Бетон для защиты от радиоактивных излучений

Бетон для защиты от радиоактивных излученийБетон для защиты от радиоактивных излучений. Для биологической защиты от радиоактивных излучений используют обычный (тяжелый) бетон, а также специальный тяжелый (или особо тяжелый) бетон. Защитные свойства бетонов от действия наиболее опасных для живых организмов гамма-лучей и нейтронов определяются в основном плотностью (объемной массой) бетона и содержанием связанной воды. Защитные бетоны должны соответствовать особым требованиям плотности и однородности: в бетоне не должно быть сквозных швов, каверн, раковин и трещин, по которым могут проникнуть «прострелы» излучения. Особо тяжелые бетоны делятся на бетоны на тяжелых заполнителях с объемной массой более 2,5 т/м 3 , гидратные — с повышенным содержанием связанной воды (более 3%) и боросодержащие — независимо от объемной массы и водосодержания. Материалы для изготовления особо тяжелого бетона. Для особо тяжелых бетонов применяют обычный портланд- или шлакопортландцемент. Глиноземистый и расширяющийся гипсоглиноземистый цементы можно использовать в гидратных бетонах. Однако нужно учитывать, что прочность бетона, изготовленного на этих цементах, снижается при высоких температурах.

В качестве заполнителей применяют руды — магнезит и гематит с объемной массой в плотном теле 3,2—4,3 т/м 3 и содержанием железа не менее 60%; баритовые руды, содержащие около 80% сульфата бария, с объемной массой 4— 4,5 т/м 3 . В качестве крупного заполнителя применяется металлический скрап. Мелким заполнителем служит обычный песок, измельченный лимонит или магнетит, а также чугунная дробь. Крупные железные заполнители применяются в виде различных обрезков, отходов от штамповки металла и мелких некондиционных изделий, которые рубят на куски (до размеров, установленных для минеральных заполнителей) и очищают от масляной пленки горячей водой, острым паром или растворами щелочей. Для гидратных бетонов применяют лимонитовые руды (бурый железняк) с объемной массой в плотном теле 3,2—4 т/м 3 и содержанием железа около 60%. Содержание связанной воды в бетоне с заполнителем из лимонитовых руд в 2 раза больше, чем в обычных. Однако чисто лимонитовые бетоны не применяются из-за большей усадки и низкой прочности. Лимонитовый мелкий заполнитель используется в бетонах, включающих тяжелые составляющие. Серпентин, основная часть природной руды серпентинита,— весьма перспективный заполнитель для получения гидратных бетонов. Объемная масса в плотном теле 2,4—2,6 т/м 3 , содержание химически связанной воды 9—17%. Характерная особенность серпентина — способность удерживать воду при сравнительно высокой температуре.

В основном используется как мелкий заполнитель в сочетании с крупным из магнетита, железного скрапа и т. д. Боросодержащими заполнителями являются бораты (группа минералов, содержащих бор) Некоторые из них содержат связанную воду, что повышает их эффективность. Используют также искусственные соединения: карбиды бора, борат кальция и др. Приготовление и контроль качества особо тяжелого бетона. Вид бетона по защитным свойствам и его состав выбирают на основании «Указаний по проектированию бетонных конструкций из специальных бетонов». Качество бетона для защиты определяется объемной массой и количеством связанной воды. Для повышения водоудерживающей способности бетонной смеси вводят дисперсные минеральные добавки — золы ТЭЦ, молотые шлаки и т. д. Состав бетона определяется по методу абсолютных объемов. Расход цемента колеблется в пределах 250—400 кг/м 3 . Бетонная смесь для особо тяжелых бетонов труднее перемешивается в бетономешалке, и время перемешивания должно быть не менее 2 мин. Объем замеса бетономешалки следует уменьшить обратно пропорционально объемной массе перемешиваемой смеси. Опалубка и формы для укладки бетонной смеси должны быть рассчитаны на повышенное давление. Объемная масса заполнителей определяется после 30 с вибрирования на стандартной виброплощадке.