива.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу регулирования параметров электромагнитного излучения композиционных материалов, и может быть использовано в строительной или медицинских отраслях, где необходимо применение композиционного материала с требуемым уровнем электромагнитного излучения.
Изобретение относится к способу регулирования параметров электромагнитного излучения композиционного материала и может быть использовано при получении композиционных материалов, например строительного бетона, с требуемым уровнем электромагнитного излучения.
Изобретение относится к строительству, а именно к способам регулирования параметров электромагнитного излучения композиционных материалов, например строительного бетона, раствора, и может быть использовано, когда требуется изготовить материал с требуемым уровнем электромагнитного излучения при постоянном составе композиционной и на одном заполнителе.
Изобретение относится к получению композиционного материала на основе шунгита и гипса, который может быть использован в производстве экологически чистых строительных изделий - облицовочных плиток, стеновые блоков и панелей, для медицинских целей и в качестве средства для защиты от излучений.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве ячеистого неавтоклавного газобетона, а также для изготовления штучных изделий и монолитов.
Изобретение относится к отделочным строительным материалам, предназначенным для защиты технических средств и человека в медицинских, производственных, научных, административных и жилых помещениях от воздействия ионизирующих излучений.
Изобретение относится к композиции для изготовления особо прочного и тяжелого бетона для защиты от радиационного излучения, который может найти применение при изготовлении контейнеров с отработавшим ядерным топливом или радиоактивными отходами.
Изобретение относится к области защиты зданий и сооружений от проникновения радона в помещения и может быть использовано при строительстве на радоноопасных территориях.
Изобретение относится к строительной отрасли, а именно для декоративного окрашивания бетонов для стен, облицовочных плит, стеновых панелей, строительных камней, цветных смесей.

Изобретение относится к области строительных растворов, более конкретно к бетонам с низким содержанием цемента, а также к способам получения такого бетона. .
Изобретение относится к шлакощелочным вяжущим и может быть использовано в промышленности строительных материалов, для изготовления растворов и бетонов различного назначения.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2412124
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности минеральных вяжущих веществ, и может быть использовано при производстве шлакощелочных вяжущих.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе котельных (каменноугольных) шлаков от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонов и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей.
Изобретение относится к составам бесцементного вяжущего и может найти применение в строительстве в качестве вяжущего для приготовления растворов и мелкозернистых бетонов.

Изобретение относится к составам шлакощелочного вяжущего с применением измельченных магматических горных пород и предназначено для производства строительных растворов и бетонов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при получении шлакощелочных вяжущих на основе магнезиально-железистых шлаков цветной металлургии для приготовления строительных растворов и бетонов.

Вяжущее // 2372302
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для укрепления грунтов оснований автомобильных и железных дорог, для устройства фундаментов жилых и гражданских сооружений, для получения ячеистых бетонов, а также для укрепления отвалов тонкодисперсных промышленных отходов горнорудных и других предприятий.
Вяжущее // 2473477
Изобретение относится к составу вяжущего и может найти применение в промышленности строительных материалов для изготовления бетонов

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано для изготовления строительных материалов, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений

Наверх