РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2285303 (13) C2

(51) МПК
G21F 1/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.10.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004134250/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.11.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.11.24 
(43) Дата публикации заявки: 2006.05.10 
(45) Опубликовано: 2006.10.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2170962 C1, 20.07.2001. RU 22021132 С2, 10.04.2002. JP 5142392 А, 08.06.1993. КОМАРОВСКИЙ А.Н. "Строительство ядерных установок", Москва, Атомиздат, 1965, с.19-57. 
(72) Имя изобретателя: Харитонов Владимир Ильич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Харитонов Владимир Ильич (RU) 
(98) Адрес для переписки: 119146, Москва, Комсомольский пр-т, 33, кв.27, Ю.М. Арефьеву 

(54) РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения. Сущность изобретения: радиационно-защитный материал в качестве заполнителя содержит марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов мас.%: марганцевые ферросплавы 75-90; цемент 5-15; тетраборат натрия 5-10. Способ получения радиационно-защитного материала, заключающийся в смешении заполнителя и связующего, формовании полученной смеси с последующими полусухим прессованием и термообработкой. В качестве заполнителя используют марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия. Преимущество изобретения заключается в повышении радиационно-защитных свойств и прочностных параметров материала. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительным материалам, обладающим способностью защиты от радиационного излучения.

Известен радиационно-защитный материал, содержащий заполнитель и связующее, в котором в качестве заполнителя применяются железомарганцевые конкреции (ЖМК), а в качестве связующего - цемент (RU 2029399 С1, кл. G 21 F 1/04, 1995 г.). Этот материал обладает невысокими радиационно-защитными и прочностными свойствами и, кроме того, ограничены и труднодоступны сырьевые ресурсы ЖМК.

Известен радиационно-защитный материал, содержащий заполнитель, в качестве которого использована титаномагнетитовая руда, и связующее, в качестве которого использован цемент (RU 2170962 С1, кл. G 21 F 1/04, 2001 г.). Этот материал является наиболее близким к заявленному. Материал обладает определенными радиационно-защитными свойствами, однако его невысокая прочность ограничивает его применение как конструкционного строительного материала.

Задачей изобретения является создание экологически чистого материала, обладающего радиационно-защитными и высокими прочностными характеристиками, и расширение диапазона исходных сырьевых ресурсов для производства таких материалов.

Техническим результатом является повышение радиационно-защитных и прочностных параметров материала и придание ему защитных от электромагнитного излучения свойств, а также конструкционных качеств, позволяющих производить такие строительные материалы, как кирпичи, блоки, плитки, панели и пр.

Технический результат достигается тем, что в радиационно-защитном материале, содержащем заполнитель и связующее, в качестве заполнителя использованы марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия.

Соотношение компонентов материала может составлять, мас.%:

Марганцевые ферросплавы 75-90 
Цемент 5-15 
Тетраборат натрия 5-10 


что обеспечивает радиационно-защитные и высокие прочностные характеристики.

В качестве заполнителя может быть использован силикомарганец и/или ферромарганец, что расширяет сырьевую базу для производства материала и повышает его радиационно-защитные и прочностные характеристики.

Силикомарганец может содержать марганец, кремний, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 60-70 
Si 20-25 
Fe и примеси Остальное 


что обеспечивает радиационно-защитные и прочностные характеристики материала.

Ферромарганец может содержать марганец, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 85-90 
Fe и примеси 10-15 


что обеспечивает радиационно-защитные и прочностные характеристики материала.

Известен способ получения радиационно-защитного материала, заключающийся в смешении заполнителя и связующего, в котором в качестве заполнителя применяются железомарганцевые конкреции (ЖМК), а в качестве связующего - цемент (RU 2029399 С1, кл. G 21 F 1/04, 1995 г.). Недостатком этого способа является то, что его реализация не обеспечивает получение материала с высокими прочностными и радиационно-защитными характеристиками.

Известен также способ получения радиационно-защитного материала, заключающийся в смешении заполнителя и связующего, формовании полученной смеси с последующими полусухим прессованием и термообработкой (RU 2202132 С2, кл. G 21 F 1/04, 2003 г.). Этот способ является наиболее близким к заявленному. В этом способе в качестве связующего используют этилсиликат, а в качестве наполнителя - сульфат бария, активированный гидроксидом железа, после смешения которых производят полусухое прессование материала и его термообработку. Полученный таким способом материал имеет удовлетворительные прочностные характеристики, но недостаточно высокие радиационно-защитные свойства.

