СУХАЯ ОТДЕЛОЧНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к отделочным строительным материалам, предназначенным для защиты человека и технических средств в медицинских, производственных, научных, административных и жилых помещениях от негативного воздействия ионизирующих излучений.

Известна сухая строительная смесь [1] которая включает, мас.%:

-порошок магнезитовый каустический (MgO) – 15-40;

-модифицирующая добавка – 0,5-10;

-природный минерал шунгит III разновидности – остальное.

Данную смесь перемешивают с водным раствором бишофита (MgCl₂) и используют для нанесения в виде штукатурки или напольного покрытия на внутренние или наружные поверхности экранируемого помещения. После окончания твердения смеси получаются прочные, монолитные поверхности строительных конструкций, обладающие токопроводящими свойствами, которые обеспечивают защиту от электромагнитных излучений, при этом эффективность экранирования в зависимости от толщины слоя материала составляет до десятков децибел.

К недостаткам такой композиции относятся недостаточность защиты от гамма-излучений.

Также известна сухая строительная смесь [2], которая содержит порошок магнезитовый каустический (в качестве вяжущего), модифицирующую добавку и природный минерал шунгит III модификации. Смесь дополнительно содержит в качестве наполнителя баритовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

порошок магнезитовый каустический – 10-15;

баритовый концентрат – 80-89;

модифицирующая добавка – 0,1-0,5;

-природный минерал шунгит III модификация и остальное.

Существенным недостатком данной композиции является, относительна низкая прочность, низкие радиационно-защитные свойства и высокая стоимость.

Прототипом предлагаемого изобретения является заполнитель радиационно-защитного цементного бетона [3], в котором используют баритовый заполнитель в качестве составной части штукатурки для стен рентгеновских лабораторий. Используемая в строительстве смесь для защиты от гамма-излучения представляет собой бетон, который содержит цемент (в виде связующего), барит в виде песка (заполнителя) и пластификатора.

К основным недостаткам такой композиции следует отнести: усадочные трещины; невысокие прочностные характеристики; слабую адгезию к основаниям (наносят на стену с применением металлической сетки); нестабильность ослабляющих свойств при смешивании компонентов (цемент с баритом) непосредственно на стройплощадке.

Целью изобретения является создание сухой отделочной строительной смеси для рентгенозащитного слоя в помещениях.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты от гамма- и рентгеновского излучения при одновременном снижении толщины слоя защитного материала и улучшение его строительных свойств с привлечением дешевого и доступного местного сырья.

Сущность изобретения заключается в следующем. Рентгенозащитная сухая отделочная строительная смесь состоит из природного барита, концентрата магнетита, портландцемента, гашенной извести при следующем соотношении компонентов (вариант - 1),  мас. %:

концентрат магнетита         -   40;                                                                                                    

концентрат барита              -    30;

портландцемент М-500     -    15;

гашенная известь                -    15.

Рентгенозащитная сухая отделочная строительная смесь состоит из природного барита, концентрата магнетита, портландцемента, гашенной извести при следующем соотношении компонентов (вариант - 2),  мас. %:

концентрат магнетита        -   40;                                                                                                     

природный барит               -    30;

портландцемент М-500    -    15;

гашенная известь               -    15.

Рентгенозащитная сухая отделочная строительная смесь состоит из природного барита, концентрата магнетита, портландцемента, гашенной извести при следующем соотношении компонентов (вариант - 3),  мас. %:

концентрат магнетита      -    70;                                                                                                      

портландцемент М-500    -   15;

гашенная известь               -   15

Благодаря наличию минеральных фаз различной природы полярности природного барита, смесь хорошо совмещается со всеми неорганическими вяжущими материалами (цемент, известь и др.) и способствует ослаблению гамма- и рентгеновского излучений.

Предлагаемый состав смеси обеспечивает эффективное ослабление ионизирующего излучения широкого ряда радионуклидов при меньшей толщине слоя, чем известные строительные материалы.

