Какой бетон применяют для защиты от радиации

Обновлено: 07.05.2024

Радиационно-защитные бетоны

Бетон является главным элементом конструкционной защиты от радиации при строительстве атомных реакторов, предприятий по производству изотопов и других, связанных с подобной тематикой.

При изготовлении бетонов с высокой радиационной защитой ставится задача максимального препятствия проникающей способности радиации со стороны источника излучения.

Из всего спектра радиоактивного излучения наибольшей проникающей способностью обладают и нейтронное излучение.

Способность материала поглощать прямо пропорциональна его плотности и толщине и зависит от состава. К примеру, обычный бетон уменьшает радиацию в два раза при толщине стен 20 сантиметров.

С целью уменьшения толщины защитных барьеров применяют особо тяжелые радиационно стойкие бетоны (с максимальной плотностью) и гидратные (с высоким содержанием связанной воды). Для получения гидратных в рецепты бетона включают заполнители, типа свинцовой дроби, магнетитов, барита и прочих.

Для ослабления нейтронного потока в монолите должны присутствовать элементы с малой атомной массой. Это может быть водород. Для улучшения защитных свойств используются добавки, повышающие процент водорода: карбид, хлорид лития, бор и подобные.

Использование специальных добавок строго регламентируется и устанавливается проектировщиком. Использование хлористого кальция и поваренной соли запрещается, поскольку, при облучении, металлическая арматура подвергается интенсивной коррозии.
Металлические наполнители должны быть тщательно обезжирены.

Все материалы, применяемые для изготовления бетонов защиты от радиации, должны быть снабжены паспортами с результатами их полного химического анализа.

Подвижность бетонной смеси с заполнителями должна соответствовать проектной. Продолжительность перемешивания смеси со специальными добавками определяется строительной лабораторией, но не может превышать четырех минут.

При транспортировке и укладке бетона для радиационной защиты требуется следовать правилам и ограничениям. В частности: использование ленточных и вибрационных конвейеров запрещается; высота сбрасывания особо тяжелой смеси не должна превышать одного метра; смесь укладывается слоями с уплотнением внутренними вибраторами; и подобные.

Бетонные работы по радиационно защитному бетону допускаются только при положительных температурах окружающей среды.

Существуют категорическое требования к контролю качества. В частности, отбор проб радиационных бетонов для лабораторного контроля должен проводиться не реже одного раза в сутки. Плотность затвердевшего бетона определяется после сушки образцов. Отклонения от требований проекта не может превышать трех процентов. Потери прочности радиационно защитных бетонов контролируются в процессе эксплуатации, при нагревании монолита радиационным излучением.

Бетоны радиационной защиты атомных электростанций строго классифицированы по различным и химическим характеристикам.

Брусчатка и тротуарная плитка

ООО "Арена"
г. Ижевск, ул. Маяковского 13
Email: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Телефон: (3412) 51-22-73
Факс: (3412) 51-22-73

Тяжелый бетон для защиты от радиации

Примечание

Нормы и стандарты по бетонному строительству в Европе переживают перелом. В переходный период параллельно действуют как старые, так и новые нормы. Данная спецификация основывается на стандарте.
Текст, выделенный в данной спецификации курсивом, указывает на изменения, обозначенные в новом поколении норм и стандартов.
В соответствии с DIN 1045 тяжелый бетон (плотность в сухом состоянии > 2,8 кг/м или плотность бетона, высушенного в печи > 2,6 кг/дм3) используется для:

- защиты от излучения (медицина, дефектоскопия, таможня, исследования, атомные электростанции),
- балластировки (строительные машины, корабли, защита фундамента от выталкивающей подъемной силы, трубопроводы),
- сейфы и
- звукоизоляция

С целью защиты от радиационного облучения законодатели установили максимальные значения допустимых доз облучения. Бетон для защиты от радиации (называемый также экранирующий бетон) служит для ослабления воздействия опасного излучения. В таблице 1 представлено действие защиты, образуемой бетоном. Подтверждение ослабления излучения не является задачей инженера-бетонщика; специалист по радиационной защите должен предоставить необходимые параметры для проектирования бетона с учетом конструктивных характеристик (например, толщина строительного элемента):
- плотность жесткого бетона,
- содержание химически связанной воды,

Таблица 1: Действие бетона для защиты от радиации

Источники
излучения
(примеры)

