RU2250883C2 - Binder for production of radiation-protective materials - Google Patents

Binder for production of radiation-protective materials Download PDF

Info

Publication number
RU2250883C2
RU2250883C2 RU2003110494/03A RU2003110494A RU2250883C2 RU 2250883 C2 RU2250883 C2 RU 2250883C2 RU 2003110494/03 A RU2003110494/03 A RU 2003110494/03A RU 2003110494 A RU2003110494 A RU 2003110494A RU 2250883 C2 RU2250883 C2 RU 2250883C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
binder
sulfur
paraffin
average density
Prior art date
Application number
RU2003110494/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110494A (en
Inventor
А.П. Прошин (RU)
А.П. Прошин
Е.В. Королев (RU)
Е.В. Королев
С.А. Болтышев (RU)
С.А. Болтышев
О.В. Королева (RU)
О.В. Королева
Original Assignee
Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU2003110494/03A priority Critical patent/RU2250883C2/en
Publication of RU2003110494A publication Critical patent/RU2003110494A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2250883C2 publication Critical patent/RU2250883C2/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: sulfur binders used for manufacture of sulfur concrete for protection against radiation and filling seams of linings, equipment and building structures working under conditions of ionizing radiation.
SUBSTANCE: proposed binder contains, mass-%: sulfur, 45.75-46.49; baryta at specific surface of 250 sq m/kg and average density of 4350 kg/m, 51.96-52.8; reinforcing additive (asbestos fiber), 0.23-1.83; modifying additive (paraffin), 0.46-0.47.
EFFECT: enhanced radiation protective properties of binder.
2 tbl

Description

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может быть использовано для изготовления серного бетона, предназначенного для защиты от радиации, а также для заливки швов футеровки, аппаратуры и строительных конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия ионизирующих излучений.The invention relates to compositions of sulfur binders and can be used for the manufacture of sulfur concrete, intended for protection against radiation, as well as for pouring the joints of the lining, equipment and building structures, operating under conditions of exposure to ionizing radiation.

Известна композиция для изготовления строительных изделий (а.с. №1085958, С 04 В 19/06, С 04 В 43/12), включающая, мас.%:A known composition for the manufacture of building products (and.with. No. 1085958, C 04 V 19/06, C 04 V 43/12), including, wt.%:

Головки плавок серы - 50,0...55,0Smelting heads - 50.0 ... 55.0

Трисульфидпиперидин - 1,0...1,1Trisulfide piperidine - 1.0 ... 1.1

Костра льняная - 8,0...10,0Flax fire - 8.0 ... 10.0

Молотый кварцевый песок - 35,0...40,0Ground quartz sand - 35.0 ... 40.0

Недостатком этой композиции является использование дорогостоящей и потенциально опасной для здоровья человека органической добавки - трисульфидпиперидина. Кроме того, в качестве наполнителя используются кварцевый песок, который под действием ионизирующего излучения значительно изменяют свою кристаллическую структуру, что приводит к снижению физико-механических показателей вяжущих, бетонов и растворов, приготовленных на его основе [1]. Армирующая добавка - костра льняная - также под действием ионизирующего излучения претерпевает деструкцию, что приведет к преждевременному разрушению материалов, приготовленных на указанной композиции.The disadvantage of this composition is the use of expensive and potentially hazardous to human health organic additives - trisulfidepiperidine. In addition, quartz sand is used as a filler, which, under the action of ionizing radiation, significantly changes its crystalline structure, which leads to a decrease in the physicomechanical parameters of binders, concrete, and mortars prepared on its basis [1]. The reinforcing additive - flax flax - also undergoes degradation under the influence of ionizing radiation, which will lead to premature destruction of the materials prepared on the specified composition.

Наиболее близкой является композиция для защиты от естественного радиационного фона (патент №2153714, G 21 F 1/10, С 04 В 28/36), включающая, мас.%:The closest is a composition for protection against natural radiation background (patent No. 2153714, G 21 F 1/10, C 04 V 28/36), including, wt.%:

Сера - 25...30Sulfur - 25 ... 30

Тонкомолотый наполнительFinely ground filler

фракции 0,14 мм - 20...25fractions of 0.14 mm - 20 ... 25

Песок фракции 0,14-5,0 мм - 20...25Sand fractions 0.14-5.0 mm - 20 ... 25

Щебень фракции 5,0-10,0 мм - остальноеCrushed stone fractions of 5.0-10.0 mm - the rest

Недостатком указанной композиции для защиты от естественного радиационного фона являются недостаточно высокий предел прочности при изгибе и использование в качестве наполнителя, песка и щебня радиационно-чистых и дорогостоящих ультраосновных пород, например серпентинита или кварцита.The disadvantage of this composition for protection against natural radiation background is the insufficiently high tensile strength in bending and the use of radiation-friendly and expensive ultrabasic rocks such as serpentinite or quartzite as filler, sand and gravel.

