Введение к работе
Актуальность темы. Развитие атомной энергетики и радиационных технологий неизбежно вызывает рост числа разнообразных источников ионизирующих излучений и объема радиоактивных продуктов. Соответственно увеличивается и объем весьма опасных радиоактивных отходов. Обостряется сложная социально - экологическая проблема устройства захоронений этих отходов и защитных экранов для промышленных источников излучений. Нужны надежные конструктивные решения, базирующиеся на эффективных материалах: дешевых, доступных в производстве, с высокими показателями защитных свойств и соответственной радиационной стойкостью.
Цементные бетоны - основной конструкционный материал в строительстве - используется в конструкциях защиты от радиации. Его защитные свойства обеспечиваются, в первую очередь, применением в качестве заполнителей тяжелых, чаще всего железосодержащих горных пород (лимонита, сер-пентита), железного скрапа и др. Плотность их довольно высока (2800-4000 кг/м3), однако такие цементные бетоны все же недостаточно долговечны в условиях радиационного облучения, довольно дороги. Поиск и разработка новых радиаци-онно-защитных строительных материалов остается актуальной проблемой, причем, кроме этого основного функционального параметра, они должны обладать хорошими технологическими и эксплуатационными показателями и, безусловно, экономичностью.
В этом смысле привлекательным становится другой крупнотоннажный тип строительного композита- асфальтобетон. Однако, в конструкциях радиационной защиты он не применяется, в первую очередь, ввиду низкой плотности (2200 кг/м3), хотя радиационная стойкость песчаного асфальтобетона, по некоторым данным, удовлетворительна. В связи с этим, главной проблемой превращения асфальтового бетона в радиационно-защитный материал является значительное увеличение его плотности, что можно достичь поиском особо тяжелых заполнителей (притом экономичных) в сочетании с высокой структурной плотностью (упаковкой) всех элементов композита. Выбор особо тяжелого заполнителя пал на отходы производства оптического стекла с высоким содержанием оксида свинца - тяжелого флинта ТФ-110. В связи с этим, цель настоящей диссертационной работы состояла в следующем.
Цель и задачи исследования. Разработка нового особо тяжелого асфальтового бетона (ОТАБ) с высокими показателями радиационной стойкости и других эксплуатационно-технических свойств, пригодного для устройства защиты хранилищ радиоактивных отходов.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать структуру и свойства асфальтового бетона на
основе дорожного нефтяного битума и заполнителя из от
ходов производства оптического стекла ТФ-110.
2. Исследовать модифицирующие способности гидрофобизи-
рующей жидкости и серы в особо тяжелом асфальтовом бе
тоне.
3. Разработать оптимальные составы ОТАБ, исследовать его
структуру, свойства и закономерности их изменения при
длительных эксплуатационных воздействиях деградирую
щих (агрессивных) факторов.
4. Выполнить сравнительную экономическую оценку эффек
тивности ОТАБ в конструкциях радиационной защиты.
Научная новизна работы:
-впервые исследована возможность и эффективность применения оптического свинецсодержащего стекла в качестве заполнителя в асфальтобетоне; выявлены особенности его межфазного взаимодействия с битумом;
-установлены закономерности модифицирующего влияния полиорганосилоксана ГЖ 136-41 и серы на поверхностные свойства тяжелого флинта ТФ-110: смачивание расплавом битума и адгезию. Получены кинетические и концентрационные зависимости усадки асфальтового бетона при его модификации кремнийорганическим соединением и серой.
Практическая ценность диссертации заключается в разработке нового материала для радиационной защиты -особо тяжелого асфальтового бетона с плотностью 4100 - 4300 кг/м3 на заполнителе из отходов свинецсодержащего оптического стекла (ТФ-110), с высокими показателями защитных свойств и радиационной стойкости, климатической долговечности, а также экономической эффективности;
в эффективном способе утилизации отходов оптического производства.
Апробация работы. По результатам исследований сделаны доклады на на XXVIII научно-технической конференции ПГАСИ (27-31 марта 1995г., г.Пенза), XXIX науч-
но-технической конференции (24-28 марта 1997г., Пенза), V Международной научно-практической конференции "Вопросы планировки и застройки городов", 1997г., г.Пенза, Четвертых академических чтениях « Современные проблемы строительного материаловедения» (24-26марта 1998г, г.Пенза).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 работ, получен патент N 2102352 МПК С 04В 26/26.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, содержит 150 страниц машинописного текста, 22 рисунка, 32 таблицы.
