КАРКАСНЫЙ КОМПОЗИТ Российский патент 1999 года по МПК C04B35/14 C04B28/26 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении защитных покрытий и изделий как материал для защиты от ионизирующих излучений.

Известен состав материала, защищающего от радиационного воздействия, следующего состава, мас.%: жидкое стекло 21,1, отвердитель - Na₂SiF₆ 2,1 и заполнитель - хромитовая руда 76,8 (1).

Недостатком материала является высокая теплопроводность материала и его относительно низкие защитные свойства от нейтронного и гамма-излучения.

Цель изобретения - снижение теплопроводности при сохранении его высокой средней плотности и обеспечение его высоких защитных свойств от нейтронного и гамма-излучения.

Цель достигается тем, что каркасный композит, включающий жидкое стекло, кремнефтористый натрий и заполнитель, содержит в качестве заполнителя отходы производства оптического стекла (ОПОС) с размером фракций 2,5 - 5,0 мм и дополнительно подвергается пропитке раствором полистирола.

Для изготовления каркасного композита были использованы следующие материалы: натриевое жидкое стекло с модулем 2,71, плотностью 1490 кг/м³, кремнефтористый натрий, отходы производства (бой) оптического стекла, гранулированный полистирол и смесь ацетона с бензином. Отход производства оптического стекла имеет истинную плотность 5100 кг/м³, его химический состав: PbO 70,93, SiO₂ 27, K₂O 1,27, Na₂O 0,5, As₂O₃ 0,3. Размер фракций ОПОС 2,5 - 5,0 мм. Каркасный композит готовят в два этапа в следующей последовательности: жидкое стекло, отвердитель (кремнефтористый натрий) и заполнитель (отход производства оптического стекла) перемешивают до получения однородной массы и укладывают в формы размером 3 х 3 х 3 и 4 х 4 х 16 см. Образцы через сутки освобождают от форм и выдерживают 2 - 3 суток при естественных условиях.

Жидкое стекло, отвердитель и заполнитель берут при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 9 - 11
Отвердитель - 0,5 - 0,60
Заполнитель - Остальное
Использование заполнителя только фракций 2,5 - 5,0 мм, специально подобранное количество вяжущего и отвердителя, необходимое для получения достаточно прочного каркаса, позволяет получить на данной стадии материал с пустотностью 15 - 20%. Затем, полученный каркасный композит подвергается пропитыванию 50%-ным раствором полистирола. Растворителем служит смесь бензина с ацетоном в соотношении 1 : 1 по объему. После этого композит хранят при естественных условиях 28 суток (для удаления растворителя и набора прочности материалом).

Использование отходов производства оптического стекла позволяет получить материал с высокой средней массой и, следовательно, с высокими защитными свойствами от гамма-излучения. Введение в каркасный композит раствора полистирола позволило при незначительном изменении средней плотности повысить его теплоизолирующие способности и его защитные свойства от нейтронного излучения.

В табл. 1 и 2 представлены примеры составов предлагаемого каркасного композита и его физико-механические свойства. Линейный коэффициент поглощения гамма-лучей при энергии гамма квантов от 0,5 до 3,5 мЭв составляет, соответственно, 0,22 - 0,26 см^-1
Коэффициент ослабления нейтронного излучения при энергии потока нейтронов от 0,4 до 2,5 МэВ равен, соответственно, 0,07 - 0,091 см^-1.

Источники информации
В. Б. Дубровский. Радиационная стойкость строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1977, с. 123.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для защиты от ионизирующих излучений при изготовлении защитных покрытий и изделий. Каркасный композит содержит следующие компоненты, маc.%:
Жидкое стекло - 9,0-11,0
Кремнефтористый натрий - 0,5-0,6
Заполнитель - 82,5-85,5
Полистирол - 5,0-5,9
Изделие имеет объемную плотность 3300-3400 кг/м³, прочность при сжатии 6,0 - 6,5 МПа, коэффициент теплопроводности 0,165-0,187 Вт/м•К, линейный коэффициент поглощения гамма-излучения при энергии гамма-квантов 0,5 - 3,5 МэВ составляет соответственно 0,22-0,26 см^-1, коэффициент ослабления нейтронного излучения в диапазоне энергии излучения 0,4 - 2,5 МэВ равен соответственно 0,07 - 0,091 см^-1. Снижается теплопроводность материала при сохранении его высокой объемной плотности и обеспечиваются его высокие защитные свойства от нейтронного и гамма-излучения. 2 табл.

Каркасный композит, включающий жидкое стекло, кремнефтористый натрий и заполнитель, отличающийся тем, что в качестве заполнителя он содержит отход производства оптического стекла с размером фракций 2,5 - 5,0 мм и дополнительно пропитывается раствором полистирола в органических растворителях при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 9 - 11
Кремнефтористый натрий - 0,50 - 0,60
Полистирол - 5,0 - 6,9
Отходы оптического стекла - Остальное