Цель изобретения - повышение предела прочности при изгибе вяжущего при сохранении высоких показателей средней плотности.The purpose of the invention is to increase the bending strength of a binder while maintaining high average density.

Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее серу и наполнитель, дополнительно содержит армирующую добавку и модифицирующую добавку, в качестве наполнителя содержит барит с удельной поверхностью 250 м2/кг и средней плотностью 4350 кг/м3, в качестве армирующей добавки - асбестовое волокно, а в качестве модифицирующей добавки - парафин при следующем содержании компонентов, мас.%:This goal is achieved in that the binder, including sulfur and a filler, additionally contains a reinforcing additive and a modifying additive, as a filler it contains barite with a specific surface of 250 m 2 / kg and an average density of 4350 kg / m 3 , asbestos fiber as a reinforcing additive and as a modifying additive - paraffin with the following components, wt.%:

Сера - 45,75...46,43Sulfur - 45.75 ... 46.43

Барит с удельной поверхностьюBarite with a specific surface

250 м2/кг и средней плотностью250 m 2 / kg and medium density

4350 кг/м3 - 51,96...52,84350 kg / m 3 - 51.96 ... 52.8

Асбестовое волокно - 0,23...1,83Asbestos fiber - 0.23 ... 1.83

Парафин - 0,46...0,47Paraffin - 0.46 ... 0.47

Для приготовления вяжущего использовали техническую серу, соответствующую требованиям ГОСТ 127-93.To prepare the binder used technical sulfur that meets the requirements of GOST 127-93.

Применение в качестве наполнителя барита, имеющего среднюю плотность 4350 кг/м3 и удельную поверхность 250 м2/кг, позволяет повысить как среднюю плотность, так и прочность вяжущего.The use of barite as an filler having an average density of 4350 kg / m 3 and a specific surface area of 250 m 2 / kg makes it possible to increase both the average density and the strength of the binder.

Введение в состав вяжущего асбестового волокна позволяет значительно повысить прочность и среднюю плотность вяжущего. Введение парафина позволяет улучшить реологические свойства смеси, повысить прочность и защитные свойства вяжущего к действию нейтронного излучения.The introduction of asbestos fiber into the binder can significantly increase the strength and average density of the binder. The introduction of paraffin can improve the rheological properties of the mixture, increase the strength and protective properties of astringent neutron radiation.

Вяжущее готовят следующим образом. В расплавленную при температуре 150...160°С серу вводят отдозированные количества парафина и асбестового волокна, смесь перемешивают до получения однородной массы. Затем вводят нагретый до температуры 150...160°С барит и смесь вновь тщательно перемешивают, 5...10 минут выдерживают при температуре 150...160°С и укладывают в нагретые металлические формы. После охлаждения в течение 30...40 минут формы подвергают распалубке.A binder is prepared as follows. Dosed quantities of paraffin and asbestos fiber are introduced into the sulfur melted at a temperature of 150 ... 160 ° C, the mixture is mixed until a homogeneous mass is obtained. Then barite heated to a temperature of 150 ... 160 ° C is introduced and the mixture is again thoroughly mixed, kept for 5 ... 10 minutes at a temperature of 150 ... 160 ° C and placed in heated metal molds. After cooling for 30 ... 40 minutes, the molds are stripped.

Составы предлагаемого вяжущего приведены в табл.1, а его свойства - в табл.2.The compositions of the proposed binder are shown in table 1, and its properties are shown in table 2.

Таблица 1Table 1 КомпонентыComponents Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% СоставComposition 11 22 33 ПрототипPrototype СераSulfur 46,4946.49 46,3846.38 45,7545.75 25...3025 ... 30 БаритBarite 52,852.8 52,6852.68 51,9651.96 -- Асбестовое волокноAsbestos fiber 0,230.23 0,460.46 1,831.83 -- ПарафинParaffin 0,470.47 0,470.47 0,460.46 -- Тонкомолотый наполнитель фракции 0,14 ммFine-ground filler fraction 0.14 mm -- -- -- 20...2520 ... 25 Песок фракции 0,14-5,0 ммSand fraction 0.14-5.0 mm -- -- -- 20...2520 ... 25 Щебень фракции 5,0-10,0 ммCrushed stone fractions of 5.0-10.0 mm -- -- -- остальноеrest