Требования к качеству бетона для защиты от радиации

рентгеновски приборы, линейный ускоритель

- обычный бетон с p_R ≥ 2,4 кг/дм 3 и толщиной около 300 мм

альфа-
излучение
бета-излучение

- толщина бетона должна быть в мм

ядерные
реакторы,
радионуклиды,
ядерные
взрывы

- высокая плотность и/или

- высокое содержание химически связанной воды

- добавки в виде бора, кадмия или гафния

Таблица 2: Заполнители (зернистые заполнители) и добавки в тяжелый бетон и бетон для защиты от радиации

Группы веществ (имеющиеся размеры зерен)

Плотн
ость
зерна
кг/дм 3

Содерж
ание
железа
Весовой
процент

Кристаллиз
ационная
вода
Весовой
процент

Содерж
ание
бора
Весовой
процент

Химические
элементы
(Основные
составляющие)

Ориентировоч ная цена Обычная надбавка = 1

(обычный зернистый заполнитель)

Тяжелые природные заполнители

(природные тяжелые зернистые заполнители)

Барит (тяжелый шпат)

Ильменит (титанистый железняк)

Магнетит (магнитный железняк)

Гематит (красный железняк)

Тяжелые искусственные заполнители (промышленно произведенные тяжелые зернистые заполнители)

Шлаки тяжелых металлов 1)

Стальной гранулят (< 8 мм)

Стальная дробь (0,2. 3 мм)

Заполнители (зернистые заполнители) с
повышенным
содержанием
кристаллизационной
воды
Лимонит (4.. .16 мм) Серпентин

Fe, O, H
Si, Mg, O, H

1) Содержание тяжелых металлов может колебаться.

Таблица 3: Кривые гранулометрического состава согласно гранулометрической кривой Фуллера

Содержание подрешетного продукта в % от объема для размера ячеек сита (мм)

Таблица 4: Ориентировочные данные по содержанию учитываемой связной воды (водорода) wzs в сухом цементном камне

Рабочая температура в °С

при продолжающейся гидратации 1)

1) Строительные элементы, защищенные от высыхания, и массивные конструкции в возрасте минимум 3 месяца
2) Высокие значения получаются при водоцементном отношении > 0,5 для
- быстро твердеющего цемента
- цемента с высоким содержанием C3S и более крупной мелкодисперсной взвесью
- количество добавок с высокой вероятностью захвата нейтронов,
- химико-минералогический состав заполнителей (зернистых заполнителей)
Другие требования к бетону могут вытекать из
- термических нагрузок,
- механического и химического разрушения,
- экономических ограничений

Для защиты от радиации используются тяжелый бетон с плотностью в сухом состоянии от 2,8 до 6,0 кг/дм3 (от 2,6 до 6,0 3 «-* кг/дм ), а также обычный бетон, причем в медицинской технике конструктивные элементы должны иметь толщину до 2 м.

1. Исходные вещества

Цемент

Можно использовать цемент в соответствии с DIN EN 197-1 и DIN 1164 при условии соблюдения правил применения цемента (DIN 1045-2 устанавливает области использования цемента в зависимости от классов экспозиции строительных элементов). Для создания массивных элементов может использоваться цемент с нормальным начальным твердением или низкотермичный цемент.

Заполнители (зернистые заполнители) и добавки

Обзор заполнителей (зернистых заполнителей) и добавок, используемых при изготовлении тяжелого бетона и бетона для защиты от радиации, представлен в таблице

2. Свинец и камни, содержащие свинец, не подходят для использования при приготовлении бетона, так как они могут привести к нарушениям в процессе схватывания, при этом не образуется достаточной связи сцепления с цементным камнем.
Предпочтительным является использование зерен заполнителя, имеющих приплюснутую форму. Для удобоукладываемости и получения высокой плотности бетона его гранулометрический состав должен находиться в зоне кривой A/B. Если поставляемые зернистые заполнители не соответствуют заполнителям, обычно используемым в бетонном строительстве, то необходимо использовать смесь с уменьшенным содержанием мелкодисперсной взвеси (таблица 3). Заполнители (зернистые заполнители) должны соответствовать требованиям стандарта DIN 4226. Если производитель бетона получает тяжелый заполнитель (тяжелый зернистый заполнитель) от поставщика, не подлежащего контролю качества (подтверждению соответствия) согласно DIN 4226, то производитель должен предоставить свидетельство о составе и однородности бетонной смеси, а также в случае необходимости, анализ, проведенный компетентными лабораториями.

