Розробка та оптимізація складу спеціального бетону

Abstract

Сьогодні актуальним основним матеріалом для радіаційного захисту і створення опірних конструкцій атомних електростанцій і ядерних установок (ядерні реактори, прискорювачі часток, контейнери, призначені для зберігання, транспортування, поховання і переробки ядерного палива і радіоактивних відходів) є бетон. Наведено результати розробки та оптимізації складів спеціального бетону на основі барійвмісного цементу для створення конструкцій біологічного захисту. Оптимізовано склад радіаційностійкого барійвмісного цементу. Встановлено основні технічні властивості отриманих цементів, та можливість отримувати спеціальні важкі бетони на основі синтезованих в’яжучих. Обрано трифазну систему компонентів заповнювача для синтезу бетону. В якості заповнювача обрано природні та штучно одержані матеріали: барит, хромітовий концентрат та піритні огарки. Для раціонального складу розраховано коефіцієнт масового поглинання гамма-випромінювання та за допомогою симплекс-ґратчастого методу планування експерименту спрогнозовано склад бетону. Визначено фізико-механічні властивості розроблених бетонів за стандартними методиками для спеціальних матеріалів. Встановлено суттєве підвищення захисних властивостей бетону при використанні запропонованого заповнювача. За результатами проведених розрахункових і експериментальних досліджень отримано склад важкого бетону, здатного ефективно послаблювати жорстке іонізуюче випромінювання, протистояти впливу агресивних середовищ та температур в інтервалі 1200 - 1400°С. Екологічний аспект розробки полягає в запропонованій можливості використання технічної сировини в якості значної частини заповнювача спеціальних матеріалів. Розроблені матеріали запропоновані при виробництві бетонних контейнерів для утилізації та тривалого зберігання твердих радіоактивних відходів з термічним навантаженням.