Таблица 2table 2 ПоказательIndicator СоставComposition 11 22 33 прототипprototype Предельное напряжение сдвига, ПаUltimate shear stress, Pa 57,857.8 65,865.8 148,1148.1 -- Средняя плотность, кг/м3 The average density, kg / m 3 25602560 25502550 25402540 2040...26202040 ... 2620 Предел прочности при изгибе, МПаBending Strength, MPa 14,014.0 13,513.5 13,113.1 -- Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa 51,051.0 50,850.8 50,550,5 12,5...50,512.5 ... 50.5 Коэффициент линейного ослабления γ-излученияThe coefficient of linear attenuation of γ radiation 0,3 МэВ0.3 MeV 0,3190.319 0,3180.318 0,3170.317 -- 0,5 МэВ0.5 MeV 0,2300.230 0,2200.220 0,2100.210 -- 1 МэВ1 MeV 0,1600.160 0,1500.150 0,1400.140 --

Как видно из табл.2, предлагаемое вяжущее обладает реологическими свойствами литьевых смесей, достаточно высокой средней плотностью (сопоставимой с прототипом), высокими значениями коэффициента линейного ослабления γ-излучения и более высокими показателями прочности при сжатии и изгибе.As can be seen from table 2, the proposed binder has the rheological properties of injection mixtures, a sufficiently high average density (comparable to the prototype), high values of the coefficient of linear attenuation of γ-radiation and higher compressive and bending strengths.

ЛитератураLiterature

1. Дубровский В.Б. Радиационная стойкость строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1977. - 285 с.1. Dubrovsky VB Radiation resistance of building materials. - M .: Stroyizdat, 1977 .-- 285 p.

Claims (1)

Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов, включающее серу и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве наполнителя барит с удельной поверхностью 250 м2/кг и средней плотностью 4350 кг/м3 и дополнительно модифицирующую добавку — парафин и армирующую добавку — асбестовое волокно при следующем содержании компонентов, маc.%:A binder for the manufacture of radiation-protective building materials, including sulfur and a filler, characterized in that it contains barite with a specific surface area of 250 m 2 / kg and an average density of 4350 kg / m 3 and an additional modifying additive - paraffin and reinforcing additive - asbestos fiber in the following components, wt.%: Сера 45,75...46,43 Sulfur 45.75 ... 46.43 Указанный барит 51,96...52,8 The specified barite 51.96 ... 52.8 Парафин 0,46...0,47Paraffin 0.46 ... 0.47 Асбестовое волокно 0,23...1,83Asbestos fiber 0.23 ... 1.83
RU2003110494/03A 2003-04-11 2003-04-11 Binder for production of radiation-protective materials RU2250883C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110494/03A RU2250883C2 (en) 2003-04-11 2003-04-11 Binder for production of radiation-protective materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110494/03A RU2250883C2 (en) 2003-04-11 2003-04-11 Binder for production of radiation-protective materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003110494A RU2003110494A (en) 2004-11-27
RU2250883C2 true RU2250883C2 (en) 2005-04-27

Family

ID=35636204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110494/03A RU2250883C2 (en) 2003-04-11 2003-04-11 Binder for production of radiation-protective materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2250883C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bayat et al. Effects of cement and lime treatment on geotechnical properties of a low plasticity clay
KR20110065808A (en) Very-early-strength exerting cement concrete composition by using modified sulfur binder and method for fabricating thereof
KR102125818B1 (en) High performance fiber reinforced cementitous composite (hpfrcc) for improving spalling resistance, and manufacturing method for the same
KR100686350B1 (en) Ultra high strength concrete composition
KR101119678B1 (en) High-strength exerting cement concrete composition by using modified sulfur binder and method for fabricating thereof
RU2250883C2 (en) Binder for production of radiation-protective materials
RU2248634C2 (en) Binding agent for radiation-shielding concretes
JP5816731B2 (en) Method for producing high-strength concrete
CN104891894A (en) Fast-setting high-strength hydraulic material and preparation method thereof
RU2535321C1 (en) Method of preparing construction mixture
RU2319677C1 (en) Composition for encapsulation of radioactive and highly toxic waste
RU2237300C2 (en) Binder for manufacturing radiation-shielding building materials
RU2235079C2 (en) Binding agent for producing radiation-protective building material
JP6568431B2 (en) Soil improvement material and soil improvement method
Wong et al. Unconfined compressive strength of cemented peat
Kermani et al. An investigation into the addition of sodium silicate into mine backfill, Gelfill
EA019877B1 (en) Asphalt-concrete mixture
JP6728696B2 (en) Explosion-resistant concrete
KR102615391B1 (en) PCC composition for self-healing cracks
JP7384636B2 (en) How to improve the fire resistance of high-strength mortar or high-strength concrete
KR102615392B1 (en) PCC manufacturing method for self-healing cracks
KR20120054783A (en) Hwangto composition for civil engineering and construction and preparation thereof
Reddy et al. Influence of fly ash on rubberized concrete
KR20110076395A (en) Composition for sub base with ferronickel slag and the method of manufacturing the same
KR20120102881A (en) Concrete compound using granulated slag-water cooled and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050412