Разрешено использовать тяжелые заполнители, удовлетворяющие следующим основным условиям:

- должны быть обеспечены необходимый гранулометрический состав, плотность зерен, содержание кристаллизационной воды и химический состав,
- свойства заполнителей (зернистых заполнителей) не должны оказывать отрицательного влияния на прочность и плотность бетона,
- износ, обусловленный хранением заполнителей (зернистых заполнителей), а также смешиванием и укладкой бетонной смеси, должен быть незначительным,
- структура поверхности компонентов заполнителя (зернистого заполнителя) не должна снижать сцепление в строительном растворе, и соответственно, бетоне,
- заполнитель (зернистый заполнитель) не должен содержать компонентов, отрицательно влияющих на бетон и разрушающих стальную арматуру,
- минимальный предел прочности на сжатие должен составлять 80 Н/мм2 (опытные данные).
Можно использовать установленные нормой или разрешенные добавки.

Присадки
Необходимо использовать только установленные нормой или разрешенные присадки. Так как нельзя исключить возникновение химической реакции между присадками и тяжелыми заполнителями (тяжелыми зернистыми заполнителями), необходимо проводить испытания на определение пригодности, специально провести проверку изменения схватывания и твердения.
Химические реакции, приводящие к повреждению бетона и возникающие между природным тяжелым заполнителем (природным тяжелым зернистым заполнителем) и пластификаторами, разжижителями и замедлителями, не известны.
Арматурная сталь
Можно использовать все виды арматурной стали в соответствии с DIN 488. При динамической нагрузке (удары, взрывы) к предельному удлинению и обратному изгибу могут предъявляться повышенные требования.

2. Состав бетонной смеси

Содержание учитываемой связной воды (водорода)
В настоящее время не существует общепризнанных данных о связывании воды в цементном камне и заполнителях (зернистых заполнителях). В таблице 4 представлены ориентировочные данные по содержанию учитываемой связной воды (водорода) в цементном камне при различных условиях хранения и эксплуатации. Более детальные данные требуют проведения трудоемких экспериментальных исследований в соответствии с каждым отдельным случаем.
В таблице 2 представлено учитываемое содержание кристаллизационной воды в заполнителях (зернистых заполнителях) в обычных климатических условиях. При рабочей температуре от 80 °C заполнители (зернистые заполнители) теряют влагу в зависимости от температуры и времени воздействия. Заполнители (зернистые заполнители), содержащие лимонит, в целом сохраняют достаточно высокое содержание кристаллизационной воды до рабочей температуры 150 °C, заполнители (зернистые заполнители), содержащие серпентин, до температуры 350 °C.

Плотность бетонной смеси

Путем определения плотности свежеприготовленной бетонной смеси pb,h (Pc,h) с учетом ее производственного распределения можно регулировать плотность жесткого бетона pb (pc), имеющую решающее значение при его проектировании: Pb,h = Pb + 1,645 • s + w - wzs Для предварительной оценки можно использовать формулу s = 0,01 • pb

Предел прочности при сжатии

Используя названные заполнители (зернистые заполнители) можно получить классы прочности B 25 и B 35 (C 20/25, C 25/30 и C 30/37), необходимые для тяжелого бетона и бетона для защиты от радиации. Главными факторами, оказывающими влияние на прочность, являются так же, как и в обычном бетоне, водоцементное отношение, прочность цемента и количество пор уплотнения. При использовании искусственных и содержащих кристаллизационную воду заполнителей (зернистых заполнителей) могут возникать отклонения в процессе твердения по сравнению с обычным бетоном.

Свойства свежеприготовленной бетонной смеси

Объем пор в свежеприготовленной бетонной смеси даже при хорошем уплотнении составляет 1,5 % от общего объема, а при использовании искусственных заполнителей (промышленно произведенных зернистых заполнителей) объем пор может повышаться до 3 %.
Содержание воды, необходимое для получения определенной консистенции, соответствует содержанию воды в обычном бетоне, при использовании искусственных заполнителей (промышленно произведенных зернистых заполнителей) возможны отклонения. Необходимо удерживать содержание воды на низком уровне, так как иначе снизится плотность бетона, увеличится усадка, и будут образовываться трещины.
При наличии мягкой и текучей консистенции и различной плотности заполнителей (плотности зернистых заполнителей) существует опасность расслоения.