Задачей изобретения является создание легко реализуемого и простого способа получения экологически чистого материала, обладающего радиационно-защитными и высокими прочностными характеристиками и позволяющего расширить диапазон исходных сырьевых ресурсов для производства таких материалов.

Техническим результатом является создание эффективной технологии производства экологически чистого радиационно-защитного материала, прочностные параметры которого и конструкционные качества позволяют производить из него такие строительные элементы как кирпичи, блоки, плитка, панели и пр.

Технический результат достигается тем, что в способе получения радиационно-защитного материала, заключающемся в смешении заполнителя и связующего, формовании полученной смеси с последующим полусухим прессованием и термообработкой, в качестве заполнителя используют марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия.

При получении материала могут использовать марганцевые ферросплавы, цемент и тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Марганцевые ферросплавы 75-90 
Цемент 5-15 
Тетраборат натрия 5-10 


что обеспечивает радиационно-защитные и высокие прочностные характеристики.

В качестве заполнителя могут использовать силикомарганец и/или ферромарганец, что обеспечивает его радиационно-защитные и прочностные характеристики.

Могут использовать силикомарганец, содержащий марганец, кремний, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 60-70 
Si 20-25 
Fe и примеси Остальное 


что обеспечивает радиационно-защитные и прочностные характеристики материала.

Могут использовать ферромарганец, содержащий марганец, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 85-90 
Fe и примеси 10-15 


что обеспечивает радиационно-защитные и прочностные характеристики материала.

Перед смешением заполнитель могут подвергать измельчению до размера частиц не более 2 мм, что повышает прочностные показатели материала.

Перед смешением измельченный заполнитель могут обжигать при температуре 750-850°С в течение 30-60 минут, что обеспечивает повышение физико-механических свойств материала.

При смешении заполнителя и связующего могут добавлять воду в количестве 3-6 мас.% от суммарного количества заполнителя и связующего, что обеспечивает физико-механические свойства материала.

Прессование могут производить в течение 30-60 с под давлением 35-45 МПа, что обеспечивает физико-механические свойства материала.

После прессования материал могут выдерживать от 24 до 72 часов при положительной температуре окружающей среды, что обеспечивает физико-механические свойства материала.

При термообработке могут нагревать материал при скорости нагрева 1-3°С в минуту до 105-110°С и выдерживать от 1 до 3 часов, после чего с той же скоростью нагревать до температуры обжига 700-800°С и выдерживать в течение 12-36 часов, после чего подвергать охлаждению при положительной температуре окружающей среды, что обеспечивает получение материала с требуемыми физико-механическими свойствами.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами 1 и 2, которые не являются единственно возможными, но подтверждают получение заявленного технического результата.

Пример 1. Силикомарганец марки СМн 20 по ГОСТ 4756-77, использованный в качестве заполнителя, измельчали в шаровой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 2×2 мм, после чего обжигали в печи при температуре 800°С в течение 50 минут и повторно просеивали. В качестве связующего использовали цемент и тетраборат натрия декагидрат Na2B4O7×10H 2O. Силикомарганец, цемент и тетраборат натрия при соотношении компонентов 82,5, 10 и 7,5 мас.% соответственно смешивали с добавлением воды в количестве 5,5 мас.% от суммарного количества заполнителя и связующего. Смешивание производили в бетономешалке в течение 15 минут. Полученную смесь размещали в пресс-формах и выдерживали под прессом при давлении 39 МПа в течение 30 с. Отпрессованный материал размером 23,6×11,6×5,5 см размещали на стеллажах и в течение 48 часов выдерживали при температуре естественной окружающей среды 15°С. После выдержки осуществляли термообработку материала, для чего материал помещали в печь и нагревали при скорости нагрева 3°С в минуту до температуры 105°С, при которой выдерживали в течение 2 часов для удаления добавленной при смешивании воды, после чего с той же скоростью нагревали до температуры обжига 740°С, при которой материал выдерживали в течение 24 часов. После обжига материал охлаждали при температуре естественной окружающей среды 15°С.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 2. Низкоуглеродистый ферромарганец марки ФМн 0,5 по ГОСТ 4755-80, использованный в качестве заполнителя, подвергали измельчению в шаровой мельнице и просеивали через сито с размером ячейки 2×2 мм, после чего обжигали в печи при температуре 800°С в течение 50 минут и повторно просеивали. В качестве связующего использовали тетраборат натрия декагидрат Na2B 4O7×10Н2О. Ферромарганец, цемент и тетраборат натрия при соотношении компонентов 82,5, 10 и 7,5 мас.% соответственно смешивали с добавлением воды в количестве 5,5 мас.% от суммарного количества заполнителя и связующего. Смешивание производили в бетономешалке в течение 15 минут. Полученную смесь размещали в пресс-формах и выдерживали под прессом при давлении 39 МПа в течение 30 с. Отпрессованный материал размером 23,6×11,6×6 см размещали на стеллажах и в течение 48 часов выдерживали при температуре естественной окружающей среды 15°С. После выдержки осуществляли термообработку материала, для чего материал помещали в печь и нагревали при скорости нагрева 3°С в минуту до температуры 105°С, при которой выдерживали в течение 2 часов для удаления добавленной при смешивании воды, после чего с той же скоростью нагревали до температуры обжига 740°С, при которой материал выдерживали в течение 24 часов. После обжига материал охлаждали при температуре естественной окружающей среды 15°С.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.

