Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами

Назиров, Рашит Анварович

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами

доктора технических наук: Назиров, Рашит Анварович
город: Красноярск
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами»

Автореферат диссертации по теме "Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами"

На правах рукописи

Назиров Рашит Лнварович

РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ И МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННЫМИ РАДИАЦИОННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

I »

Красноярск 2003

Работа выполнена в Красноярской государственной архитектурно-строительной академии

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Руднев В.Д. Доктор технических наук, профессор Завадский В.Ф. Доктор технических наук, профессор Панин В.Ф. Ведущая организация Красноярский ПромстройНИИпроект

Зашита состоится 31 октября 2003 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003, г. Томск, Соляная пл., 2 корп. 5, ауд. 307. Тел. (8.3822) 65-42-61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан «_»_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.К. Скрипникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Актуальность темы обусловлена тем, что научную проработку вопроса об основах и методах получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами нельзя считать завершенной. Эта тема особенно актуальна для местностей с повышенной естественной радиоактивностью минерального сырья.

По результатам зарубежных исследований от 60 до 90 % времени человек проводит внутри помещений. Отсюда становится очевидной главенствующая роль строительной отрасли в ограничении облучения населения природными источниками ионизирующего излучения.

К нормированию природных радионуклидов применяется принцип снижения доз облучения до разумного низкого уровня с учётом экономических и социальных факторов, разработанный МКРЗ.

В помещениях (при отсутствии искусственных источников) человек подвергается воздействию технологически изменённого естественного радиационного фона, обусловленного природными источниками ионизирующего излучения: космическим излучением и естественными (земного происхождения) радионуклидами, содержащимися в грунте, на котором возведено знание, в строительных материалах, из которых изготовлены ограждающие конструкции, а также поступающими в помещения вместе с воздухом, водой и в результате сгорания топлива. Проведёнными исследованиями установлена высокая вариабельность уровня облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. Во многих развитых странах мира обнаружены высокие уровни облучения населения в дозах, значительно превышающих допустимые для профессионального облучения вследствие использования строительных материалов с повышенным содержанием (естественных радионуклидов) ЕРН и дочерних продуктов распада радона (ДПР), накапливающихся в воздухе помещений.

Естественные радионуклиды в результате производственной деятельности человека вместе с разнообразными видами минерального сырья извлекаются из недр и поступают в биосферу. Таким образом, формируется техногенно изменённый, обычно усиленный радиационный фон, являющийся дополнительным источником облучения населения. В этой связи особая роль в ограничении облучения населения природными источниками ионизирующего излучения принадлежит промышленности строительных материалов. Прежде всего, это объясняется крупными масштабами строительного производства, связанного с добычей и вовлечением в сферу жизнедеятельности человека естественных сырьевых материалов и отходов промышленных предприятий.

Таким образом, становится очевидным, что уровень облучения населения ЕРН будет зависеть от радиоактивности строительных материалов, изготавливаемых, как правило, из местного минерального сырья, сложившейся практики строительства в стране и климатических особенностей конкретного региона.

Последнее обстоятельство особенно актуально для суровых климатических условий Сибири.

Правильная оценка нагрузок от естественных радионуклидов (EPH) позволяет провести сопоставление уровней от естественных и искусственных источников излучения, определить объёмы, направленность и даже целесообразность проведения реабилитационных мероприятий. Кроме того, снижение общей текущей дозовой нагрузки, а следовательно, и вредных последствий облучения может быть более эффективным при реализации мероприятий по снижению облучения природными источниками.

Положительный опыт реализации мероприятий, направленных на снижение облучения населения, убедительно опровергает утверждение о невозможности влияния на уровень облучения, обусловленного природными источниками. Однако в уже законченных строительством зданиях и сооружениях эти мероприятия, как правило, экономически не целесообразны.

В настоящей работе особое внимание уделено установлению и прогнозированию научно-обоснованных радиационно-гигиенических показателей промышленной и строительной продукции.

Работа выполнялась в соответствии с Н'111 «Архитектура и строительство» по теме «Изучение радиационного качества минерального сырья и строительных материалов» в 1995 г., а также по заданию Министерства образования РФ по теме «Исследование и разработка методов прогнозирования радиационных параметров материалов и строительной продукции» в 2002 и 2003 гг., финансирование которых осуществлялось из средств федерального бюджета.

Цель работы. Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами при использовании различных видов минерального сырья.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Произвести радиационно-экологическую оценку минерально-сырьевой базы строительной индустрии Красноярского региона. Изучить распределение содержания естественных радионуклидов и научно обосновать норматив концентрации EPH в строительных материалах и конструкциях с учётом конструктивных особенностей строительной продукции для условий Сибири.

2. Выявить основные закономерности распределения мощности дозы гамма-излучения и концентрации радона в зданиях, принятых к строительству в Восточно-Сибирском регионе, и оценить вклад в формирование радиационного фона в помещениях естественной радиоактивности основных видов строительных материалов.

3. Исследовать влияние составов и технологии изготовления строительных материалов на формирование удельной эффективной активности EPH, эмани-рующую способность, концентрацию радона и мощность дозы в помещениях.

4. Разработать методологию количественной оценки содержания естественных радионуклидов и эманирующей способности на стадии проектирования строительных смесей.

5. Исследовать влияние состава цементных бетонов и растворов на коэффициент диффузии радона.

6. Выявить особенности кинетики эксхаляции (выхода) радона при твердении цемента и изучить влияние добавок на этот процесс.

7. Исследовать влияние некоторых видов минеральных добавок на эмани-рующую способность цементного камня, бетонов и строительных растворов.

Научная новизна.

1. Проведена радиационно-экологическая оценка минерально-сырьевой базы строительной индустрии в Красноярском крае и золошлаковых отходов от сжигания канско-ачинских бурых углей. Установлены особенности радионук-лидного состава золошлаковых отходов от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна, заключающиеся в пониженном (в 2...4 раза) содержании 40К и преобладании 226Яа в формировании удельной эффективной активности.

2. Установлено, что с повышением этажа мощность дозы имеет тенденцию к увеличению. Это связано, прежде всего, с излучением плит перекрытий, изготовленных из плотного тяжёлого бетона. Порядка 40 % мощности дозы формируется у-излучением, проникающим из соседних помещений через ограждающие конструкции, оконные и дверные проёмы, а основной вклад в мощность дозы в центре помещения вносят железобетонные плиты перекрытия.

3. Впервые экспериментально установлено, что процесс эманирования, обусловленный радиоактивной отдачей и диффузией атомов радона при гидратации цемента без добавок и с добавкой хлорида кальция, носит экстремальный характер. Максимальное значение этого показателя достигается через 1,3 сут гидратации и почти в 30 раз больше, чем негидратированного цемента. Добавка сахарозы существенно снижает эманирование цементного камня.

4. Установлено, что эманирование цементного, зольного и цементно-зольного камня, несмотря на различие в химико-минералогическом составе, увеличивается в 8... 10 раз. Это обстоятельство обусловлено увеличением длины пробега атомов отдачи радона в гидратированных минералах и изменением положения атомов радия в структуре материалов.

5. Впервые выявлен эффект снижения эманирования цементных композиций. Установлено, что скорость снижения эманирования цементного и зольного камней практически одинакова и отличается от скорости этого процесса, наблюдаемого у бетонов, которая зависит от общего количества вяжущего. Установлено также, что снижение эманирования имеет место в течение трёхлетнего периода наблюдений, а уменьшению эманирования способствует кольматация пор и капилляров продуктами гидратации и карбонизация образцов.

6. Установлена устойчивая корреляционная связь между скоростью изменения концентрации ионов Са2* и БО/' в жидкой фазе цементного теста и скоростью эксхаляции радона. Процесс выделения радона носит неравномерный характер, а изменение эманирования в процессе гидратации цемента без добавок и с различными добавками является характеристикой проницаемости оболочек вокруг цементных зёрен. Эти оболочки не являются абсолютно непроницаемыми для радона и воды, но практически изменяется степень их проницае-

мости. Установлена принципиальная возможность снижения эманирующей способности цементных бетонов и растворов путём ввода золы, сахарозы и микрокремнезёма.

7. Установлено, что выход радона из твердеющих цементных композиций обусловлен кинетикой связывания воды в новообразования. Оба процесса тесно связаны между собой и описываются одним и тем же уравнением с практически одинаковыми кинетическими константами. Таким образом, все ранее установленные закономерности «количество связанной воды (степень гидратации) - свойства вяжущего» могут быть интерпретированы в рамках кинетической модели эксхаляции радона.

Достоверность результатов работы обеспечивалась применением аттестованного и поверенного оборудования, строгим соблюдением стандартов и технических условий на методы испытаний. Доказательность ряда научных положений подтверждена независимыми результатами исследований, сходимостью теоретических и модельных экспериментальных результатов, длительными сроками исследований и испытаний. Основные численные результаты и количественные закономерности получили вероятностную оценку на основании статистической обработки.

Практическое значение. В соответствии с обзорной картой месторождений строительных материалов проведена радиационно-экологическая оценка минерально-сырьевой базы строительной индустрии в Красноярском крае, а также золошлаковых отходов от сжигания канско-ачинских бурых углей. Обоснованы границы доверительных интервалов удельной эффективной активности строительных материалов, а также мощности дозы и концентрации радона в воздухе помещений зданий, законченных строительством в Красноярском крае.

Предложены расчётные формулы, позволяющие осуществлять прогнозирование нормируемых показателей радиоактивности строительных материалов и строительной продукции на стадии проектирования, а также корректно учитывать мощность источников излучения и поступление радона при обследовании зданий и сооружений.

Установлено, что лакокрасочные покрытия при рекомендуемом расходе для общестроительных работ практически не являются препятствием для проникновения радона из стеновых ограждений во внутрь помещения, а основной характеристикой радонозащитных свойств покрытий является способность создавать в сухом состоянии на поверхности бетона слой определённой толщины. Предложена формула для оценки радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий. Установлено, что для исследованных видов покрытий толщина слоя, обеспечивающая практически полную задержку радона, составляет 5 пробегов атомов отдачи радона в воздухе или приблизительно 4,4x1 (Г4 м.

Определены реальные значения эманирующей способности различного сырья и строительных материалов, используемых в строительстве в ВосточноСибирском регионе.

Показана возможность использования эманационного метода для исследования кинетики гидратации портландцемента.

Предложена классификация минерального сырья и строительных материалов по содержанию естественных радионуклидов и удельной эффективной активности.

Разработаны и согласованы с ведущими проектными организациями края «Рекомендации по проектированию систем противорадоновой защиты зданий и сооружений на территории Красноярского края».

Разработан и находится в стадии утверждения и согласования проект ТСН «Радиоэкологическое сопровождение инженерных изысканий для строительства и проектирования жилых общественных и производственных зданий».

Реализация результатов работы.

Результаты работы использованы проектной частью ОАО «Научно-технический прогресс» (г. Красноярск) и «Красноярскгражданпроект» при проектировании радоновой защиты в детском дошкольном учреждении и в жилых зданиях, а также Региональным радиологическим центром при ЦГСН в Красноярском крае в практической работе при обследовании зданий и сооружений. Опубликовано два учебных пособия для студентов строительных вузов. Основные результаты работы включены в учебные курсы «Методы исследования и контроля качества строительных материалов» и «Использование отходов промышленности в производстве строительных материалов» для специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Методология работы основана на фундаментальных положениях физико-химических превращений при формировании строительно-технических свойств материалов и показателей естественной радиоактивности компонентов сложных строительных смесей. Проведение исследований осуществлялось с использованием теоретических и технических разработок известных учёных в области технологии строительных материалов: Ю.М. Баженова, Ю.М. Бутта, A.B. Волженского, Ф.С. Ли, И.Н. Ахвердова, И.И. Курбатовой, М.А. Савинки-ной, В.К. Козловой и исследований естественной радиоактивности И.Е. Старика, Э.М. Крисюка, Л.А. Гулабянца, В.В. Коваленко и др.

В работе использован комплекс структурно-чувствительных методов исследования: РЖ-спектроскопия, рентгенофазовый, дифференциально-термический и радиометрический методы.

учно-технической конференции (Красноярск, 2002 г.); научно-технических конференциях «Материалы, технология, организация строительства» (Новосибирск, 1995 и 1996 гг.); научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2000 г.); а также на конференциях «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения» (Красноярск, 1996,2000 и 2002 гг.).

Публикации. Опубликовано более 70 работ, включая четыре авторских свидетельства на изобретения и 13 статей в изданиях, которые входят в перечень рекомендуемых ВАК для докторских диссертаций.

Вклад автора д разработку проблемы. Автором осуществлены: научное обоснование, разработка методик, программ, анализ и обобщение результатов расчётов и экспериментальных исследований; практическая работа по снижению концентрации радона в помещениях; разработка нормативной и технической документации по нормированию естественной радиоактивности материалов и строительной продукции в Красноярском крае. На защиту выносятся:

статистические исследования и обоснование предельных значений нормируемых радиационно-гигиенических показателей строительных материалов, сырья и строительной продукции в Восточно-Сибирском регионе;

результаты исследований и выявленные особенности содержания естественных радионуклидов в золах, шлаках и золошлаковых отходах от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна;

результаты теоретических и экспериментальных исследований по оценке мощности дозы и концентрации радона в воздухе помещений;

результаты исследований эмалирующей способности некоторых видов строительных материалов и сырья, используемых в Красноярском крае;

влияние технологических переделов при производстве строительных материалов на изменение удельной эффективной активности, удельных активностей естественных радионуклидов и эманирующей способности;

составы цементных бетонов и растворов с пониженной эманируюшей способностью;

- расчётные формулы и зависимости по прогнозированию радиационных параметров строительных материалов и строительной продукции;

- применение эманационного метода при исследовании кинетики гидратации цементных составов и полученные этим методом результаты;

- экспериментальные результаты оценки радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий;

результаты кластерного анализа и классификация строительных материалов и сырья по средним величинам удельных активностей естественных радионуклидов и удельной эффективной активности;

результаты практической работы по снижению концентрации радона в помещениях, нормативная и техническая документация по нормированию естественной радиоактивности материалов и строительной продукции в Красноярском крае.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 500 страницах машинописного текста, включающего 73 таблицы, 95 рисунков, списка литературы из 264 нименований и четыре приложения на 71 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность работы. Дана общая её характеристика.

В первой главе приведены сведения о правовой необходимости радиологических исследований и значимости работ по обеспечению радиационной безопасности населения, критериях и требованиях основополагающих законов радиационной безопасности. Представлен обзор и анализ научных публикаций и литературы по формированию естественной радиоактивности промышленной и строительной продукции.

В России систематические исследования естественной радиоактивности строительной продукции и материалов были начаты в 70-е годы в Ленинградском институте радиационной гигиены. Многие годы ведущим специалистом в этой области знаний является Эдуард Мечиславович Крисюк, усилиями которого в России создана школа радиологов-специалистов в области физики и радиационной гигиены природных радионуклидов. Практическим результатом их работы явился документ № 43-10/796 «Ограничение облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. Временные критерии для организации контроля и принятия решений», введённый в действие в декабре 1990 г. в качестве республиканских санитарных правил.

В государственных стандартах в области строительных материалов первые требования в части содержания естественных радионуклидов появились в ГОСТах на золу-унос и золошлаковые смеси для бетонов, а затем и в стандартах на тяжёлые и мелкозернистые бетоны. В соответствии с этими документами содержание естественных радионуклидов в материалах должно было соответствовать требованиям ОСП-72/87.

В настоящее время в стандартах и технических условиях практически для всех видов строительных материалов или сырья для их изготовления имеются требования по ограничению содержания естественных радионуклидов. С начала 1995 г. введён в действие ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов». Имеются региональные нормативные документы, регламентирующие порядок определения и величину мощности дозы на открытой местности, скорость эксхаляции 222Rn из грунта, концентрацию радона и мощность дозы внутри помещения. Следует отметить, что в отличие от критериев зарубежных стран в строительных материалах России не учитывается излучение по радону, источником которого является радий. Предлагается, чтобы максимальная концентрация 226Ra в строительных материалах не превышала 185 Бк/кг.

Основная часть облучения населения ЕРН уранового и ториевого семейств зависит от деятельности и образа жизни людей и может регулироваться ими. Типичным примером является внешнее облучение, обусловленное гамма-излучением шйа, 32Тп, 40К, и внутреннее облучение за счёт вдыхания радона и торона, содержащихся в приземном слое атмосферы и в воздухе закрытых помещений. Концентрации этих радиоактивных газов определяются содержанием материнских радионуклидов в грунтах на участках застройки и строительных материалах, используемых при сооружении домов, а также процессами поступления радиоактивных эманаций из этих материалов, недр земли и накоплением их в воздухе помещений.

