Структура и свойства радиационно-защитных жидкостекольных композиционных материалов повышенной плотности

• Автор: Гришина, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 230 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 РАДИАЦИОННОЗАЩИТНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ.

1.1 Радиационнозащитные бетоны на минеральных и органических вяжущих

1.1.1 Вяжущие вещества.

1.1.2 Дисперсные фазы.

1.1.3 Модифицирующие добавки

1.1.4 Радиационнозащитные бетоны.

1.2 Жидкое стекло и строительные материалы на его основе

1.2.1 Строение жидкого стекла

1.2.2 Физикохимические процессы, происходящие при твердении жидкого стекла

1.2.3 Свойства и применение жидкостекольных композитов
Выводы.
2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Цели и задачи исследования.
2.2 Применяемые материалы и их характеристики
23 Методы исследования и аппаратура
2.4 Статистическая обработка экспериментальных данных
2.4.1 Оценка погрешности в косвенных измерениях.
2.4.2 Аппроксимация экспериментальных данных
2.4.3 Методы математического планирования эксперимента
3 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ РАДИАЦИОННОЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО
СТЕКЛА.
3.1 Декомпозиция системы критериев качества
3.2 Ранжирование и выделение управляющих рецептурных
технологических факторов.
3.3 Алгоритм синтеза материала.
3.4 Выбор компонентов
3.4.1 Выбор эффективных химических элементов, составов
и основные принципы создания радиационнозащитных материалов .
3.4.2 Выбор отвердителя для жидкого стекла
3.4.3 Выбор модификаторов.
3.4.4 Выбор дисперсных фаз
Выводы.
4 СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ЖИДКОЕ СТЕКЛО ОТВЕРДИТЕЛЬ
4.1 Структурообразование.
4.2 Усадочные деформации.
4.3 Реологические свойства
4.4 Средняя плотность и пористость
4.5 Прочность
4.6 Радиационнозащитные свойства.
4.7 Многокритериальная оптимизация
Выводы.
5 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ ДИСПЕРСНОНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
5.1 Структурообразование
5.2 Реологические свойства
5.3 Усадка
5.4 Средняя плотность и пористость
5.5 Прочность.
5.6 Химическая стойкость
5.7 Радиационнозащитные свойства.
5.8 Многокритериальная оптимизация
Выводы.
6 ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИАЦИОННОЗАЩИТНЫХ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОВЫШЕННОЙ ПЛОТНОСТИ
6.1 Принципиальная технологическая схема изготовления
6.2 Меры безопасности при изготовлении и проведении работ с 7 радиационнозащитными бетонами
6.3 Экономическая эффективность.
6.4 Промышленное внедрение разработанного жидкостекольного 9 композита.
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Недостатком этого бетона является низкая адгезия вяжущего к гладкой поверхности флинта, а также высокая доля пластинчатых и игловатых зёрен заполнителя [3]. Глетглицериновый бетон на высокоплотных дисперсных фазах, характеризуется плотностью - до . МПа, высокими защитными свойствами (коэффициент ослабления гамма-излучения при энергии 1. МэВ) - 0,8. Существенным недостатком указанного бетона является высокая скорость взаимодействия компонентов вяжущего и сложность регулирования сроков его схватывания. Радиационно-защитные бетоны на основе серы обладают большой совокупностью положительных свойств: высокая технологичность бетонных и растворных смесей, быстрый набор прочности и достаточно высокое сё значение (,5. МПа), низкое водопоглощение (0,. В настоящее время разработаны составы и технологии производства сверхтяжёлых радиационно-защитных и коррозионно-стойких серных бетонов, в которых приводятся технологические решения по устранению указанных недостатков. МПа; открытая пористость - до 0,3 %; коэффициент водостойкости - 0,. Для защиты от радиации эффективны также бетоны на основе жидкого стекла. Жидкостекольные композиты отличаются высокими прочностными характеристиками, жаро-, огне-, кислотостойкостыо. Однако обладают низкой водостойкостью, щёлочестойкостью, высокими усадочными деформациями. Изготовление композитов на основе жидкого стекла по технологии прессования позволяет снизить, линейную усадку до 0,. Водопоглощение таких материалов составляет до 2Г,4 %; средняя плотность - . МПа; прочность при изгибе - 6,1. МПа; линейный коэффициент ослабления гамма-излучения. Радиационно-защитные полимербетоны на эпоксидных смолах обладают высокими значениями показателей качества1 []: средняя плотность - . МПа; коэффициент ослабления-гамма-излучения - 0,. МПа; открытая пористость - 1,. Использование технологии прессования при получении радиационно-защитных композитов позволяет получать материалы со следующими показателями качества []: средняя плотность - . МПа; водопоглощение - 0,4. В научно-технической литературе [7. О строении жидкого стекла были высказаны различные, часто противоречивые мнения. Представления отечественных учёных (A. A. Лебедева, П. Н. Григорьева, М. А. Матвеева, А. И. Рабухина) принципиально отличались от мнения зарубежных исследователей. Так, согласно кристаллитной теории, предложенной A. A. Лебедевым, строение стёкол представляется в виде скоплений субмикрокристаллических образований приблизительно правильной кристаллической структуры, количество и форма- которой определяется воздействиями различной природы при структурообразовании (предысторией образца) []. Дальнейшие исследования, проведённые П. Н. Григорьевым и М. А. Матвеевым, указывали на наличие в жидком стекле кремнезёма как частично в коллоидной, так и частично в кристаллоидной форме; отмечено, что количество коллоидной составляющей определяется силикатным модулем жидкого стекла и увеличивается при его повышении. Позднее, исследования, проведённые М. А. Матвеевым и А. И. Рабухиным, с использованием представлений физической химии, растворов электролитов, растворов' полимеров' и силикатных расплавов показали, что жидкие стёкла являются истинными водными-растворами щелочных силикатов. На это указывает также то, что жидкие стёкла подчиняются правилу Рута, согласно которому жидкие стёкла представляют собой растворы электролитов, в той или иной степени диссоциированные на ионы - катионы щелочного металла и соотвегствующие кремнекислородные анионы [, ,]. Часть зарубежных исследователей указывает на полимерное строение жидких стёкол. Так, К. Эллис относил стёкла к неорганическим смолам, К. Х. Мейер - к неорганическим полимерам [, ]. По В. Захариасену, стекло характеризуется наличием трёхмерного непрерывного нерщ-улярно построенного каркаса (решётки) из сочленённых кремнекислородных тетраэдров (рисунок. Подобных взглядов придерживался Б. Уоррен (рисунок. Г. Хэгг высказывал мнение, что стёкла построены из больших несимметричных групп цепной или слоистой структуры [], в такой же степени вероятных, по мнению Ван Везера, как и пространственных каркасов [, ].