Проектирование бетонной смеси

При проектировании бетонной смеси действуют такие же условия, что и для обычного бетона, при этом необходимо учитывать различную плотность заполнителей (плотности зернистых заполнителей).
Для пояснения можно посмотреть следующий пример:
- Необходимые свойства: B 25 (C20/25), внутренний элемент (XC 1) Pb = 3 200 кг/м 3 Консистенция KP (C 2, F 2)
Пористость свежеприготовленной бетонной смеси p = 2,0 % по объему Рабочая температура < 40 °С

- Имеющиеся вещества:
Цемент CEM III/B 32,5N - NW с pz = 3000 кг/м3
Тяжелый заполнитель с pg1 = 4 200 кг/м Обычный заполнитель с pg2 = 2 700 кг/м 3

- Согласно диаграмме: в/ц отношение = 0,59 w = 165 кг/м 3 z = 280 кг/м3
- Объемная доля заполнителя:
Vg = 1 - z/pz - w/1 000 - p
Vg = (1 - 280/3 000 - 165/1 000 - 0,02) м 3 /м 3 Vg = 0,72 м 3 /м 3
- Массовая доля заполнителя с учетом плотности свежеприготовленной бетонной смеси:
Pb,h = Pb + 1,645 s + w - wzs
pb,h = 3 200 + 1,645 • 0,01 • 3 200 + 165 - (0,2 • 280 + 30)

Pb,h = 3 300 кг/м 3 g = pb,h - z - w g = 3 300 - 280 - 165 g = 2 880 кг/м 3
- Распределение общей массы по обоим заполнителям с обоими уравнениями: g = g1 + g2
V g = g1/Pg,1 + g2/Pg,2 g1 = (Vg • pg,1 • pg,2 -g • pg,1) / (pg,2 - pg,1) g1 = (0,72 • 4 200 • 2 700 - 2 880 • 4 200) / (2 700 - 4 200) g1 = 2 620 кг/м 3 g2 = g-g1 = 2 880 - 2 620 g2 = 260 кг/м 3
Заполнители должны быть разделены в соответствии с необходимым гранулометрическим составом на отдельные фракции.
Ориентировочные данные представляют также рецептуру уже изготовленных деталей, таблица 5.

3 Производство и укладка Опалубка и леса

При повышенной плотности свежеприготовленной бетонной смеси необходимо определить соответствующие размеры опалубки и лесов. Целесообразным является применение временной стяжки элементов опалубки, так как в целом сложно закрыть анкерные отверстия с помощью раствора бетона для защиты от радиации. Необходимо подтвердить пригодность стяжки элементов опалубки и распорок.

Опасность для всего живого представляют гамма-лучи и нейтронное излучение. Для того, чтобы защититься от вредных излучений, используют радиационно-защитные бетоны. Их эффективность достигается в том случае, если материал, из которого они изготовлены, характеризуется высоким содержанием водорода. Используемые в конструкциях защитных экранов, установленных возле ядерных реакторов, они имеют высокую термостойкость и хорошую теплопроводность, а также низкие показатели коэффициента термического расширения.

Бетон защищает все живое от радиационного излучения. В нем соединяется высокая плотность и достаточно большое количество водорода. Чтобы уменьшить действие радиации возле атомных электростанций, применяют тяжелые бетоны, плотность которых не меньше 2500—7000 кг/м3.

Содержание

Какие бетоны не пропускают радиацию?

Используя атом в мирных целях, нужно, в первую очередь, полностью обеспечить безопасность персонала, работающего на атомных электростанциях возле ядерных реакторов, а также на других вредных предприятиях. В качестве надежной защиты использовали бетоны с наполнителями из материалов с высокой плотностью, а именно: портландцементы, шлакопортцементы, глиноземистые цементы.

Создание новых материалов стало возможным из-за увеличенной доли водорода в ходе производства.

Благодаря увеличению содержания водорода, что способствовало использование большого количества воды вместе с связующим элементом, например, гидросульфоалюминатом кальция, создавались новые соединения. Чтобы улучшить их защитные свойства, начинают вводить добавки, включающие борсодержащие вещества.

