----
----






Металлобетон – новый высокоэффективный антирадиационный материал


А.М. Болдырев, д-р техн. наук, проф.; А.С. Орлов, канд. техн. наук, проф.; Е.Г. Рубцова, инженер

  В связи с развитием ядерной энергетики и все более усиливающимся использованием энергии атома в научных исследованиях, промышленности, здравоохранении, необходимо обеспечить надежную защиту обслуживающего персонала, населения и окружающей среды от опасных радиоактивных воздействий. Особую актуальность проблема защиты получает в связи с аварией на ЧАЭС, участившимися случаями проявления аварийных ситуаций на других атомных станциях, с возрастанием потребности в новых хранилищах радиоактивных отходов и ремонте старых.
   В связи с вышеизложенным возникает необходимость в увеличении объемов изготовления традиционных защитных материалов (тяжелые и особо тяжелые бетоны, свинцовые плиты и трубы и т.д.).
   Следует отметить, что традиционные материалы, применяемые в качестве защиты от радиации, – тяжелые и сверхтяжелые бетоны – недолговечны, склонны со временем к потере радиационностойких свойств и разупрочнению из-за аморфизации кристаллических составляющих и потере конструкционной воды.
   Традиционный защитный материал – свинец, отличающийся высокой коррозионной стойкостью в воде, промышленной атмосфере, кислотосодержащих средах, хорошо ослабляет быстрые нейтроны и g-излучение, но он дорог и дефицитен.
   Целью настоящей работы является оценка возможности использования в качестве антирадиационного материала нового класса строительных материалов – металлобетона.
   Металлобетон (метон) представляет собой композит, состоящий из металлической матрицы, выступающей в качестве связующего, и заполнителей разной степени дисперсности, представляющих собой естественные материалы – горные породы и минералы или искусственные материалы – отходы абразивов, стеклянный и керамический бой, шлаки и др. Применение металлобетонов взамен традиционных бетонов и металлов обеспечивает удешевление изделий по сравнению с чисто металлическими, увеличение прочности, деформативности по сравнению с бетонными изделиями и позволяет сформировать ряд таких специфических свойств, как пониженная теплопроводность, повышенная износостойкость, улучшенные декоративные качества и т.д.
   На кафедре металлических конструкций и сварки в строительстве выполнен комплекс исследований по изучению природы и закономерностей формирования соединений между металлической матрицей и неметаллическими заполнителями в металлобетонах, сформулированы критерии выбора матриц и заполнителей, разработана методика прогнозирования свойств металлобетонов в зависимости от размеров заполнителей.
   На основании выполненных исследований сформулированы основные принципы выбора матриц и заполнителей, обеспечивающие оптимальную структуру и свойства металлобетонов:
   принципиальная возможность установления устойчивых связей между компонентами;
   сохранение сплошности металлической матрицы, заполнителей и зоны соединения между ними при изготовлении металлобетонов;
   возможность прогнозирования и оптимизации прочностных свойств композита;
   экономические аспекты.
   Опираясь на указанные принципы, нами в качестве нового антирадиационного материала разработан металлобетон со свинцовой матрицей и заполнителем из отходов стеклоизделий, содержащих оксиды свинца и бора (марки 3С–4).
   Выбор свинца в качестве материала матрицы объясняется тем, что свинец задерживает быстрые нейтроны и ослабляет g-излучение, имеет низкую температуру плавления, хорошие литейные свойства, характеризуется высоким запасом технологической прочности, что гарантирует получение плотных отливок без трещин и пор. Частичная замена дорогостоящего свинца на дешевый заполнитель обеспечивает экономичность применения нового металлобетона.
   Выбор заполнителя для металлобетона с антирадиационными свойствами определяется необходимостью получения высокоплотного материала с минимальной пористостью и трещиноватостью. Получение такого композита возможно лишь при физико-химической связи между матрицей и заполнителем.
   Показано, что такая надежная связь обеспечивается путем применения стекла с оксидами свинца, которые на поверхности заполнителя вступают в химическую реакцию со свинцовой матрицей, образуя физико-химические связи в зоне контакта матрица-заполнитель. Наличие свинцовых оксидов (до 30 %) в стекле обеспечивает максимальное ослабление g-излучения и способствует торможению и задержке быстрых нейтронов. Оксиды бора обеспечивают задержку тепловых нейтронов, так как бор имеет большое сечение захвата этих нейтронов.
   Выбор аморфного материала в качестве заполнителя, каким является стекло, обусловлен также тем, что этот материал, в отличие от традиционных кристаллических (тяжелых и особо тяжелых бетонов), практически не подвергается разупрочнению при радиационном облучении.
   Заготовки и изделия из нового композита можно получать на основе относительно дешевых литейных технологий, а соединение заготовок на монтаже осуществлять методами пайки низкотемпературными припоями.

Диаграмма значений коэффициентов ослабления для разных материалов


   На диаграмме представлены коэффициенты ослабления для разных материалов при величине энергии излучения 1,25 МэВ. Сопоставление коэффициента ослабления в предложенном металлобетоне и известных конструкционных материалах (свинце, меди, железе, алюминии, стекле, бетоне, воде) показало, что он уступает только чистому свинцу. Несмотря на необходимость некоторого увеличения толщины металлобетонных пластин системы свинец – 40 % стекла марки 3С–4 по сравнению с пластинами из чистого свинца, применение предложенного металлобетона в защитных сооружениях позволяет сэкономить до 15 % свинца и дает существенный экономический эффект (340 тыс. руб./м3) при сохранении норм радиационного воздействия на окружающую среду.

Список товаров, услуг и цен предоставляемых организациями разместившими объявления на сайте (В алфавитном порядке. Тестовый режим)
Страница 1: AL - антистатик
Страница 2: аренда - водопровод
Страница 3: водослив - желоб
Страница 4: жилье - короткобазовый
Страница 5: коррубит - наирит
Страница 6: наклейка - пергамин
Страница 7: перевозка - радиатор
Страница 8: разгрузка - средство
Страница 9: СРО - услуги
Страница 10: установка - ящик

Строительные материалы в Интернете:



Архив объявлений с предложениями строительных материалов описаных в статьях:
Объявления строительных фирм Объявления строительных фирм (1)
Объявления строительных фирм (2) Объявления строительных фирм (3)
Объявления строительных фирм (07.06.08) Объявления строительных фирм (22.07.08)
Объявления строительных фирм (12.09.08)  
Цены на строительные материалы описанные в статьях (прайс-листы):
Строительство и ремонт
Кирпич и стеновые материалы
Окна и оконные конструкции
Двери, ворота, входные группы
Ограждающие конструкции, офисные перегородки
Пиломатериалы, изделия из дерева
Отделочные материалы
Керамическая плитка, керамический гранит
Лаки, эмали и краски
Стекло, поликарбонат, зеркала
Стройматериалы 1 Стройматериалы 2 Стройматериалы 3
Кровля, кровельные материалы
Гидро-, звуко, теплоизоляционные материалы
Сантехника, канализация
Отопление и вентиляция
Электрооборудование
Металл, кованные изделия
Машины, оборудование и инструмент
Дизайн и интерьер
Услуги в области строительства
Различные стройматериалы
Стройматериалы 4

Интернет-сайты предлагающие стройматериалы: