Дрібнозернисті безусадні бетони на чавунних заповнювачах для захисту від іонізуючого випромінювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вінницький національний технічний університет

УДК 666.974.6; 621.039.538

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дрібнозернисті безусадні бетони на чавунних заповнювачах для захисту від іонізуючого випромінювання

05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

Непийвода Андрій Анатолійович

Вінниця 2010

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Значного поширення в будівництві набуває застосування бетонів, що експлуатуються в складних умовах з одночасною дією декількох руйнівних факторів: механічних напружень, хімічної корозії, дією іонізуючого випромінювання. Такий комплекс руйнівних чинників має місце, наприклад, в атомній енергетиці, радіохімічних виробництвах, рентгенкабінетах, на об'єкті „Укриття” та ін. Тому розробка стійких бетонів до комплексу руйнівних факторів визначає актуальність виконаної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота була виконана в ДП „Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій”, згідно з темою: „Розробка технології та рецептури отримання радіаційнозахисних бетонів для контейнерів, що призначені для тривалого зберігання та захоронення ВАР” 1999-2000 рр. та „Розробка технології і дослідження властивостей радіаційнозахисних безусадних композицій з температурою застосування до 400С зі збереженням хімічно зв'язаної води” 1999-2000 рр.

Мета роботи: розробити дрібнозернисті безусадні бетони на чавунних заповнювачах з високими фізико-механічними властивостями для захисту від іонізуючого випромінювання, що мають підвищену стійкість до хімічної корозії та іонізуючого випромінювання.

Задачі досліджень:

- розробити основні параметри технології радіаційнозахисних бетонів;

- дослідити фізико-механічні властивості бетонів (міцність та деформативність при короткочасній та довготривалій дії навантаження, морозостійкість);

- визначити радіаційнозахисні властивості дрібнозернистих безусадних бетонів в полі - та нейтронного випромінювання та радіаційну стійкість при дії -випромінювання;

- дослідити корозійну стійкість бетонів в хімічно агресивних середовищах;

- розробити покриття з дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах для захисту від дії іонізуючого випромінювання, його технологію та визначити економічну ефективність його застосування.

Об'єктом дослідження є дрібнозернисті безусадні бетони на чавунних заповнювачах на основі модифікованого в'яжучого ГІР-2.

Предметом дослідження є радіаційнозахисні, фізико-механічні та технологічні властивості дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах на основі модифікованого в'яжучого ГІР-2.

Методи досліджень. Застосування традиційних методик за діючими нормативними документами для вивчення комплексу основних будівельно-технічних (фізико-механічних, технологічних) властивостей бетонних сумішей та бетонів; вивчення радіаційнозахисних властивостей бетонів, їх радіаційної стійкості, процесів структуроутворення в'яжучого до і після гамма-опромінення із застосуванням сучасних методів фізико-хімічного аналізу (диференційно-термічного, рентгенофазового та електронної мікроскопії); встановлення товщини шару половинного ослаблення нейтронного та гамма-випромінювання, радіонуклідного складу бетону після нейтронного випромінювання.

Наукова новизна одержаних результатів:

- теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено можливість отримання ефективних стійких до довготривалої дії нейтронного та -випромінювання, радіаційнозахисних дрібнозернистих безусадних бетонів, що вміщують високоосновні гідросульфоферити кальцію;

- встановлено, що формування в цементному камені добре закристалізованих гідратів типу AFm- та AFt-фаз, що втрачають зв'язану воду при підвищених температурах, веде до підвищення стійкості бетонів до довготривалої дії іонізуючого випромінювання;

- доведено, що синтез твердих розчинів AFm- та AFt-фаз в цементному камені веде до комплексного підвищення хімічної стійкості;

- показано, що застосування демпфуючих добавок в складі в'яжучого підвищує стійкість бетонів до довготривалої дії іонізуючого випромінювання;

- встановлені закономірності фізико-механічних властивостей (міцність на стиск, розтяг при згині, осьовий розтяг, повзучість, морозостійкість) дрібнозернистих бетонів від дії технологічних факторів (параметрів віброущільнення, термообробки, складу).

Практичне значення одержаних результатів:

- розроблений технологічний регламент на „Технологічний процес виробництва радіаційнозахисних безусадних бетонів з температурою застосування до 400С зі збереженням хімічно зв'язаної води” ТР У В.2.7.02495431-01-99;

- складені та зареєстровані технічні умови на „Суміші сухі бетонні радіаційнозахисні безусадні з температурою застосування до 400С зі збереженням хімічно зв'язаної води” ТУ У В.2.7-02495431-42-99, ТУ зареєстровано 1.12.1999 р.;

- виконане дослідне впровадження розробленого покриття з радіаційнозахисної штукатурки.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень, обробці одержаних результатів та впровадженні результатів досліджень у виробництво та відображений в наукових працях:

- проведено експериментальні дослідження будівельно-технічних властивостей радіаційнозахисних композицій та викладено залежності цих властивостей від складу матеріалу [1];

- наведено будівельно-технічні властивості радіаційнозахисних бетонів на основі проведеної ним дослідницької роботи [2];

- наведено результати досліджень технології виготовлення радіаційнозахисних бетонів [3];

- розроблено склади бетонів та проведено спільно з співавторами аналіз їх радіаційнозахисних властивостей при дії гамма- та нейтронного випромінювання [4];

- зроблено аналіз залежності легкоукладальності і міцності бетону на стиск від його складу, а також встановлено залежність часу віброущільнення бетонних сумішей від частоти і амплітуди їх вібрації [5];

- визначено оптимальні режими приготування та пошарового віброущільнення сумішей радіаційнозахисних бетонів та виконано аналіз отриманих результатів [6];

- досліджено вплив різних агресивних середовищ на корозійну стійкість радіаційнозахисних бетонів та виконано аналіз проведених досліджень [7];

- запропоновані нові склади бетонів та проаналізовано результати досліджень захисних властивостей розчинів відносно сталевої арматури та швидкості вилуговування іона Ca2+ з бетону [8];

- визначено вплив складу бетонів на його будівельно-технічні властивості (стираність, міцність анкерування, пружні властивості) та вплив різних режимів тепловологісної обробки на кінетику набору міцності матеріалом [9];

- проведено випробування міцності бетонів на стиск, а також проаналізовано результати комплексу фізико-хімічних досліджень продуктів тверднення бетону [10];

- автором виконана експериментальна робота із визначення впливу складу бетонів та його водоцементного відношення на його повзучість та деформативність, а також проведено аналіз отриманих результатів [11];

- автором проведені експериментальні дослідження міцнісних і пружних характеристик бетону та виконано спільно з співавторами аналіз отриманих даних [12];

- наведені міцнісні характеристики бетону та проаналізовано результати фізико-хімічних досліджень впливу -випромінювання на структурні перетворення в'яжучого [13];

- досліджено міцнісні та пружні характеристики бетону, виконано спільно з співавторами аналіз як цих характеристик, так і даних ДТА зразків після дії гамма-випромінювання, а також радіонуклідного складу та наведеної активності бетону після нейтронного опромінення [14];

- визначено міцнісні характеристики бетону, проаналізовано дані фізико-хімічних досліджень -опромінення матеріалу [15].