Особое место в облучении человека в помещениях принадлежит радону и торону. От 50 до 70 % дозы от естественных источников ионизирующего излучения обусловлено вдыханием короткоживущих изотопов радона (около 1100 мкЗв/год). Острота вопроса определяется выявлением большого количества зданий (особенно одноэтажных), уровень концентрации радона в которых представляет несомненную радиологическую опасность. Установлено, что достаточно часто уровень концентрации радона в помещениях превышает уровень предельно допустимых концентраций, установленных даже для работников урановых рудников.

Принимая во внимание незначительный (5-10 %) вклад торона в формирование эффективной дозы от радиоактивных эманаций и короткие периоды полураспада и 219Яп (соответственно 51 с и 4 с), то с учетом их распространенности в природе в большинстве практических задач, связанных с изучением природной радиоактивности, обычно учитывают только222Яп.

До 1980 года ни в одной стране мира не устанавливались нормативы на содержание радона и его ДПР в помещениях. И только углублённые эпидемиологические исследования, проводимые в последние десятилетия, выявили относительно высокие значения доз, получаемых отдельными группами населения за счет ДПР, находящихся в воздухе жилых помещений. По данным радиологов, от 2 до 40 тыс. смертей от рака лёгких в США произошло в результате вдыхания радона в жилищах.

Измерение мощности поглощённой дозы космического излучения в помещениях затруднено из-за наличия гамма-излучения строительных конструкций и земных пород, а также ослабления стеновыми ограждениями и перекрытиями. Очевидно, что величина ослабления будет зависеть от вида материала и

толщины перекрытий, которые в свою очередь определяются конструктивными особенностями зданий и сложившейся практикой строительства.

Мощность гамма-излучения в помещении зависит от содержания радионуклидов в ограждающих строительных конструкциях. Снижение гамма-фона в помещениях уже построенных гражданских, жилых и общественных зданий является практически невозможным или, как правило, экономически нецелесообразным в связи со значительной проникающей способностью у-излучения. Такое снижение реально только в тех случаях, когда повышенный уровень гамма-фона обусловлен использованием материалов для устройства теплоизоляционных засыпок или территорий около здания с повышенным содержанием природных радионуклидов.

Основой для расчёта может быть формула определения мощности дозы в центре помещения по известным значениям удельной эффективной активности ЕРН материалов ограждений, однако в этом случае не учитывается излучение, проникающее снаружи и из соседних помещений. Исходные данные для расчёта могут быть получены из технико-экономических показателей проекта в части расходов материалов на единицу строительной продукции (на единицу объёма или площади) и данных о радиоактивности местных строительных материалов.

Высокая концентрация ЕРН характерна для отходов промышленности, широко используемых для производства строительных материалов. Во многих странах обнаружена высокая удельная активность радионуклидов в золах и шлаках.

В этой связи представляется весьма актуальным изучение формирования эманирующей способности и величины удельной эффективной активности материалов, изготовленных из сложных строительных смесей и, в том числе, с применением отходов промышленности.

Детальные измерения эманирования руд и минералов проведены В.Л. Шашкиным и М.И. Пруткиной. Проведёнными исследованиями установлено, что параметры эманирования зависят от размеров частиц и их структуры, влажности пробы, температуры и т.д. Как утверждают исследователи, «...эманирующую способность и коэффициент эманирования нельзя рассматривать как постоянные характеристики твердого тела. Они должны относиться к определённому физическому состоянию тела и к определённой внешней среде. При экспериментальных определениях эманирующей способности вещество должно находиться в том состоянии, для которого нужно знать эманирующую способность». Таким образом, авторы не отрицают постоянство параметров эманирования при некоторых определённых условиях.

С позиции оценки величины эманирования, характеризующей определённый вид строительных материалов, это означает, что для бетона, например, определение параметров эманирования (с целью сопоставимости результатов) должно производиться на образцах одного (лучше всего стандартного) размера и при нормальных воздушно-влажностных условиях, характерных для жилых помещений, а определение эманирующей способности кирпича и бетон-

ных камней должно производиться на целых изделиях. Это связано с тем, что выход радона из материала зависит не только от коэффициента эманирования, но и от эффективного коэффициента диффузии радона. Кроме того, при измельчении материала будет происходить вскрытие закрытых пор, изменение равновесной с воздухом влажности материала, что может существенно отразиться на результатах измерения. Для бетона, например, это означает дробление крупного заполнителя, который в теле бетона находится в неизмельчённом состоянии, а значит, возможен выход дополнительного количества радона. Полученные таким образом результаты не будут отражать действительную потерю радона бетонными ограждениями. Последнее обстоятельство в полной мере относится к стеновым ограждениям из кирпича и бетонных стеновых камней.

J. Pensko, Z. Stpiezynska и К. Blaton-Albicka отмечали качественную зависимость коэффициента эманирования составных строительных смесей от используемых при их изготовлении золы и шлака. Возможность таких расчётов показана H.A. Королёвой, Н.И. Шалак, Э.М. Крисюком и М.В. Терентьевым. По результатам исследований компонентов бетона и их массовым вкладам они рассчитали ожидаемую удельную и удельную эффективную активность 226Ra бетона и сравнили с соответствующими показателями, полученными при непосредственных измерениях готового бетона.

Позднее Э.М. Крисюк отметит, что «вывод о неизменности коэффициента эманирования при приготовлении бетонов и многокомпонентных материалов скорее всего несправедлив для цемента и других мелкодисперсных добавок» и если коэффициент эманирования цемента увеличить в 10 раз, то «...совпадение расчётных и измеренных значений значительно улучшится». Расчётная формула считается очевидной и в этих публикациях не приводится. Далее, он совершенно справедливо отмечает, что «...окончательный вывод о возрастании (примерно в 10 раз) коэффициента эманирования цемента и, возможно, золы при изготовлении бетонов можно дать только на основании прямых измерений...». Н.П. Локутцовой на основании результатов проведённых исследований сделан вывод о том, что для большинства безобжиговых строительных материалов на основе вяжущих веществ содержание EPH должно зависеть от состава и подчиняться правилу аддитивности.

В выполненных этими авторами расчётах совершенно игнорируется химически связанная цементом вода, а совпадение расчётных и экспериментальных данных не подтверждено статистическими расчётами.

Л. А. Ильин, В.Ф. Кириллов, И.П. Коренков считают необходимым отметить, что скорость эксхаляции из бетона нельзя рассчитывать, исходя из коэффициентов эманирования его составных частей, поскольку «в процессе производства бетона происходят химические реакции». Следует заметить, что этим не отрицается принципиальная возможность проведения таких расчётов, если учитывать влияние химических реакций гидратации цемента на изменение эманирования. Однако подобных исследований не проводилось.

Для оценки изменения радионуклидного состава Н.П. Локутцовой используется коэффициент концентрирования (КК), равный отношению удельной эф-

фективности активности EPH материала до обжига к этому же параметру после обжига. Она установила, что для керамического кирпича КК=1,23, а цементного клинкера - 1,48. Коэффициент концентрирования радия, рассчитанный нами по результатам, опубликованным H.A. Королёвой, Н.И. Шапак, Э.М. Крисю-ком и М.В. Терентьевым для кирпича, оказался равным 1,21.

И.С. Чуйкова при исследовании влияния высокотемпературной обработки на изменение активности EPH на примере глины наблюдала резкие изменения в большую и меньшую сторону активности EPH. Например, уменьшение активности тория-232 при нагреве до 200 °С она связывает с процессом удаления из глины физически связанной воды, а радия-226 в диапазоне от 200 до 900 °С - с удалением химически связанной воды и диссоциацией карбонатов. В то же время при нагреве мела до 600 °С активность тория-232 почти не изменяется, хотя и в этом случае происходит удаление физически связанной воды. Уменьшение удельных активностей Чуйкова связывает с возгонкой последних за счёт выгорания органической составляющей мела и дегидратации структурированной влаги материала. О.П. Сидельникова также наблюдала снижение количества радия в диапазоне от 500 до 800 °С при обжиге глины. Однако возгонка тяжёлых атомов EPH при таких температурах практически невозможна.

Выполненный анализ показал, что при достаточно высоком уровне научных и практических исследований в области снижения естественного радиационного фона в помещениях детального исследования формирования естественной радиоактивности строительных материалов не проводилось. На основании имеющихся в литературе немногочисленных и противоречивых данных, не привязанных к определённым условиям экспериментов, можно получить лишь приближённую характеристику эманирования строительных материалов. Вывод о возможности расчёта удельной эффективной активности EPH и коэффициента эманирования цементного бетона или раствора по массовым вкладам их компонентов можно сделать только на основании результатов прямых исследований, подтверждённых статистическими расчётами. Нет достаточно достоверных данных о влиянии технологических переделов на формирование радио-нуклидного состава и величину эманирования строительных материалов.

Практически отсутствуют данные о влиянии внутренней отделки ограждающих конструкций на выход радона в воздух помещений. В этой связи необходимо отметить, что к строительным материалам, а также к сырью для их производства предъявляются требования, которые обеспечивают в определённой степени постоянство их показателей. Это свидетельствует о перспективности исследований, направленных на изучение и установление закономерностей формирования естественной радиоактивности материалов и строительной продукции.

Во второй главе даны основные характеристики оборудования и рассмотрены методы оценки радиационных параметров промышленной и строительной продукции. Рассмотрены геохимические особенности формирования нерудных строительных материалов и особенности геологического строения тер-

ритории Красноярского края. Приведены результаты исследований радиоактивности основных месторождений минерального строительного сырья.

Измерения удельной эффективной активности естественных радионуклидов проводили на аттестованном сцинтилляционном спектрометре с использованием пакета программ PROGRESS и гамма-радиометре РУГ-91М «АДАНИ». Мощность дозы в помещениях измерялась в основном приборами ДРГ-01Т1 и ДБГ-06Т, оборудованными газоразрядными счётчиками. Для индикаторных измерений использовались приборы СРП. Концентрацию радона в воздухе помещений измеряли мгновенными и интегральными методами. В первом случае измерения проводили радонометром РРА-01М и радон-монитором Alpha-GUARD фирмы Genitron Instruments GmbH, во втором - использовали трековый метод и метод, основанный на адсорбции радона пассивными угольными адсорберами. Все измерения и расчёты проводили в строгом соответствии с утверждёнными в установленном порядке методиками.

В результате исследований минерально-сырьевой базы промышленности строительных материалов было установлено, что характерной особенностью пород, развитых на территории Красноярского края, является повышенное содержание в них естественных радионуклидов уранового ряда. В крае выявлено более 2 ООО радиоактивных аномалий.

Песчано-гравийная смесь, добываемая в поймах рек, имеет в среднем более низкое значение удельной эффективной активности EPH и отличается большей однородностью, чем ПГС горных пород. Заполнители для бетонов, используемые предприятиями г. Красноярска, отличаются повышенным содержанием EPH в сравнении с г. Ачинском и г. Канском.

В отличие от ПГС глинистое сырье более однородно по величине удельной эффективной активности EPH. Тугоплавкие глины характеризуются относительно меньшей радиоактивностью, чем сырье для производства кирпича и керамзита, представленного в основном суглинками.

Для строительного сырья, добываемого в крае, характерен большой диапазон изменчивости активности EPH. Это важное обстоятельство, свидетельствующее о возможности управления радиационным качеством строительных материалов и изделий путём исключения или сокращения в них доли высокорадиоактивного сырья.

В третьей главе представлены результаты измерений, статистической обработки и анализа данных о содержания EPH в строительных материалах и зо-лошлаковых отходах от сжигания канско-ачинских бурых углей. Выявлены особенности статистических распределений мощности дозы и концентрации радона в воздухе помещений в зданиях с ограждающими конструкциями из сборного железобетона, кирпича, дерева, трёхслойных металлических панелей.

Выполнен теоретический расчёт мощности дозы в центре помещения и выявлен вклад перекрытий и стеновых ограждений из различных материалов в формирование величины МД.

Целью статистического анализа в данной работе являлось определение и научное обоснование вероятностных максимальных значений нормируемых

показателей радиоактивности материалов, мощности дозы и концентрации радона в помещениях зданий, принятых к строительству в суровых климатических условиях Сибирского региона. Очевидно, что эти показатели могут в значительной степени отличаться от значений, приведённых в литературе в основном для стран Западной Европы, Северной Америки и европейской части нашей страны.

Анализ распределений EPH показал, что расчётная верхняя граница в предположении логнормального распределения и при сплошной выборке (строительные материалы, сырьё, отходы промышленности) с вероятностью 0,95 оказалась равной 395 Бк/кг, а в предположении нормального распределения - 229 Бк/кг. Расчёты показали, что распределение величины удельной эффективной активности EPH в выборке без слабо- (асбест, гипс, известь и материалы на их основе) и высокоактивных (золошлаковые отходы) материалов соответствует нормальному закону распределения и с той же вероятностью можно утверждать, что верхняя граница Аэфф EPH не превысит значения 235 Бк/кг. Учитывая, что доля этих материалов в структуре объёмов потребления не очень велика, можно считать значение A^=235 Бк/кг характеристической величиной для строительных материалов и сырья в Красноярском крае. Расчётные верхние границы как при сплошной выборке, так и усечённой близки между собой, однако в значительной степени отличаются от значения, рассчитанного в предположении логнормального распределения, которое для материалов Красноярского края оказалось больше нормируемого значения. Таким образом, с вероятностью 0,997 можно утверждать, что значение А^ф EPH материалов и сырья в крае не будет превышать 284 Бк/кг. Этот вывод не распространяется на золошлаковые отходы от сжигания бурых углей.

Золошлаки основных месторождений канско-ачинских бурых углей в значительной степени неоднородны по радиационному фактору. Наиболее радиоактивны Берёзовские зола и шлак, наименее - Ирша-Бородинские (табл. 1). В настоящей работе выявлена характерная особенность для золы и золошлаковой смеси канско-ачинских углей, заключающаяся в том, что АЭфф этих материалов формируется на 46...88% 226Ra и только на 2... 8% 40К. Эти значения почти в два раза отличаются от соответствующих показателей аналогичных отходов от сжигания угля других месторождений.

Анализ имеющихся в литературе данных и собственных результатов исследований приводит к выводу, что определение удельной эффективной активности у золошлаковых отходов, имеющих повышенное содержание несгорев-шего угля, не дает представления о фактических значениях Аэфф EPH в минеральной составляющей. При одном и том же радионуклидном составе минеральной составляющей углей радиоактивность золошлаковых отходов будет в значительной степени определяться величиной потерь при прокаливании. Кроме того, золошлаковые отходы бурых углей имеют замечательную особенность - они гидравлически активны.

Таблица 1

Удельная и удельная эффективная активность естественных радионуклидов (Бк/кг) и их вклад (%) в формирование АзфД, золы-уноса (ЗУ), шлака (Ш) и золошлаковой смеси (ЗШС)

Место отбора Разрез Вид отходов Радионуклид А,фф ЕРН

шЯа 232 П <ок

г. Красноярск, (ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3) Ирша-бородинский ЗУ 53,1/48 37,5/44 102/8 111

ЗШС 50,2/59 19,4/30 116/11 85,5

Ш 40,4/44 31,4/44 130/12 92,6

г. Назарово, (ГРЭС-2) Назаровский ЗУ 140/68 38,1/25 156/7 203

г. Шарыпово, (Берёзовская ГРЭС) Берёзовский ЗУ 189/88 16,4/10 90,2/2 218

Ш 207/89 10,3/6 143/5 233

За счёт процессов гидратации и карбонизации происходит уменьшение удельной активности. При использовании таких отходов в качестве выгорающих добавок будет происходить неконтролируемое обогащение естественными радионуклидами готовой продукции. Поэтому для объективной оценки золош-лакового сырья необходимо стремиться, чтобы потери при прокаливании (п.п.п) у анализируемых проб были минимальными. Последнее реализуется при сжигании угля на крупных ТЭЦ, золы которых имеют показатель п.п.п, редко превышающий 1,5...2%.

Средние (медианные) значения мощности дозы в помещениях в зданиях из сборного железобетона, кирпича, дерева и трёхслойных металлических панелей оказались равными соответственно 118 (114), 123 (123), 96,3 (96,5) и 91,9

а) 0,2

0.15

о &0.1

0,05 0

Л -РЗЭД! I 1 I ДНДцЬмаи им!

б) 0,2 0,15

<о

0,1

50 68 85 103120138155173190208225243 Мощность дозы, нГр/ч

ГГ

0,05 0

чар

До]

40 58 75 93 110 128 145 163 Мощность дозы, нГр/ч

Рис. 1. Распределение мощности дозы в зданиях из кирпича (а) и тоёхслойных металлических панелей (61. (96,5) нГ/ч. Распределение значений мощности дозы в каменных зданиях приближается к нормальному (рис. 1 а), а в зданиях из дерева и трёхслойных металлических панелей оказалось бимодальным (рис. 1 б).