Характеристики защитных свойств бетонов

Как основную защиту от радиационного облучения, давно используют тяжелые гидратные бетоны. Для их наполнителей берут следующие материалы:

Барит — природный минериал белого цвета — сернокислый барий (BaSO4);
Железные руды:
- магнетит (Fe304);
- красный железняк (Fe203);
- лимонит (2Fe203).
Плотность на заполнителе из барита — 38000 кг/м3, на песке и щебне — 2600—4000 кг/м3, а на отходах из чугуна, стали, крупного лома (дробь, крошка, скрап) — 5000—7000 кг/м3. Поэтому, изготовляя их, нужно учитывать влияние облучения на разные материалы. Существует вероятность, что это может нарушить состав и привести к разрушению всей конструкции. Это нужно учитывать еще при планировке и проектировании. Конструкционные, жаростойкие и теплоизоляционные бетоны, которые используют при строительстве атомных станций, тоже должны соответствовать этим требованиям.

Как влияет радиация?

Известно, что радиация способна уничтожить не только все живое, но и защиту, которая была возведена для безопасности. Цемент, вода, щебень, песок, камень, минеральные заполнители не могут создать 100% защиты, именуемой «иммунитет». Излучение способно изменить даже атомную структуру, снизить стойкость к химическим разрушениям использованого материала, привести к дефомации, а затем — к полному уничтожению. Это касается не только прочности какого-то одного материала, а и балок, перекритий, что поставит под угрозу всю структурную целостность сооружения.

Какой бетон применяют для защиты от радиации

Особо тяжелые бетоны повсеместно используются на АЭС и объектах, где установлены радиоактивные элементы. Эти цементы без проблем защищают оборудование и людей от опасного излучения, радиоактивного фона. С помощью рассматриваемых материалов устраняется гамма-излучение, способное преодолеть практически любое препятствие.

По мере увеличения удельной плотности бетона, повышаются и его защитные характеристики. Отличительная черта материала – присутствие в составе добавок с химической связанной водой, которая препятствует проникновению опасного излучения.

Улучшение технических и эксплуатационных характеристик цементного состава достигается за счёт применения особых заполнителей, плотность которых варьируется от 5 до 6.4 г/см3. Зачастую речь идёт о таких компонентах, как барит (он же сульфат бария). Это горная порода, в составе которой концентрация вещества достигает 95%. По своим эксплуатационным и техническим характеристикам барит сопоставим с гравием и щебнем. Прочность на сжатие у материала достигает 50 МПа.

Использование мелкодисперсного сульфата бария замедляет скорость затвердевания цементного состава.

Масса одного кубометра бетона не превышает 3.7 тонн, при соотношении вышеперечисленных компонентов 1:4,6:6,4. Оптимальная прочность цемента достигается спустя 28 дней – 430 кг/cм2. Если увеличить пропорцию воды и цемента до 0.9, значение прочности сокращается до 245 кг/см2. Принимая во внимание указанные пропорции, важно придерживаться рекомендуемых долей компонентов. В противном случае качество особо тяжелых бетонов резко падает, что чревато самыми печальными последствиями.

Составные части для таких цементов смешиваются только на узкоспециализированных предприятия, самостоятельно их подготовить практически невозможно. Особо тяжёлые бетоны заводского производства, подготавливаются с применением новых технологий. Человеческий фактор в данном случае исключается полностью. За счёт этого не только выдерживаются идеальные пропорции, но и компоненты вводятся в состав строго дозировано, по времени.

Ценообразование особо тяжелых бетонов

Для особо тяжелых бетонов характерны некоторые особенности в вопросе ценообразования. Если говорить об обычных бетонных смесях, то именно на цемент приходятся наибольшие финансовые затраты. Итоговая стоимость состава пропорциональна количеству цемента в нем. В случае с особо тяжелыми бетонами ситуация несколько иная.

Для подготовки рассматриваемого материала используют специализированные заполнители. Они повышают стоимость готового состава, как и ряд сопутствующих факторов. Цемент по цене практически сопоставим с другими компонентами, использующимися при изготовлении особо тяжелых бетонов. Как следствие, материал на выходе получается дорогостоящим.

Он практически не используется в сегменте обычного строительства, но повсеместно применяется при сооружении специализированных объектов.

