Специальные мелкозернистые бетоны и вяжущие на основе шлаков цветной металлургии

Краткое описание и техническая характеристика. Гранулированный шлак медно-никелевого производства по химическому, минералогическому и гранулометрическому составам является уникальным сырьем широкого профиля применения, обладающим рядом ценных свойств. Высокая объемная масса материала и наличие в составе шлака значительного количества железа и магния позволяет рекомендовать его для защиты от ядерного излучения.

Разработаны вяжущее, специально предназначенное для защиты от ядерного излучения, с высокой средней плотностью и жаростойкостью и шлакощелочное вяжущее на основе магнезиально-железистых шлаков и низкомодульного растворимого жидкого стекла. Оба вяжущих могут быть использованы для связывания РАО. Они сохраняют высокую прочность при температуре 500-800оС. При температуре 1200оС они спекаются, образуя плотный черепок. Разработанные мелкозернистые бетоны, состоящие на (90% из гранулированного медно-никелевого шлака комбината <Печенганикель>, имеют среднюю плотность (() 2700 кг/м3, а при использовании тяжелых заполнителей возможно получение бетона с ( = 3250 кг/м3 и более. Бетоны стойки в растворах борной кислоты и растворах дезактивирующих веществ. Эти бетоны испытаны применительно к требованиям, предъявляемым к бетонам для строительства бассейнов выдержки на АЭС, т.е. временным хранилищам РАО. Вяжущие в составе этих бетонов обладают сорбционными свойствами и могут связывать бор, рубидий, цезий.

Разработанные высокопрочные бетоны к 28 суткам твердения во влажных условиях имеют прочность при сжатии 80,0 МПа, которая сохраняется в течение длительного времени. Испытания материала в течение 17 лет подтвердили этот вывод.

Бетоны выдерживают напор воды и раствора борной кислоты под давлением 1,2 Мпа без промокания со значительным запасом прочности (глубина проникновения жидкости 1-2 мм), что соответствует наивысшей марке по водонепроницаемости для гидротехнических бетонов. Испытания в приливно-отливной зоне Кольского залива на сульфатостойкость в морской воде показали высокие результаты. За период испытания образцы выдерживали более 2000 циклов попеременного замораживания и оттаивания при незначительной потере прочности. Хорошая сцепляемость с арматурой, коррозия которой почти не наблюдается, позволяет изготовлять железобетонные конструкции.

Бетоны стойки к переменным температурным нагрузкам в интервале температур 20-300^o С. При высокой средней плотности 2700 кг/м3 бетон в отличие от бетона на портландцементе и тяжелых заполнителях имеет низкую теплопроводность - 0,93 ВТ/м град. в сухом состоянии, а при увеличении влажности до 100% она составляет 1,5 ВТ/м град.

Таким образом, разработанные вяжущие и мелкозернистые бетоны могут быть использованы для связывания РАО и сооружения бетонных оболочек при строительстве могильников.

Патентная защита: авторское свидетельство № 1010817 ДСП.

Стадия разработки: лабораторные и опытные образцы.

Экономические факторы: установки по производству мелкозернистого бетона - объем инвестиций (в ценах до 1990 г.) - 120 тыс. руб., срок окупаемости - 24 месяца, объем производства - 10 тыс. м³/год; установки по производству шлако-портландцемента - объем инвестиций (в ценах до 1990 г.) - 16400 тыс. руб., срок окупаемости - 72 месяца, объем производства - 700 тыс.т/год. Рынок сбыта - Россия.

Предложения по сотрудничеству: рабочая группа готова к разработке бетонов и вяжущих материалов, которые можно использовать при решении других сходных задач.

Контактная информация: к.т.н.Тюкавкина В.В. (815-55) 79665
e-mail: info@chemy.kolasc.net.ru