В отличие от МД распределение значений концентрации радона во всех типах зданий приближается к логнормальному (рис. 2). Средние значения концентрации радона в предположении логнормального (нормального) распределения оказались равными для зданий из сборного железобетона 29 (46), кирпича - 35 (48), дерева - 33 (44) и металлических панелей -16(19) Бк/м3.

Полученные данные позволяют провести сравнение радиационного фона в

помещениях зданий различных стран с радиационным фоном в зданиях, принятых к строительству в климатических условиях Сибири. Научный комитет по действию атомной радиации пришёл к выводу, что мировое взвешенное по численности населения среднее арифметическое значение концентрации радона в жилищах составляет 40 Бк/м3, среднее геометрическое - 25 Бк/м3.

Хорошо видно (табл. 2), что мощность дозы в помещениях зданий, принятых к строительству в Красноярском крае, практически совпадает с МД в помещениях стран, приближающихся по климатическим условиям к Сибири. Однако концентрация радона в крае ниже почти в два раза. Одной из причин этого обстоятельства, по-видимому, является сложившаяся практика строительства. В этих странах население проживает преимущественно в зданиях малой этажности, поэтому основной вклад в формирование КР в воздухе помещений вносит почвенный радон. Расчётами установлено, что радиационный фон в помещениях определяется в основном удельной эффективной активностью заполнителей для бетона. Наблюдается определённая корреляционная связь между радиоактивностью заполнителей, мощностью дозы и концентрацией радона в помещениях зданий различных стран.

Таблица 2

Мощность дозы и концентрация радона в некоторых странах мира и в Красноярском крае _

Вид материала Страна Красноярский край

Великобритания Германия Финляндия Венгрия Швеция Польша

Мощность дозы, нГр/ч 60 74 112 84 109 70 112

Концентрация 232Яп, Бк/м3 13 40 64 12 65 10 -31

0,4

0,3

§0,2

0,1

шъ.

«О.

н-

10 66 121 177 232 Еще Концентрация радона, Бк/куб. м

Рис.2. Распределение значений концентрации радона в помещениях зданий из сборного железобетона

Нами проведены специальные исследования по оценке МД в современных каменных зданиях на разных этажах. Измерения мощности дозы проводили прибором ДРГ-01т в кирпичных и сборных железобетонных жилых зданиях. Установлено, что мощность дозы в помещениях с повышением этажа

Анализ полученных результатов показал, что увеличение регистрируемых значений мощности дозы обусловлено проникновением излучения от стен и перекрытий .

соседних помещений, а также, имеет место некоторая асимметрия регистрации фотонов дозиметриче- * скими приборами. Действительно, при переходе на верхний этаж массивные плиты железобетонных перекрытий последовательно оказываются в более благоприятном расположении с позиции эффективности регистрации гамма-излучения -под детектором дозиметрического прибора.

Расчётным путём установлено, что около 40 % гамма-излучения проникает в помещения через ограждения, дверные и оконные проёмы. Нормируемой НРБ-99 величине средней удельной эффективной активности - 370 Бк/кг соответствует мощность дозы 279 нГр/ч в бетонных и 299 нГр/ч в кирпичных зданиях. При коэффициенте перехода от поглощенной в воздухе дозы к эффективной 0,72 Зв/Гр, соответственно, получим 0,2 и 0,22 мкЗв/ч. Если учесть, что ^ эти величины составляют 60 % от реально наблюдаемых значений МД, поскольку в расчётах не учтено излучение, проникающее из соседних помещений через ограждения, через проёмы окон и дверей, то получим для » железобетонных зданий 0,321, а для кирпичных 0,353 мкЗв/ч.

В четвёртой главе определены реальные значения параметров эманирова-ния для основных видов строительных материалов, производство которых осуществляется в Красноярском крае. Исследования проводили в герметичном специальном контейнере ёмкостью 0,05 м3. В контейнер помещали исследуемую пробу и радон-монитор Л//?йаСг£/ЛЛО. Измерения проводили непрерывно в течение нескольких суток в режиме десятиминутной экспозиции.

увеличивается (рис. 3).

2 4 Этаж 6 ♦ в строящихся зданиях

-•— в построенных зданиях

Рис. 3. Изменение мощности дозы в строящихся и построенных зданиях

Дул— —^^ 3 078

20 40

Время кампании, ч

Рис. 4. Изменение величины эманнрования пробы гравия

На рис. 4 представлено изменение расчётного значения эманирования пробы гравия массой 6,47 кг в процессе испытания.

Наибольшая эма-нирующая способность характерна для песка, гравия и цементного камня, а наименьшая - для материалов, подвергнутых высокотемпературной обработке: цемента, керамзита, керамического кирпича.

Впервые экспериментально установлено, что эманирование гидратирован-ного цемента и высококальциевой золы увеличивается почти 10 раз. Увеличение эманирования связано с изменением кристаллической структуры вяжущих материалов и положения атомов радия в структуре искусственных камней. Расчётным путём установлено, что средняя длина пробега атомов отдачи почти в 100 раз меньше зёрен рядовых цементов. В цементном камне длина пробега атомов отдачи в среднем для силикатной фазы в 1,5 раза, а для алюминатной в 2 раза больше, чем в негидратированном цементе. Среднее расстояние между поверхностями твёрдых фаз цементного и зольного камня составляет 2,2 нм. Эта величина значительно больше диаметра атома радона, равного 0,44 нм, и позволяет последним накапливаться внутри геля и диффундировать в гелевой фазе вместе с молекулами воды.

Исключительно важная роль в процессе эманирования принадлежит воде. Вода, адсорбированная на поверхности пор и капилляров цементного камня, обладая значительной тормозной способностью, увеличивает количество радона в поровом пространстве и ухудшает условия удержания атомов за счёт снижения внутренней адсорбционной поверхности пор и капилляров

В негидратированных цементах и золах атомы радия, в отличие от природных минералов, находятся в кристаллических решётках минералов порт-ландцементного клинкера, имеющих склонность к размещению многочисленных разнообразных примесей, изоморфно замещающих основные элементы структур. Исходя из современных представлений о механизме гидратации клинкерных минералов и на основании опытов, проведённых нами по выщелачиванию радия водой, можно предположить, что возможно образовавшиеся нерастворимые соединения сульфатов и гидросиликатов радия находятся в капиллярных полостях, рассеянных в массе цементного геля. Если радий не вступил в реакцию, что вполне вероятно, учитывая его чрезвычайно малое количество, то, скорее всего, в цементах он находится в ионном и адсорбированном виде на поверхности кристаллических решёток новообразований.

На величину эманирования искусственных камней можно влиять путем ввода добавок, имеющих низкую эманирующую способность и изменяющих количественный состав продуктов гидратации цемента, а значит, и поровую структуру этих материалов.

Экспериментально установлено, что ввод гидравлически активной высококальциевой золы и микрокремнезёма позволяет снизить эманирование цементного камня.

Так, например, при замене 15 % цемента параметры эманирования уменьшились на 16 %, а при замене 30 % уже на 45 %. При замене 50 % цемента зо-лой-унос коэффициент эманирования и эманирующая способность цементно-зольного камня уменьшились примерно на 20 %, а расчётная доза за время кампании уменьшилась на 30 %. Эффективность добавки золы-уноса в большей степени выражена в бетонах, то есть в присутствии заполнителей.

Впервые экспериментально установлено, что эманирующая способность цементных, зольных и зо-лоцементных композиций со временем уменьшается (рис. 5). Это связано с кольматацией пор и капилляров продуктами гидратации и образованием карбонатов, занимающих больший объём, чем исходные компоненты. На основании известного факта увеличения количества мик-ропор геля и уменьшения общей и капиллярной пористости искусственного камня в процессе его старения, а также проведённых нами исследований представляется наиболее вероятным, что диффузия радона происходит в основном по порам и капиллярам искусственных камней, куда он легко попадает в результате распада атомов радия, адсорбированного на их поверхности.

Скорость уменьшения эманирования с течением времени обусловлена прежде всего уменьшением удельной поверхности новообразований, карбонизацией поверхностного слоя образцов и зависит от общего расхода вяжущего.

На рис. 6 хорошо видно, что на протяжении наблюдаемого периода коэффициенты эманирования постепенно снижаются. Скорость снижения эманирования зависит не от количества цемента, а находится в зависимости от общего расхода цементно-зольного вяжущего в сложных смесях. Несмотря на различие в фазово-минералогическом составе гидравлически активной золы и

0 20 40 60 80 Время кампании, ч

-июль 1998 г ■май 2000 г

-июль1999г -январь 2001 г

Рис. 5. Влияние времени хранения

на воздухе зольного камня из высокорадиоактивной Берёзовской золы-унос

портландцемента, это обстоятельство свидетельствует об одинаковой природе наблюдаемого эффекта.

В механизме процесса эманирования принимают участие процессы радиоактивной отдачи и диффузии. Характер этих процессов различен. Процесс радиоактивной отдачи характеризуется только энергией атомов отдачи, и поэтому изменение коэффициента связано с изменением диффузионной составляющей.

Процесс гидратации цемента сопровождается ростом степени заполнения

Время кампании, мес

♦ зольный камень

■ цементный камень А цементно-зольный камень (50 % золы)

• зольный камень с уд акт. К;г:848 Бк/кг

Время кампании, мес. ♦ бетон (30 % золы)

А тяжёлый бетон

Рис. 6. Изменение при твердении эманирующей способности вяжущих (а) и бетонов (б)

новообразованиями свободного объёма пор и удельной поверхности возникающих частичек при её расчёте на единицу массы затвердевшего цемента. По мере удлинения сроков твердения уменьшается удельная поверхность новообразований. Логично было бы предположить, что уменьшение коэффициента эманирования связано с уменьшением пористости цементного камня. Однако сравнение кинетики этих процессов показало, что скорость уменьшения эманирования сопоставима со скоростью уменьшения поверхности новообразований и карбонизации в среде углекислого газа. Снижение количества пор в цементе, твердеющем в воде, происходит быстрее изменения эманирования.

Расчётно-экспериментальным путём установлено, что в цементно-минеральных композициях параметры эманирования и удельную эффективную активность ЕРН строительных материалов можно получить расчётным путём, применяя правило аддитивности. Это позволяет осуществлять прогнозирование нормируемых показателей радиоактивности строительных материалов и строительной продукции на стадии проектирования на основе данных о радиоактивности месторождений сырьевых материалов, характерных для данного региона.

Предложена методика определения коэффициента диффузии радона на стандартных образцах-кубах, основанная на разработанной ранее теории для штуфных проб радиоактивных руд. Экспериментально установлено удовлетворительное совпадение значений коэффициентов диффузии, определенных на образцах-цилиндрах и образцах-кубах. Отмечено, что на определение коэффициента диффузии в значительной степени влияют условия хранения образца до испытаний, так как поверхностная карбонизация, влажность образцов и степень гидратации вяжущего здесь играют значительную роль. При оценке коэффициента диффузии на образцах-цилиндрах, изготовленных из цементных бетонов и строительных растворов, первое измерение должно проводиться у образца, открытого с обеих сторон, при этом должно соблюдаться отмеченное выше условие. У цементного камня коэффициент диффузии оказался равным 8,6x10"8 м2/с, что соответствует длине диффузии радона 10 = 0,203 м. У малощебёночного бетона, строительного раствора и тяжёлого бетона, соответственно, 15,0x10"8 м2/с (/<, = 0,267 м); 9,1 х 10"8 м2/с (/„ = 0,208 м) и 13,2x10"8 м2/с (/о = 0,251 м). При этом следует отметить, что карбонизация строительного раствора в целом всегда больше, чем у бетонов, вследствие его меньшей плотности. Отсюда следует, что сравнительная оценка величин коэффициентов диффузии радона должна проводиться на одновозрастных образцах, хранившихся в идентичных условиях.

Оценка радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий показала, что при рекомендуемом расходе для общестроительных работ они практически не являются препятствием для проникновения радона из стеновых ограждений во внутрь помещения. Наиболее эффективны по степени поглощения радона материалы, не содержащие пигментов и наполнителей: лаки и олифа.

Менее эффективны материалы, содержащие различного вида пигменты, -эмали и краски. Наполнители, располагаясь на поверхности материала (бетона, раствора и др.), нарушают сплошность покрытия и способствуют выделению радона. Установлено, что основной характеристикой покрытий является способность создавать в сухом состоянии на поверхности бетона слой определённой толщины (рис. 7).

0,0Е+00 5,0Е-05 1.0Е-04 1.5Е-04 2.0Н-04 2.5Е-04 3.0Е-04 3.5Е-04 4.0Е-04 4.5Е-04 5.0Е-04

1 ?

1-?

Толщина покрытия в сухом состоянии, м

♦ Битумный лак д Олифа оксоль в ЛакПФ

■ Краска "Тиккурила" • Краска масляная готовая МА-15 -Расчет по формуле

Рис. 7. Зависимость степени проницания радоном лакокрасочных покрытий от толщины слоя в сухом состоянии

Предложена формула для оценки радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий. Установлено, что для исследованных видов покрытий толщина слоя, обеспечивающая практически полную задержку радона, составляет 5 пробегов атомов отдачи радона в воздухе или 4,4x10"4 м.

Для изучения изменения радионуклидного состава в работе использован приём, предложенный В. Гиббсом, заключающийся в том, что величины удельных активностей радия, тория и калия с соответствующими коэффициентами и выраженными в процентах от А,фф, изображаются при помощи равностороннего треугольника.

На диаграмме (рис. 8) нетрудно заметить, что смешение цемента и заполнителя будет приводить к изменению вкладов радионуклидов. При увеличении расхода цемента (в направлении точки Ц) доля радия в тяжёлых бетонах будет увеличиваться, а тория и калия уменьшаться. При этом для калия значительно быстрее, чем для тория. Отношение вкладов радия и тория изменится в незначительных пределах. Этот вывод основан на постоянстве отношений перпендикуляров, восстановленных от соответствующих сторон в равностороннем треугольнике. Необходимо отметить, что точка Б в соответствии с диаграммой Гиббса-Розебома делит отрезок ЗЦ, соединяющий области кварцевого заполнителя и цемента, в соотношении, равном отношению содержания цемента и заполнителя в тяжёлом бетоне. Этот параметр для рядовых тяжёлых бетонах находится в пределах 0,11...0,19, поэтому величины удельной эффективной активности бетонов будут определяться в основном радиоактивностью заполнителей.

На диаграмме (рис. 9) видно, что в процессе обжига относительный вклад радионуклидов изменяется очень незначительно и не превышает 10 % по радию для кирпича и керамзита. Для керамической плитки этот параметр на 5 %

К-40,%

Яа-22Б, % ТИ-232, %

Рис. 8. Изменение радионуклидного состава при перемешивании

больше. Здесь следует иметь в виду, что количество керамической плитки, выпускаемой в Красноярском крае, очень незначительно, поэтому выборка по этим изделиям представлена в основном плиткой зарубежного производства.

Точки, характеризующие составы керамической плитки, кирпича, керамзита и цемента, хорошо ложатся на прямую линию, проведённую из вершины треугольника 226Яа, что свидетельствует о постоянстве отношения содержания радия и тория в процессе обжига.

Обращает на себя внимание низкое содержание калия-40 в цементе. Это связано, прежде всего, с тем, что при его производстве используется известняк с низким содержанием щелочей. Изменение радио-нуклидного состава цемента может происходить и за счёт ввода добавок при помоле клинкера, например, гранулированных доменных, электротермофос-форных шлаков или золошлаковых отходов ТЭС, количество которых в цементах варьируется в значительных пределах и может достигать 20 % для портландцемента и более 20 % для шлакопортландцемента. Кроме того, в процессе обжига клинкера возможно уменьшение некоторого количества калия-40 за счёт его возгонки.

Удельная эффективная активность кирпича, керамзита и керамической плитки практически всегда больше, чем глин и суглинков. В результате обжига этих материалов происходит обогащение естественными радионуклидами готового продукта в результате удаления конституционной и химически связанной воды, диссоциации карбонатных пород. Так, например, отношение Аэфф глинистых материалов и кирпича оказалось равным 1,15, что приблизительно соответствует средней величине потерь при прокаливании исходного сырья.

В пятой главе представлены впервые полученные результаты по исследованию кинетики гидратации портландцемента и высококальциевой золы эма-национным методом. Методами рентгенофазового, дифференциально-термического анализов и ИК-спектроскопии выявлены особенности кинетики гидратации портландцемента с добавками, ускоряющими и замедляющими

10/-Л90

г \ и

го/.. У-Дао Кирпич Г - /\ '

30/- -V- - -У- - -\70

Плитка .....