Состав особо тяжелых бетонов
1. Лимонит – природные минералы, поглощающие как гамма-излучение, так и не менее опасные нейтроны. Плотность его не превышает 3.5 т/м3. Внесение в состав цемента позволяет получить материал весом порядка 2.8 тонн из расчёта на 1 кубометр. Особенность лимонитового бетона – высокая концентрация связанной воды.
2. Гематитовые руды на основе красного железняка. Плотность этого материала составляет порядка 4.3 т/м3. Если воспользоваться этим заполнителем для изготовления бетона, его плотность составит порядка 3.5 т/м3.
3. Магнетит. Речь идёт о железной руде слабокислого типа, плотность которой варьируется от 4.5 до 5 т/м3. Граничное значение прочности на сжатие – 200 МПа. Применение магнетитового щебня способствует повышению плотности бетона до 4 т/м3. Особо тяжелый бетон характеризуется высокими эксплуатационными и прочностными свойствами.
Проблемы возникают на этапе укладки бетонных изделий, ввиду того, что плотность чугуна наибольшая среди компонентов состава. Не стоит забывать – у мелкой дроби подходящая форма для перемещения в составе под действием силы тяжести. Важно отметить, что гравитация оказывает отрицательное воздействие на особо тяжелые бетоны в жидком состоянии.

Плотные и крупные фракции постепенно опускаются к низу, вследствие чего состав теряет свою однородность. Данное свойство корректирует характеристики бетонного состава в сторону уменьшения его прочности. Малая подвижность особо тяжелых бетонов – залог продолжительной эксплуатации готового объекта.

Использование железного лома имеет и ряд недостатков. В первую очередь это высокая вероятность формирования вторичных источников радиации. Металл накапливает в себе радиоактивные элементы. Что касается барита, то у него нет таких свойств, поэтому его использование гораздо предпочтительнее. Во вторую – физические характеристики и свойства компонентов, облученных нейтронным пучком, изменяются. Вследствие этого прочностные характеристики готовой конструкции уменьшаются.

РАДИОАКТИВНЫЙ БЕТОН – СТРАШИЛКА ИЛИ РЕАЛЬНАЯ УГРОЗА? КАК ПРОВЕРИТЬ РАДИОАКТИВНОСТЬ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ

Информация о том, что жилые дома, особенно бетонные, могут «фонить», а ничего не подозревающие жильцы из-за этого тяжело болеют, периодически появляется в СМИ, интернете, передается «из уст в уста». Правда ли это? Как узнать, безопасны ли уже существующие постройки. Могут ли являться источником несовместимой со здоровьем радиации те стройматериалы, которые вы только планируете купить? И есть ли способ защититься от вредного излучения.

РАДИАЦИЯ ВЕЗДЕ

Все на нашей планете подвержено воздействию радиации естественного происхождения. Ее источниками являются:
- солнце;
- космос;
- сама планета Земля (радионуклиды – радиоактивные частицы – присутствуют в почве, земной коре, в горных породах, их распространяют выделяемые из недр газы, они витают в воздухе, находятся в воде).
Это явление существует независимо от нас, от него мы защищены магнитным полем Земли и атмосферой, а к тому излучению, которое до нас доходит, мы по большому счету адаптированы. Там, где адаптироваться не получается, люди и не живут, зачастую такие места называют в народе «гиблыми».

Естественный радиационный фон распределен по планете неравномерно. Во многом поэтому в разных странах и регионах отличаются нормы радиационной безопасности.

Мощнейшим источником естественной радиации является радон – газ без цвета, запаха и вкуса, который образуется в результате распада других радиоактивных элементов в земной коре. В организм человека он попадает в основном с вдыхаемым воздухом, меньше – с водой. Радон способен распространяться на большие расстояния, растворяться в воде, проникать в грунт и различные материалы, используемые в строительстве, он легко выделяется из почвы.

Этот газ тяжелее воздуха, поэтому больше его на нижних этажах, в подвалах. Наиболее опасен он, когда попадает в замкнутое пространство, где накапливается до высоких концентраций.

