RU2117645C1 - Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" - Google Patents
Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117645C1 RU2117645C1 RU96117551A RU96117551A RU2117645C1 RU 2117645 C1 RU2117645 C1 RU 2117645C1 RU 96117551 A RU96117551 A RU 96117551A RU 96117551 A RU96117551 A RU 96117551A RU 2117645 C1 RU2117645 C1 RU 2117645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- filler
- strength
- superplasticizer
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00767—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00862—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for nuclear applications, e.g. ray-absorbing concrete
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/29—Frost-thaw resistance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Бетонная смесь "Бетоносин-С, сорбирующий" относится к бетонам, защищающим от ионизирующих излучений и бетонам-консервантам, применяемым при отверждении радиоактивных отходов. Техническими результатами являются повышение радиационной стойкости бетона, снижение проницаемости, увеличение плотности, прочности и долговечности при сохранении высокой подвижности смеси, в сочетании со способностью к сорбции долгоживущих изотопов. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 36 - 40, модифицирующую добавку - аморфный микрокремнезем 6,8 - 8, заполнитель - шунгизит 36 - 40, наполнитель - цеолит 3 - 6, воду 11 - 13, суперпластификатор 0,8 - 1,0. Бетонная смесь обеспечивает получение материала с прочностью в 28 суточном возрасте не ниже 65 МПа, водонепроницаемостью не ниже W - 12, имеющего коэффициент воздухопроницаемости в пределах (3,5 - 4) • 10-10 м/с, морозостойкость свыше F-300, хорошо сорбирующего и удерживающего изотопы Sr-90, Cs-137, Pu-239, Am-241. 2 табл.
Description
Изобретение относится к защитным бетона, преимущественно от ионизирующего излучения, а также к бетонам-консервантам, применяемым в качестве отверждающих смесей, при установке защитных укрытий, при бетонировании радиационно-опасных объектов.
Технологические разработки носят пионерный характер, поэтому в качестве аналогов и прототипа используются бетонные смеси, имеющие иной состав.
Известно техническое решение по авт. св. СССР N 1423527 (кл. C 04 B 28/00, опубл. 15.09.88), где в бетонную смесь, состоящую из цемента, песка, суперпластификатора на основе натриевой соли, для улучшения структурных характеристик, снижения теплопроводности и повышения прочности бетона при сохранении удобоукладываемости, дополнительно вводится карбонат калия.
Другие известные смеси на основе портландцемента, путем добавки в них тех или иных компонентов, решают ту или иную задачу частного порядка (Венюа М. Цементы и бетоны в строительстве. Перевод с французского. - М.: Стройиздат, 1980, с. 415).
Известны бетонные смеси на основе портландцемента, используемые для тех же целей, что и защищаемая композиция. В их состав входят серпентинитовый наполнитель, заполнитель-щебень из плотных скальных пород, модифицирующая добавка, например, зола-унос и вода (В.Б. Дубровский и др. Строительные материалы и конструкции для защиты от ионизирующего излучения. - М.: Строитель, 1983, с. 240). Эти бетонные смеси близки к заявляемой и выбраны в качестве прототипа. Серпентинитовые бетоны из этих смесей, снижая количество воды затворения, существенно ограничивают радиолиз воды и обеспечивают радиационную защиту, однако не позволяют получить необходимые показатели по водонепроницаемости и газопроницаемости.
Техническим результатами изобретения является достижение радиационной стойкости бетонной смеси до 6000 Мрад, существенное улучшение таких показателей, как водонепроницаемость и газопроницаемость, создание состава, обладающего достаточной прочностью и высокой долговечностью, в сочетании со способностью к сорбции долгоживущих изотопов, обеспечивающего возможность пассивной защиты металлических конструкций от коррозии, надежность даже в агрессивных средах, нетоксичность, пожаро- и взрывобезопасность, наличие доступных компонентов и обладание пригодностью к механизированной укладке. Бетонная смесь должна быть нерасслаивающейся, однородной, обладать текучестью, позволяющей заполнять конструктивные объемы сложной конфигурации.
Для решения поставленной задачи к защите предложена бетонная смесь, включающая портландцемент, модифицирующую добавку, заполнитель, наполнитель и воду, причем она содержит в качестве модифицирующей добавки аморфный микрокремнезем, в качестве заполнителя - шунгизит, в качестве наполнителя - цеолит и дополнительно суперпластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 36-40
Аморфный микрокремнезем - 6,8-8
Шунгизит - 36-40
Суперпластификатор - 0,8-1,0
Цеолит - 3-6
Вода - 11-13
Новыми компонентами в смеси являются аморфный кремнезем, шунгизит (заполнитель), цеолит (наполнитель) и суперпластификатор.
Портландцемент - 36-40
Аморфный микрокремнезем - 6,8-8
Шунгизит - 36-40
Суперпластификатор - 0,8-1,0
Цеолит - 3-6
Вода - 11-13
Новыми компонентами в смеси являются аморфный кремнезем, шунгизит (заполнитель), цеолит (наполнитель) и суперпластификатор.