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були висвітлені на 59-61-й науково-практичних конференціях Київського національного університету будівництва та архітектури (м. Київ, 1998-2000 рр.); 38-му міжнародному семінарі „Оптимізація в матеріалознавстві” (м. Одесса, 1999 р.); Другій всеукраїнській науково-технічній конференції „Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону”, (м. Київ, НДІБК, 1999 р.); 1-й всеросійській конференції із проблем бетону та залізобетону „Бетон на рубежі третього тисячоліття”, (м. Москва, 2001 р.); ІV-й міжнародній науково-практичній конференції „Об'єкт „Укриття”, 15 років: минуле, сучасне, майбутнє”, (м. Славутич, 2002 р.); ІІІ-й всеукраїнській науково-технічній конференції „Сучасні технології бетону”, (м. Київ, НДІБК, 2009 р.).

Публікації. Основні положення дисертації викладені в 15 друкованих роботах, з них 7 статей у науково-технічних збірниках, 5 статей у галузевих виданнях, 3 статті у матеріалах науково-технічних конференцій та міжнародних семінарів, з яких 11 опубліковано у фахових виданнях, затверджених ВАК України.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Загальний обсяг роботи становить 167 сторінок і включає 115 сторінок основного тексту, 31 рисунок, 46 таблиць, список використаних літературних джерел з 116 найменувань на 13 сторінках, а також 7 додатків на 18 сторінках.

Зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета, задачі і основні наукові результати досліджень, показано їх практичне значення.

В першому розділі наведений аналіз відомих матеріалів для захисту від дії іонізуючого випромінювання. Показана недостатня ефективність існуючих рішень: на основі бариту та лімоніту, оскільки ці матеріали мають низькі показники водо- та корозійної стійкості.

Для розробки ефективних радіаційнозахисних бетонів необхідно було проаналізувати як взаємодіє речовина з іонізуючим випромінюванням та які існують матеріали для захисту від дії іонізуючого випромінювання.

На основі аналізу різних видів радіоактивних випромінювань показано, що проблема радіаційного захисту зводиться до послаблення нейтронного та - випромінювання, які по різному взаємодіють з речовиною. Послаблення випромінювання в захисному матеріалі залежить від характеру випромінювання, його енергії, хімічного складу та щільності матеріалу.

В роботах А. Н. Комаровського, Н. Г. Гусєва, В. Б. Дубровського, З. Аблєвича, Ю. А. Єгорова, В. П. Машковича, А. В. Кудрявцевої та інших запропоновані будівельні матеріали для захисту від дії іонізуючого випромінювання та встановлені закономірності залежності їх фізико-механічних властивостей від дії іонізуючого випромінювання.

В. Б. Дубровський прийшов до висновку, що радіаційні деформації розчинів і бетонів залежать від дози випромінювання, радіаційної деформативності заповнювача, кількості заповнювача та його гранулометричного складу, а також від кількості цементного каменю та ступеня однорідності напруженого стану цементного каменю. Якщо під час дії іонізуючого випромінювання в матеріалі не змінюється його структура, а міцність, деформативність, щільність та теплофізичні властивості залишаються стабільними, то він має високу радіаційну стійкість.

Також в роботах В. Б. Дубровського і Б. К. Пергаменщика зроблено висновок, що радіаційна стійкість бетону значною мірою залежить як від виду заповнювача, так і від анізотропії його властивостей.

Більшість дослідників (А. Н. Комаровський, Н. Г. Гусєв, В. Б. Дубровський, З. Аблєвич, Ю. А. Єгоров, В. П. Машкович, А. В. Кудрявцева, У. Я. Маргуліс, В. Р. Сердюк, Л. І. Дворкін, В. В. Кореневський, Б. Б. Іванов, В. Ю. Єршов, А. П. Прошин, В. І. Соломатов та інші) прийшли до висновку в ефективності застосування бетонів як радіаційнозахисних матеріалів. Маючи достатню середню густину, бетон забезпечує досить задовільне поглинання -випромінювання, а наявність в цементному камені 15-20 мас. % води, зв'язаної з цементом, сприяє задовільному сповільненню нейтронних потоків, що в поєднанні з високими механічними властивостями, легкістю надання захисту необхідної конструктивної форми дозволяє успішно застосовувати бетон як радіаційнозахисний матеріал.

Дослідженнями Девіса та інших рекомендовано застосовувати як заповнювач залізний скрап в основному наближено кубічної або сферичної форми, очищений від масляних плівок гарячою водою або гострим паром. Одним з головних недоліків таких бетонів є технологія їх укладення роздільними методами. При звичайному методі бетонні суміші на надважких заповнювачах укладаються погано, підлягають значному розшаруванню.

Для підвищення радіаційнозахисних властивостей бетонів необхідно вводити заповнювачі: магнетит, лімоніт, серпентиніт, в тому числі і залізовміщувальні. Перевагою залізовміщувальних розчинів та бетонів є їх висока міцність, покращені радіаційнозахисні властивості. До недоліків слід віднести: крихкість, дещо менші значення міцності, модуля пружності порівняно з спеціальними бетонами на магнетиті тощо. При використанні технології їх приготування роздільним методом можливі дефекти та неоднорідності структури бетону. При опроміненні нейтронами залізомістких бетонів можливе виникнення вторинного -випромінювання, що при виході з бетону вносить свій вклад в підвищення дози іонізуючого випромінювання за матерілом захисту. Введення різних спеціальних добавок та пошук оптимальних співвідношень між компонентами бетону на відходах заліза зможе усунути негативні властивості даних матеріалів.

Відомі роботи Комаровського А. Н., Сердюка В. Р., Заалішвілі Г., згідно з якими краще використовувати дисперсні заповнювачі бетонів, щоб зменшити розшарування бетонної суміші, підвищити якість бетону в тому числі радіаційнозахисні властивості. Серед матеріалів на дисперсних заповнювачах слід відмітити радіаційнозахисні композиції, що розроблені в НДІБК на основі радіаційностійкого безусадного в'яжучого. Вони складаються з високоміцного сульфатостійкого портландцементу ГІР-2, добавки мікрокремнезему, та заповнювача чавунного пилу, суміш якого вміщує 88,2 % оксидів заліза, а решта - чавун. Досліджені властивості даного матеріалу показали його переваги перед іншими матеріалами (значна кількість хімічно зв'язаної води, безусадність в інтервалі температур 20-300С, тріщиностійкий та високоміцний). Але не досліджено його фізико-механічні, радіаційнозахисні властивості, радіаційна та корозійна стійкість матеріалу, а також не розроблено технологію його виготовлення.