По данным ВОЗ, радон является второй по значимости причиной развития рака легких после курения.
Радон носом не учуешь, но именно с воздухом радиоактивный газ легко попадает в организм Радон носом не учуешь, но именно с воздухом радиоактивный газ легко попадает в организм
Когда жилые постройки проверяют на радиационную безопасность, в первую очередь обращают внимание на содержание радона.
- Если излучение идет от стен. Защититься (разумеется, речь идет не о критично высоких дозах радиации) можно с помощью нескольких слоев качественной пропитки, грунтовки, шпатлевки, плотных обоев.
- Если опасный газ выходит из земли. В этом случае бетон может стать преградой. Толстый слой фундамента или даже пола из бетона высокой плотности без щелей и трещин преградит радону доступ в помещение.
Регулярное сквозное проветривание, организация хорошей вентиляции в доме и в подвале избавляют от опасного газа.

Но есть и искусственная радиация, созданная человеком. Это последствия:
- разработки, испытаний и применения ядерного оружия;
внедрения новых технологий, источников энергии;
- аварий на атомных станциях вроде Чернобыльской или Фукусимской;
- захоронения в землю и воду ядерных отходов.
К сожалению, источников искусственной радиации становится в мире все больше и шансы попасть под ее действие у людей из года в год увеличиваются.

НЕ ВСЕ ТАК ОДНОЗНАЧНО С РАДИОАКТИВНЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ

Несовместимое с жизнью облучение человек может получить в экстремальных ситуациях (ядерный взрыв, авария на АЭС). Во всех остальных случаях последствия будут отдаленными. Рак, заболевания щитовидной железы и прочие опасные болезни развиваются не мгновенно. У одних людей организм сильнее, у других слабее, третьи и без радиации всю жизнь болеют. Ходят слухи, что спирт способствует выведению радиации из организма (и поэтому алкоголики больше защищены), а беременная, облучившись, либо потеряет ребенка, либо плод будет развиваться с патологиями. Из зоны заражения можно переехать, а можно годами получать не смертельные, но стабильно высокие дозы и мучиться.

Поэтому единственное, что можно точно сказать о радиации, – это бомба замедленного действия.

В связи с этим именно стройматериалы представляют угрозу, т. к. могут незаметно «фонить» годами. Ведь доподлинно неизвестно, как они были произведены, где добыты.

НЕВИДИМАЯ УГРОЗА

На заре массового строительства панельных многоэтажек на радиационную безопасность не обращали такого внимания, как сегодня, и «фонящие» стены жилых домов, площадки во дворах могли обнаружиться спустя годы (нередко случайно, когда кто-то из жильцов приобретал дозиметр для интереса). Возможно, поэтому одна из самых распространенных «народных страшилок» про радиацию вокруг нас – что вреден именно бетон, конструкции из этого материала.

Поскольку в его состав входят песок, цемент, щебень и каждый компонент (даже вода) теоретически может быть заражен, то бетон действительно находится в зоне повышенного риска.

Но не меньше вероятность обнаружить опасные для человека радиоактивные вещества в глине или кирпиче.

В последние годы муссируется информация, что небезопасен натуральный камень, гранит, хотя с этим категорически не согласны производители – продукция известных заводов имеет необходимые сертификаты, прошла всевозможные экологические проверки. Но все равно можно встретить рекомендации, что эти материалы лучше использовать только для внешней отделки.

ЕСТЬ ЛИ В ВАШЕМ БЕТОНЕ РАДОН И ДРУГИЕ ОПАСНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ? КАК УЗНАТЬ

«На глаз» – никак. Заверения продавцов о радиационной чистоте предлагаемых ими строительных материалов, готовых зданий или земельных участков – тоже не доказательство.

Бетон для биологической защиты от радиоактивных излучений

Для биологической защиты от радиоактивных излучений используют обычный (тяжелый) бетон, а также специальный тяжелый (или особо тяжелый) бетон. Защитные свойства бетонов от действия наиболее опасных для живых организмов гамма-лучей и нейтронов определяются в основном плотностью (объемной массой) бетона и содержанием связанной воды.

Защитные бетоны должны соответствовать особым требованиям плотности и однородности: в бетоне не должно быть сквозных швов, каверн, раковин и трещин, по которым могут проникнуть «прострелы» излучения.

Особо тяжелые бетоны делятся на бетоны на тяжелых заполнителях с объемной массой более 2,5 т/м 3 , гидратные — с повышенным содержанием связанной воды (более 3%) и боросодержащие — независимо от объемной массы и водосодержания.