керамическая ЧУ; - - - > - - 1с - -Д®1 Глины и суглинки

5о/Й/- -V-'- -V- -V-

Известь - - Керамзит

.7п/._.у,- 1Сп Керамзито-'*• \ — бетон Цемент _ в^ . -V.. 4. .у.. \20

до/. - -V-V- - -V- - - -\ю

* ' \ ' » ' \ ' % ' \

10 20 30 40 50 60 70 80 90 (?а-226, % ТЬ-232.%

Рис. 9. Изменение радионуклидного состава при изготовлении керамических изделий, керамзита и цемента

скорость гидратации. Полученные эманационным методом кинетические закономерности сопоставлялись с независимыми исследованиями, проведёнными по стандартным и общепринятым методикам.

а)

800

600

| 400

б)

200

из 1 ! ! 1 ЛгяУ

■"Я

У ; ■■-Г' !

.«■II •Г' 1 I

. : ' ' иПки г >д

л ' ( Ли>ггТ\ Зн 1 п/1 .23

г * 1 ;

........' ' - 1

150 Время, ч

250

150

250

-П оршандцемент

"" Портландцемент + скоро»

— Поршшаддвыент+шорадквпызп

- - Зона-унос

-Накопление радона ю цекедоного камих

Время, ч

Поршдядцеыекз Портландцемент + сахароза Портландцемент + хлорид кальция Зола-унос

Рис. 10. Накопление радона (а) и эмалирование (б) при гидратации

В процессе гидратации цемента наблюдается значительное увеличение эма-нирующей способности для цемента без добавок, с добавкой хлорида кальция и золы-уноса (рис. 10 а). Величина эманирования в процессе гидратации цемента является принципиально неравновесной величиной. Наблюдающееся на опыте максимальное значение эманирующей способности в 30 раз больше, чем у не-

гидратированно-

! мэ

500

400

Э а х х а в

300

200

I1 ^

1 1

650

600

550

Время, ч

500

14« ЮЗ

1 1

1 |

100

150 200 Время, ч

250

Рис. 11. Индукционные периоды в процессе гидратации цемента без добавок

го цемента, и примерно в 3 раза больше, чем у цементного камня в двадца-тивосьмисуточ-ном возрасте. Максимального значения эмани-рование достигает примерно через 1,.3 суток твердения в нормальных условиях (рис. 10 б).

-Цемент -Цемент+гпорид

Экспериментально установлено, что процесс выделения радона при гидратации цемента носит ступенчатый характер (рис. 11).

Периоды роста концентрации чередуются с периодами, при которых скорость эксхаляции радона из твердеющего цементного теста равна скорости его распада.

Время начала (рис. 12) и продолжительность индукционных периодов в процессе гидратации увеличивается. Изменение эманирования в процессе гидратации цемента является характеристикой проницаемости гидратных оболочек вокруг цементных зёрен. Эти оболочки не являются абсолютно непроницаемыми для радона и воды, но периодически изменяется степень их проницаемости.

Добавки изменяют проницаемость этих оболочек, влияют на степень гидратации цемента и таким образом на физико-механические свойства цементного камня.

Количество выделяющегося радона обусловлено гидратацией в основном СД в меньшей степени С^З" и алюминатной фазы, так как в рас-сматрйваемый период степень гидратации двухкальциевого силиката невелика, а суммарное количество СзА и СфАР в клинкере рядовых цементов не превышает 20 %. Подтверждением последнему служат результаты оценки эманирования цементного теста с добавкой сахарозы, которая в значительной степени снижает степень гидратации силикатов кальция.

Впервые расчётно-экспериментальным путём установлено, что эксхаляция радона обусловлена кинетикой связывания воды в новообразования при гидратации цемента. Оба процесса (рис. 13 а, б) тесно связаны между собой и описываются одним и тем же уравнением, являющимся решением для конечного продукта кинетической схемы последовательных химических реакций А-»В-»С с практически одинаковыми кинетическими константами для цемента без добавок и с добавкой хлорида кальция. Это связано, по-видимому, с тем, что молекулы воды десорбируют и замещают атомы радона с наружной поверхности частичек в процессе перемешивания и с внутренней поверхности пор и капилляров, диффундируя внутрь цементных зёрен.

Номер периода

Рис. 12. Бремя начала индукционных периодов

а)

б)

£ 12

1 10

п 8

«с

я еб 6

О О 4

и а* 2

М 0

^ 4 Ф

» * О г

# * • Л 1

* > в/

50 100

Время, ч

150

1 1 500 ы я о 400 3 а •' 1

г &

и а а К то

ххх Портландцемент

□□□ Портландцемент +хлорид :<альци*

ооо Порпнндцшшт+салароза

0 50 100 150 200 250

Время, ч ' * Портландцемент

----Поргвкшсшкг+■хгорзд КВЛЬЦИ

- Поргвядачехг+са»];

-Залв-унос'

Рис. 13. Кинетические кривые связывания воды (а) и эксхаляции радона (б)

На основании анализа собственных результатов и их сопоставления с результатами И.И. Курбатовой, исследовавшей изменение ионного состава жидкой фазы твердеющего цементного теста без добавок и с добавкой СаС/^, установлена плотная корреляционная связь между скоростью изменения

концентраций ионов Са и в ^

0,1

жидкой фазе и скоростью эксхаляции радона.

На рис. 14 хорошо видно, что скорость эксхаляции радона для всех составов носит экстремальный характер. Наиболее ярко этот эффект выражен у цемента с добавкой хлорида кальция.

Ионы радия и кальция диффундируют в противоположном движению молекул воды направлении. Учитывая чрезвычайно малое количество радия, можно предположить, что "6Яа, скорее всего, адсорбируется на

о. 0.05 о

•

• • / к • / • ♦ • • • ♦ •

• / ч ч г 41 ■,

Время, ч

--Портландцемент

• • • • Портландцемент+хлорид кальция

— — — Г1 ортпандцемеггг + с Ахар оэ в —Запа-уиас

Рис. 14. Скорость эксхаляции радона

поверхности новообразований и находится в ионном виде в пленочной воде на внутренней поверхности пор и капилляров. Этим, по-видимому, и объясняется увеличение эманирования гидратированного цемента. Добавка сахарозы резко снижает эманирование и скорость эксхаляции радона. На поверхности частичек образуются плотные оболочки сахарата кальция, которые препятствуют гидратации за счёт предотвращения доступа воды к негидратированным зёрнам цемента, а значит, десорбции радона и диффузии ионов радия в межзерновое пространство.

Таким образом, современные представления о химии гидратации цемента хорошо согласуются с результатами, полученными эманационным методом.

Этот метод может стать мощным инструментом в исследовании свойств и кинетики гидратации вяжущих материалов, бетонов и растворов, а также может способствовать раскрытию механизма действия химических добавок и изучению проницаемости и долговечности материалов.

В шестой главе представлены результаты кластерного анализа и классификация материалов по результатам исследований; примеры практической реализации снижения концентрации радона в воздухе помещений, а также обоснование необходимости разработки территориальных строительных норм.

В качестве простых группировочных признаков выбрано содержание 226Яа как источника радона и А^ф, а в качестве многомерной группировки -совокупность содержания ЕРН. Основные виды расчётов проводили на ЭВМ по программе 8ТАТ15Т1СА.

Эффективным методом классификации (объединения) многомерной группировки статистических данных по содержанию ЕРН и удельной эффективной активности строительных материалов и сырья является метод многомерной средней (табл. 2).

Таблица 2

Классификация строительного минерального сырья и материалов _по содержанию естественных радионуклидов_

Класс Материалы и сырьё Классификационные признаки по содержанию ЕРН

Значения количественных показателей Качественный признак

Р, Аэфф, Бк/кг

I Гипс, асбестоцементные изделия, известь До 0,52 До 54,2 Низкое

П Золошлаковая смесь, раствор, цемент, гравий,керамзитобетон, песок, тяжблый бетон, щебень, суглинки, минеральная вата Св. 0,52 до 1,14 Св. 54,2 до 120 Пониженное и среднее

III Глина, кирпич От 1,14 до 1,45 От 120 до 153 Повышенное

1У Керамзит, плитка керамическая, зола-унос Св. 1,45 Св. 153 Высокое

Изучение эксхаляции радона из строительных конструкций в рамках этой работы, а также большая совместная деятельность совместно с ФГУ «Центр Госсанэпиднадзора в Красноярском крае» по радиационно-гигиенической оценке жилых и общественных зданий позволили приобрести необходимый опыт и создать коллектив, способный эффективно решать технические задачи по борьбе с радоновой опасностью. Успешно решён ряд практических задач по снижению концентрации радона в воздухе помещений. Как показала практика, главным в этих работах является установление основных источников поступления радона в воздух помещения. Осмотром и инструментальным обследованием было установлено, что основными источниками поступления радона в жилые помещения зданий являются каналы и отверстия систем вентиляции, водоснабжения, канализации, а также эксхаляция радона из почвы под зданием.

Разработка территориальных строительных норм для Красноярского края позволит устранить имеющиеся разночтения и несоответствия в регламентирующих документах и как следствие - проблему их неоднозначной юридической и методологической трактовки.

Помимо этого в п. 5.3.2 НРБ-99 предусмотрены требования по ЭРОА радона к проектируемым жилым и общественным зданиям, в то же время в п. 5.3.3 отсутствуют нормы по ЭРОА радона для общественно-значимых помещений и зданий, вводимых в эксплуатацию. В существующих документах отсутствуют требования по уровню гамма-излучения на участках, отводимых под строительство производственных объектов.

На основании вышеизложенного нами разработаны рекомендации по проектированию противорадоновой защиты зданий и проект территориальных строительных норм (ТСН), которые в настоящее время находятся в стадии согласования. ТСН регламентируют деятельность всех предприятий и организаций, независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности, осуществляющих инженерно-строительные изыскания; производство строительных материалов и конструкций; проектирование жилых зданий, общественных и производственных сооружений на территории Красноярского края.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Карбонатные, глинистые и силикатные породы, являющиеся основным сырьём для предприятий стройиндустрии, характеризуются неоднородностью по значениям удельной эффективной активности. Эта неоднородность более выражена у песчано-гравийной смеси, чем у глинистых пород. Песчано-гравийная смесь, добываемая непосредственно по берегам и руслу реки Енисея, имеет более низкую естественную радиоактивность, чем песчано-гравийная смесь, добываемая карьерным способом.

2. Получены статистические распределения значений удельной эффективной активности (Аэфф) строительных материалов, отходов теплоэнергетики, а также мощности дозы (МД) и концентрации радона (КР) в помещениях зданий,

принятых к строительству в суровых климатических районах Сибири. Рассчитаны характеристики распределений и научно обоснованы вероятностные максимальные значения этих параметров. Для строительных материалов и сырья Аэфф естественных радионуклидов с вероятностью 0,95 не превышает 232 Бк/кг. В сборно-железобетонных зданиях мощность дозы меньше, чем в зданиях из кирпича, в 1,04 раза, и больше, чем в зданиях из дерева и трёхслойных металлических панелей, соответственно, в 1,23 и 1,28 раза. Повышенный гамма-фон в помещениях зданий из кирпича обусловлен относительно высокой радиоактивностью глин и суглинков, являющихся основным сырьём для производства строительной керамики и кирпича. Среднее значение логнормального распределения КР для зданий из сборного железобетона, кирпича, дерева и трёхслойных металлических панелей, соответственно, равно 29, 35, 33 и 16 Бк/м3. С вероятностью 0,95 наблюдаемая концентрация радона в обследованных зданиях не превышает нормируемых значений.

3. Мощность дозы увеличивается с повышением этажа. Это увеличение обусловлено, по-видимому, излучением перекрытий нижележащих этажей. Проведён теоретический расчёт мощности дозы в центре прямоугольного помещения. Показано, что основной вклад в мощность дозы в центре помещения вносят железобетонные плиты перекрытий, а около 40 % МД формируется излучением, проникающим из соседних помещений через ограждающие конструкции, оконные и дверные проёмы. Таким образом, полученные расчётные значения следует увеличивать в 1,4 раза. При нормируемом значении удельной эффективной активности строительных материалов, равной 370 Бк/кг, мощность дозы в центре помещения может достигать 30 - 35 мкР/ч.

4. Определены статистические показатели распределения зол и золошла-ковых смесей тепловых электростанций, сжигающих канско-ачинские бурые угли. Наибольшее, превышающее нормируемое значение А^ф ЕРН наблюдается у золы Березовской ГРЭС. Удельная эффективная активность зол и шлаков Назаровской ГРЭС примерно одинакова с аналогичными отходами других регионов. Золошлаковые отходы красноярских ТЭЦ, сжигающих ирша-бородинский уголь, имеют самую низкую удельную эффективную активность, которая незначительно превышает среднюю величину А,фф ЕРН для бетонов. К отличительным особенностям золошлаковых отходов от сжигания бурых углей КАТЭКа можно отнести пониженное содержание (в 2...4 раза) радионуклида 40К и преобладание содержания радия в формировании удельной эффективной активности. А^ф ЕРН золошлаковых отходов будет находиться в прямой зависимости от потерь при прокаливании. При прочих равных условиях удельная эффективная активность золошлаковых отходов будет тем больше, чем больше эффективность сжигания топлива.

и зольного камня, несмотря на различия в химико-минералогическом составе, увеличиваются в 8...10 раз. Это обстоятельство обусловлено увеличением длины пробега атомов отдачи радона в гидратированных минералах в 1,5...2 раза, а также изменением положения атомов материнского изотопа в кристаллической структуре минералов при гидратации гидравлически активных материалов. В негидратированных цементах и золах атомы радия, в отличие от природных минералов, находятся в кристаллических решётках минералов порт-ландцементного клинкера, имеющих склонность к размещению многочисленных разнообразных примесей, изоморфно замещающих основные элементы структур этих минералов.

6. Важная роль в процессе изменения эманирования принадлежит адсорбированной на поверхности пор и капилляров воде, которая, обладая значительной тормозной способностью, увеличивает количество радона в поровом пространстве и ухудшает условия удержания атомов радона за счёт снижения внутренней адсорбционной способности пор и капилляров. Уменьшению эманирования способствует кольматация пор и капилляров продуктами гидратации и поверхностная карбонизация образцов. Несмотря на то, что расстояние между поверхностями твёрдых фаз цементного камня значительно больше, чем диаметр атома радона, и позволяет накапливаться последним внутри геля, эма-нирующая способность искусственных камней обусловлена в первую очередь капиллярной пористостью. Этот вывод согласуется с известным фактом увеличения количества микропор геля и уменьшением общей и капиллярной пористости цементного камня в процессе его твердения. Впервые установлено, что скорости снижения эманирования зольного и цементного камня практически одинаковы и отличаются от скорости этого процесса, наблюдаемого у бетонов, а эффект снижения эманирования уверенно наблюдается на протяжении всего предпринятого нами почти трёхлетнего периода исследования.

7. Эманационным методом исследована кинетика гидратации цементных составов. Впервые на основании анализа собственных результатов и их сопоставления с независимыми результатами исследований твердеющего цементного теста установлена практически полная корреляционная связь между скоростью изменения концентраций ионов Са2+ и БО^' в жидкой фазе и скоростью эксхаляции радона. Атомы и ионы радона и радия вместе с ионами кальция диффундируют в противоположном по отношению к направлению диффузии молекул воды направлении - в заполненное водой межзерновое пространство цементного теста. Процесс выделения радона при гидратации цемента носит ступенчатый характер. Периоды роста концентрации чередуются с периодами, при которых скорость эксхаляции радона из твердеющего цементного теста равна скорости его распада. Изменение эманирования в процессе гидратации цемента является характеристикой проницаемости гидратных оболочек вокруг цементных зёрен. Эти оболочки не являются абсолютно непроницаемыми для радона и воды, но периодически изменяется степень их проницаемости. Введение в состав добавок и золы изменяет проницаемость этих оболочек, влияет на

степень гидратации цемента и таким образом на физико-механические свойства цементного камня.

8. Максимальное значение эманирующей способности почти в 30 раз больше, чем у негидратированного цемента, и примерно в 3 раза больше, чем у цементного камня двадцативосьмисуточного возраста. Этого значения эмани-рование достигает примерно через 1,3 суток твердения в нормальных условиях. Количество выделяющегося радона обусловлено гидратацией в основном CjS и аморфной составляющей портландцементного клинкера, в меньшей степени Cß и алюминатной фазы, так как в рассматриваемый период степень гидратации двухкальциевого силиката невелика, а суммарное количество CjA и C^AF в клинкере рядовых цементов не превышает 20 %.

9. Перспективным является применение эманационного метода при изучении гидратации вяжущих материалов. Эксхаляция радона и кинетика связывания воды при гидратации цементных композиций тесно связаны между собой и описываются одним и тем же уравнением с практически одинаковыми кинетическими константами.