Використання чавунного пилу як заповнювача, так і добавки, що модифікує в'яжучу речовину підвищує довговічність даних матеріалів, завдяки тому, що металеві частинки під дією підвищених температур будуть створювати мікротріщинувату структуру матеріалу, яка буде розсіювати в просторі бетону виникаючі мікронапруження. Такі властивості мають пружні добавки. Мікрокремнезем виконує функції демпфуючої добавки при звичайних температурах, завдяки йому мікронапруження в цементному камені поглинаються. Таке комплексне поєднання цих двох добавок повинно покращити стійкість матеріалу до різних температурних впливів навколишнього середовища та дії агресивних середовищ.

Радіаційнозахисні матеріали повинні задовольняти ще й вимоги корозійної стійкості. Із літературних джерел (А. В. Волженський, В. М. Москвін та інші) відомо, що майже всі види корозії спричинені наявністю вільного вапна в цементному камені, яке утворюється при його твердненні і негативно впливає на корозійну стійкість матеріалу в часі. Пониження концентрації гідроксиду кальцію в цементному камені нижче 1,08 г/л у випадку сульфатної корозії спричинює розклад чотири- або трикальцієвих гідроалюмінатів, даючи двокальцієвий гідроалюмінат. При цьому виключається і утворення етрингіту. На цьому основана захисна дія активних (пуцоланових) мінеральних добавок. Так, активний кремнезем добавок вступає в реакцію з Са(ОН)2, з утворенням CSH(B) і понижує його концентрацію. Як показано Л. О. Шейнічем та Д. В. Анопко введення оптимальної кількості високодисперсного аморфного мікрокремнезему до сульфатостійкого портландцементу ГІР-2 веде до зв'язування надмірної кількості вапна, але залишає його мінімальну кількість для існування високоосновних гідросульфоферитних та гідросульфоалюмінатних сполук.

В роботах Д. Роя, М. А. Саницького та науковців Львівської школи показано, що аналог етрингіту гідросульфоферит кальцію та сполуки типу AFm- та AFt-фаз є більш стабільними порівняно з етрингітом. Тобто, заміна частини етрингіту на вищевказані сполуки надасть цементному каменю більшої корозійної стійкості, температуростійкості, морозостійкості та інших позитивних властивостей. Цього можна досягти, використовуючи сульфатостійкий безусадний портландцемент ГІР-2 з введенням серед компонентів модифікуючої добавки оксиду заліза (Fe2O3) у вигляді чавунного пилу, що створить умови для утворення при твердненні даного в'яжучого серед вищевказаних продуктів гідратації і гідросульфоферитів кальцію.

Також у модифікованого портландцементу ГІР-2 рН середовища знаходиться в межах 12-12,5. Такі значення рН в сукупності з відсутністю в складі цементу іонів прискорювачів корозії арматури (наприклад, хлорид-іонів) дозволяє вважати, що арматура і металевий наповнювач знаходяться в пасивному стані і процеси їх корозії відсутні.

Вищесказане дозволяє припустити, що використання дрібнозернистих бетонів на основі модифікованого в'яжучого ГІР-2 дозволить отримати бетони з високою корозійною стійкістю, температуростійкістю та довговічністю. Це вказує на перспективність даного матеріалу і на необхідність більш глибокого і всебічного його дослідження.

Аналіз існуючих радіаційнозахисних матеріалів та технологій їх отримання дозволив сформулювати наукову гіпотезу про можливість отримання ефективних радіаційнозахисних дрібнозернистих безусадних бетонів з високими фізико-механічними властивостями та стійкими до хімічної корозії, довготривалої дії -випромінювання за рахунок:

- синтезу на мікрорівні матеріалу - AFm-, AFt-фаз, формування добре закристалізованих гідратів, що втрачають зв'язану воду при підвищених температурах;

- формування на макрорівні матеріалу - щільної однорідної структури в результаті призначення оптимальних технологічних режимів.

Другий розділ містить характеристику сировинних матеріалів, основні методи досліджень фізико-механічних властивостей матеріалів за діючими нормативними документами та присвячений аналізу фазового складу чавунного заповнювача та розробці досліджуваних складів.

Як в'яжуче використовували швидкотверднучий високоміцний портландцемент ГІР-2 М600 підвищеної сульфатостійкості та водонепроникливості Харківського дослідного заводу концерну „Укрцемент”. Цей цемент задовольняє вимоги ТУ-У-Б.В 2.7-1-95. Як добавки використовували аморфний мікрокремнезем (відходи виробництва заводу феросплавів м. Стаханов Луганської обл.) залишок на ситі 0,08 мм - до 10 % та механоактивований чавунний пил (відходи зачищення стальних листів від продуктів корозії заводу „Ленінська кузня” м. Київ) залишок на ситі 0,14 не більше 50 %. Питома поверхня добавок була 3000-3500 см²/г. Як заповнювач використовували чавунний пил і чавунний дріб фракцій 0,8-1,0 мм та 2-2,5 мм. Суперпластифікатор, що розроблений співробітниками НДІБК, складався з 60 % форміату натрію та 40 % суперпластифікатору С-3.

В еталонних розчинах як в'яжуче застосовували сульфатостійкий портландцемент ГІР-2 М600 або домелений до М600 портландцемент М500 1 типу за ДСТУ БВ.2.7-46-96. Як заповнювач використовували кварцовий дніпровський пісок.

Дослідження фазового складу цементного каменю до і після тривалої дії -опромінення виконували за допомогою комплексу фізико-хімічних методів: рентгенофазового, термографічного та електронно-мікроскопічного аналізів.

Експериментальні дослідження фізико-механічних властивостей бетонів виконані за стандартними методиками.

Підбір складів радіаційнозахисних бетонів виконувався з розрахунку їх найбільшої середньої густини (табл. 1). Також підібрана оптимальна кількість суперпластифікатора - 0,8 % (склад 6) та співвідношення між заповнювачами бетону (чавунним дробом) двох різних фракцій 0,8-1 мм та 2,0-2,5 мм (35 % та 65 % відповідно) (склад 8).

дрібнозернистий безусадний бетон

Таблиця 1. Склади радіаційнозахисних бетонів

Склад бетону	Витрати матеріалів на 1м3 бетону, кг	Середня густина, кг/м3
	ГІР-2	мікрокрем-незем	чавунний пил	чавунний дріб	вода
1	1700	-	-	-	465	2110
2	1800	-	-	-	504	2220
3	1440	90	270	-	522	2290
4	1000	53	1580	-	411	2900
5	855	45	1800	-	382	3020
6	884	46	1860	-	372	3080
7	1083	57	228	2280	319	3900
8	622,5	41,5	166	4150	186	5130
9	1340	-	-	611	364	2220
10	1320	-	-	603	359	2180
11	1092,5	57,5	1150	-	434	2720
12	1020	-	1530	-	398	2900

Дослідження з визначення фазового складу відходів дробозачищення листів прокату встановили, що суміш вміщує 88,2 % оксидів заліза, а решта - чавун, що свідчить про наявність передумови отримання корозійностійких бетонів.

