СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2269832 (13) C2

(51) МПК
G21F 1/04 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.02.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004111828/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.04.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.04.20 
(43) Дата публикации заявки: 2005.10.10 
(45) Опубликовано: 2006.02.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2193247 C2, 20.11.2002. FR 2666925 A1, 20.03.1992. GB 2004406 A, 28.03.1979. КОМАРОВСКИЙ А.Н. "Строительство ядерных установок", Москва, Атомиздат, 1965, с.77-86. 
(72) Имя изобретателя: Павленко Вячеслав Иванович (RU); Постоваров Игорь Олегович (RU); Пономарев Сергей Александрович (RU); Ястребинский Роман Николаевич (RU); Смоликов Андрей Андреевич (RU); Дегтярев Сергей Викторович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Павленко Вячеслав Иванович (RU); Постоваров Игорь Олегович (RU); Пономарев Сергей Александрович (RU); Ястребинский Роман Николаевич (RU); Смоликов Андрей Андреевич (RU); Дегтярев Сергей Викторович (RU) 
(98) Адрес для переписки: 308012, г.Белгород, ул. Костюкова, 36, кв.58, В.И. Павленко 

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к области приготовления защитных материалов. Сущность изобретения: способ приготовления неорганического материала для радиационной защиты включает загрузку связующего, наполнителя и пластификатора в смеситель принудительного действия и перемешивание компонентов. При этом в качестве связующего используют портландцемент, а в качестве наполнителя - тонкодисперсный железосодержащий магнетитовый концентрат с размером частиц 20-40 мкм, молотый хризотиловый асбест, строительную известь, вводят чугунную дробь и воду. Затем осуществляют перемешивание смеси до однородного состояния, производят укладку в формы для твердения, термовлажностную обработку в пропарочной камере в течение 7-8 часов. Далее осуществляют сушку в сушильной камере при температуре 100-110°С в течение 3-5 часов. Для приготовления материала используют следующее соотношение компонентов, мас.%: портландцемент 13-17; магнетитовый концентрат 10-14; хризотиловый асбест 0,55-0,75; известь 0,5-0,7; пластификатор 0,2-0,3; чугунная дробь 65-73; вода 2,3-2,7. Преимущество изобретения заключается в повышении радиационной защиты. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к материалам для защиты от ионизирующих излучений в атомной, радиохимической промышленности, военно-морском флоте обслуживающего персонала и окружающей среды.

Известен способ приготовления тяжелого бетона, заключающийся в смешении цемента, обычного песка, гематита и воды (см. Бродер Д.Л. и др. Бетон в защите ядерных установок. М.: Атомиздат, 1973, с.21). 

Недостатком известного способа является большая разность объемных масс компонентов бетона, особенно тяжелого заполнителя и цемента, что приводит к неоднородности материала, и как следствие, пониженным радиационно-защитным характеристикам. Кроме того, материал не обладает оптимальным зерновым составом, от которого зависят удобоукладываемость и защитные свойства материала.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ приготовления композиционного материала для защиты от радиации, изложенный в патенте RU 2193247, опубл. 20.11.2002, Бюл. №32, кл. G 21 F 1/01. В известном способе в барабан бетономешалки последовательно загружают расчетное количество жезезосодержащего гематитового концентрата, портландцемента, воды с пластификатором и стальные фибры. Общее время перемешивания 20 мин.

Недостатком известного способа является то, что получаемый продукт не обладает высокими защитными характеристиками по отношению к нейтронному излучению. 

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение радиационной защиты от нейтронного и гамма-излучения. 

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленный способ приготовления неорганического материала для радиационной защиты включает загрузку связующего, наполнителя и пластификатора в смеситель принудительного действия и перемешивание компонентов, при этом в качестве связующего используют портландцемент, а в качестве наполнителя - тонкодисперсный железосодержащий магнетитовый концентрат с размером частиц 20-40 мкм, молотый хризотиловый асбест и строительную известь. Затем вводят чугунную дробь и воду, осуществляют перемешивание смеси до однородного состояния, производят укладку в формы для твердения, термовлажностную обработку в пропарочной камере в течение 7-8 часов, сушку в сушильной камере при температуре 100-110°С в течение 3-5 часов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 13-17 
Магнетитовый концентрат 10-14 
Хризотиловый асбест 0,55-0,75 
Известь 0,5-0,7 
Пластификатор 0,2-0,3 
Чугунная дробь 65-73 
Вода 2,3-2,7 


Связующим компонентом неорганического материала является портландцемент марки 500-ПЦ 500-ДО (ГОСТ 10178-85).

В качестве железосодержащего сырья используют высокодисперсный магнетитовый концентрат Лебединского ГОКа с насыпной плотностью 3000 кг/м 3 фракции 20-40 мкм (ТУ 14-9-288-84).

Использование данного железосодержащего концентрата в качестве наполнителя при производстве неорганического материала для радиационной защиты обусловлено высоким содержанием железа (70-72%).

