Бетон с высокой плотностью радиационной защиты производится путем смешивания тяжелого заполнителя, цемента, воды и специальных добавок. Обсуждается применение бетона для защиты от радиации.
В качестве заполнителей для бетона высокой плотности для радиационной защиты используются железная дробь и стальная перфорация, которые используются для производства бетона высокой плотности. Другие виды тяжелых заполнителей, которые используются для производства бетона средней и низкой плотности, – это барит, магнетит, лимонит, гетит и ильменит.
Существует ряд добавок, которые добавляются в высокоплотный радиационно-защитный бетон для улучшения защитных свойств бетона. Примерами таких добавок являются борная крошка, борокальцит и колеманит.
Высокоплотный радиационно-защитный бетон имеет различные, но специфические применения, которые будут рассмотрены в следующих разделах.
Высокоплотные радиационно-защитные бетонные блоки
Области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности
Ниже перечислены области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности:
- В атомной промышленности
- Другое применение
Применение радиационно-защитного бетона высокой плотности в атомной промышленности
Основное применение радиационно-защитного бетона высокой плотности – в атомной промышленности. Различные излучения выделяются на электростанциях и объектах, где ядерные материалы подвергаются повторной обработке, и в этой ситуации роль данного типа бетона выходит на первый план, он обеспечивает биологическую защиту от всех видов вредных излучений.
На рисунке 2 и рисунке 3 показаны электростанции по производству ядерных генераторов и предприятия по переработке ядерного материала, соответственно, в которых необходима биологическая защита.
Станция по производству ядерной энергии
Токайский перерабатывающий завод в Токай, Япония
Радиация может выделяться не только в ядерных установках, но и в других зданиях, например, в промышленных исследовательских центрах, университетах, а также имеет многочисленные применения в медицинском секторе, например, линейный ускоритель, который используется в онкологических отделениях больниц.
Стоит отметить, что эффективность биологической защиты, обеспечиваемой высокоплотным радиационным защитным бетоном, не только пропорциональна плотности бетона на единицу толщины, но и зависит от химического состава бетона с точки зрения элементного анализа.
В таблице 1 приведен элементный состав двух различных бетонных смесей. Из таблицы видно, что элементный состав каждой смеси существенно отличается. Следовательно, крайне важно избегать изменения поставщиком бетона типа цементирующего материала без консультации с проектировщиком.
Таблица-1: Элементный состав двух типичных бетонных смесей
Тип бетона
Бетон стандартной плотности, содержащий 50% OPC + 50% GGBS
Магнетитовый бетон, содержащий 50% OPC + 50% пылевидной топливной золы
Стандартная плотность
2420 кг/м3
4000 кг/м3
Пропорции смеси по весу
Цемент
1
Мелкий заполнитель
2
3
Крупный заполнитель
3.3
6.9
Вода
0.47
0.49
Элементный состав в процентах от веса
Железо
0.9
54.48
Кальций
24.5
5.3
Кремний
14.5
2.8
Алюминий
1.4
Сера
0.1
Углерод
5.7
Кислород
49.9
33
Водород
0.8
0.5
Другие незначительные компоненты
2.2
2.5
Кроме того, различные излучения, например, нейтроны, гамма- и бета-лучи, обладают различной интенсивностью, что может усложнить обеспечение защиты бетона.
Возможно, что при естественном пути излучения образуется значительное количество нейтронов. В этой ситуации для обеспечения эффективной защиты может потребоваться высокоспециализированная стратегия.
Поэтому нейтроны должны быть пойманы, чтобы избежать их воздействия на бетон, поскольку это может привести к выделению тепла в бетоне и вызвать структурные проблемы, а следовательно, создать проблемы для биологической защиты.
Для решения проблем, связанных с ядерным излучением, необходимо учитывать рекомендации физика-ядерщика. Следует сказать, что при строительстве ядерных объектов инженеры-технологи могут существенно помочь как проектировщикам, так и физикам-ядерщикам в решении практических проблем, связанных с биологической защитой.
Другие области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности
Кроме атомной промышленности, бетон высокой плотности для радиационной защиты используется в морской нефтяной промышленности в качестве слоя для покрытия трубопроводов под водой, при этом обычно применяется магнетитовый бетон, как показано на рисунке 4 и рисунке 5.
Высокоплотный бетон используется в качестве противовеса, например, большое количество высокоплотного бетона укладывается на опоры гравитационной структуры Северного моря в Великобритании для стабилизации структуры.
На рисунке 6 показаны опоры платформы Северного моря, в которых было использовано большое количество высокоплотного бетона.
Он может быть использован в качестве стабилизатора в фундаменте мостов, где требуется большая масса, но площадь ограничена, и требуемая масса не может быть достигнута с помощью других видов бетона. Наконец, он находит заметное применение в конструкциях под водой.
Матрасы из бетона, используемые для защиты трубопроводов под водой
Бетон высокой плотности, покрывающий трубопроводы под водой
Бетон высокой плотности использован в опорах платформы North Sear для стабилизации структуры
Подробнее: Тяжелые заполнители для производства тяжелого бетона
Читайте далее:- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- Тяжелые заполнители для производства тяжелого бетона.
- 23 вида бетона, используемых в строительстве, и их применение.
- 16 типов трубопроводов и метод их строительства.
- Пизанская башня: Архитектурное чудо или инженерная неудача?.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Методы стабилизации грунта при строительстве дорожных покрытий и контроль их качества.