Введение к работе
Актуальность темы. Современное развитие атомной энергетики, медицины, химической промышленности, а также осуществление военной конверсии требуют создания новых материалов, обладающих высокой радиационной стойкостью.
Потребность в таких материалах непрерывно возрастает. Существующие полимерные покрытия, обладающие стойкостью к ионизирующему излучению, являются очень дорогостоящими. В связи с этим весьма актуальной проблемой является разработка дешевых пленочных материалов, обладающих стойкостью и защитным действием по отношению к ионизирующему излучению.
Такие пленочные материалы могут быть применены для временной защиты от радиации, в том числе от мягкого родонового излучения, например, покрытия загрязненной земли при затянувшемся сроке дезактивации, транспортировки радиоактивного грунта, временного захоронения радиоактивных отходов с целью предотвращения их бесконтрольного распространения на границе предельно допустимого уровня радиации (ПДУ) и т. д.
В данной работе для создания таких покрытий в качестве связующего применяли жидкое стекло - технический силикат натрия. Жидкое стекло является вполне удовлетворительным радиационностой-ким вяжущим, оно вполне доступно по экономическим соображениям, его можно производить не только на специализированных промышленных предприятиях, но и наладить производство на отдельных местных предприятиях стройиндустрии.
Исходя из этого, настоящая работа была посвящена разработке и исследованию свойств пленочных материалов на основе жидкого
стекла, предназначенных для временной защиты окружающей среды от действия ионизирующих излучений.
Применение в качестве наполнителя для таких материалов отходов производства оптического стекла позволяет решить проблему их утилизации на одном из крупнейших предприятий Пензенской области. Подобные отходы имеются и на других предприятиях страны.
Работа выполнена в рамках научно-исследовательской темы "Создание и исследование свойств высоконаполненных материалов для защиты от радиации" (N Г.Р. 01940006418).
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка и исследование свойств пленочных материалов, обладающих стойкостью к ионизирующему излучению, предназначенных для купирования радиоактивных осадков и временного захоронения радиоактивных отходов.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
-
Исследовать влияние исходных компонентов на процессы структурообразования и свойства наполненных пленочных материалов (НИМ).
-
Исследовать влияние модификаторов на реологические, де-формативные и прочностные свойства, а также на внутренние напряжения, усадку и водостойкость НПМ.
-
Исследовать защитные свойства и стойкость НПМ при разных дозах ионизирующего излучения.
-
Оптимизировать разработанные составы НПМ с целью обеспечения наибольшей плотности материалов с повышенными коэффициентами ослабления радиоактивного излучения.
Научная новизна. Установлены оптимальные составы жидкосте-кольных композиций для временной защиты от ионизирующих излуче-
ний, имеющие плотность 2400-2700 кг/и3, обладающие повышенным коэффициентом поглощения радиационного излучения.
Предложено для повышения защитных свойств покрытий вводить в рецептуру в качестве наполнителя тонкомолотые отходы оптического стекла в смеси с отвердителем. В качестве отвердителя предложено использовать феррохромовый шлак - побочный продукт металлургической промышленности. Установлено оптимальное содержание наполнителя и отвердителя.
Установлены закономерности структурообразования жидкосте-кольных композиций. ИК-спектроскопическим методом выявлено химическое взаимодействие между связующим, тонкодисперсным наполнителем ТФ 110 и отвердителем.
Для повышения водостойкости композиции, снижения вязкости и достижения оптимальной жизнеспособности предложено вводить в композицию модифицирующие добавки (суперпластификатор С-3 в количестве 0.3% от массы жидкого стекла и гидрофобизируюшую кремни-йорганическую жидкость 136-41 - 0.1).
Получены расчетные зависимости для прогнозирования реологических и физико-механических свойств, радиационной стойкости покрытий от содержания наполнителя, отвердителя и концентрации модифицирующих добавок.
Исследованы технологические и эксплуатационные свойства разработанных композитов. На основании полученных результатов определены рациональные области применения композитов и эффективность их использования в строительстве и других отраслях промышленности.
Практическое значение. Разработаны новые эффективные покрытия, обладающие стойкостью к ионизирующему излучению, с повышен-
- б -
ными коэффициентами ослабления ионизирующих излучений, наносимые на защищаемую поверхность всеми способами лакокрасочной техники. Использование в качестве наполнителя отходов производства тяжелого стекла позволяет решить вопросы их утилизации на различных предприятиях страны.
Определены технологические режимы приготовления модифицированных композиций. Разработаны рекомендации по изготовлению и применению составов для временной защиты от ионизирующих излучений при транспортировке радиоактивного грунта, временного захоронения радиоактивных отходов с целью предотвращения их бесконтрольного распространения и т.д.(проект технических условий).
Реализация работы. Разработанные составы наполненных пленочных материалов получили промышленную проверку и опытное внедрение на территории г.Пензы и области (п/я А-3293, Областной комитет по охране природы).
Апробация работы. По результатам исследований сделаны доклады и сообщения: на III Международной научно-практической конференции "Вопросы планировки и застройки городов" (23-24 мая 1996 г.), г. Пенза; XXVIII Научно-технической конференции ПГАСИ (27-31 марта 1995г., г. Пенза; VII Научно-практической конференции "Прогрессивные технологии и конструкции в строительстве" (6-7 июня 1995г.), г.С-Петербург, 1995 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано б работ, получено положительное решение по заявке на патент (приоритет от 27.06.95 г., N 95110999/25).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, приложе
ний, содержит страниц машинописного текста, рисунков,
таблиц.