Третій розділ присвячено розробці основних параметрів технології дрібнозернистих бетонів на чавунних заповнювачах та дослідженню їх фізико-механічних властивостей.

За допомогою методів математичного планування експерименту були встановлені основні технологічні параметри їх одержання. Встановлено, що перемішування сумішей радіаційнозахисних бетонів необхідно збільшити в часі на 33 % для досягнення їхньої однорідності однакової з традиційними сумішами на портландцементі. Тому тривалість перемішування сумішей на надважких заповнювачах складатиме 4-5 хв. Для кращого перемішування необхідно використовувати бетонозмішувачі примусової дії з підсиленим валом і підвищеною потужністю електродвигуна. В цьому разі приготування суміші буде характеризуватися стабільною роботою змішувача і мінімальним її розшаруванням.

Наступним кроком роботи було визначення оптимальної товщини укладеного шару бетонної суміші, при якому не буде спостерігатись її розшарування. Дослідами встановлено, що суміші з чавунним пилом мають розшарування не більше ніж звичайні і еталонні бетонні суміші. У бетонній суміші з чавунним дробом товщина укладеного шару для зменшення розшарування повинна бути на 30 % менша. Так, для бетонів на чавунному пилу товщина укладеного шару залежно від В/Ц не повинна перевищувати 30 см, а для бетонів на чавунному дробу - 21 см. Для пониження розшарування суміші висота її падіння не повинна перевищувати 50 см, інакше остання диспергується на маленькі грудки. Встановлено, що при однаковому В/Ц у досліджених бетонів на чавунному пилу менша легкоукладальність ніж у еталона, а на чавунному дробу приблизно однакова.

Встановлено оптимальні В/Ц залежно від виду заповнювача (чавунний пил або дріб) для стандартних вібраційних параметрів (А=0,5 мм, f=50 Гц): склад 4 - 0,39, 5 - 0,42, 6 - 0,38, 7 - 0,28.

Оптимальна частота вібрації даних сумішей знаходиться в межах f=130-140 Гц. Причому більш ефективно її застосовувати для жорстких сумішей, оскільки час ущільнення зменшується на 75-85 % порівняно зі стандартною частотою 50 Гц. Показано, що амплітуда коливань віброплощадки суттєво впливає на час ущільнення, особливо, жорстких сумішей. Так, збільшення амплітуди коливань з 0,25 до 1,2 мм (в 4,8 раза) приводить до скорочення часу ущільнення на 80-90 %, в той час як збільшення частоти коливань тільки в 2,5-3 рази приводить до скорочення часу ущільнення на ту ж величину, що пояснюється впливом амплітуди на тривалість ущільнення за квадратичною залежністю, а частоти - за кубічною. Для даних сумішей рекомендовано амплітуду віброущільнення А=0,15-0,4 мм.

Вплив різних режимів тепловологісної обробки (ТВО) на кінетику набору міцності зразків радіаційнозахисного матеріалу показав, що оптимальним є режим: 12 год. - попередня витримка бетону, 2 год. - підйом температури, 8 год. - ізотермічне прогрівання, 2 год. - охолодження бетону. Показано, що оптимальна температура ізотермічного прогрівання - 60С, оскільки при цій температурі прискорюється синтез залізовміщувальних кальцієвих гідратів і одночасно перетворюється аморфний FH3 в кристалічні різновиди.

Отримані бетони характеризуються такими фізико-механічними властивостями: середньою міцністю на стиск 50-55 МПа (табл. 2); класом міцності на розтяг при згині - Btb4,8-7,2 (табл. 3); модулем пружності - 25000-29000 МПа - бетони на чавунному пилу і 38500 МПа (склад 7) та 63000 МПа (склад 8) - бетони на чавунному дробу (табл. 4); класом міцності на осьовий розтяг - Bt2,0-3,2 (табл. 5); середньою стираністю. Співвідношення між призмовою та кубиковою міцностями складає 0,64-0,70, а між міцностями на стиск та на розтяг при згині - 6-7 раз (та збільшується з ростом В/Ц). Встановлено, що застосування менш дисперсного заповнювача (дробу) призводить до підвищення модуля пружності порівняно з модулем пружності бетонів на чавунному пилу, внаслідок більш високої дисперсності пилу, що призводить до підвищення водопотреби суміші. Фізико-механічні властивості досліджених бетонів підпорядковуються відомим закономірностям.

Встановлено, що в розроблених складах бетонів можливе застосування арматури. Найбільш ефективно застосовувати арматуру періодичного профілю, міцність анкерування якої складає 4,92-6,5 МПа, що на 1,5-33 % вище ніж у еталона. Значення зчеплення гладкої арматури з дослідженим матеріалом складає 4,2-4,66 МПа, що однакове з еталоном. В бетонах сталь знаходиться в пасивному стані, що забезпечує її збереження.

Таблиця 2. Залежність міцності бетону на стиск від його водоцементного відношення

Склад бетону за табл. 1	Водоцементне відношення	Середня міцність на стиск, МПа
4	0,38 0,41 0,44	54 52 50
5	0,42 0,45 0,48	52 50 48
6	0,38 0,41 0,44	57 54 52
7	0,27 0,3 0,33	57 54 52
8	0,27 0,3 0,33	55 53 50

Таблиця 3. Міцність бетонів на розтяг при згині

Склад бетону за табл. 1	Середня міцність на розтяг при згині, МПа	В/Ц	Співвідношення міцності на стиск до міцності на розтяг	Клас бетону за міцністю на розтяг при згині
4	8,9-9,2 7,5-7,9 6,5-7,0	0,38 0,41 0,44	6,1 6,7 7,4	Btb6,8 Btb5,6 Btb4,8
5	8,4-8,8 7,4-7,6 6,4-6,8	0,42 0,45 0,48	6,2 6,8 7,3	Btb6,4 Btb5,6 Btb4,8
6	11,5 10,2-10,5 6,8-7,2	0,38 0,41 0,44	5,6 6 6,33	Btb8,0 Btb7,2 Btb4,8
7	9,0-9,3 8,0-8,3 6,8-7,2	0,27 0,3 0,33	6,0 6,8 7,4	Btb6,8 Btb6,0 Btb5,2
8	8,5-9,0 7,5-8,0 6,4-6,8	0,27 0,3 0,33	6,1 6,6 7,4	Btb6,4 Btb5,6 Btb4,8