Определение уровня ослабления гамма- излучения представленными образцами проводилось с применением радиоактивного источника ¹³⁷Сs (Е=0,66 МэВ). Образцы были установлены на расстоянии 1,14 метра от источника, в центре пучка гамма-излучения диаметром 24 см, рассчитанного по коллиматору малого размера. Для измерения мощности дозы гамма- излучения использовался дозиметр ESMFH40G-L10 THERMO (Germany), с/н: 019887 (2008 г.).

В таблице 1 приведены результаты экспериментальной оценки защитных свойств, предлагаемой смеси толщиной 10 мм, которую использовали в качестве слоя штукатурки.

5                                                   1222                                                    6

Таблица 1.

Кратность ослабления магнетито-баритовым составом

Анализ данных таблицы 1 показывает, что при толщине слоя в 10 мм предлагаемый состав обеспечивает ослабление излучений различных радионуклидов до 1,18 раза для источника ¹³⁷Сs и до 824 раза для рентгеновского излучения.

С увеличением толщины слоя эффективность ослабления повышается. Расчетная оценка ослабления для толщины слоя магнетито-баритового состава в 60 мм - от 1,2 до 2,0 раз, соответственно.

В таблицы 2 приведены данные расчетной оценки требуемой толщины защиты с использованием магнетито-баритовой штукатурки в сравнении с известными данными по барито-бетонной штукатурке (на портландцементе).

        Таблица 2.

Отношение защитных параметров магнетитово-баритовой штукатурки к толщине свинцовых лист и с прототипом

                                       Таблица 3.

Свинцовые эквиваленты строительных материалов

Из таблицы 3 видно преимущество в снижении толщины слоя образцов штукатурки из предлагаемой строительной смеси перед барито-бетонным составом, что дает существенный выигрыш в стоимости, сроках проведения работ и весе строительной конструкции в целом.

Штукатурка из предлагаемой сухой строительной смеси может использоваться для выравнивания кирпичных, бетонных, оштукатуренных стен для последующей окраски, облицовки кафелем и т.п., а также для ремонта стен уже эксплуатирующихся помещений. Наносится на стену без использования металлической сетки. Допускается многослойное нанесение покрытий без просушки и грунтования. Готовая штукатурка не требует ухода в процессе твердения. Аналогичная наполнительная смесь может применяться в качестве несущей стяжки пола с защитными свойствами одновременно. Техническим результатом использования штукатурки является возможность ее использования для защиты от источников гамма- и рентгеновского излучений, энергия которых равна или меньше 0,4 МэВ. При этом установлено что, увеличение толщины облицовки в 3 раза повышает эффективность радиационной защиты на 2-3 порядка по энергетическому диапазону.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами 1-3, которые не являются единственно возможными, но подтверждают получение заявленного технического результата.

Пример 1.

Составляют смесь, состоящую из следующих компонентов,  мас. %:

концентрат магнетита      – 40;

концентрат барита            – 30;

портландцемент М-500  – 15;

гашенная известь             – 15.

Усредненный вес плит размером 250 мм х 250 мм х 10 мм равно –1300,5 гр. Плотность материала ρ=2,08 г/см³.

Результаты замеров МЭД гамма- излучения (мкЗв/ч) образцов

Пример 2.

Составляют смесь, состоящую из следующих компонентов,  мас. %:

-концентрат магнетита     – 40;

-природный барит             – 30;

-портландцемент М-500  – 15;

-гашенная известь             – 15.

Усредненный вес плит размером 250 мм х 250 мм х 10 мм равно –1170,5 гр. Плотность материала ρ=1,87 г/см³.

Данный состав больше подходит для штукатурных работ и имеет повышенную устойчивость к сползанию.

Результаты замеров МЭД гамма- излучения (мкЗв/ч) образцов

Пример 3.

Составляют смесь, состоящую из следующих компонентов, мас. %:

концентрат магнетита     – 70;

портландцемент М-500  – 15;

гашенная известь             – 15.

Усредненный вес плит размером 250 мм х 250 мм х 10 мм равно –1305,5 гр. Плотность материала ρ=2,09 г/см³.