Материалы для изготовления особо тяжелого бетона.

Для особо тяжелых бетонов применяют обычный портланд- или шлакопортландцемент. Глиноземистый и расширяющийся гипсоглиноземистый цементы можно использовать в гидратных бетонах. Однако нужно учитывать, что прочность бетона, изготовленного на этих цементах, снижается при высоких температурах.

В качестве заполнителей применяют руды — магнезит и гематит с объемной массой в плотном теле 3,2—4,3 т/м 3 и содержанием железа не менее 60%; баритовые руды, содержащие около 80% сульфата бария, с объемной массой 4— 4,5 т/м 3 . В качестве крупного заполнителя применяется металлический скрап. Мелким заполнителем служит обычный песок, измельченный лимонит или магнетит, а также чугунная дробь. Крупные железные заполнители применяются в виде различных обрезков, отходов от штамповки металла и мелких некондиционных изделий, которые рубят на куски (до размеров, установленных для минеральных заполнителей) и очищают от масляной пленки горячей водой, острым паром или растворами щелочей.

Для гидратных бетонов применяют лимонитовые руды (бурый железняк) с объемной массой в плотном теле 3,2—4 т/м 3 и содержанием железа около 60%. Содержание связанной воды в бетоне с заполнителем из лимонитовых руд в 2 раза больше, чем в обычных. Однако чисто лимонитовые бетоны не применяются из-за большей усадки и низкой прочности. Лимонитовый мелкий заполнитель используется в бетонах, включающих тяжелые составляющие.

Серпентин, основная часть природной руды серпентинита,— весьма перспективный заполнитель для получения гидратных бетонов. Объемная масса в плотном теле 2,4—2,6 т/м 3 , содержание химически связанной воды 9—17%. Характерная особенность серпентина — способность удерживать воду при сравнительно высокой температуре. В основном используется как мелкий заполнитель в сочетании с крупным из магнетита, железного скрапа и т. д.

Боросодержащими заполнителями являются бораты (группа минералов, содержащих бор) Некоторые из них содержат связанную воду, что повышает их эффективность. Используют также искусственные соединения: карбиды бора, борат кальция и др.

Приготовление и контроль качества особо тяжелого бетона.

Вид бетона по защитным свойствам и его состав выбирают на основании «Указаний по проектированию бетонных конструкций из специальных бетонов». Качество бетона для защиты определяется объемной массой и количеством связанной воды.

Для повышения водоудерживающей способности бетонной смеси вводят дисперсные минеральные добавки — золы ТЭЦ, молотые шлаки и т. д. Состав бетона определяется по методу абсолютных объемов. Расход цемента колеблется в пределах 250—400 кг/м 3 .

Бетонная смесь для особо тяжелых бетонов труднее перемешивается в бетономешалке, и время перемешивания должно быть не менее 2 мин. Объем замеса бетономешалки следует уменьшить обратно пропорционально объемной массе перемешиваемой смеси.

Опалубка и формы для укладки бетонной смеси должны быть рассчитаны на повышенное давление. Объемная масса заполнителей определяется после 30 с вибрирования на стандартной виброплощадке.

30.09.2013 Бетон для защиты от радиации

Также учёные установили, что эффективность защиты от нейтронного излучения прямо зависит от количества в химическом составе материала водорода. Конечно, лучшим из таких веществ является обычная вода. Но так как удельный вес у неё низкий, для обеспечения защиты и от нейтронного, и от гамма-излучения нужно водяное ограждение очень большой толщины.

Чтобы улучшить защиту от гамма излучения, в противорадиационный бетон вводят наполнители из тяжёлых материалов. Такими наполнителями могут служить магнезит, барит, лимонит, железные руды, чугунная дробь, обрезки металлов, металлическая стружка и т.п.

Водосодержание в бетоне повышают путём использования специальных вяжущих. В роли таковых могут выступать глиноземистые. безусадочные или расширяющиеся цементы, а также портландцемент, в котором повышено количество гипса и трехкальциевого алюмината. Содержание водорода в бетоне повышают путём ввода добавок: борной кислоты, солей лития и других тяжёлых металлов. Бетоны с повышенным содержанием воды в составе называют гидратными. По прочности и долговечности эти материалы ничем не отличаются от обычного бетона.

Читайте также: