Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время, в связи со значительным ухуд-іеяием радиационной обстановки, проведением военной конверсии, ликвидаци-t ядерного оружия и необходимостью надежной консервации ядерных отходов отработанных атомных энергоблоков, создание высокоэффективных и недо-згостоящих радиационно-защитных материалов яаляется важной научной за-ачей, имеющей большое практическое значение. Потребность в таких материа-к неуклонно растет. Кроме радегацнонно-защитных материалов промышлен-эсть нуждается в надежных электроизоляционных, гидроизоляционных, тел-энзоляционшлх и других материалах, работающих в условиях воздействия ио-ізирующих излучений.
На кафедре строительных материалов ПГАСА в течении ряда лет прово-ггся работы по созданию композиционных материалов, предназначенных для щиты от радиации. Для изготовления таких материалов в качестве связующих ,гли предложены различные минеральные и полимерные вяжущие вещества, а качестве наполнителя и заполнителя — отход производства оптического екла Использование этого отхода позволяет значительно повысить среднюю готность и линейный коэффициент ослабления у-излучения материалов, а так-; способствует решению одной из важнейших задач современности — защиты гружающей среды от загрязнения промышленными отходами. Одним из пер-ективных путей создания материалов с высокими эксплуатапионными и за-итнымн свойствами является использование серы в качестве связующего.
Серные композиционные материалы, изготовленные на основе ОПОС, ха-ктерязуются рядом положительных свойств: относительно высокими значе-[ями прочности и средней плотности, высокой стойкостью к действию различие агрессивных факторов, быстрым набором прочности, непроницаемостью, юстотой технологии изготовления и т.д. Такие материалы могут использо-ться для проведения срочных ремошно-восстановительных работ зданий и оружеяий, эксплуатируемых в районах с повышенным радиационным фоном,
возведения ограждающих конструкций бункеров, хранилгац и могильников р; диоактявных отходов, а также дня заделки стыков и трещин в строительны конструкциях, выравнивания поверхностей стен и полов.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является разработк рецептуры и исследование свойств особо тяжелых серных композиционных т териалов, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Исследовать влияние различных модифицирующих добавок на физике механические и эксплуатационные свойства сери.
-
Изучить влияние основных рецептурных и технологических факторов н процессы структурообразования серных цементов.
-
Исследовать влияния различных рецептурных факторов (вид н количе ство модифицирующей добавки, дисперсность наполнителя, степень на полнения) на физико-механические и эксплуатационные свойства серпы цементов и серных бетонов.
-
Разработать составы высокоплотных СК, обладающих высокими защит ными свойствами от воздействия ионизирующих излучений.
-
Изучить сохранность стальной арматуры в СК.
Научная новизна работы. Разработаны составы радиацнонно-стойких вы сохоллотиых композиционных материалов на основе серного связующего.
Исследована структура особо тяжелых серных композитов методоь рентгенофазового анализа.
Изучено влияние различных модифицирующих добавок на физико механические и эксплуатационные свойства серы.
Разработан метод расчета оптимальной концентрации модифицирующеі добавки.
Установлены закономерности изменения физико-механических и зкеппу тационных свойств защитных серных цементов и серных бетонов от раз личных рецептурных факторов.
Разработан экспериментальный метод определения общей пористості СК.
- Разработан метод проектирования состава особо тяжелого серного бетона.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Созданы особо тяжелые радиационно-стойкие композиционные материалы на основе отходов производства оптического стекла с использованием дешевого связующего — технической серы. Определены оптимальные технологические режгшы изготовления особо тяжелых серных композитов. Установлены оптимальные концентрации модифицирующих добавок для получения СК с оптимальными реологическими, физико-механическише и эксплуатационными свойствами. Разработан метод определения параметрических точек на реологических кривых. Разработан метод прогнозирования прочности СК. Разработаны составы эсобо тяжелых серных композиционные материалов, которые могут примс-іяться в качестве несущих л ограждающих элементов конструкций защиты от тонизирующих излучений, использоваться для проведения срочных ремонтно-юсстаяовнтельных работ зданий и сооружений, эксплуатирующихся в условиях товышенной радиации.
Разработанные защитные СК получили промышленную проверку и опыт-гое внедрение на Государственном унитарном предприятии «Красный гигант» в Іензенской области.
Апробация работы. По результатам исследования сделаны доклады и со->бщеняя: на XXVIII научно-технической конференции (Пенза, 1995 г.); III Региональной студенческой научно-технической конференции «Экология, приро-юпользование, охрана окружающей среды» (Пенза, 1996 г.); ХХГХ научно-технической конференции (Пенза, 1997 г.); IV Международной научно - прак-тяеекой конференции «Вопросы планировки и застройки городов» (Пенза, 997 г.); Международной научно-технической конференции. Четвертые акаде-шческие чтения РААСН «Современные проблемы строительного материало-іедення» (Пенза, 1998 г.); Международной научно-практической конференции Современное строительство» (Пенза, 1998 г.); Всероссийской научно-ехнической конференции «Актуальные проблемы строительного материанове-[ения» (Томск, 1998 г.); XXX Всероссийской научно-технической конференции
«Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 1999 г.); Междз народной научно-технической конференции. Пятые академическне чтения РА АСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (Ворояея 1999 г.); Международной научно-технической конференции «Композиционны строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2000 г.); регионально научно-практической конференции «Критические технологии в регионах с не достатком природных ресурсов» (Саранск, 2000 г.); Шестые академически чтения РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения (Иваново, 2000 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 23 печатные ра боты, в том числе 3 патента (патент РФ №2105739, патент РФ №2151394, па тент РФ № 2152368), 9 статей, 2 информационных листка, 9 тезисов докладов Подана заявка на патент.
Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введенш 7 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Содержит 198 стра ниц машинописного текста, 74 рисунка, 25 таблиц. Список литературы состой из 136 работ российских и зарубежных авторов.
Первая глава посвящена литературному обзору российской и зарубежно] литературы. Во второй главе приводятся свойства исходных компонентов і методики проведения экспериментов. Третья глава посвящена изучению влия ния модифицирующих добавок на прочностные и эксплуатационные свойств; серы. В четвертой главе приведены результаты исследований влияния разпич ных рецептурных факторов на структурообразование серных цементов. Пятаї глава посвящена исследованию физико-мехаянческих свойств радиационно защитных серных бетонов. В шестой главе приводятся результаты исследова шей эксплуатационных свойств защитных серных композитов. В седьмой главі приводятся сведения о практической реализации результатов проведенных ис следований.
СТРУКТУРА РАБОТЫ