Таблиця 4. Густина, міцність та модуль пружності бетонів нормального тверднення

Склад бетону за табл. 1	Середня густина, кг/м3	Міцність бетону, МПа,	Співвідно-шення Rк/Rпр	Модуль пружності, МПа
		кубикова (Rк)	призмова (Rпр)
4	2850	52	35	0,67	26500
5	3000	48	34	0,65	25000
6	3140	54	35	0,65	29000
7	3760	55	38	0,7	38500
8	5100	55	42	0,76	63000

Таблиця 5. Міцність бетону на осьовий розтяг

Склад бетону за табл. 1	В/Ц	Середня міцність бетону на осьовий розтяг, МПа	Співвідношення міцності на стиск до міцності на розтяг	Клас бетону за міцністю на осьовий розтяг
4	0,38 0,41 0,44	3,62 3,41 3,26	15,2 15,15 15,1	Bt3,2 Bt2,4 Bt2,4
5	0,42 0,45 0,48	4,07 3,91 3,85	13 12,9 12,6	Bt2,8 Bt2,8 Bt2,8
6	0,38 0,41 0,44	4,25 4,05 3,92	13,4 13,33 13,25	Bt3,2 Bt2,8 Bt2,8
7	0,27 0,3 0,33	4,57 4,16 3,77	12,25 13,2 13,8	Bt3,2 Bt2,8 Bt2,8
8	0,27 0,3 0,33	2,86 2,83 2,74	19,2 18,7 18,2	Bt2,0 Bt2,0 Bt2,0

Встановлено, що безусадні радіаційнозахисні бетони достатньо довговічні. Так, вони характеризуються морозостійкістю F200, водонепроникністю W6, водопоглинанням в межах 6-9 % для складів на чавунному пилу, а для чавунного дробу: 4-6 % (склад 7) і 2-2,5 % (склад 8).

Радіаційнозахисні бетони мають високу середню густину, так склади на чавунному пилу - 2,9-3,14 г/см3, а на чавунному дробу - 3,76 г/см3 (склад 7) та 5,1 г/см3 (склад 8), її значення зростають при збільшенні вмісту важкого заповнювача, зменшенні В/Ц, при використанні суперпластифікатора, заміні пилу на дріб.

Показано можливість керування процесом повзучості бетонів за рахунок застосування: виду цементу (усадний, безусадний), величини В/Ц, кількості заповнювача та його дисперсності, температури тверднення. При створенні відповідних рецептур можливе отримання радіаційнозахисних бетонів з повзучістю меншою або збереженою на тому ж рівні, що і у звичайних дрібнозернистих бетонів.

Четвертий розділ присвячено дослідженню радіаційнозахисних властивостей бетонів від дії іонізуючого гамма- та нейтронного випромінювання; радіонуклідного складу та наведеної активності даних бетонів після дії нейтронного випромінювання; радіаційної стійкості матеріалів в полях -випромінювання; стійкості бетонів під дією хімічної корозії.

Дослідження проводили на ядерному реакторі НЦ інституту ядерних досліджень НАН України при участі автора. Досліджували ослаблення інтенсивності потоку іонізуючого випромінювання при проходженні набору бетонних пластинок від одної до п'яти для кожного складу (рис. 1). При цьому були використані радіометр МКС-01Р з детекторами: БДКБ-01р (для дослідження потужності дози -випромінювання) та БДКН-03 (для реєстрації інтенсивності швидких та проміжних нейтронів).

Рис. 1. Геометрія розташування зразків та обладнання:

1 - контейнер

2 - джерело -випромінювання

3 - досліджувані зразки

4 - детектор

Результати вимірювань радіаційнозахисних властивостей бетонів показали, що ослаблення потужності дози -випромінювання як джерело якого використовувався ізотоп 137Сs, в спектрі якого переважає лінія з енергією Е=662 КеВ при вибраній геометрії досліду для досліджуваних серій зразків добре описується експоненціальним законом:

І=І0е-Х.

Отримані результати показали, що із всіх досліджених зразків, зразки бетонів складів 7 та 8 для -випромінювання мають найбільший лінійний коефіцієнт ослаблення - 0,2167 см-1 та 0,1558 см-1, відповідно та товщину шару половинного послаблення - 4,45 см та 3,2 см, відповідно і значить є більш ефективними. Це пов'язано з їх більш високими показниками щільності, що відповідає відомим закономірностям.

Дослідження радіаційнозахисних властивостей бетонів в полі нейтронного випромінювання, джерелом якого використовували ізотоп 252Сf з середньою енергією Е=2,5 МеВ показали, що вони мають високі захисні показники. Так, товщина шару половинного послаблення складає - 5,01-6,17 см і слабо залежить від складу. Також експерименти показали, що при вибраній геометрії дослідів залежність інтенсивності потоку нейтронів від товщини захисту досить добре описується експоненціальною залежністю: =0ехр(-Х/L).

З робіт А. Н. Комаровського, У. Я. Маргуліса та інших відомо, що під час опромінення бетонів, що містять металевий заповнювач, під дією нейтронного випромінювання утворюється вторинне -випромінювання з енергією до 7,7 МеВ. Тому потрібно було встановити наведену активність, яка виникає при опроміненні розроблених складів бетонів.

Дослідження радіонуклідного складу та активності радіаційнозахисних матеріалів після опромінювання в активній зоні ядерного реактору ВВРМ в „мокрому” каналі з щільністю потоку 5,1.1013 н/сек.см² протягом 275 год. при температурі до 50С показали, що зразки даного бетону мають невелику наведену активність, на 3-4 порядки нижче порівняно з природним хромом та залізом, якщо останні піддати дії нейтронного випромінювання. Найбільший вклад в активність зразків бетону дають радіонукліди 51Cr та 59Fe, які утворюються в активній зоні реактора за реакцією

(n,): 50Cr + (n,) 51Cr51V, та 58Fe + (n,) 59Fe 59Co.

Також були проведені дослідження радіаційної стійкості бетонів під дією гамма-випромінювання, яке створювалось промисловою -установкою стерилізації ІІІ з енергією випромінювання 1,25 МеВ і потужністю дози 2 Мрад/год на Білгород-Дністровському підприємстві ВАТ „Гемопласт”. Доза радіації бетону становила 109 рад, що відповідає дозі, яку може одержати бетон від радіоактивних відходів саркофагу ЧАЕС за 300 років. Дії гамма-випромінюванню піддавали бетони, що досягли віку 28 діб. Необхідну дозу 109 рад на цій -установці зразки одержали протягом 28 діб, а 108 рад - за 4-5 діб при температурі зразків 40С.

