Радиационно-защитные растворы на основе высокоглиноземистого цемента

• Автор: Очкина, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 208 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. БЕТОНЫ И РАСТВОРЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

1.1. Материалы для радиационно-защитных бетонов и растворов

1.1.1. Вяжущие вещества для защиты от радиационных излучений

1.1.2. Заполнители для радиационно-защитных бетонов и

растворов

1.1.3. Модифицирующие добавки для защитных бетонов и растворов

1.2. Особенности технологии изготовления особо тяжелых бетонов

и растворов
1.3. Свойства особо тяжелых бетонов и растворов
Выводы
Глава 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Применяемые материалы и их характеристики
2.2. Методы исследования и аппаратура
2.3. Статистическая оценка результатов измерений и методы математического планирования эксперимента
Глава 3. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ОСОБО ТЯЖЕЛЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТА
3.1. Реологические свойства
3.2. Тепловыделение высокоглиноземистого цемента
при гидратации
3.3. Усадочные деформации
3.4. Внутренние напряжения
Выводы
Глава 4. ФИЗИКО - МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСОБО ТЯЖЕЛЫХ РАСТВОРОВ НА ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОМ ЦЕМЕНТЕ
4.1. Проектирование состава особо тяжелого раствора
4.2. Средняя плотность и пористость
4.3. Прочность

4.4. Деформативные свойства
4.5. Теплофизические свойства
4.5.1. Температурное расширение растворов
4.5.2. Теплопроводность и удельная теплоемкость
Выводы
Глава 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ОСОБО ТЯЖЕЛЫХ РАСТВОРОВ НА ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОМ ЦЕМЕНТЕ
5.1. Водопоглощение и водостойкость
5.2. Адгезионная прочность
5.3. Радиационный разогрев
5.4. Термостойкость
5.5. Радиационно-защитные свойства и радиационная стойкость
5.5.1. Влияние вида наполнителя на защитные свойства
растворов
5.5.2. Исследование защитных свойств растворов с учетом фактора накопления
5.5.3. Влияние степени наполнения на защитные свойства особо тяжелых растворов
5.5.4. Защитные свойства особо тяжелых растворов от
нейтронного излучения
Выводы
Глава 6. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОСОБО ТЯЖЕЛЫХ РАСТВОРОВ НА ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОМ ЦЕМЕНТЕ
6.1. Технология изготовления изделий из растворов
6.2. Меры безопасности при изготовлении и проведении работ с особо тяжелыми растворами
6.3. Промышленное внедрение особо тяжелых растворов на основе высокоглиноземистого цемента
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В процессе эксплуатации радиационно-опасных объектов (АЭС, могильников, бункеров и хранилищ радиоактивных отходов, контейнеров для транспортировки радиоактивных материалов и др.) возникают аварийные ситуации, которые создают угрозу здоровью человека и предпосылки для загрязнения биосферы радиоактивными веществами. Своевременная ликвидация аварий позволяет не только уменьшить негативное влияние радиации на окружающую среду, но и снизить экономические затраты на ее восстановление. Для проведения срочных ремонтно-восстановительных работ требуются бы-стротвердетощие и непроницаемые особо тяжелые строительные материалы. Поэтому создание новых высокоэффективных и недорогостоящих радиационно-защитных материалов, удовлетворяющих указанным требованиям, является важной научной задачей, имеющей большое практическое значение.
Одним из перспективных путей создания быстротвердеющих материалов с высокими эксплуатационными и защитными свойствами является использование в качестве вяжущего глиноземистого и высокоглиноземистого цементов, а в качестве наполнителя и заполнителя - отхода производства оптического стекла (ОПОС).
Композиционные материалы, изготовленные на основе высокоглиноземистого цемента (ВГЦ) и ОПОС, характеризуются рядом положительных свойств: быстрым набором и относительно высокими значениями ранней прочности, высокой средней плотностью, непроницаемостью, термостойкостью, химической стойкостью, а также простотой технологии изготовления и т. Д.
Такие материалы могут использоваться для проведения срочных ремонтно-восстановительных работ зданий и сооружений, эксплуатируемых в районах с повышенным радиационным фоном, возведения ограждающих конструкций бункеров, хранилищ и могильников радиоактивных отходов, а также для заделки стыков и трещин в строительных конструкциях, оштукатуривания поверхностей стен и потолков рентгеновских кабинетов и кабинетов радиационной терапии, лабораторий радиационной дефектоскопии и

крупность хромитового заполнителя должна быть 20 мм, так как при этом уменьшается различие абсолютных температурных деформаций вяжущего материала и заполнителя.
Свойствами, аналогичными хромитовому бетону, обладают бетоны на магнетите и гематите. Составы магнетитовых и гематитовых бетонов и их физико-механические свойства приведены в работе [12].
Плотность бетона на песке и щебне из магнетита составляет около 4000...4500 кг/м3, прочность при сжатии 50...70 МПа [33]. Увлажнение маг-нетитового бетона не вызывает заметного снижения прочности. Образцы бетона, экспонируемого в воде в течение 3 суток, имели прочность на сжатие на 3...8% меньше, чем у сухих образцов [31].
Модуль упругости магнетитового бетона при нормальной температуре 9001^ < Е < 120011(5; при этом он не испытывает значительных изменений с ростом нагрузки. Коэффициент поперечной деформации магнетитовых бетонов 0,2...0,23 [12, 44].
Магнетитовые бетоны характеризуются хорошей теплопроводностью. Коэффициент теплопередачи их составляет 2,675...3,256 Вт/м2-К. Это очень важное свойство магнетитовых бетонов, которое способствует тому, что в защитах из них не возникают слишком большие температурные градиенты и, следовательно, температурные напряжения [31]. Температурный коэффициент линейного расширения магнетитового бетона (9... 15) -10 6 К"1 [42].
Бетоны на гематитовом заполнителе по своим свойствам очень похожи на бетоны с магнезитовым заполнителем.
Средняя плотность гематитового бетона 3800 кг/м3. Особенностью гема-тнтовой руды является повышенная жесткость и твердость. Это создает трудности при помоле и дозировке гранулометрического состава заполнителя. Вследствие преобладания частиц гематита лещадной формы с острыми гранями для получения удобоукладываемой смеси требуется повышенный расход воды [26].
Тепловой коэффициент линейного расширения гематитового бетона 5,9-10'6 К"1 [44]. Гематиты сильнее кристаллизованы, чем магнетиты, и состо-