10. Рекомендуемые в нормативных документах расходы лакокрасочных материалов практически не снижают выход радона из бетонных и растворных образцов. Основной характеристикой покрытий является способность создавать ими в сухом состоянии на поверхности бетона или раствора слой определённой толщины. Полная задержка радона может быть достигнута при толщине покрытия в сухом состоянии не менее 4,4-10"4 м или равной пяти пробегам атома отдачи радона в воздухе.

И. При расчёте удельной эффективной активности бетонов и растворов должна учитываться химически связанная вяжущим вода. Расчётное значение эманирования многокомпонентного вяжущего и вяжущего с различными добавками не подчиняется правилу аддитивности. Предложены формулы для расчёта удельной эффективной активности, эманирующей способности строительных материалов и необходимой толщины радонозащитного покрытия. Уточнена методика расчёта мощности дозы в центре помещений. Это позволяет осуществлять прогнозирование радиационных показателей строительных материалов и строительной продукции уже на стадии их проектирования на основе данных о радиоактивности минерально-сырьевой базы строительства и радоноопасности территории, а также корректно учитывать мощность источников радона при обследовании помещений.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах соискателя:

1. Бетоны и растворы с использованием золы КАТЭКа / М.С. Карасёв, А.Х. На-зиров, P.A. Назиров, Ю.С. Шилов // Использование вторичных ресурсов и местных строительных материалов на предприятиях стройиндустрии: Тез. докл. науч.- техн. конф., г. Челябинск, май 1987 г. - Челябинск, 1987. - С. 31.

2. Назиров А.Х. Вяжущее из отходов промышленности / А.Х. Назиров, P.A. Назиров, Ю.С. Шилов // Пути повышения эффективности производства железобетона: Тез. докл. науч.- техн. конф., г. Челябинск, март 1988 г. - Челябинск, 1988.-С. 17.

3. Назиров А.Х. Композиционные строительные материалы на основе отходов предприятий г. Красноярска / А.Х. Назиров, P.A. Назиров // Тез. докл. межотраслевой науч. - практ. конф. по проблемам проектирования и изготовления конструкций из композиционных материалов народнохозяйственного и специального назначения, г. Красноярск, июнь 1988 г. - Красноярск, 1988. - С. 14.

4. Изучение кинетики гидратации трудногасящейся формы оксида кальция в зольных композициях / P.A. Назиров, Ю.С. Шилов, М.С. Карасёв, И.С. Рубайло // Тез. докл. совещания «Комплексное использование зол углей СССР в народном хозяйстве», г. Иркутск, июль 1989 г. - Иркутск, 1989. - С. 69-70.

5. Строительные растворы с добавкой циклонной молотой золы уноса: Ин-форм. листок № 447-87 Красноярского ЦНТИ / P.A. Назиров, Ю.С. Шилов, С.Н. Попов, М.С. Карасёв. - Красноярск, 1986.

6. Никифоров Ю.Е. Технология производства золоарболитовых камней: Ин-форм. листок № 394-84 Красноярского ЦНТИ / Ю.С. Никифоров, P.A. Назиров, Н.И. Баранова. - Красноярск, 1984.

7. Назиров P.A. Золобетонный состав и технология производства пустотных мелкоштучных изделий на его основе: Информ. листок № 10-86 / P.A. Назиров, B.C. Видяйкин, В.П. Фефелов. - Красноярск, 1986.

8. A.c. 1423519, СССР МКИ С 04 В 7/28. Вяжущее / А.Х. Назиров, P.A. Назиров, B.C. Шибанов, В.Н. Шамов, Г.Н. Кириллов, Н.С. Кособуцкий, Ю.Е. Никифоров; Красноярский ИСИ, Красноярский завод цветных металлов,- № 3982052/31-33; Заяв. 05.09.85, Опубл. 15.09.88, Бюл. № 34.

9. A.c. 1350138, СССР МКИ С 04 В 7/28. Вяжущее / P.A. Назиров, Ю.Е. Никифоров; Красноярский ИСИ, Красноярский завод цветных металлов. - № 3808093/29-33; Заяв) 05.11.84; Опубл. 15.09.87. Бюл. № 41.

10. Назиров, P.A., Активация высококальциевых зол-уносов ТЭС КАТЭК(а) сточными аммонийно-сульфатно-хлоридными растворами завода цветных металлов / P.A. Назиров, А.Х. Назиров // Информ. сб. Сер. 8. Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих/ ВНИИЭСМ. -М., 1989-Вып. 1.

11. Назиров P.A. Быстротвердеющее вяжущее на основе высококальциевой золы-уноса бурых углей Берёзовского месторождения КАТЭК(а) / P.A. Назиров, А.Х. Назиров // Информ. сб. Сер. 8. Промышленность автоклавных материалов-и местных вяжущих / ВНИИЭСМ. - М., 1989. Вып. 1.___

I' рОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА ! C.fl«*tyr>r |

» os дав »*f j

12. Назиров А.Х. Физико-химические исследования гидратации золы-уноса Красноярской ТЭЦ-1 / А.Х. Назиров, P.A. Назиров // Исследования по строительным материалам, изделиям и конструкциям: Сб. науч. тр. Сер. 3. Промышленность сборного железобетона / ВНИИЭСМ. - М., 1989. - Вып. 5.

13. Назиров P.A. Метод расчёта количества высококальциевой золы в цемент-но-зольной смеси // Экспресс-обзор. Сер. 1. Цементная промышленность / ВНИИЭСМ. - М., 1990. - Вып. 11.

14. A.c. 168234 СССР, МКИ С 04 В 18/24. Сырьевая смесь для получения арболита / А.Х. Назиров, P.A. Назиров; Красноярский ИСИ. - № 4492062/33; Заяв. 11.10.88; Опубл. 07.10.91. Бюл. № 37.

15. Назиров P.A. Способ определения гидравлической активности высококальциевых зол-уносов // Экспресс-обзор. Сер. 1. Цементная промышленность / ВНИИЭСМ. - М., 1990. - Вып. 11.

16. A.c. 1715783 СССР, МКИ С 04 В 40/00. Способ изготовления добавки для бетонной смеси / P.A. Назиров, А.Х. Назиров; Красноярский ИСИ. -4718660/33; Заяв. 11.07.89; Опубл. 29.02.92. Бюл. № 8.

17. Надиров P.A. Радиологическая оценка минерального сырья и строительных материалов // Международная науч. -техн. конф. «Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов». - Новосибирск, 1997.

18. Назиров P.A. Естественная радиоактивность строительных материалов // Всероссийская конф. «Актуальные проблемы строительного материаловедения». -Томск, 1997. -С. 211.

19. Коваленко В.В. Первые результаты оценки радоноопасности на территории Красноярского края/ В.В. Коваленко, P.A. Назиров // Известия вузов. Строительство.- 1998. - № 2. - С. 115-120.

20. Назиров P.A. Естественная радиоактивность строительных материалов // Известия вузов. Строительство. - 1998. - № 11-12. - С. 58-63.

21. Назиров P.A. Особенности определения объёмной активности радона в помещении методом пассивной угольной адсорбции / P.A. Назиров, С.А. Кургуз // Вестник Красноярской государственной архитектурно-строительной академии: Сб. науч. тр.; Под. ред. В.Д. Наделяева/ КрасГАСА. Вып. 1. Красноярск, 1999. -С. 51-55.

22. Назиров P.A. Радиационный фон помещений в зданиях различного исполнения / P.A. Назиров, В.В. Коваленко, А.И. Кудяков // Известия вузов. Строительство. - 1999,- № 6,- С. 126-129.

23. Назиров P.A. Естественная радиоактивность зол и шлаков канско-ачинских бурых углей / P.A. Назиров, В.В. Коваленко // Изв. вузов. Строительство. -2000.-№ 11.-С. 100-105.

24. Назиров P.A. Влияние различного вида покрытий и условий твердения на выход радона из бетона //Вестник Красноярской государственной архитектурно-строительной академии: Сб. науч. тр; Под ред. В.Д. Наделяева / КрасГАСА. Вып. 3. Красноярск, 2000. - С. 60-64.

25. Назиров P.A. Радиоактивность золошлаковых отходов ТЭС КАТЭКа // Материалы XYIII региональной науч. -техн. конф. -Красноярск, 2000. - С. 95-97.

26. Копцов О.В. Диффузия радона сквозь пористые среды / О.В. Копцов, P.A. Назиров, A.B. Заблуда // Труды научных мероприятий: 6 Международная конференция «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф. - Красноярск, 2001. - С. 209-212.

27. Верещагин В.И. Использование силикатного сырья в строительном комплексе Сибири / В.И. Верещагин, И.В. Кащук, P.A. Назиров // Экология и промышленность России. - 2001.- № 4. - С. 31 -36.

28. Назиров P.A. Строительные материалы и конструкции с пониженным радо-новыделением // Достижение науки и техники - развитию сибирских регионов: Материалы Третьей Всероссийской научно-практ. конф. с международным участием: В 3 ч.- Красноярск: ИЦП КГТУ, 2001. Ч. 3. -С. 152-153.

29. Назиров P.A. Изучение влияния открытой площади на выделение радона из образца строительного материала / P.A. Назиров, С.А. Кургуз //Вестник Красноярской государственной архитектурно-строительной академии: Сб. науч. тр. под ред. В.Д. Наделяева / КрасГАСА. Вып. 4. Красноярск, 2001.- С. 95-97.

30. К вопросу о необходимости дополнительного регламентирования радиационных показателей при проведении инженерно-экологических изысканий для строительства на территории Красноярского края / Р.А Назиров, Д.О. Орёл, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: Материалы конференции, 16-17 апр. 2002 г, Красноярск; Под. ред. Б.Ф. Турутина, - Красноярск: ИПУ КГТУ, 2002,- Вып. YIII. - С. 91-97.

31. Назиров P.A. Определение природного радиоактивного фона каменных материалов некоторых карьеров края / P.A. Назиров, В.О. Егорушкин, H.A. Тру-нилина // Проблемы архитектуры и строительства: Сборник материалов XX региональной науч. -техн. конф./КрасГАСА. -Красноярск, 2002. - С. 186-188.

32. Назиров P.A. Эманирование вяжущих материалов и искусственных камней // Изв. вузов. Строительство. - 2002. - № 6. - С. 49-53.

33. Василовская Г.В. Полимербитумные гидроизоляционные мастики для районов Сибири / Г.В. Василовская, P.A. Назиров // Известия вузов. Строительство. - 2002. - № 8. - С. 39-43.

34. Назиров P.A. Расчёт радиоактивности строительных материалов // Известия вузов. Строительство. - 2002. - № 9. - С. 63-67.

35. Назиров P.A. Эффективный коэффициент диффузии радона в цементном камне, растворе и бетоне // Известия вузов. Строительство. - 2003. - № 8. -С. 50-55.

Подписано в печать 15.09.03. Формат 60x84/16 Офсетная печать. Бумага тип. № 1. Усл. печ л 2 75 Уч-изд. л. 2,75 Тираж 100 экз. Заказ Отпечатано на ризографе КрасГАСА

660041, Красноярск, пр. Свободный 82

2ooJ-t\

P147 78

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Назиров, Рашит Анварович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние вопроса и выбор основных направлений исследований

1.1 Требования основополагающих законов радиационной безопасности.

1.2 Естественные радионуклиды - основной фактор облучения населения. Физические основы нормирования естественной радиоактивности.

1.3 Нормирование и критерии ограничения доз облучения населения от природных и техногенных источников в мировой практике.

1.3.1 Космическое излучение в помещениях.

1.3.2 Гамма-фон и концентрация радона в помещениях. Особенности формирования и нормирование.

1.3.3 Радиационно-гигиеническая оценка сырья, строительных материалов, побочных продуктов и отходов промышленности.

Выводы к первой главе.

Глава 2. Методы оценки радиационных параметров промышленной и строительной продукции. Характеристика минерально-сырьевой базы

2.1 Оборудование и методы измерения удельной и удельной эффективной активности естественных радионуклидов в строительных материалах 2.1.1 Отбор и подготовка проб для гамма-спектрометрических измерений.

2.1.2 Методы определения удельной активности ЕРН.

2.1.3 Состав гамма-спектрометрических трактов и общие требования к ним. Аттестуемые метрологические характеристики.

2.1.4 Измерение удельной активности ЕРН на сцинтилляционном спектрометре с использованием пакета программ PROGRESS.

2.1.5 Сравнительные характеристики гамма-спектрометров, имеющих сцинтилляционный и полупроводниковый детекторы.

2.2 Радиометрия радона, торона и продуктов их распада

2.2.1 Качественная характеристика электронных детекторов радона.

2.2.2 Электронные радиометры радона.

2.2.3 Измерение объёмной активности радона путём адсорбции радона на активированном угле.

2.2.4 Измерение концентрации радона трековыми радонометрами.

2.2.5 Контроль эквивалентной равновесной объёмной активности радона в воздухе помещений.

2.2.6 Определение дочерних продуктов распада в помещениях.

2.3 Оборудование и методы измерения мощности дозы в жилых и общественных зданиях

2.3.1 Техническая характеристика дозиметров, рекомендованных для измерения мощности дозы в помещениях.

2.3.2 Измеритель мощности эквивалентной дозы гаммаизлучения «СатшаТИАСЕК».

2.3.3 Контроль мощности эквивалентной дозы внешнего излучения в помещениях.

2.4 Характеристика минеральной сырьевой базы производства строительных материалов

2.4.1 Геохимические основы формирования радиоактивности нерудных строительных материалов.

2.4.2 Географическое расположение и особенности геологического строения территории Красноярского края. Радиометрические исследования горных пород.

2.4.3 Исследования радиоактивности месторождений основных видов минерального строительного сырья.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Удельная активность естественных радионуклидов в строительных материалах и особенности формирования радиационного фона в помещениях

3.1 Содержание естественных радионуклидов в строительных материалах и отходах промышленности

3.1.1 Распределение величины удельной и удельной эффективной активности естественных радионуклидов в строительных материалах.

3.1.2 Удельная и удельная эффективная активность в золах и шлаках ТЭС 3.2 Формирование радиационного фона в помещениях

3.2.1 Мощность дозы гамма-излучения и концентрация радона в помещениях эксплуатируемых зданий.

3.2.2 Оценка влияния мощности дозы космического излучения на радиационный фон в зданиях из кирпича и сборного железобетона.

3.2.3 Теоретический расчёт мощности дозы в центре помещений с ограждающими конструкциями из различных строительных материалов.

Выводы к третьей главе.

Глава 4. Изучение параметров эманирования и оценка влияния технологических переделов при производстве строительных материалов

4.1. Теоретические основы эманирования.

4.2. Методика эксперимента и расчёта коэффициента эманирования, эманирующей способности и скорости эксхаляции радона из материалов.

4.3. Изучение параметров эманирования инертных заполнителей, кирпича и вяжущих материалов

4.3.1. Экспериментальное определение параметров эманирования.

4.3.2. Расчёт геометрических параметров микроструктуры цементного камня и длины пробега атомов отдачи радона. Определение среднего размера частиц и удельной поверхности цементов.

4.3.3. Изучение формы нахождения естественных радионуклидов в гидравлически активных материалах.

4.4. Влияние состава строительных смесей на параметры эманирования вяжущих, бетонов и растворов

4.4.1. Определение параметров эманирования цементао-зольных вяжущих.

4.4.2. Теоретический расчёт эманирующей способности и радионуклидного состава строительных смесей.

4.4.3. Определение длины диффузии радона в цементном камне, бетоне и в растворе.

4.4.4. Исследования влияния различного вида покрытий и условий твердения на выход радона из бетона.

4.4.5. Влияние добавки микрокремнезёма на параметры эманирования цементного камня.

4.5. Изменение вклада естественных радионуклидов в формирование величины удельной эффективной активности при смешении и высокотемпературной обработке.

Выводы к главе четыре

Глава 5. Разработка метода и исследование кинетики эксхаляции радона при гидратации портландцемента и высококальцевой золы-уноса

5.1 Физико-химические процессы гидратации и твердения портландцемента и золы-унос.

5.1.1 Современные представления о физико-химических процессах, сопровождающих гидратацию и твердение портландцемента.

5.1.2 Особенности состава и гидратации высококальциевых зол.

5.1.3 Влияние добавок на состав продуктов гидратации портландцемента в различные сроки твердения.

5.2 Исследование гидратации вяжущих материалов эманационным методом

5.2.1 Методика эксперимента и обоснование выбора добавок.

5.2.2 Исследование кинетики эксхаляции радона и скорости изменения ионного состава жидкой фазы в цементном тесте.

5.2.3 Исследование изменения эманирующей способности твердеющего цемента и золы в ранний период гидратации.

Выводы к пятой главе.

Глава 6. Классификация строительных материалов по содержанию естественных радионуклидов. Практический опыт снижения концентрации радона в помещениях

6.1 Кластерный анализ и классификация материалов и сырья по методу многомерной средней величины.

