быстротвердеющие радиационно-защитные строительные композиты

Формула изобретения

Композиция для изготовления строительных изделий, включающая глетглицериновый цемент - смесь технического глицерина, оксида свинца, добавки и воды и стальное волокно, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит модификатор ГЖ 136-41 и дополнительно содержит заполнитель - металлическую дробь с размером частиц 3-4 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический глицерин	4,13-4,56
Оксид свинца	30,00-33,15
Вода	0,60-0,67
ГЖ 136-41	0,01-0,10
Стальное волокно	12,52-16,2
Указанный заполнитель	46,06-52,00

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, изготовленным на основе глетглицеринового цемента, и может быть использовано для ремонта и изготовления строительных деталей и изделий, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений.

Известна композиция для защиты от ионизирующих излучений (патент №2197024), включающая следующие компоненты, мас.%:

Технический глицерин	1,54...3,48
Оксид свинца	8,8...19,87
Сажа	0,35...0,79
Свинцовое волокно	75,39...89,1
Вода	0,21...0,47

Недостатками указанной композиции является высокая трудо- и энергоемкость приготовления, требующая применения интенсивных способов.

Наиболее близкой к изобретению является композиция для изготовления строительных изделий (патент №2197025), включающая следующие компоненты, мас.%:

Технический глицерин	12,3...12,79
Оксид свинца	68,55...71,58
Вода	1,61...1,69
Сажа	1,34...1,42
Стальное волокно	12,52...16,2

Преимуществом изобретения является повышение прочности при изгибе и сжатии материала, а также расширение сырьевой базы, однако композиция имеет недостаточную водостойкость и повышенное значение усадки.

Технический результат заявленного решения заключается в повышении водостойкости, сокращении сроков схватывания композиций, снижении усадки.

Указанный технический результат достигается тем, что композиция, включающая глетглицериновый цемент - смесь технического глицерина, оксида свинца, добавки и воды и стальное волокно, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит модификатор ГЖ 136-41 и дополнительно содержит заполнитель - металлическую дробь с размером частиц 3-4 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический глицерин	4,13...4,56
Оксид свинца	30,00...33,15
Вода	0,60...0,67
ГЖ 136-41	0,01...0,10
Стальное волокно	12,52...16,20
Указанный заполнитель	46,06...52,00

Для изготовления композиции использовали глетглицериновый цемент, модификатор, заполнитель и армирующую добавку.

Глетглицериновый цемент представляет собой оптимально подобранную смесь тонкоизмельченного оксида свинца, технического глицерина, воды и модификатора, способную схватываться в течение 8...10 мин, а через несколько часов затвердевать.

Для изготовления глетглицеринового цемента были использованы следующие материалы: технический глицерин С₃ Н₅(ОН)₃ (ГОСТ 6824-76), оксид свинца PbO (марка Г1), модификатор ГЖ 136-41 по ГОСТ 10834-76 и вода.

Использование в качестве модификатора ГЖ 136-41 позволяет сократить сроки схватывания, снизить величину усадки и повысить водостойкость.

В качестве армирующей добавки использовано стальное волокно из стали марки Ст 3 с истинной плотностью 7800 кг/м³ и геометрическими размерами волокон: длина - 15-20 мм, диаметр - 0,5 мм. Введение в состав композиции стального волокна позволяет повысить прочность при сжатии и изгибе, трещиностойкость и снизить усадочные деформации материала.

В качестве заполнителя использовали металлическую дробь с размером частиц 3-4 мм и со средней плотностью 8000...11000 кг/м³. Таким заполнителем могут являться отходы металлургической промышленности, а именно чугунный и стальной лом, стальные ролики, дробленка, стружка, металлический песок ферросилиция и т.д. Указанные отходы обладают высокой плотностью и эффективным химическим составом, позволяющим получать радиационно-стойкие материалы с высокими защитными свойствами от действия ионизирующих излучений широкого спектра.

Композицию готовят следующим образом. В глицерин вводят воду и модификатор. Отдозированные количества оксида свинца, заполнителя и армирующей добавки тщательно перемешивают. Затем вводят водный раствор глицерина и модификатора и вновь тщательно перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь используют как ремонтный состав для элементов конструкций, 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
Технический глицерин	4,13	12,3...12,79
Оксид свинца	30,00	68,55...71,58
Модификатор ГЖ 136-41	0,01	-
Сажа	-	1,34...1,42
Стальное волокно	12,52	12,52...16,20
Металлическая дробь с диаметром частиц 3-4 мм	51,74	-
Вода	0,6	1,61...1,69

Таблица 2
Показатель	Предлагаемая композиция	Прототип
Предел прочности при сжатии, МПа	48...50	28...30
Предел прочности при изгибе, МПа	12...15	12...15
Средняя плотность, кг/м3	7750...7950	5050...5210
Водопоглощение за 24 часа, %	0,1...0,15	0,35...0,40
Время начала схватывания, мин	8...10	-
Линейная усадка за 24 часа, %	0,01...0,015	-
Коэффициенты линейного ослабления гамма-излучения (при энергии гамма-квантов 1 МэВ)	0,54	-

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция по сравнению с известной имеет более низкие значения водопоглощения и усадки (в 2-3 раза), сроков схватывания (в 2 раза), высокие среднюю плотность (), предел прочности при сжатии (), которые позволяют использовать предлагаемую композицию как эффективный ремонтный состав для элементов конструкций, работающих под воздействием ионизирующих излучений.