Композиция для изготовления радиационно-защитных строительных материалов
Владельцы патента RU 2319676:
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления строительных деталей и изделий, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений. Технический результат - повышение средней плотности, снижение водопоглощения, а также трудо- и энергоемкости при изготовлении материала. 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. В качестве наполнителя используют двухфракционную 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. 2 табл.
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 |