Результати випробувань показали, що міцність бетонів на стиск при поглинанні дози 108 і 109 рад не зменшилась, а зросла (табл. 6). Це можна пояснити тим, що інтенсифікація процесу структуроутворення матеріалу направлена на зростання їх міцності на стиск. Міцність бетону на згин (табл. 7) після дії іонізуючого випромінювання залежить від складу бетону і при застосуванні дисперсного заповнювача вона зростає, а при застосуванні чавунного дробу - не змінюється (склад 7) або зменшується в межах допустимих значень (склад 8).

Таблиця 6. Зміна міцності бетонів на стиск під дією гамма-випромінювання

Склад бетону за табл. 1	Міцність бетону на стиск, МПа,
	контрольних у віці, діб	при поглинанні дози, рад,
	28	56	108 у віці 32 діб	109 у віці 56 діб
4	51	52	51	52
5	51	51	52	52
6	53	54	54	55
7	48	49	48	49
8	64	66	67	70

Таблиця 7. Зміна міцності бетонів на згин під дією гамма-випромінювання

Склад бетону за табл. 1	Міцність бетону на згин, МПа,
	контрольних у віці, діб	що поглинули дозу, рад,
	28	56	108 у віці 32 діб	109 у віці 56 діб
4	1,6	1,85	1,85	2,3
5	1,2	1,3	1,3	1,4
7	1,2	1,2	1,2	1,2
8	0,93	0,94	1,00	0,76

За допомогою комплексу фізико-хімічних досліджень (термічний, електронномікроскопічний та рентгенофазовий аналізи) дослідили вплив гамма-випромінювання на структурні перетворення в'яжучого (портландцементу та ГІР-2 з добавкою) до і після випромінювання (рис. 3-8). Отримані результати РФА свідчать про аморфізацію продуктів гідратації цементного каменю після дії гамма-випромінювання. Це підтверджується зменшенням піків дифракційних відображень опроміненних зразків порівняно з неопроміненними. Особливо це стосується гідратних сполук, що видно з рис. 3, 4, кр. 2, 3 із зменшення піків з d= 0,359; 0,335; 0,33; 0,298; 0,254; 0,25; 0,187 нм, що відносяться до гідратних фаз. Найбільшому впливу дії гамма-випромінювання піддаються погано закристалізовані сполуки тоберморитової групи. Так, спостерігається значне зменшення інтенсивності піків з d=0,3038; 0,278; 0,246; 0,229; 0,21; 0,187 нм, що відносяться до тоберморитових новоутворень групи С-S-H (рис. 3, 4, кр. 1, 3). В той же час піки з d=0,359; 0,298; 0,254; 0,25; 0,22 нм (рис. 4, кр. 2, 3), що можна віднести до високоосновних гідросульфоферитів кальцію та змішаних високоосновних гідросульфоалюмінатів та гідроферитів кальцію після обробки в'яжучого гамма-випромінюванням зменшились не так сильно. Це підтверджує доцільність введення в ГІР-2 оксиду заліза та формування на його основі високоосновних гідросульфоферитів кальцію. Аморфізація цементного каменю до певної межі веде до росту міцності матеріалу на стиск, що підтверджується відомими даними про роль слабо закристалізованих речовин.

Ступінь аморфізації залежить від виду зв'язаної води. Для вивчення поведінки різних форм зв'язку води (механічно, фізико-механічно, фізико-хімічно та хімічно зв'язаної) під час опромінення цементу були проведені дослідження за допомогою термічного аналізу.

Аналіз даних ДТА показав, що в результаті гамма-випромінювання змінюється характер ендоефектів. Спостерігається їх зміщення в більш високотемпературну область. Це пояснюється вилученням частини зв'язаної води з гідратів в результаті обробки в'яжучого гамма-випромінюванням і характер вилучення води залежить від складу в'яжучого. Так, в зразках портландцементу після гамма-опромінення спостерігається значне зменшення вмісту механічно та фізико-механічно зв'язаної води, що вилучається при нагріванні до температури 200єС, а в ГІР-2 з добавкою втрати такої води після опромінення незначні. Це свідчить про більшу стійкість запропонованого в'яжучого до дії гамма-випромінювання. Після опромінення зразків портландцементу в температурному інтервалі 200-500єС спостерігається збільшення вмісту фізико-хімічно зв'язаної води, що зазвичай вилучається в цьому інтервалі, а для зразків на основі ГІР-2 з добавкою - навпаки, кількість води, що видаляється зменшується, оскільки цей температурний інтервал відповідає за розкладання гідроксиду кальцію. Отримання каменю з пониженим вмістом вільного вапна повинно вести до підвищення стійкості матеріалу під час агресивної дії хімічних сполук та дії гамма-опромінення. Отримані результати дослідження підтверджують переваги використання модифікованої в'яжучої речовини в складі радіаційнозахисних бетонів порівняно з використанням звичайного портландцементу.

Дані електронномікроскопічних досліджень показали, що неопромінені зразки портландцементу мають більш великі тріщини (ширина 0,3-0,6 мкм, довжина 40-70 мкм) ніж зразки на основі ГІР-2 з добавкою (ширина - 0,15-0,3 мкм, а довжина - 10-20 мкм). Після гамма-опромінення дозою 109 рад тріщини в портландцементному камені мають наскрізний характер, а у модифікованому ГІР-2 тріщини не є наскрізними і групуються навколо металевих включень, а також наявність в ньому мікрокремнезему, що виконує роль демпфуючої добавки, припиняє розвиток тріщини. Опромінення інтенсифікує процеси гідратації і у портландцементому каменю веде до утворення значної кількості „свіжого” добре закристалізованого портландиту, а у модифікованого ГІР-2 прискорює процеси зв'язування вільного вапна в гідросилікати кальцію та високоосновні гідросульфоферити кальцію.

Штукатурки рентгенкабінетів також повинні бути довговічними при дії традиційних корозійних факторів. Дослідження показали, що бетони на чавунних заповнювачах корозійностійкі. Так, коефіцієнт стійкості в розчинах: морської води складає 90-91 %, 3 % розчину MgSO4 - 47,5-54 %, 10 % розчину Na2SO4 - 44-51 %, 10 % розчину NaCl - 85,5-88,5 %. Це пояснюється зв'язуванням в тверднучому цементі вапна мікрокремнеземом та механо-активованими оксидами заліза, а також тим, що тверді розчини алюмоферитних гідратів, що утворюються в досліджуваних матеріалах, характеризуються підвищеною корозійною стійкістю.

Встановлено, що запропоновані бетони характеризуються низькими значеннями довготривалого вилуговування, так, в середовищі дистильованої води вилуговування майже відсутнє та складає 1,5.10-2 мг/см².добу, а в середовищі морської води її значення знаходяться в межах (1,7-4,2).10-2 мг/см².добу. Отримані результати пояснюються особливостями фазового складу цементного каменя. Встановлено, що дані бетони характеризуються високою щільністю, pH середовища більше 12, що приводить до запобігання корозії в них сталевої арматури. Так в повітряно-сухому середовищі, водопровідної води та розчину хлориду натрію корозійні втрати маси арматурою в даних бетонах відповідно становлять 2,31-2,65 г/см², 2,45-2,88 г/см² та 3,54-4,18 г/см².

Отримані результати досліджень дозволили перейти до розробки радіаційнозахисних покриттів, технології їх виготовлення та дослідного впровадження з визначенням економічної ефективності.

В п'ятому розділі представлено результати промислового впровадження та економічна ефективність дрібнозернистих безусадних бетонів як радіаційнозахисних штукатурок в рентгенкабінеті клінічної лікарні нафтопереробної промисловості м. Києва.

Розраховано необхідну товщину покриття із запропонованого бетону, яке забезпечить такі ж захисні властивості, як і штукатурка на баритовому заповнювачі товщиною 50 мм, її величина становить 81 мм.

В зв'язку зі зміною товщини захисного шару штукатурки на залізовміщувальному матеріалі запропоновано нове покриття товщиною 85 мм. Технологія її влаштування така: до огороджуючої конструкції (цегляної кладки) за допомогою анкерів кріпиться сітка „Рабиця”, після цього наносять 4 шари покриття товщиною 20-25 мм, причому нанесення наступного шару здійснюється після затверднення попереднього (на наступну добу). Після закінчення тверднення запропонованого покриття на його поверхню наноситься накривка з цементно-піщаного розчину, яка після витримування протягом 2 діб фарбується двома шарами фарби.

Виробництво цих бетонів у промислових умовах підтвердило їх технологічність та високі фізико-механічні характеристики. Порівняння результатів випробувань матеріалів, отриманих в лабораторних і промислових умовах, показало їх високу збіжність. Обстеження дослідно-промислової радіаційнозахисної штукатурки через 8 років експлуатації показало, що вона знаходиться в задовільному стані, відповідає всім діючим вимогам і може бути рекомендована для подальшої експлуатації. Техніко-економічні розрахунки показали високу ефективність запропонованого покриття. Економічний ефект при застосуванні розробленого покриття товщиною 85 мм порівняно з аналогом - баритовою штукатуркою товщиною 50 мм складає 20 %.

Висновки

1. Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання радіаційно- та корозійностійких дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах, стійких до довготривалої дії -випромінювання за рахунок формування структури матеріалу, що забезпечує за наявності демпфуючих добавок релаксацію радіаційних напружень при довготривалій дії -випромінювання та синтезу високоосновних гідросульфоферитів кальцію, що зберігають зв'язану воду при великих радіаційних навантаженнях і сприяють стійкості в корозійних середовищах.

2. Встановлено, що розроблені бетони мають показники товщини шару половинного послаблення для -випромінювання ізотопу 137Cs з енергією Е=662 кеВ - 3,20-5,29 см, і для нейтронного випромінювання 252Cf з енергією Е=2,5 МеВ - 5,01-6,17 см. Наведена активність радіаційнозахисних бетонів після їх опромінення нейтронами на 3-4 порядки нижча порівняно з природним хромом та залізом. Отримані результати підтверджують відомі закономірності про вплив складу бетону на його радіаційнозахисні властивості. Для експлуатації в полях сумісної дії нейтронного та гамма-випромінювань найбільш доцільно використовувати дрібнозернисті бетони, в яких товщина шару половинного ослабнення для гамма- та нейтронного випромінювань збігаються або мають близькі значення.

3. Встановлено, що досліджувані бетони радіаційностійкі в полях гамма-випромінювання при дозі до 1000 Мрад. Вони характеризуються ростом міцності на стиск та стабільними значеннями міцності на розтяг при згині. Комплексом фізико-хімічних досліджень (рентгенофазовим, термографічним та електронно-мікроскопічним аналізами) показано, що під дією гамма-випромінювання аморфізується структура продуктів гідратації цементного каменю, ступінь якої залежить від виду зв'язаної води: в першу чергу виділяється найменш зв'язана вода. Показано, що синтез добре закристалізованих новоутворень типу AFm- та AFt-фаз веде до підвищення радіаційної стійкості бетону.

4. Доведено, що запропоновані безусадні бетони на чавунних заповнювачах більш стійкі до дії різних агресивних середовищ ніж на рядовому та сульфатостійкому портландцементах. Це пояснюється тим, що в розроблених матеріалах портландит, який утворюється при гідратації, зв'язується як мікрокремнеземом, так і механоактивованими оксидами заліза, які входять до складу в'яжучої речовини. Тверді розчини алюмоферитних гідратів, що утворюються в таких бетонах, характеризуються підвищеною корозійною стійкістю порівняно з індивідуальними фазами. Вилуговування іонів кальцію з бетонів в середовищі дистильованої води складає 1,5.10-2 мг/см².добу, а в середовищі морської води її значення знаходяться в межах (1,7-4,2).10-2 мг/см².добу. Коефіцієнт стійкості бетонів в середовищах: морської води складає 90-91 %, 3 % розчину MgSO4 - 47,5-54 %, 10 % розчину Na2SO4 - 44-51 %, 10 % розчину NaCl - 85,5-88,5 %.

5. Встановлено, що сталева арматура в запропонованих бетонах знаходиться в пасивному стані, що пояснюється як високою щільністю матеріалу, так і pH середовища, яке складає 12-12,5.

6. Розроблені технологічні параметри одержання радіаційнозахисних бетонів. Встановлено, що перемішування таких сумішей необхідно збільшити в часі на 33 % для досягнення однорідності суміші однакової зі звичайними складами на портландцементі, тому тривалість перемішування сумішей на надважких заповнювачах складатиме 4-5 хв, для чого необхідно використовувати бетонозмішувачі примусової дії з підсиленим валом і підвищеною потужністю електродвигуна. Товщина укладеного шару залежно від В/Ц для бетонів на чавунному пилу не повинна перевищувати 30 см, а для матеріалів на чавунному дробу - 21 см. Встановлено, що оптимальна частота їх віброущільнення знаходиться в межах f=130-140 Гц, при цьому для жорстких сумішей час ущільнення зменшується на 75-85 % порівняно зі стандартною частотою 50 Гц. Рекомендовано амплітуду віброущільнення А=0,15-0,4 мм для даних дрібнозернистих сумішей. Оптимальна температура ізотермічного прогрівання досліджених бетонів складає 60С.

7. Встановлено фізико-механічні властивості розроблених радіаційнозахисних бетонів. Так, запропоновані матеріали характеризуються залежно від В/Ц середньою міцністю на стиск 50-55 МПа. Класами за водонепроникністю - не менше W6, за морозостійкістю - F200. Класами міцності бетонів: на розтяг при згині Btb4,8-7,2; на осьовий розтяг Bt2,0-3,2. Водопоглинання даних матеріалів знаходиться в межах 4-9 %. За зносостійкістю досліджувані бетони відносяться до матеріалів середньої стиранності. Міцність анкерування арматури гладкого профілю складає 4,2-4,66 МПа, а періодичного - 4,92-6,5 МПа, що на 1,5-33 % вище ніж у еталона. Модуль пружності радіаційнозахисних бетонів на чавунному пилі складає 26500-29000 МПа, а на чавунному дробу - 38500-63000 МПа. Їх середня густина відповідно складає: 2,9-3,14 г/см3 та 3,76-5,1 г/см³.

8. Показано можливість керування процесом повзучості безусадних бетонів на чавунних заповнювачах за рахунок застосування: виду цементу (усадний, безусадний), величини В/Ц, кількості заповнювача та його дисперсності, температури тверднення. При створенні відповідних рецептур можливе отримання радіаційнозахисних матеріалів з повзучістю меншою або на тому ж рівні, що і у звичайних дрібнозернистих бетонів.

9. Розроблені монолітні покриття з дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах, товщиною залежно від необхідного ступеня послаблення -випромінювання, технологія їх улаштування та виготовлена дослідна партія таких покриттів.

10. Обстеження дослідно-промислового покриття з радіаційнозахисної штукатурки через 8 років експлуатації показало, що вона знаходиться в задовільному стані, відповідає всім діючим вимогам і може бути рекомендована для подальшої експлуатації. Виконані техніко-економічні розрахунки показали їх високу ефективність. Економічний ефект при застосуванні розробленого покриття порівняно з аналогом - баритовими штукатурками складає - 20 %.

Основні положення дисертації викладено в роботах

1. Шейніч Л. О. Будівельно-технічні властивості радіаційнозахисних композицій з підвищеною температурою застосування / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Будівельні конструкції. - 1998. - Вип. 49. - С. 114-119.

2. Шейнич Л. А. Радиационнозащитные бетоны на основе модифицированного портландцемента и чугунного заполнителя / Л. А. Шейнич, Д. В. Анопко, А. А. Непейвода // Оптимизация в материаловедении. -1999. - С. 88.

3. Непийвода А. А. Деякі технологічні параметри виготовлення радіаційнозахисних бетонів / А. А. Непийвода, Д. В. Анопко // Будівельні конструкції. -1999. - Вип. 50. - С. 363-364.

4. Дослідження радіаційнозахисних властивостей бетонів для підземного будівництва / Шеваль В. М., Вознюк П. О., Трачевський С. Є., Шейніч Л. О., Непийвода А. А., Анопко Д.В. // Основи і фундаменти. -1999. - Вип. 25. - С. 43-47.

5. Непийвода А. А. Режими формування сумішей радіаційнозахисних бетонів / А. А. Непийвода, Л. О. Шейніч, Д. В. Анопко, В. М. Лахтадир // Будівництво України. - 1999. - № 5. - С. 21-24.

6. Непийвода А. А. Режими приготування та пошарового віброущільнення сумішей радіаційнозахисних бетонів / А. А. Непийвода, Л. О. Шейніч, В. М. Лахтадир, Д. В. Анопко // Будівництво України. - 2000. - № 1. - С. 27-29.

7. Непийвода А. А. Дія агресивних середовищ на властивості радіаційнозахисних бетонів / А. А. Непийвода, Л. О. Шейніч // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка. - 2000. - Вип. 15. - С. 44-47.

8. Непийвода А. А. Дослідження захисних властивостей спеціальних бетонів по відношенню до стальної арматури та їх довготривалого вилуговування. / А. А. Непийвода, Ю. М. Зенченко // Будівельні конструкції. - 2000. - Вип. 52. - С. 307-312.

9. Шейніч Л. О. Дослідження будівельно-технічних властивостей температуростійких радіаційнозахисних бетонів / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Будівництво України. - 2001. - № 6. - С. 22-24.

10. Шейніч Л. О. Радіаційна стійкість безусадних портландцементних бетонів / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Бетон и железобетон в Украине. - 2001. - № 2. - С. 2-5.

11. Шейніч Л. О. Повзучість та деформативність бетонів на дрібному чавунному заповнювачі / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Бетон и железобетон в Украине. - 2001. - № 3. - С. 11-15.

12. Шейнич Л. А. Радиационнозащитные бетоны на дисперсных чугунных заполнителях / Л. А. Шейнич, Д. В. Анопко, Т. П. Мирошник, А. А. Непейвода // Бетон на рубеже третьего тысячелетия. - 2001. - С. 1068-1073.

13. Шейніч Л. О. Дослідження радіаційних характеристик спеціальних бетонів в полях іонізуючого випромінювання / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Вісник ВПІ. - 2002. - № 4. - С. 27-31.

14. Шейнич Л. А. Специальные бетоны для защиты окружающей среды от ионизирующих излучений объекта „Укрытие” / Л. А. Шейнич, Д. В. Анопко, Т. П. Мирошник, А. А. Непейвода // Проблеми Чорнобиля. - 2002. - Вип. 10, Ч.1. - С. 411-415.

15. Шейніч Л. О. Радіаційнозахисні властивості спеціальних бетонів в полях гамма- та нейтронного випримінювання / Л. О. Шейніч, А. А. Непийвода // Будівельні конструкції. - 2009. - Вип. 72. - С. 202-209.

Анотація

Непийвода А. А. Дрібнозернисті безусадні бетони на чавунних заповнювачах для захисту від іонізуючого випромінювання. - Рукопис.

Рукопис дисертації подано на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Вінницький національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Вінниця, 2010.

В дисертаційній роботі розроблено склади ефективних дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах для захисту від іонізуючого випромінювання та досліджено їх властивості. Так вони характеризуються високими радіаційнозахисними властивостями. Так товщина шару половинного послаблення -випромінювання ізотопу 137Cs з енергією Е=662 кеВ - 3,20-5,29 см, а нейтронного випромінювання ізотопу 252Cf з енергією Е=2,5 МеВ - 5,01-6,17 см. Бетони мають низьку наведену активність після опромінення нейтронами. Вони радіаційностійкі в полях гамма-випромінювання при дозі 1000 Мрад, мають високу корозійну стійкість і характеризуються високими фізико-механічними властивостями. Розроблено основи технології та визначено основні параметри одержання радіаційнозахисних бетонів.

Ключові слова: дрібнозернисті безусадні бетони, портландцемент, чавунний заповнювач, мікрокремнезем, ГІР-2, хімічно зв'язана вода, радіаційнозахисне покриття, радіаційностійкий матеріал.

Аннотация

Непейвода А. А. Мелкозернистые безусадочные бетоны на чугунных заполнителях для защиты от ионизирующего излучения. - Рукопись.

...