Присутствие в смеси аморфного микрокремнезема в указанном количестве, наряду с увеличением прочности и долговечности состава, путем модификации его структуруы, позволяет связать в маслорастворимые соединения такие долгоживущие изотопы, как Sr-90, Pu-239, Am-241. Частицы аморфного микрокремнезема, обладая высокой удельной поверхностью (24 м2/г) и хорошей растворимостью, реагируют в поровом пространстве с гидроокисью кальция, связывая последнюю в труднорастворимый низкоосновный гидросиликат. Благодаря этому в структуре бетона возникает система тончайших микропор, проницаемых для газов, но практически непроницаемых для жидкостей, увеличивается плотность бетона, его прочность и долговечность. Передозировка аморфного микрокремнезема свыше заявленного приводит к росту водопотребности смеси и снижению прочности.
Присутствие в составе бетонной смеси шунгизита, обладающего свойствами сильного восстановителя, в заявленном количестве позволяет повысить эффективность и долговечность защитных свойств бетона. В процессе твердения бетона поры шунгизита постепенно заполняются гелеобразными продуктами гидратации, надежно закупоривая попавшие в них радиоактивные продукты распада. При этом прочность увеличивается, а проницаемость уменьшается.
Присутствие в составе цеолита в указанном количестве позволяет значительно уменьшить вымывание из состава такого долгоживущего изотопа, как Sr-137. Наиболее эффективный в данном случае является клиноптилолит, представляющий собой высококремнеземистый цеолит группы гейландита. Цеолиты имеют сравнительно низкую прочность, поэтому их применение в количествах, превышающих заявленные, может повлечь за собой существенное снижение прочности состава. Наибольший сорбирующий эффект достигается в случае применения молотого клиноптилолита, имеющего удельную поверхность (0,3-0,4) м2/г.
Присутствие в составе бетонной смеси суперпластификатора в указанном количестве позволяет снизить водопотребность смеси и, как следствие, увеличить прочность и водонепроницаемость композита. Передозировка суперпластификатора свыше заявленного приводит к неоправданному удорожанию смеси.
Таким образом, совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает достижение указанного технического результата, т.е. получение бетона с улучшенными показателями долговечности, прочности, газопроницаемости, водонепроницаемости и сорбирующей способности.
Технология приготовления защитного бетона включает следующие операции: в бетономешалке перемешиваются цемент, аморфный микрокремнезем, заполнитель и наполнитель. Отдельно в воду затворения вводится суперпластификатор. В случае применения сухого суперпластификатора необходимо осуществлять перемешивание до полного растворения последнего. Дозирование суперпластификатора осуществляется по весу, в пересчете на сухое вещество. Затворение смеси осуществляется после окончания перемешивания компонентов. После затворения смесь перемешивается в бетономешалке принудительного действия 3-4 мин. Промежуток времени между затворением и укладкой смеси не должен превышать 45 мин. В противном случае действие суперпластификатора ослабнет и значительно ухудшится удобоукладываемость.
Портландцемент - широко распространенный материал, промышленный выпуск которого осуществляется целым рядом цементных заводов, например Пикалевским.
Микрокремнезем - побочный продукт производства, получаемый в больших количествах на заводах по выпуску ферросилиция, например Челябинский и Новокузнецкий заводы ферросплавов.
Шунгизит - искусственный материал, получаемый при обжиге природного материала - шунгита, широко распространенного на территории Карелии, например Ковдорское месторождение на Кольском полуострове.
Клиноптилолит - природный материал, широко распространенный на территории Российской Федерации, например месторождения в Брянской, Курской и Орловской областях.
Конкретные примеры смесей с максимальным, оптимальным и минимальным содержанием компонентов представлены в табл. 1.
При соотношениях, меньше минимальных, не обеспечиваются необходимые качества бетонной смеси и надежность защиты бетона, бетон становится неудобоукладываемым.
При значениях, превышающих максимальные, наблюдается расслоение бетона, помимо этого, использование компонентов в таких количествах экономически нецелесообразно. Таким образом, из табл. 1 видно, что конкретным примером применения смеси "Бетоносил-С" может служить смесь оптимального состава (смотри вариант 2 табл. 1), в которой компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Портландцемент (Пикалевского завода, М-500) - 38
Аморфный микрокремнезем (пыль рукавных фильтров Челябинского завода ферросплавов) - 7,2
Шунгизит (песок Петрозаводского завода) - 38,9
Суперпластификатор (С-3) - 0,9
Цеолит (клиноптилолит) - 3,5
Вода - 11,5
Экспериментальные показатели свойств защищаемого состава, в сравнении с известным составом, представлены в табл. 2.
Портландцемент (Пикалевского завода, М-500) - 38
Аморфный микрокремнезем (пыль рукавных фильтров Челябинского завода ферросплавов) - 7,2
Шунгизит (песок Петрозаводского завода) - 38,9
Суперпластификатор (С-3) - 0,9
Цеолит (клиноптилолит) - 3,5
Вода - 11,5
Экспериментальные показатели свойств защищаемого состава, в сравнении с известным составом, представлены в табл. 2.