Реализация изобретения позволит получить новый экологически чистый строительный материал, обладающий не только необходимыми конструкционными свойствами, позволяющими использовать его в виде таких строительных элементов как кирпичи, блоки, плитки, панели и пр., но и обладающий радиационно-защитными свойствами, в том числе от электромагнитного излучения.

Таблица 
Параметр Материал по примеру 1 Материал по примеру 2 
Плотность, г/см3 3,25 3,40 
Предел прочность при сжатии, МПа 54 31 
Предел прочности при изгибе, МПа 13 - 
Поглощение воды, мас.% 4,5 5 
Линейный коэффициент ослабления гамма-излучения, см-1 (источник 60 Со) 0,163 0,169 
Слой половинного ослабления гамма-излучения (источник 60Со) d 0,5 см 4,25 4,10 
Степень поглощения нейтронов по отношению к графиту с плотностью 1,70 г/см3 (источник 252 Cf) % 76 100 
Степень ослабления электромагнитного поля по отношению к свинцовой пластине толщиной 2 мм, % Толщина материала 3,8 см 
Частоты: 950-1100 МГц 50-68 
1400-1900 МГц 83-57 - 
Естественная радиоактивность, мкЗв/ч 0,170 0,170 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Радиационно-защитный материал, содержащий заполнитель и связующее, отличающийся тем, что радиационно-защитный материал в качестве заполнителя содержит марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Марганцевые ферросплавы 75-90 
Цемент 5-15 
Тетраборат натрия 5-10 


2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве заполнителя он содержит силикомарганец и/или ферромарганец.

3. Материал по п.2, отличающийся тем, что силикомарганец содержит марганец, кремний, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 60-70 
Si 20-25 
Fe и примеси Остальное 


4. Материал по п.2, отличающийся тем, что ферромарганец содержит марганец, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 85-90 
Fe и примеси 10-15 


5. Способ получения радиационно-защитного материала, заключающийся в смешении заполнителя и связующего, формовании полученной смеси с последующими полусухим прессованием и термообработкой, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют марганцевые ферросплавы, а в качестве связующего - цемент и тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Марганцевые ферросплавы 75-90 
Цемент 5-15 
Тетраборат натрия 5-10 


6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют силикомарганец и/или ферромарганец.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют силикомарганец, содержащий марганец, кремний, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 60-70 
Si 20-25 
Fe и примеси Остальное 


8. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют ферромарганец, содержащий марганец, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Mn 85-90 
Fe и примеси 10-15 


9. Способ по п.6, отличающийся тем, что перед смешением заполнитель подвергают измельчению до размера частиц не более 2 мм.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что перед смешением измельченный заполнитель обжигают при температуре 750-850°С в течение 30-60 мин.

11. Способ по п.5, отличающийся тем, что при смешении заполнителя и связующего добавляют воду в количестве 3-6 мас.% от суммарного количества заполнителя и связующего.

12. Способ по п.5, отличающийся тем, что прессование производят в течение 30-60 с под давлением 35-45 МПа.

13. Способ по п.5, отличающийся тем, что после прессования материал выдерживают от 24 до 72 ч при положительной температуре окружающей среды.

14. Способ по п.5, отличающийся тем, что при термообработке нагревают материал при скорости нагрева 1-3°С/мин до 105-110°С и выдерживают от 1 до 3 ч, после чего с той же скоростью нагревают до температуры обжига 700-800°С и выдерживают в течение 12-36 ч, после чего подвергают охлаждению при положительной температуре окружающей среды.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru