Содержание к диссертации
ГЛАВА 1. СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И
ПРИМЕНЕНИЕ ИХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ.. 8
Ионизирующие излучения и взаимодействие их
с материалами защиты 8
Некоторые аспекты технологии изготовления
стеклокристаллических материалов 13
1.2.1 .Основные виды и особенности подбора
состава СКМ 13
ГЛАВА 2 .ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ 40
Статистическая обработка экспериментальных данных.. . 55 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ КОМПОЗИЦИИ
ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ РЕЖИМОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СКМ 57
Подбор состава и отработка режима варки стекол
для получения СКМ 57
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЗАЩИТНЫХ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ СКМ
ПО ТЕХНОЛОГИИ КЕРАМИКИ 100
ГЛАВА 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 119
Радиационно-защитные свойства и
радиационная стойкость 119
ГЛАВА 6. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ И
6.3 .Технико-экономическая эффективность
производства СКМ 165
ПРИЛОЖЕНИЯ
Принятые сокращения:
СКМ - стеклокристаллические материалы;
ОПОС - отход производства оптического стекла;
ОПХПС - отход после химической полировки стекла.
Введение к работе
С развитием ядерной энергетики и широким использованием источников ионизирующих излучений в различных областях народного хозяйства особое значение приобретают радиационно-защитные строительные материалы. В связи с этим создание и разработка технологии изготовления эффективных защитных строительных материалов, а также исследование их структуры и свойств является важной научно-технической задачей.
Традиционными радиационно-защитными строительными материалами являются бетоны со специальными заполнителями и добавками (бор, серпентинит, гематит, магнетит и т. д.) и бетоны на специальных вяжущих. Такие бетоны достаточно успешно используются в течение длительного времени для защиты от излучений без существенного изменения физико- механических свойств. Однако усиливающийся дефицит компонентов таких бетонов и растущие потребности в их применении делают актуальными исследования по созданию новых эффективных защитных строительных материалов.
Переориентация экономики страны к рыночным отношениям ставит перед промышленностью строительных материалов одной из основных задач - более рациональное использование местных сырьевых ресурсов.
В Пензенской области в настоящее время в результате многолетней работы стекольного завода накопилось значительное количество отходов производства оптического свинецсодержащего стекла, которые могут быть использованы для создания материалов, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений.
Учитывая перспективность использования свинецсодержащих отходов в производстве строительных материалов специального назначения, создание эффективных радиационнозащитных стеклокристаллитов с использованием местных сырьевых материалов представляет значительный научный и практический интерес.
Работа выполнена в рамках комплексной госбюджетной научно- технической программы Пензенской ГАСА Минобразования РФ по теме «Стеклокремнезитные материалы для защиты от радиации» (№ г.р. 01910046695).
Цель работы. Создание эффективных радиационно-защитных стекло- кристаллических материалов (СКМ) на основе отходов стекольного производства.
Поставленная цель определила следующие основные задачи: -изучение возможности и целесообразности использования отходов производства оптического стекла (основной сырьевой материал) и отходов после химической полировки стекла (инициатор кристаллизации) для получения СКМ;
-изучение закономерностей формирования структуры СКМ; -исследование основных эксплуатационных свойств СКМ; -исследование радиационно-защитных свойств и радиационной стойкости СКМ;
-разработка технологии производства СКМ, осуществление опытно- промышленного внедрения разработанных материалов и оценка технико- экономической эффективности.
Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования отходов производства оптического стекла и отходов после химической полировки стекла для получения радиационно- защитных свинецсодержащих СКМ.
Методом рентгенофазового анализа выявлены закономерности кристаллизации свинецсодержащих стекол в зависимости от условий термообработки и количества инициатора кристаллизации.
Установлено влияние температурно-временных факторов на структуро- образование и свойства получаемых СКМ.
Установлены закономерности изменения основных эксплуатационных свойств СКМ в зависимости от исходного стекла и количества инициатора кристаллизации, а также технологических параметров изготовления. Выявлена высокая радиационная стойкость разработанных СКМ.
Новизна исследований подтверждается тремя патентами РФ.
Практическая значимость работы. Получены новые эффективные стеклокристаллические материалы для защиты от ионизирующих излучений.
Разработаны оптимальный состав и технология производства стекло- кристаллических материалов на основе вторичного сырья, обладающих повышенной плотностью, высокими технологическими и эксплуатационными свойствами. Полученные стеклокристаллические материалы могут применяться для защиты от ионизирующих излучений (гамма-лучей, а также нейтронов) и для декоративной отделки зданий и сооружений.
Разработаны временные технические условия по изготовлению и применению СКМ.
Внедрение результатов исследований. Опытная партия разработанных СКМ была выпущена на стекольном заводе г.Никольска (Пензенской области). Полученными изделиями был облицован участок стены в цехе ФГУП «Завод «Красный гигант» (г.Никольск), а также участок стены в цехе ОАО «Завод коммунальной энергетики» (г.Пенза). Разработанные стеклокристаллические материалы показали высокие эксплуатационные свойства.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на зональном семинаре «Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов» (Пенза, 1989 г), на зональном семинаре «Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности» (Пенза, 1990 г), на XXVI и XXVII научно-технических конференциях Пензенского ИСИ (Пенза, 1991 г, 1993 г), на ХХУШ научно-технической конференции Пензенского ГАСИ (Пенза, 1995 г), на третьих академических чтениях «Актуальные проблемы строительного материаловедения» (Саранск, 1997 г), на XXIX, XXX и XXXI научно-технических конференциях Пензенской ГАС А (Пенза, 1997 г, 1999 г, 2001г), на международной научно-практической конференции "Современное строительство" (Пенза, 1998 г), на П всероссийской научно-практической конференции «Теория, практика и перспективы использования труб с различными покрытиями». Пенза, 2000г.
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 12 работ и получено 3 патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 152 наименований, приложения; изложена на 184 страницах машинописного текста, включает 38 рисунков и 35 таблиц.