6.2 Разработка и реализация мероприятий по снижению концентрации радона в помещениях жилых зданий и детских дошкольных учреждений.

6.3 Обоснование и разработка территориальных строительных норм.

Выводы к шестой главе.

Введение 2003 год, диссертация по строительству, Назиров, Рашит Анварович

По результатам зарубежных исследований, от 60 до 90 % времени человек проводит внутри помещений. Отсюда становится очевидной главенствующая роль строительной отрасли в ограничении облучения населения природными источниками ионизирующего излучения.

В помещениях (при отсутствии искусственных источников) человек подвергается воздействию технологически изменённого естественного радиационного фона, обусловленного природными источниками ионизирующего излучения: космическим излучением и естественными (земного происхождения) радионуклидами, содержащимися в грунте, на котором возведено знание, в строительных материалах, из которых изготовлены ограждающие конструкции, а также поступающими в помещения вместе с воздухом, водой и в результате сгорания топлива. Проведёнными исследованиями установлена высокая вариабельность уровня облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. Во многих развитых странах мира обнаружены высокие уровни облучения населения в дозах, значительно превышающих допустимые для профессионального облучения вследствие использования строительных материалов с повышенным содержанием ЕРН и дочерних продуктов распада радона (ДПР), накапливающихся в воздухе помещений.

Правильная оценка нагрузок от естественных радионуклидов (ЕРН) позволяет провести сопоставление уровней от естественных и искусственных источников излучения, определить объёмы, направленность и даже целесообразность проведения реабилитационных мероприятий. Кроме того, снижение общей текущей дозовой нагрузки, а, следовательно, и вредных последствий облучения может быть более эффективным при реализации мероприятий по снижению облучения природными источниками.

Работа выполнялась в соответствии с НТП «Архитектура и строительство» по теме «Изучение радиационного качества минерального сырья и строительных материалов» в 1995 г., а также по заданию Министерства образования РФ по теме «Исследование и разработка методов прогнозирования радиационных параметров материалов и строительной продукции» в 2002 и 2003 г.г. финансирование которых осуществлялось из средств федерального бюджета.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий ряд задач:

1. Произвести радиационно-экологическую оценку минерально-сырьевой базы строительной индустрии Красноярского региона. Изучить распределения содержания естественных радионуклидов и научно обосновать норматив концентрации ЕРН в строительных материалах и конструкциях с учётом конструктивных особенностей строительной продукции для условий Сибири

3. Исследовать влияние составов и технологии изготовления строительных материалов на формирование удельной эффективной активности ЕРН, эмани-рующую способность, концентрацию радона и мощность дозы в помещениях. и

5. Исследовать влияние состава цементных бетонов и растворов на коэффициент диффузии радона.

6. Выявить особенности кинетики эксхаляции (выход) радона при твердении цемента и изучить влияние добавок на этот процесс.

Научная новизна.

1. Проведена радиационно-экологическая оценка минерально-сырьевой базы строительной индустрии в Красноярском крае и золошлаковых отходов от сжигания канско-ачинских бурых углей. Установлены особенности радионук-лидного состава золошлаковых отходов от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна, заключающиеся в пониженном (в 2.4 раза) содержании 40К и преобладании 22бЯа в формировании удельной эффективной активности.

3. Впервые экспериментально установлено, что процесс эманирования, обусловленный радиоактивной отдачей и диффузией атомов радона при гидратации цемента без добавок и с добавкой хлорида кальция носит экстремальный характер. Максимальное значение этого показателя достигается через 1,3 сут. гидратации и почти в 30 раз больше, чем не гидратированного цемента. Добавка сахарозы существенно снижает эманирование цементного камня.

4. Установлено, что эманирование цементного, зольного и цементно-зольного камня, несмотря на различие в химико-минералогическом составе, увеличивается в 8.10 раз. Это обстоятельство обусловлено увеличением длины пробега атомов отдачи радона в гидратированных минералах и изменением положения атомов радия в структуре материалов.

5. Впервые выявлен эффект снижения эманирования цементных композиций. Установлено, что скорость снижения эманирования цементного и зольного камней практически одинакова и отличается от скорости этого процесса, наблюдаемого у бетонов, которая зависит от для последних от общего количества вяжущего. Установлено также, что снижение эманирования имеет место в течение трёхлетнего периода наблюдений, а уменьшению эманирования способствует кольматация пор и капилляров продуктами гидратации и карбонизация образцов.

6. Установлена устойчивая корреляционная связь между скоростью изменения концентрации ионов Са и Б04 ' в жидкой фазе цементного теста и скоростью эксхаляции радона. Процесс выделения радона носит неравномерный характер, а изменение эманирования в процессе гидратации цемента без добавок и с различными добавками является характеристикой проницаемости оболочек вокруг цементных зёрен. Эти оболочки не являются абсолютно непроницаемыми для радона и воды, но практически изменяется степень их проницаемости. Установлена принципиальная возможность снижения эманирующей способности цементных бетонов и растворов путём ввода золы, сахарозы и микрокремнезёма.

Предложены расчётные формулы, позволяющие осуществлять прогнозирование нормируемых показателей радиоактивности строительных материалов и строительной продукции на стадии проектирования, а также корректно учитывать мощность источников излучения и поступления радона при обследовании зданий и сооружений.

Установлено, что лакокрасочные покрытия при рекомендуемом расходе для общестроительных работ практически не являются препятствием для проникновения радона из стеновых ограждений во внутрь помещения, а основной характеристикой радонозащитных совойств покрытий является способность создавать в сухом состоянии на поверхности бетона слой определённой толщины. Предложена формула для оценки радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий. Установлено, что для исследованных видов покрытий толщина слоя, обеспечивающая практически полную задержку радона составляет 5 пробегов атомов отдачи радона в воздухе или, приблизительно, - 4,4x10"* м.

Реализация результатов работы.

Методология работы основана на фундаментальных положениях физико-химических превращений при формировании строительно-технических свойств материалов и показателей естественной радиоактивности компонентов сложных строительных смесей. Проведение исследований осуществлялось с использованием теоретических и технических разработок известных учёных в области технологии строительных материалов: Ю.М. Баженова, Ю.М. Бутта, A.B. Волженского, Ф.С. Ли, И.Н. Ахвердова, И.И. Курбатовой, М.А. Савинки-ной, В.К. Козловой и исследований естественной радиоактивности И.Е. Старика, Э.М. Крисюка, JI.A. Гулабянца, В.В. Коваленко и др.

В работе использован комплекс структурно-чувствительных методов исследования: ИК-спектроскопия, рентгенофазовый, дифференциально-термический и радиометрический метод.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на международных и региональных конференциях, в том числе: Международной научно-технической конференции «Прогрессивные материалы и технологии для строительства» (Новосибирск, 1994 г.); Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов» (Новосибирск, 1997 г.); 6-й Международной конференции «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф» (Красноярск, 2001 г.); XYIII региональной научно-технической конференции (Красноярск, 2000 г.); XX региональной научно-технической конференции (Красноярск, 2002 г.); научно-технических конференциях «Материалы, технология, организация строительства» (Новосибирск, 1995 и 1996 г.г.); научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2000 г.); а также на конференциях «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения» (Красноярск, 1996, 2000 и 2002 г.г.).

Публикации. Опубликовано более 70 работ, включая четыре авторских свидетельства на изобретения и статей в изданиях, которые входят в перечень рекомендуемых ВАК для докторских диссертаций.

Вклад автора в разработку проблемы. Автором осуществлены: научное обоснование, разработка методик, программ, анализ и обобщение результатов расчётов и экспериментальных исследований; практическая работа по снижению концентрации радона в помещениях; разработка нормативной и технической документации по нормированию естественной радиоактивности материалов и строительной продукции в Красноярском крае.

На защиту выносятся: статистические исследования и обоснование предельных значений нормируемых радиационно-гигиенических показателей строительных материалов, сырья и строительной продукции в Восточно-Сибирском регионе; результаты исследований и выявленные особенности содержания естественных радионуклидов в золах, шлаках и золошлаковых отходах от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна. результаты теоретических и экспериментальных исследований по оценке мощности дозы и концентрации радона в воздухе помещений; результаты исследований эманирующей способности некоторых видов строительных материалов и сырья, используемых в Красноярском крае; влияние технологических переделов при производстве строительных материалов на изменение удельной эффективной активности, удельных активностей естественных радионуклидов и эманирующей способности; составы цементных бетонов и растворов с пониженной эманируюшей способностью; расчётные формулы и зависимости по прогнозированию радиационных параметров строительных материалов и строительной продукции; применение эманацйонного метода при исследовании кинетики гидратации цементных составов и полученные этим методом результаты; экспериментальные результаты оценки радонозащитных свойств лакокрасочных покрытий; результаты кластерного анализа и классификация строительных материалов и сырья по средним величинам удельных активностей естественных радионуклидов и удельной эффективной активности; результаты практической работы по снижению концентрации радона в помещениях, нормативная и техническая документация по нормированию естественной радиоактивности материалов и строительной продукции в Красноярском крае.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 500 страницах машинописного текста, включающего 73 таблицы, 95 рисунков, списка литературы из 264 наименований и четыре приложения на 71 странице.

Заключение диссертация на тему "Развитие научных основ и методов получения строительных материалов с заданными радиационно-экологическими свойствами"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

2. Получены статистические распределения значений удельной эффективной активности (АЭфф) строительных материалов, отходов теплоэнергетики, а также мощности дозы (МД) и концентрации радона (КР) в помещениях зданий, принятых к строительству в суровых климатических районах Сибири. Рассчитаны характеристики распределений и научно обоснованы вероятностные максимальные значения этих параметров. Для строительных материалов и сырья АЭфф естественных радионуклидов с вероятностью 0,95 не превышает 232 Бк/кг. В сборно-железобетонных зданиях мощность дозы меньше, чем в зданиях из кирпича в 1,04 раза, и больше, чем в зданиях из дерева и трёхслойных металлических панелей, соответственно, в 1,23 и 1,28 раза. Повышенный гамма-фон в помещениях зданий из кирпича обусловлен относительно высокой радиоактивностью глин и суглинков, являющихся основным сырьём для производства строительной керамики и кирпича. Среднее значение логнормального распределения КР для зданий из сборного железобетона, кирпича, дерева и трёхслойных металлических панелей, соответственно, равны 29, 35, 33 и 16 Бк/м3. С вероятностью 0,95 наблюдаемая концентрация радона в обследованных зданиях не превышает нормируемых значений.

3. Мощность дозы увеличивается с повышением этажа. Это увеличение обусловлено, по-видимому, излучением перекрытий ниже лежащих этажей. Проведён теоретический расчёт мощности дозы в центре прямоугольного помещения. Показано, что основной вклад в мощность дозы в центре помещения вносят железобетонные плиты перекрытий, а около 40 % МД формируется излучением, проникающим из соседних помещений через ограждающие конструкции, оконные и дверные проёмы. Таким образом, полученные расчётные значения следует увеличивать в 1,4 раза. При нормируемом значении удельной эффективной активности строительных материалов, равной 370 Бк/кг, мощность дозы в центре помещения может достигать 30-35 мкР/ч.

4. Определены статистические показатели распределения зол и золошла-ковых смесей тепловых электростанций, сжигающих канско-ачинские бурые угли. Наибольшее, превышающее нормируемое значение АЭфф ЕРН наблюдается у золы Берёзовской ГРЭС. Удельная эффективная активность зол и шлаков Назаровской ГРЭС примерно одинакова с аналогичными отходами других регионов. Золошлаковые отходы красноярских ТЭЦ, сжигающих ирша-бородинский уголь, имеют самую низкую удельную эффективную активность, которая незначительно превышает среднюю величину АЭфф ЕРН для бетонов. К отличительным особенностям золошлаковых отходов от сжигания бурых углей КАТЭКа можно отнести пониженное содержание (в 2.4 раза) радионуклида 40К и преобладание содержания радия в формировании удельной эффективной активности. АЭфф ЕРН золошлаковых отходов будет находиться в прямой зависимости от потерь при прокаливании. При прочих равных условиях удельная эффективная активность золошлаковых отходов будет тем больше, чем больше эффективность сжигания топлива.

5. Наибольшая эманирующая способность характерна для песка, гравия и цементного камня, а наименьшая - для материалов, подвергнутых высокотемпературной обработке: цемента, керамзита, керамического кирпича. Гидратация материалов, обладающих вяжущими свойствами, в значительной степени изменяет параметры эманирования. Коэффициенты эманирования цементного и зольного камня, несмотря на различия в химико-минералогическом составе, увеличиваются в 8. 10 раз. Это обстоятельство обусловлено увеличением длины пробега атомов отдачи радона в гидратированных минералах в 1,5.2 раза, а также изменением положения атомов материнского изотопа в кристаллической структуре минералов при гидратации гидравлически активных материалов. В негидратированных цементах и золах атомы радия, в отличие от природных минералов, находятся в кристаллических решётках минералов порт-ландцементного клинкера, имеющих склонность к размещению многочисленных разнообразных примесей, изоморфно замещающих основные элементы структур этих минералов.

7. Эманационным методом исследована кинетика гидратации цементных составов. Впервые, на основании анализа собственных результатов и их сопоставления с независимыми результатами исследований твердеющего цементного теста, установлена практически полная корреляционная связь между скоростью изменения концентраций ионов Сд2+ и БО]' в жидкой фазе и скоростью эксхаляции радона. Атомы и ионы радона и радия вместе с ионами кальция диффундируют в противоположном по отношению к направлению диффузии молекул воды направлении - в заполненное водой межзерновое пространство цементного теста. Процесс выделения радона при гидратации цемента носит ступенчатый характер. Периоды роста концентрации чередуются с периодами, при которых скорость эксхаляции радона из твердеющего цементного теста равна скорости его распада. Изменение эманирования в процессе гидратации цемента является характеристикой проницаемости гидратных оболочек вокруг цементных зёрен. Эти оболочки не являются абсолютно не проницаемыми для радона и воды, но периодически изменяется степень их проницаемости. Введение в состав добавок и золы изменяет проницаемость этих оболочек, влияет на степень гидратации цемента и таким образом на физико-механические свойства цементного камня.

8. Максимальное значение эманирующей способности почти в 30 раз больше, чем у негидратированного цемента и, примерно, в 3 раза больше, чем у цементного камня двадцативосьмисуточного возраста. Этого значения эмани-рование достигает, примерно, через 1,3 суток твердения в нормальных условиях. Количество выделяющегося радона обусловлено гидратацией в основном СзБ и аморфной составляюбщей цортладцементного клинкера, в меньшей степени С2<5 и алюминатной фазы, так как в рассматриваемый период степень гидратации двухкальциевого силиката невелика, а суммарное количество С3А и С*/^ в клинкере рядовых цементах не превышает 20 %.

10. Рекомендуемые в нормативных документах расходы лакоарасочных материалов практически не снижают выход радона из бетонных и растворных образцов. Основной характеристикой покрытий является способность создавать ими в сухом состоянии на поверхности бетона или раствора слой определённой толщины. Полная задержка радона может быть достигнута при толщине покрытия в сухом состоянии не менее 4,4-10"4 м или пяти пробегов атома отдачи радона в воздухе.

11. При расчёте удельной эффективной активности бетонов и растворов должна учитываться химически связанная вяжущим вода. Расчётное значение эманирования многокомпонентного вяжущего и вяжущего с различными добавками не подчиняется правилу аддитивности. Предложены формулы для расчёта удельной эффективной активности, эманирующей способности строительных материалов и необходимой толщины радонозащитного покрытия. Уточнена методика расчёта мощности дозы в центре помещений. Это позволяет осуществлять прогнозирование радиационных показателей строительных материалов и строительной продукции уже на стадии их проектирования на основе данных о радиоактивности минерально-сырьевой базы строительства и радоноопасности территории, а также корректно учитывать мощность источников радона при обследовании помещений.

Библиография Назиров, Рашит Анварович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Крисюк, Э.М. Радиационный фон помещений. - М.: Атомиздат, 1989 - 120 с.

2. Дозы облучения населения / Э.М. Крисюк, Ю.О. Константинов, В.В. Никитин и др. // Гигиена и санитария. 1984. - № 5. - С. 63-66.

3. Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты: Доклад НКДАР ООН за 1982 г. на Генеральной Асамблее: В 2 т. Нью-Йорк, 1982.

4. Ильин, JI.A. Радиационная безопасность и защита: Справочник / JI.A. Ильин, В.Ф. Кириллов, И.П. Коренков.- М.: Медицина, 1996. 336 с.

5. Защита от радона-222 в жилых зданиях и на рабочих местах: Публикация 65 МКРЗ / Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 68 с.

6. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. -М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996.- 127 с.

7. Принципы нормирования облучения населения от естественных источников ионизирующего облучения: Публикация 39 МКРЗ. М.: Энергоатомиздат, 1986.