Применение бетонной смеси, приготовленной из предложенных компонентов, в заявленном соотношении позволяет получить защитный материал со стабильными во времени свойствами, имеющий прочность на сжатие в 28-суточном возрасте не ниже 65 МПа, водонепроницаемость не ниже W - 12, коэффициент фильтрации воздуха в пределах (3,5-4)•10-10 м/с, морозостойкость свыше F - 300, хорошо сорбирующий и удерживающий изотопы Sr-90, Cs-137, Pu-239, Am-241. Такой состав может быть использован в качестве консерванта при выводе из эксплуатации и длительном хранении ядерно- и радиационно опасных объектов.
Claims (1)
- Бетонная смесь, включающая портландцемент, модифицирующую добавку, заполнитель, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модифицирующей добавки - аморфный микрокремнезем, в качестве заполнителя - шунгизит, в качестве наполнителя - цеолит и дополнительно - суперпластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 36 - 40
Аморфный микрокремнезем - 6,8 - 8
Шунгизит - 36 - 40
Цеолит - 3 - 6
Вода - 11 - 13
Суперпластификатор - 0,8 - 1,0т
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117551A RU2117645C1 (ru) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117551A RU2117645C1 (ru) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2117645C1 true RU2117645C1 (ru) | 1998-08-20 |
RU96117551A RU96117551A (ru) | 1999-01-20 |
Family
ID=20185021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96117551A RU2117645C1 (ru) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2117645C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476395C1 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Комплексный органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов |
US8440108B2 (en) | 2005-12-06 | 2013-05-14 | Co-Operations, Inc. | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation |
RU2497769C2 (ru) * | 2008-03-03 | 2013-11-10 | Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани | Самовыравнивающаяся цементная композиция с контролируемой скоростью развития прочности и сверхвысокой прочностью при сжатии после затвердения и изделия из нее |
-
1996
- 1996-08-30 RU RU96117551A patent/RU2117645C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дубровский В.Б. и др. Строительные материалы и конструкции для защиты от ионизирующего излучения.т- М.: Строитель, 1983, с.240. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8440108B2 (en) | 2005-12-06 | 2013-05-14 | Co-Operations, Inc. | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation |
USRE46797E1 (en) | 2005-12-06 | 2018-04-17 | Co-Operations, Inc. | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation |
USRE48014E1 (en) | 2005-12-06 | 2020-05-26 | Co-Operations, Inc. | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation |
RU2497769C2 (ru) * | 2008-03-03 | 2013-11-10 | Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани | Самовыравнивающаяся цементная композиция с контролируемой скоростью развития прочности и сверхвысокой прочностью при сжатии после затвердения и изделия из нее |
RU2476395C1 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Комплексный органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4615643A (en) | Method of sealing off a mass of waste stock containing metal cations | |
US6620236B2 (en) | Material, and method of producing it, for immobilizing heavy metals later entrained therein | |
PL189796B1 (pl) | Sposób kapsułkowania niebezpiecznego materiału odpadowego | |
ES2619689T3 (es) | Aglomerante y su uso para el acondicionamiento de residuos que contienen aluminio metálico | |
JPS58131600A (ja) | 放射性廃棄物を地中に貯蔵する方法 | |
CN113845329A (zh) | 一种隧道衬砌混凝土抗溶蚀外加剂、其制备方法及应用 | |
RU2117645C1 (ru) | Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий" | |
JP3183989B2 (ja) | 汚染物質の拡散を防ぐバリヤー製造用組成物及びバリヤーの製造方法 | |
JPH0140320B2 (ru) | ||
RU2627690C1 (ru) | Способ кондиционирования воды, содержащей тритий | |
Toyohara et al. | Iodine sorption onto mixed solid alumina cement and calcium compounds | |
RU2706019C1 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих, в том числе, изотопы трития | |
Jantzen | Radioactive Waste‐Portland Cement Systems: II, Leaching Characteristics | |
RU2107049C1 (ru) | Бетонная смесь | |
JPH0656494A (ja) | 核種吸着セメント組成物 | |
RU2200995C2 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов | |
RU2214011C2 (ru) | Способ иммобилизации жидких радиоактивных отходов | |
Atabek et al. | Nuclear waste immobilization in cement-based materials: Overview of French studies | |
RU2437178C1 (ru) | Способ цементирования отработанных радиоактивных масел | |
RU2720463C1 (ru) | Наномодифицированный магнезиальный цемент | |
RU2132309C1 (ru) | Цементирующий состав капиллярного действия "акваблок плюс" | |
JP5752306B1 (ja) | 放射性物質移行抑制方法 | |
JP3456780B2 (ja) | 放射性ヨウ素の固定化方法 | |
JPH0415288A (ja) | シラス土壌の改良材及び改良方法 | |
RU2055409C1 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов аэс |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070831 |