Композиция для изготовления радиационно-защитных строительных материалов

Композиция для изготовления радиационно-защитных строительных материалов

Реферат

Изобретение относится к строительным материалам, изготовленным на основе глетглицеринового цемента, и может быть использовано для изготовления строительных деталей и изделий, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений.

Известна композиция для защиты от ионизирующих излучений (патент №2197024 С27G21А 1/04), включающая следующие компоненты, мас.%:

Технический глицерин	1,54...3,48
Оксид свинца	8,80...19,87
Сажа	0,35...0,79
Свинцовое волокно	75,39...89,10
Вода	0,21...0,47

Недостаткам указанной композиции является высокая трудо- и энергоемкость приготовления, требующая применения интенсивных способов уплотнения и укладки.

Наиболее близкой к изобретению является композиция для изготовления строительных изделий (патент №2182565 С27С04В 12/00, G21F 1/04), включающая следующие компоненты, мас.%:

Технический глицерин	6,9...7,1
Оксид свинца	50,1...51,8
Вода	1,0...1,1
Наполнитель (отход производства оптического
стекла с размером частиц 0,315-0,63 мм)	40,0...42,0

Указанная композиция обладает недостаточной подвижностью для изготовления строительных изделий и конструкций сложной конфигурации, недостаточной средней плотностью и повышенным водопоглощением.

Технический результат заявленного решения заключается в повышении средней плотности, снижение водопоглощения, а также трудо- и энергоемкости при изготовлении материала.

Указанный технический результат достигается тем, что композиция, включающая глетглицериновый цемент (смесь технического глицерина, оксида свинца и воды), наполнитель - отход производства оптического стекла, дополнительно содержит модификатор анионактивного типа и заполнитель - свинцовую дробь с размером частиц 5-6 мм и отличается тем, что в качестве наполнителя используется двухфракционная смесь отхода производства оптического стекла при массовом соотношении фракций с размерами частиц 1,25-2,5 мм и 0,05-0,14 мм, равном 3:2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический глицерин	4,13...4,56
Оксид свинца	30,00...33,15
Вода	0,60...0,67
Модификатор анионактивного типа	0,30...0,33
Указанный наполнитель	3,58...3,96
Указанный заполнитель	56,39...62,33

Для изготовления заявленной композиции используют глетглицериновый цемент, наполнитель, заполнитель и модификатор.

Глетглицериновый цемент представляет собой оптимально подобранную смесь тонкоизмельченного оксида свинца, технического глицерина и воды, способную быстро схватываться, а через несколько часов затвердевать.

Для изготовления глетглицеринового цемента были использованы следующие материалы: технический глицерин С₃Н₅(ОН)₃ (ГОСТ 6824-76), оксид свинца PbO (ГОСТ 5539-50) и вода.

Введение в состав композиции в качестве модификатора ПАВ анионактивного типа позволяет значительно снизить водопоглощение и увеличить жизнеспособность смеси (до 50-70 мин), подвижность композиции, удобоукладываемость, а также снизить трудо- и энергоемкость изготовления материала.

В качестве наполнителя используется двухфракционная смесь отхода производства оптического стекла при массовом соотношении фракций с размерами частиц 1,25-2,5 мм: 0,05-0,14 мм=3:2. Указанный отход имеет истинную плотность 5100 кг/м³ и характеризуется следующим химическим составом, мас.%: PbO - 70,93; SiO₂ - 27,00; К₂О - 1,27; Na₂O - 0,50; As₂O₃ - 0,30.

В качестве заполнителя использовали свинцовую дробь с размером частиц 5-6 мм и со средней плотностью 11340 кг/м³.

Введение в состав композиции отхода производства оптического стекла и свинцовой дроби позволяет значительно повысить среднюю плотность материала, коэффициент линейного ослабления гамма-излучения, снизить водопоглощения, уменьшить расход глицерина и оксида свинца.

Композицию готовят следующим образом. В глицерин вводят воду и модификатор. Отдозированные количества оксида свинца, наполнителя и заполнителя тщательно перемешивают. Затем вводят водный раствор глицерина и модификатора и вновь тщательно перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь используют для изготовления строительных материалов, работающих под воздействием ионизирующих излучений.

Составы предлагаемой композиции приведены в табл.1, а свойства полученного материала - в табл.2.

Таблица 1
Компонент	Состав предлагаемой композиции, мас.%	Прототип
1	2	3
Технический глицерин	4,24	4,54	4,34	6,9...7,1
Оксид свинца	30,00	33,00	31,60	50,1...51,8
Модификатор НП-3	0,30	0,33	0,31	-
Наполнитель - отход производства оптического стекла с размером частиц 0,315-0,63 мм	-	-	-	40...42
Наполнитель - двухфракционная смесь отхода производства оптического стекла при массовом соотношении фракций с размерами частиц 1,25-2,5 мм: 0,05-0,14 мм=3:2	3,58	3,96	3,80	-
Свинцовая дробь с диаметром частиц 5-6 мм	61,28	57,50	59,31	-
Вода	0,6	0,67	0,64	1,0...1,1

Таблица 2
Показатель	Состав	Прототип
1	2	3
Предел прочности при сжатии, МПа	40	41	39	28...30
Средняя плотность, кг/м3	8550	7780	7950	5050...5210
Водопоглощение за 24 часа, %	0,14	0,15	0,15	0,35...0,40
Жизнеспособность смеси, мин	50	70	60	-

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция по сравнению с известной имеет более высокие среднюю плотность (в 1,5-1,6 раз), прочность (1,3-1,4 раза), подвижность и более низкое водопоглощение (в 2,5-3 раза).

Композиция для изготовления радиационно-защитных строительных изделий, включающая глетглицериновый цемент - смесь технического глицерина, оксида свинца и воды, наполнитель - отход производства оптического стекла, модификатор анионактивного типа и заполнитель - свинцовую дробь с размером частиц 5-6 мм, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используется двухфракционная смесь отхода производства оптического стекла при массовом соотношении фракций с размерами частиц 1,25-2,5 мм и 0,05-0,14 мм, равном 3:2, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Технический глицерин	4,13 - 4,56
Оксид свинца	30,00 - 33,15
Вода	0,60 - 0,67
Модификатор анионактивного типа	0,30 - 0,33
Указанный наполнитель	3,58 - 3,96
Указанный заполнитель	56,39 - 62,33