8. Булданов, A.A. Радиоактивные вещества и человек. М.: Энергоатомиздат, 1990.

9. Нормы гамма-излучения и радона на участках перспективной застройки, строительства и эксплуатации жилых, общественных и промышленных объектов (НГИР-98): СН 2.6.2-98. Новосибирск.: ЦГСН в Новосибирской области, 1998. - 22 с.

10. Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки: МГСН 2.02-97. М., 1997.- 16 с.

11. Инженерно-экологические изыскания для строительства: Свод правил по инженерным изысканиям для строительства: СП 11-102-97 / ПНИИИС; Введ. с 15.08.97.-М., 1997.

12. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий: Методические указания. СПб: «Любавич», 1998. - 29 с.

13. Брунарски, Л. Естественная радиоактивность строительных материалов / Брунарски Л., Кравчик М. // Бетон и железобетон. 1990. - № 7. - С. 44-46.

14. ГОСТ 30108-94. Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов. — Введ. с 01.01.95. — М.: Изд-во стандартов, 1994.

15. Временные критерии для организации контроля и принятия решений. № 5789-91 от 10.06.91.

16. Крисюк, Э.М. Нормирование радиоактивности строительных материалов // Гигиена и санитария. 1980. - № 12 . - С. 32-34.

17. Платонов, А.П. Строительные материала и экология человека // Известия вузов. Строительство. — 1993. № 2. - С. 39-43.

18. Титов, В.К. Экспрессные определения радона в почвах и зданиях / Титов В.К., Лашков Б.П., Черник Д.А. СПб: НПО «Рудгеофизика», 1992. -37 с.

19. Крисюк, Э.М. Новая стратегия обеспечения радиационной безопасности населения//АНРИ. 1998.-№ 1.-С. 4-11.

20. Воздействие ядерного излучения радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) на население / Котляров А. А., Кривашеев С. В., Курепин А. Д., Мурашов А. И. //АНРИ. 1994. -N2. - С. 20 - 31; N3. - С. 29-38.

21. Гулабянц, Л.А. Рекомендации по проектированию противорадоновой защиты жилых и общественных зданий // АНРИ. 1996/1997. - № 5. - С. 58-67.

22. Павлов, И.В. Математическая модель процесса эксгаляции радона с поверхности земли //АНРИ. 1996/1997. - № 5. с. 15-26.

23. О возможности прогнозирования накопления радона в воздухе помещений на основе моделирования процессов воздухообмена в здании / Бухарев А. Ю., Головнев С. Г., Андреев Н. М. и др. // АНРИ. 1999. - N 3 (18). - С. 43 -46.

24. Андреев, Н.М. Практика радиоэкологического сопровождения строительст-ва//АНРИ. -1998.- № 1.- С. 20-23.

25. Бессолицин, Ю.А. Вентиляционный режим зданий повышенной этажности / Бессолицин Ю.А., Фогель Э.Я. // Управление микроклиматом жилых и общественных зданий: Труды межвузовской конференции. Челябинск, 1986. -Сб. № 184.-С. 71-77.

26. Константинова, В.Е. Воздушно-тепловой режим в жилых зданиях повышенной этажности. М.: Стройиздат, 1969. - 136 с.

27. Гинцбург, Э.Я. Расчёт отопительно-вентиляционных систем с помощью ЭВМ. М.: Стройиздат, 1979. - 183 с.

28. Летучий, А.Н. Опыт работы по контролю радона-222 в жилых и производственных зданиях Харьковской области / Летучий А.Н., Рябухин В.И., Пин-чук И.П. // АНРИ. 1996/1997. - № 5. . с. 31-34.

29. Выделение радона из строительных материалов в жилищах / Королёва H.A., Шалак Н.И., Крисюк Э.М., Терентьев М.В. // Гигиена и санитария. 1984. -№ 7. - С. 64-66.

30. Шашкин, В.Л. Эманирование радиоактивных руд и минералов / Шашкин В.Л., Пруткина М.И. М.: Атомиздат, 1979. -112 с.

31. Старик, И.Е. Эманирующая способность минералов./ Старик И.Е., Меликова О.С. //Труды радиевого института. 1957. - Т. 5, вып. 2. - С. 184-202.

32. Старик, И.Е. Факторы, влияющие на эманирующую способность искусственных солей и минералов / Старик И.Е., Меликова О.С. // Радиохимия. — 1959. Т. 1, вып. 2. - С. 196-203.

33. Старик, И.Е. Основы радиохимии. М.: Изд-во АН СССР, 1959.

34. Старик, И.Е. Ядерная геохронология. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

35. Токарев, А.Н. Радиогидрогеология / Токарев А.Н., Щербаков A.B. М.: Гос. науч. техн. изд-во лит. по геологии и охране недр, 1956.

36. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1950.

37. Пархоменко, В.И. Гигиеническая характеристика отходов промышленности, используемых в строительной индустрии / Пархоменко В.И., Крисюк Э.М., Лисаченко Э.П. // Гигиена и санитария. 1981. - № 8. - С. 34-36.

38. Измерение активности гамма-излучающих радионуклидов на сцинтилляци-онном спектрометре с использованием пакетов программ SM и EXPRESS: Методические рекомендации / НПО ВНИИФТРИ. М., 1993.

39. Радиометр объёмной активности радона -222 «AlphaGUARD». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Genitron Instruments GmbH. Frankfurt/M., 1994.-70 p.

40. Карташёв, H.H. Экспресс метод определения концентрации радия А и скрытой энергии в воздухе, содержащим радон // Ядерно-геофизические исследования. 1967. -№ 6. - С. 67.

41. Марков, К.Н. Экспресс метод оценки радиационной опасности, связанный с наличием в воздухе дочерних продуктов распада радона / Марков К.Н., Рябов Н.В., Стась К.Н. // Атомная энергия. i962. - Т. 12, вып. 4. - С. 561.

42. Салтыков, Л.Д. Радиационная безопасность при разведке и добыче урановых руд / Салтыков Л.Д., Шалаев И.Л., Лебедев Ю.А. М.: Энергоатомиздат, 1984.

43. Холейди, Д.А. Проблема радона в урановых рудниках: Пер. с англ. / Хо-лейди Д.А., Рашинг Д.Е., Полуман Р.Д. М.: Атомиздат, 1961.

44. Нагля, В.В. Радиометрические и ядернофизические методы разведки / На-гля В.В., Овчинников B.B. М.: Недра, 1982. - 343 с.

45. Давыдов, В.А Объяснительная записка к обзорной карте месторождений строительных материалов Красноярского края масштаба 1:1000000 / Давыдов В.А., Ильин K.M., Клейн В.Ф. М., 1975. - 487 с.

46. Глушков, А. М. Объяснительная записка к обзорной карте месторождений строительных материалов Красноярского края / Глушков А. М., Ефимова Г.С.-М., 1987.

47. Шишкин, И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учеб. для вузов / Под ред. акад. Н.С. Соломенко. М.: Изд-во стандартов, 1990. -334 с.

48. Назиров, P.A. Естественная радиоактивность строительных материалов // Известия вузов. Строительство. — 1998. № 11-12. - С. 58-63.

49. Алексахин, P.M. 42-я сессия НКАДР ООН: Обзор / Алексахин P.M., Гусько-ва А.К. // Информационный бюллетень. М.: ЦНИИатоминформ, 1994. - № 7-8.

50. Исследование радиационного качества и микроэлементного состава золы, используемой ИТЭЦ-6 для изготовления золоминеральных строительных конструкций: Отчёт о НИР / ЦГСН в Красноярском крае; Науч. рук. темы Коваленко В.В. № 16-92; - Красноярск, 1992.

51. Результаты изучения радиационного качества золошлаковых отходов Берё-зовской ГРЭС-1: Отчёт о НИР / Красноярский радиологический центр; Науч. руководитель темы Коваленко В.В. Красноярск, 1997.

52. Назиров, P.A. Естественная радиоактивность зол и шлаков канско-ачинских бурых углей / Назиров P.A., Коваленко В.В. // Известия вузов. Строительство. 2000. - № 11. - С. 100г105.

53. Ратнер, А.П. Несколько замечаний о механизме эманирования. // Труды Радиевого института. JL, 1937. - Т. 3. - С. 135-140.

54. Назиров, P.A. Гидратация свободных оксидов в зольных композициях и свойства материалов на основе высококальциевых зол: Дис. на соискание учёной степени канд. техн. наук. Красноярск, 1990. - 237 с.

55. Кириков, А.П. Радиоактивные геофизические методы в приложении к геологии / Кириков А.П., Тверской Н.П., Граммаков А.Г. // ОНТИ Горгеонефть-издат, 1934. С. 263-267.

56. Волженский, A.B. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.

57. Кимель. JI.P. Защита от ионизирующих излучений: Справочник / Кимель JI.P., Машкович В.П. М.: Атомиздат, 1966. - 312 с.

58. Бойкова, А.И. Химический состав сырьевых материалов главный исходный параметр, определяющий состав, структуру и свойства клинкерных фаз // 8 Международный конгресс по химии цемента, г. Рио-де-Жанейро, 21-27 сент. 1986 г. -М. - 1986. - С. 90.

59. Божич, И.В. Сульфатостойкость барийсодержащих портландцементов / Бо-жич И.В., Курбатова И.И. // Коррозионная стойкость бетона и стальной арматуры. - М.: Стройиздат, 1974.

60. Баженов, В.К. Влияние обжатия заполнителя цементным камнем на 4 свойства бетона // Труды ЦНИИПС. М., 1971.

61. Гладких, К.В. Изделия из ячеистых бетонов на основе шлаков и зол. М.: Стройиздат, 1976. - 256 с.

62. Галибина, Е.К. Автоклавные строительные материалы из побочных отходов ТЭЦ. JL: Стройиздат, Ленигр. отд-ние, 1986. - 128 с.

63. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации: Доклад научного комитета по атомной радиации ООН за 1988 г.: В 2 т. М.: Мир, 1992.552 с.

64. Сердюкова, A.C. Изотопы радона и продукты их распада в природе / Сер-дюкова A.C., Капитанов Ю.Т. М.: Атомиздат, 1975.

65. Исследование и нормирование радиоактивности строительных материалов / Э.М Крисюк., С.И. Тарасов, В.П. Шамов и др. -М.: Атомиздат, 1974.

66. Радиационная безопасность при геологоразведочных работах / Ю.В. Середин, В.В. Никольский, И.В. Павлов, E.H. Камнев. М.: Недра, 1983. 192 с.

67. Шумкова, H.H. Выделение радона из отдельностей рудного массива и кусков отбитой руды // Технический прогресс в атомной промышленности. Сер. Горно-металлургическое производство. М.: ЦНИИатоминформ, 1992. - №3.

68. Гайсинский, М.Н. Ядерная химия и её приложения. М.: Изд-во иностр. лит., 1961.-747 с.

69. Каприелов, С.С. Сравнительная характеристика отходов ферросплавных производств / Каприелов С.С., Шейнфельд A.B. // Исследования и применение химических добавок в бетонах. М.: НИИЖБ, 1989. - С. 88-96.

70. Оценка ультрадисперсных отходов, отходов металлургических производств как добавок в бетон / Батраков В.Г., Каприелов С.С., Иванов Ф.М., Шейнфельд A.B. // Бетон и железобетон. 1990. - № 12. - С. 15-17.

71. Использование отхода производства ферросилиция / Трофимов Б.Я., Горбунов Л.Я., Крамар Л.Я. и др. // Бетон и железобетон. 1987. - № 4. - С. 3941.

72. Еремеева, Т. Н. Радон и продукты его распада в воздухе помещений детских дошкольных учреждений г. Серпухова / Медицина труда и пром. экология. -1996.-N9.-С. 13-17.

73. Еремеева, Т. Н. Опыт радиационно гигиенических обследований детских дошкольных учреждений / Еремеева Т. Н., Сухих С. Э. //АНРИ. - 1999. - N 1 (16).-С. 27-32.

74. Беленсов, П. Е. Метод определения скорости выделения радона и скорости воздухообмена в помещениях / Беленсов П. Е., Кузнецов П. И. // АНРИ. -1996/97.-N 1 (7).-С. 23-25.

75. Голубева, И. А. Радон как основной фактор естественной радиации на территории г. Новгорода / Голубева И. А., Литвинов В. Ф., Зараковская Е. П. // Изв. Акад. пром. экологии. 1998. - N 4. - С. 3 - 5.

76. Гращенко, С. М. О проблемах естественной радиоактивности в неядерной промышленности // Экологическая химия. 1998. - Т. 7, вып. 4. - С. 268 - 277.

77. Жуковский, М. В. Расчет радиационных рисков при облучении дочерними продуктами распада радона // АНРИ. 2001. - N 1. - С. 4 - 12.

78. Жуковский, М. В. Коэффициенты дозового перехода от экспозиции дочерними продуктами распада радона к эффективной дозе / Жуковский М. В.,л Павлюк А. В. //АНРИ. 2001. - N 2 (25). - С. 52 - 61.

79. Золотов, И. И. Проблема защиты населения от радоновой опасности (по материалам конференции "Здоровый дом 95". Секция "Радиация в зданиях", г.

80. Милан, 10-14 сент. 1995) // АНРИ. 1996/97. - N 2 (8). - С. 42 - 50.0

81. Кузнецов. Ю. В. Измерение радона 222 и торона - 220 в воздухе жилых и производственных помещений // АНРИ. - 1999. - N 4 (19). - С. 52 — 53.

82. Кузнецов. Ю. В. Измерение эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе жилых и производственных помещений // АНРИ.1994.-И 1.-С. 35-39.

83. Кузнецов. Ю. В. К вопросу о методиках измерения плотности потока радона // АНРИ. 1998. - N 4 (15). - С. 32.

84. Иванова, Т. М. Оценка воздействия метеорологических факторов на объемную активность радона в породах и плотность потока из грунта // АНРИ.2001. М 2 (25). - С. 9 - 16.

85. Измерение объемной активности радона с помощью электретных детекторов / Кузнецов Ю. В., Таиров В. Н., Рудской А. И., Коренков И. П. // АНРИ.1995.-N2.-С. 62-64.

86. Кривашеев, С. В. Методы и средства измерения объемной активности радона и его дочерних продуктов распада // АНРИ. 1996/97. - N 1 (7). - С. 26 -40.4» 86. Крисюк, Э. М. Основные виды облучения людей // АНРИ. 1999. - N 2 (17). - С. 4 - 9.

87. Антонов, О. Ф. О возможной неоднородности распределения радона в воздухе помещений // АНРИ. 1999. - N 3 (18). - С. 25 - 26.

88. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Проведение радиационного контроля в жилых и общественных зданиях: Методические указания: МУК 2.6.1 95. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1995.

89. Кеирим Маркус, И. Б. Новые сведения о действии на людей малой дозы ионизирующего излучения - кризис господствующей концепции регламентации облучения? // Атомная энергия. - 1995. - Т. 79, N 4. - С. 279 - 285.

90. Крисюк, Э. М. Проблема радона ведущая проблема обеспечения радиационной безопасности населения // АНРИ. - 1996/97. - N 3 (9). - С. 13 - 16.

91. Кузнецов, Ю. В. Величины для нормирования радиационной опасности радона и их измерение / Кузнецов Ю. В., Ярына В. П. // АНРИ. 2001. - N 2 (25).-С. 4-8.

92. Мазуренко, Н. Ю. Влияние некоторых факторов на концентрацию радона в воздухе школьных учреждений / Мазуренко Н. Ю., Чубирко М. И. // Гигиена и санитария. 1999. - N 1. - С. 40 - 41.

93. Маренный, А. М. Измерение объемной активности радона трековым методом // АНРИ. 1995. - N 3/4. - С. 79 - 84.

94. Маренный А. М. Модель для оценки коллективной дозы облучения населения России от радона / Маренный А. М., Савкин М. Н., Шинкарев С. М. // АНРИ. 1999.-N4 (19).-С. 4- 11.

95. Маренный А. М. Оценка облучения населения России радоном / Маренный А. М., Савкин М. Н., Шинкарев С. М. // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 1999. - Т. 44, N 6. - С. 37 - 43.

96. Методические вопросы организации и проведения радиационного контроля зданий и сооружений / Терентьев М. В., Стамат И. П., Крисюк Э. М. и др. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 31 - 36.

97. Николаев, В. А. Трековый метод в радоновых измерениях // АНРИ. 1998. -N2 (13).-С. 16-27.

98. Опыт определения уровня содержания радона в жилых и общественных зданиях и оценка риска здоровья / Никодемова Д., Вичанова М., Гавлик Ф., Дюрчик М. // АНРИ. 1994. - N 2. - С. 39 - 49.

99. Опыт эксплуатации системы непрерывного контроля за радиоактивностью приземного атмосферного воздуха / Соколов Н. Г., Козлов С. И., Барашков А. Д. и др. // АНРИ. 2000. - N 1. - С. 38 - 40.