Использование в качестве связующего хризотилового асбеста и извести обусловлено содержанием в них молекул связанной воды, что играет определяющую роль в защите от нейтронного излучения. Кроме того, известь обладает пластифицирующими, а хризотиловый асбест - армирующими свойствами, что повышает прочность получаемого композиционного материала. 

Использование чугунной дроби (ГОСТ 11964-81) позволяет получать материал высокой плотности (4000-4200 кг/м3 ), обладающий высокими физико-механическими и радиационно-защитными характеристиками.

Количественное содержание компонентов в предлагаемом и известном материале приведены в табл.1.

Таблица 1 
Компонент Содержание, мас.% 
Предлагаемый материал Известный материал 
Портландцемент 13 14 15 16 17 22 
Тонкодисперсный железосодержащий наполнитель 10 11 12 13 14 56 
Известь 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 нет 
Хризотиловый асбест 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 нет 
Пластификатор 0,20 0,23 0,25 0,27 0,30 2,5 
Чугунная дробь 65 67 69 71 73 нет 
Вода 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 9,71 


Пример. 515 г железосодержащего магнетитового концентрата дисперсностью 40 мкм тщательно перемешивают с 570 г портландцемента, 28 г извести, 28,5 г молотого хризотилового асбеста и 10 г пластификатора. Далее в полученную смесь порциями вводят 2850 г чугунной дроби и при постоянном перемешивании затворяют водой в объеме 100 мл. Перемешивание проводят в течение 20 минут в смесителе циклического режима принудительного действия. Полученную смесь закладывают в форму 10 см × 10 см × 10 см, уплотняют на стандартном вибростоле в течение 5 минут и оставляют для естественного твердения в течение 24 часов. Далее образец материала подвергают термовлажностной обработке в пропарочной камере ямного или камерного типа в течение 8 часов. Далее образец извлекается из формы и проходит стадию сушки в сушильной камере при температуре 110°С до постоянной массы в течение 3 часов. Готовый образец материала для радиационной защиты имеет следующие характеристики: объемную массу 4135 кг/см, прочность на сжатие 520 кг/см2, линейный коэффициент ослабления ионизирующего излучения (источник Со60 с энергией Е=1173 кэВ) 0,23, линейный коэффициент ослабления ионизирующего излучения (источник Cs137 с энергией Е=661 кэВ) 0,41, длина релаксации быстрых нейтронов (Е>2 МэВ) 8,8 см, длина релаксации мощности дозы нейтронов 10,0 см.

Для получения сравнительных данных параллельно проводились аналогичные эксперименты на других составах материала.

Результаты радиационно-защитных и физико-механических испытаний представлены в табл.2.

Таблица 2 
Компонент Предлагаемый материал 
1 2 3 4 5 
Плотность, кг/см3 3900 4000 4100 4150 4200 
Предел прочности при сжатии, кг/см 2 450 470 520 440 390 
Линейный коэффициент ослабления () гамма излучения, см-1: 
Е=1173 кэВ 0,18 0,20 0,23 0,21 0,19 
Е=661 кэВ 0,44 0,43 0,41 0,42 0,43 
Длина релаксации быстрых нейтронов (Е>2 МэВ), см 10,0 9,3 8,8 8,7 8,6 
Длина релаксации мощности дозы нейтронов, см 14 12 10 9,5 9,0 
Марка по морозостойкости 200 200 200 200 200 
Теплостойкость, °С 600 650 700 670 550 
Радиационная стойкость, баллы 2 2 2 2 2 


Измерение радиационно-защитных свойств материалов по гамма-излучению осуществлено гамма-спектральным методом на базе многоканального анализатора с программным обеспечением "Прогресс" в аккредитованной в Госстандарте РФ лаборатории радиационного контроля "Спектр". Измерение радиационно-защитных свойств материалов по нейтронному излучению осуществлялось с помощью сцинтилляционного счетчика быстрых нейтронов на основе кристалла ZnS(Ag). Оценка физико-механических характеристик проводилась в государственном научном центре по сертификации строительных материалов и конструкций, аккредитованном в Госстандарте РФ "БГТУ-сертификация". 

Анализируя данные, приведенные в табл.2, можно заключить, что предлагаемый неорганический материал является эффективным защитным экраном от гамма- и нейтронного излучения и позволяет повысить радиационно-защитные характеристики на 30-50% по сравнению с известным материалом.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ приготовления неорганического материала для радиационной защиты, включающий загрузку связующего, наполнителя и пластификатора в смеситель принудительного действия и перемешивание компонентов, отличающийся тем, что в качестве связующего используют портландцемент, а в качестве наполнителя - тонкодисперсный железосодержащий магнетитовый концентрат с размером частиц 20-40 мкм, молотый хризотиловый асбест, строительную известь, вводят чугунную дробь и воду, осуществляют перемешивание смеси до однородного состояния, производят укладку в формы для твердения, термовлажностную обработку в пропарочной камере в течение 7-8 ч, сушку в сушильной камере при температуре 100-110°С в течение 3-5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 13-17; магнетитовый концентрат 10-14; хризотиловый асбест 0,55-0,75; известь 0,5-0,7; пластификатор 0,2-0,3; чугунная дробь 65-73; вода 2,3-2,7.





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