PL197206B1 - Antyradiacyjny materiał budowlany - Google Patents

Abstract

Antyradiacyjny materiał budowlany, zawierający modyfikowane spoiwo siarkowe, znamienne tym, że w swoim składzie ma spoiwo w postaci siarki modyfikowanej w ilości 30-35% masy, napełniacze mineralne w postaci zeolitów albo perlitów w ilości 30-40%, wypełniacze - odpady produkcji szkieł optycznych w ilości 30-40% i komponent zbrojeniowy w postaci włókien szklanych w ilości 1,5-2,5% masy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest antyradiacyjny materiał budowlany w postaci betonu a dokładniej siarkobetonu, który może być wykorzystany do ochronnego działania i osłabienia miękkiego promieniowania alfa i beta oraz twardego promieniowania gamma i beta małej energii.

Znane i stosowane są betony, w skład których wchodzą: cement, piasek i żwir. Takie betony charakteryzują się wysokim przenikaniem gazu, które powoduje brak ochrony biologicznej od promieniowania miękkiego, oraz niedostateczną ilością wodoru dla efektywnej ochrony od promieniowania twardego małej energii.

Znane jest wykorzystanie siarki jako spoiwa termoplastycznego do produkcji betonów odpornych na korozję, przeznaczonych do eksploatacji w środowiskach agresywnych. Skład takiego betonu jest następujący: siarka 10-12%, mączka kwarcowa 12-15%, piasek 20-24%, żwir 48-52%. Przy takim składzie komponentów betony siarkowe nie mogą być wykorzystane do efektywnej ochrony przed promieniowaniem jonizującym, ponieważ charakteryzują się niedostatecznie wysokimi współczynnikami osłabienia promieniowania gamma.

Najbardziej bliskim wynalazku jest następujący skład betonu siarkowego: około 80% żwiru kwarcowego o frakcji od 0-16 mm i gęstości około 980 kg/m³, ok. 12% mączki kwarcowej, oraz 7-15% spoiwa siarkowego w postaci siarki modyfikowanej 5% mieszaniną styrenu i węglowodorów olefinowych (etylenowych).

Według wynalazku antyradiacyjny materiał budowlany zawiera spoiwo w postaci siarki modyfikowanej w ilości 30-35% masy, napełniacze mineralne w postaci zeolitów albo perlitów w ilości 30-40%, wypełniacze - odpady produkcji szkieł optycznych w ilości 30-40% i komponent zbrojeniowy w postaci włókien szklanych w ilości 1,5-2,5% masy.

Efektywność ochrony od promieniowania jonizującego była oceniana wielkością współczynnika osłabienia promieniowania gamma i wytrzymałością promieniotwórczą proponowanego składu kompozytowego. Optymalny skład materiału miał następujące wskaźniki: współczynnik osłabienia promieniowania gamma, który wynosił 0,32-0,34 cm¹, współczynnik wytrzymałości promieniotwórczej

- 0,98-0,99. Wysoki stopień pochłaniania promieniowania gamma wyjaśnia się właściwościami ochronnymi modyfikowanej siarki, zawierającej atomy wodoru i węgla i obecnością w odpadach produkcji szkła - tlenku ołowiu, który ma właściwości wysokiego pochłaniania promieniowania jonizującego.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony bliżej w przykładach wykonania:

P r z y k ł a d I

W reaktorze z mieszalnikiem pionowym do roztopionej siarki technicznej (odgrywającej rolę spoiwa termoplastycznego) w ilości 30% masy, przy temperaturze 150°C wprowadza się modyfikator dwucyklopentadien (C₁₀H₁2) w ilości 5% masy (który jest stabilizatorem polimerowej modyfikacji siarki), gdzie przy ciągłym mieszaniu zachodzi reakcja kopolimeryzacji siarki z modyfikatorem. Potem do modyfikowanej roztopionej masy siarkowej dodaje się przy mieszaniu kolejno; napełniacz mineralny w postaci zmielonego zeolitu o powierzchni jednostkowej 300-450 cm²/kg o składzie chemicznym (SiO2 - 47*59%. Al₂O3 - 16*26%. CaO - 0* 11%, Na₂O - 0* 11%, K₂O - 0*3%, BaO - 0* 11%, H₂O - 144-22%) w ilości 40% masy. który spełnia rolę domieszki mineralnej tworzącej strukturę i modyfikującej siarkę, drobny wypełniacz - w postaci flinty tj. odpadu przemysłu szkieł optycznych o składzie chemicznym (PbO - do 70%, SiO2 - do 25%, pozostałe - tlenki A^Os, Na2O, K2O do 1,3%) w ilości 30% masy, gdzie znaczna zawartość PbO sprzyja zdolności pochłaniania radiacyjnego promieniowania gamma, komponent zbrojeniowy - w postaci odcinków włókna szklanego borokrzemianowego o długości 30-40 mm przy zawartości objętościowej w mieszance równej 1,5% masy.

Wszystkie te składniki czyli: napełniacz mineralny, drobny wypełniacz oraz komponent zbrojeniowy zostały podgrzewa się do temperatury stopionej masy siarkowej. Wszystkie składniki miesza się dokładnie, w celu uzyskania jednolitej masy w podgrzewanym mieszalniku (z automatyczną kontrolą temperatury).

P r z y k ł a d II

W reaktorze z mieszalnikiem pionowym do roztopionej siarki technicznej (odgrywającej rolę spoiwa termoplastycznego) w ilości 35% masy, przy temperaturze 150°C wprowadza się modyfikator

- dwucyklopentadien <C₁₀H₁2> w ilości 5% masy (który jest stabilizatorem polimerowej modyfikacji siarki), gdzie przy ciągłym mieszaniu zachodzi reakcja kopolimeryzacji siarki z modyfikatorem. Potem do modyfikowanej roztopionej masy siarkowej dodaje się przy mieszaniu kolejno; napełniacz mineralny

- w postaci zmielonego perlitu (zawierający w większości SiO2 i A^Os oraz niewielkie ilości Fe2O3,

PL 197 206 B1

MgO i innych tlenków) w ilości 30% masy, który spełnia rolę domieszki mineralnej (drobnoziarnistej) tworzącej strukturę i modyfikującej siarkę, drobny wypełniacz - w postaci flinty tj. odpadu przemysłu szkieł optycznych o składzie chemicznym (PbO - do 70%, SiO2 - do 25%, pozostałe - tlenki A^O3, Na2O, K2O do 1,3%) w ilości 35% masy, gdzie znaczna zawartość PbO sprzyja zdolności pochłaniania radiacyjnego promieniowania gamma, komponent zbrojeniowy - w postaci odcinków włókna szklanego borokrzemianowego o długości 30-40 mm przy zawartości objętościowej w mieszance równej 2,5% masy. Wszystkie te składniki czyli: napełniacz mineralny, drobny wypełniacz oraz komponent zbrojeniowy podgrzewa się do temperatury stopionej masy siarkowej. Wszystkie składniki miesza się dokładnie, w celu uzyskania jednolitej masy w podgrzewanym mieszalniku (z automatyczną kontrolą temperatury).

Otrzymaną mieszankę wykorzystuje się do stworzenia ochronnych elementów monolitycznych lub wypełnia się formy i wykonuje się wyroby z betonu siarkowego według znanej już technologii.

Claims (1)

1. Antyradiacyjny materiał budowlany, zawierający modyfikowane spoiwo siarkowe, znamienne tym, że w swoim składzie ma spoiwo w postaci siarki modyfikowanej w ilości 30-35% masy, napełniacze mineralne w postaci zeolitów albo perlitów w ilości 30-40%, wypełniacze - odpady produkcji szkieł optycznych w ilości 30-40% i komponent zbrojeniowy w postaci włókien szklanych w ilości 1,5-2,5% masy.