100. Польских, О. Г. Обоснование контрольного уровня радоновыделения из строительных материалов и грунта / Польских О. Г., Коренков А. П. // Атомная энергия. 1996. - Т. 80, вып. 3. - С. 208 - 212.

101. Крисюк, Э. М. Радиационно гигиеническая паспортизация организаций и территорий // АНРИ. - 1999. - N 4 (15). - С. 4 - 7.

102. Кузнецов, Ю. В. Проблема радона и достоверность его измерений // АНРИ. 1998. - N 3 (14). - С. 9 - 12.

103. Кузнецов. Ю. В. Приборное обеспечение измерений эквивалентной равновесной объемной активности изотопов радона / Кузнецов Ю. В., Курепин А. Д. // АНРИ. 2001. - N 1. - С. 3 8 - 42.

104. Радон в земной коре и риск радоноопасности / Смыслов А. А., Максимов-ский В. А., Харламов М. Г. и др. // Разведка и охрана недр. 1994. - N 4. - С. 25-27.

105. Районирование территории России по степени радоноопасности / Макси-мовский В. А., Харламов М. Г., Мальцев А. В. и др. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 66 - 73.

106. Система непрерывного контроля за радиоактивностью приземного слоя атмосферного воздуха / Дейнега Н. Л., Королева М. А., Нурлыбаев К. Н., Мартынюк Ю. Н. // АНРИ. 2000. - N 1. - С. 35 - 38.

107. Содержание радионуклидов естественного происхождения в грунтах г. Москвы / Микляев П. С., Томашев А. В., Охрименко С. Е. и др. // АНРИ. -2000.-N 1.-С. 17-23.

108. Соломатина, Е. А. Аккумуляция радона в искусственных и естественных полостях / Соломатина Е. А., Ляхницкий Ю. С., Королева Н. А. // АНРИ. -1996/97.-N3(9).-С. 81-84.

109. Стамат, И. П. Некоторые особенности измерения объемной активности радона в воздухе зданий и сооружений трековым методом / Стамат И. П., Королева Н. А., Балабина Т. А. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 62 - 66.

110. Стамат, И. П. Некоторые аспекты обеспечения единства измерений в области радиометрии радона и аэрозолей его короткоживущих дочерних продуктов / Стамат И. П., Харитонов И. А. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 51 -55.

111. Терентьев, М. В. Уровни облучения шахтеров неурановых шахт России / Терентьев М. В., Терентьев Р. П. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 74 - 80.

112. Титов, В. К. Методика учета временных вариаций объемной активности радона при проведении обследования помещений / Титов В. К., Черник Д. А., Венков В. А. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 40 - 46.

113. Федоров, Г. А. О естественном радиационном фоне, комментариях к новым нормам радиационной безопасности и о приоритетах в области ее обеспечения //АНРИ. 1999. - N 4 (19). - С. 40 - 48.

114. Хайкович, И. М. Математическое моделирование процессов миграции радона // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 99 - 107.

115. Харитонов И. А. Некоторые аспекты метрологического обеспечения контроля ЭРОА радона в жилых и производственных помещениях / Харитонов И. А., Стамат И. П. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9). - С. 47 - 50.

116. Цапалов, А. А. Мониторинг радона с использованием активированного угля// АНРИ.- 1994.-N 1.-С. 40-43.

117. Черник, Д. А. Эманирующая способность строительных материалов // Атомная энергия. 1999. - Т. 87, вып. 5. - С. 399 - 400.

118. Экспресс метод для измерений эквивалентной равновесной объемной активности радона / Черник Д. А., Фоминых В. И., Венков В. А., Титов В. К. // Российский геофизический журнал. - 1994. - N 3 - 4. - С. 85 - 88.

119. Яковлева, В. С. Анализ погрешностей при измерении объемной активности радона мгновенными методами / Яковлева В. С., Каратаев В. Д., Эргашев Д. Э.//АНРИ. 1999.-N4(19).-С. 11-16.

120. Ярмошенко, И. В. Моделирование поступления радона в жилища / Ярмо-шенко И. В., Жуковский М. В., Екидин А. А. // АНРИ. 1999. - N 4 (19). - С. 17-26.

121. Крисюк, Э. М. Кризис концепции регламентации облучения населения. Существует ли он? / Крисюк Э. М., Глушинский М. В., Павлов И. В. // АНРИ. 1998. -Ы 1 (12). - С. 26-31.

122. Глушинский М. В. Последствия воздействия на организм радона и продуктов его распада / Глушинский М. В., Крисюк Э. М. // АНРИ. 1996/97. - N 3 (9).-С. 16-24.

123. Гулабянц, Л. А. Основные принципы противорадоновой защиты зданий // АНРИ. 1994. - N 2. - С. 32 - 35.

124. Гулабянц Л. А. Методологические подходы к гигиенической оценке радо-нобезопасности территорий застройки в г. Москве / Гулабянц Л. А., Иванов С. И., Охрименко С. Е. // АНРИ. 2000. - N 1. - С. 24 - 30.

125. Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки. Московские городские строительные нормы: МГСН 2.02 — 97 // АНРИ. 1996/97. - N 4 (10). - С. 5 - 12.

126. Чуйкова, И.С. Снижение радиоактивности строительных материалов: Ав-тореф. дис. на соискание учёной степени канд. техн. наук: 23.05.23. -Белгород, 2002. 17 с.

127. Сидельникова, О.П. Снижение влияния активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационную безопасность жилища:

128. Дис. на соискание учёной степени д-ра техн. наук: 11.00.11. Волгоград, 1998.-374 с.ф) 131. Лукутцова. Н.П. Естественные радионуклиды в строительных материалах // Строительные материалы. -2002.- №1. С.20-22.

129. Лукутцова, Н.П. Прогнозирование содержания радона в воздухе помеще-ний//Жилищное строительство. 2002.- №2. - С. 16-17.

130. Бровцын, А.К. Радиационный мониторинг и аэродинамическая реабилитация кварцевых песков // Строительные материалы. 1998. - №1. С. 20-22.

131. Стрелков, М.И. Изменение истинного состава жидкой фазы, возникающей при твердении вяжущих веществ и механизме их твердения // Труды совещания по химии цемента. М.: Стройиздат, 1956.

132. Бутт, Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов: Учеб. для вузов / Бутт Ю.М., Сычёв М.М., Тимашев В.В.; Под ред. Тимашева В.В. — М.: Высш. школа, 1980. 472 с.

133. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981 - 464 с.

134. Гольдштейн. М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиздат, 1973.

135. Кузнецова, Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. М.: Стройиздат, 1986. - 208 с.

136. Гарашин, B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учебное пособие / Гарашин B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. М.: Высшая школа, 1981. - 335 ст

137. Ларионова, З.М. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона / Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р.- М.: Стройиздат, 1977. 264 с.

138. Шейкин, А.У. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974 - 142 с.

139. Курбатова, И.И. Химия гидратации портландцемента. М.: Стройиздат, 1977.- 159 с.

140. Волженский, A.B. Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных материалов / Волженский A.B., Иванов И.А., Виноградов Б.Н.- М.: Стройиздат, 1984. 255 с.

141. Гладких, К.В. Изделия из легких бетонов на основе шлаков и зол. М.: Стройиздат, 1976. - 256 с.

142. Кикас, В.Х. Влияние добавки золы на свойства тяжелого бетона на сланце-зольном портландцементе / Кикас В.Х., Кийвет Г.Ю., Хайн A.A. // Сб. тр. по изучению золы сланца-кукерсита. Таллин, 1971. - С.65-67. - (Труды / Таллин. политехи, ин-т, №308).

143. Савинкина, М.А. Золы Канско-Ачинских бурых углей / Савинкина М.А., Логвиненко А.Т. Новосибирск, 1979. - 168 с.

144. Савинкина, М.А. Свойства оксида кальция в топливных золах / Савинкина М.А., Логвиненко А.Т., Кокаулина О.Я. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук.- 1984. Вып.6. - С.131-137.

145. Овчаренко, Г.И. Оценка свойств зол в тяжёлых бетонах / Овчаренко Г.И., Плотникова Л.Г., Францен В.Б.- Барнаул: Изд-во АлтГУ, 1997.- 149 с.

146. Кикас, В.Х. Физико-химические показатели и вяжущие свойства летучей золы сланца-кукерсита / Кикас В.Х, Хайн A.A., Рейспере Х.Я. // Сб. тр. по изучению сланца-кукерсита IV. Таллин, 1968. - С.29-47. - (Труды / Таллин, политехи, ин-т, №272).

147. А.С.798065 СССР: МКИ С 04 В7 /28/ Вяжущее / Кикас В.Х., Пиксарв Э.И., Раадо JI.B., Паул И.А. и Хайн A.A.; Таллин, политехи, ин-т.

148. Физико-химические основы гидратации твердения вяжущих веществ / П.А. Ребиндер, Е.Е. Славова, Е.А.Амелино и др. // Шестой Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. - Т.2. - С. 58-64.

149. Лаур, Т.А. Исследование физико-механических свойств сланцезольного газобетона // Сб. трудов по изучению золы сланца-кукерсита. Таллин, 1975. - С.45-56. - (Тр. / Таллин, политехи, ин-т, №388).

150. Назиров, А.Х. Вяжущее из отходов промышленности / Назиров А.Х., Назиров P.A., Шилов Ю.С. // Пути повышения эффективности производства железобетона: Тез. докл. науч.- техн. конф., г. Челябинск, март 1988 г. Челябинск, 1988.-С. 17.

151. Назиров, P.A. Зольное вяжущее / Назиров P.A., Назиров А.Х., Никифоров Ю.Е. // Пути повышения эффективности производства железобетона: Тез. докл. науч.- техн. конф., г. Челябинск, март 1988 г. Челябинск, 1988. - С. 18.

152. Строительные растворы с добавкой циклонной молотой золы унос: Ин-форм. листок № 447-87 Красноярского ЦНТИ / Назиров P.A., Шилов Ю.С., Попов С.Н., Карасёв М.С. Красноярск, 1986. —

153. Никифоров, Ю.С. Технология производства золоарболитовых камней: Информ. листок № 394-84 Красноярского ЦНТИ / Никифоров Ю.С., Назиров P.A., Баранова Н.И. Красноярск, 1984.

154. Назиров, P.A. Золобетонный состав и технология производства пустотных мелкоштучных изделий на его основе: Информ. листок № 10-86 / Назиров P.A., Видяйкин B.C., Фефелов В.П. Красноярск, 1986.

155. A.c. 1350138, СССР МКИ С 04 В 7/28. Вяжущее / Назиров P.A., Никифоров Ю.Е.; Красноярский ИСИ, Красноярский завод цветных металлов. № 3808093/29-33; Заявл. 05.11.84, Опубл. 15.09.87, Бюл. № 41.

156. Назиров, P.A. Метод расчёта количества высококальциевой золы в це-ментно-зольной смеси // Экспресс-обзор. Сер. 1, Цементная промышленность / ВНИИЭСМ. М., 1990. - Вып. 11.

157. A.c. 168234 СССР, МКИ С 04 В 18/24. Сырьевая смесь для получения арболита / Назиров А.Х., Назиров P.A.; Красноярский ИСИ. № 4492062/33; Заяв. 11.10.88; Опубл. 07.10.91. Бюл. № 37.

158. Назиров, P.A. Способ определения гидравлической активности высококальциевых зол-уноса // Экспресс-обзор. Сер. 1, Цементная промышленность / ВНИИЭСМ.-М., 1990. Вып. 11.

159. Назиров, P.A. Оценка гидравлической активности высококальциевых зол // Материалы, технология, организация и экономика строительства: Тез. докл. науч. -техн. конф., г. Новосибирск, апр. 1991 г. Новосибирск, 1991. -С. 17.

160. Назиров P.A. Параметр активности цементно-зольных вяжущих / Назиров P.A., Баранова Г.П. // Материалы, технология, организация и экономика

161. Р строительства: Тез. докл. науч. -техн. конф., г. Новосибирск, апр. 1992 г.

162. Новосибирск, 1992. С. 101.

163. A.c. 1715783 СССР, МКИ С 04 В 40/00. Способ изготовления добавки для бетонной смеси / Назиров P.A., Назиров А.Х.; Красноярский ИСИ.4718660/33; Заяв. 11.07.89; Опубл. 29.02.92. Бюл. № 8.

164. Рио,. А. Приближение к макромолекулярному описанию процесса гидратации трёхкальциевого силиката // Тр. YI Международного конгресса по хиf мии цемента, т М.: Стройиздат, 1976. T. И, ч. I.

165. Теореану, И. Система силикаты кальция-вода-электролит / Теореану И., Мунтян М. // Тр. YI Международного конгресса по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. - T. И, ч. 2.

166. Панченков, Г.М. Химическая кинетика и катализ / Панченков Г.М., Лебедев В.П. — М.: Изд-во Московского университета, 1961. 558 с.

167. Овчинников, A.A. Кинетика диффузионно-контролируемых химических процессов / Овчинников A.A., Тимашев С.Ф., Белый A.A. -М.: Химия, 1986. -288 с.

168. Химия цементов / Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Изд-во литературы по строительству, 1969.— 501 с.

169. Мазуренко, Н.Ю. Радиационно-гигиеническая оценка школьных учреждений // АНРИ. 1996/97. - N 5. - С. 35 - 37.

170. Радоновая составляющая радиационного фона помещений жилых домов на территории г. Москвы / Польский О.Г., Ананьев А.И., Голубкова И.Ф., Коренков А.П., Рогалис B.C. // АНРИ. 1999. - N 2. - С. 10 - 20.

171. Жуховицкий, A.A. Физическая химия / Жуховицкий A.A., Шварцман JI.A.- М.: Из-во Металлургия, 1968. 520 с.

172. Радоновая безопасность зданий / Жуковский М.В., Кружалов A.B., Гурвич

173. B.Б., Ярмошенко И.В. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. - 180 с.

174. Бобров, Б.С. Кинетика гидратации полидисперсного порошка мономинеральных вяжущих материалов / Б.С. Бобров, E.JI. Высочанский. // Гидратация и твердение цементов: Сб. / УралНИИстромпроект. 1974. - Вып. 2. - С. 29-46.

175. Эйринг, Г. Основы химической кинетики: Пер. с англ. / Эйринг Г., Лин

176. C.Г., Лин С.М. -М.: Мир, 1983. 528 с.

177. Пособие по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций (к СНиП 2.03.11-85) / НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1989. 175 с.

178. Математический аппарат физики. Маделунг Э.: Справочное пособие: Пер. с нем. М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 1957. — 619 с.

179. Лыков, A.B. Тепломассобмен. М., «Энергия», 1971. - 560 с.

180. Управление радиационным качеством строительной продукции: Учебное пособие / С. А. Ахременко М.: Изд-во АСВ, 2000. - 236 с.

181. Лукутцова, Н.П. Строительные материалы в экологическом аспекте. Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. 215 с.

182. Радиационная безопасность строительных материалов и промышленных отходов / Лукутцова Н.П., Козлов О.Ю., Крупный Г.И. и др. // Атомная энергия. 2001. - Т. 90, вып. 4. - С. 227-284.

183. Абдулгафаров, К.К. Исследование выделения радиоактивных эманаций и гелия из природных минералов в зависимости от температуры / Абдулгафа-ров К.К., Чердынцев В.В. // Изв. Вузов. Геология и разведка. 1958. - № 9. -С. 107-117.

184. Назиров, P.A. Расчёт радиоактивности строительных материалов // Известия вузов. Строительство. — 2002. № 9. - С. 63-67.

185. Василовская, Г.В. Полимербитумные гидроизоляционные мастики для районов Сибири / Василовская Г.В., Назиров P.A. // Известия вузов. Строительство. 2002. - № 8. - С. 39-43.

186. Swedjemark G. A. Radon in dwelling in Sweden: Report SSI: 1978-13. Stockholm, 1978.

187. Culot M.V.J., Olson H.G., Schiager K.J. Radon progeny control in buildings: Final report. Colorado State University, 1973

188. Spurgeon D. Eldorado radiates Hope // Nature. 1976. Vol. 260. P. 278

189. O' Brien R.S. Gamma doses from phospho-gipsum plaster-board// Health Phys. #) 1997. Vol. 72. P. 92-96.

190. Langroo M. K., Wise K.N., Duggleby J.C., Kotler L.Y. A nation-wide survey of 222Rn and gamma radiation levels in Australian homes // Health Phys. Vol. 68. P. 561-570.

191. Karpov V.I., Krisiuk E.M. The estimation of indoor gamma doze rate // Ibid. 1980. Vol. 39. P. 819-821

192. Cliff K.D., Green BiM.R., Mawle A. and Miles J.C.H. Thoron daughter concentrations in UK homes. Radiat. Prot. Dosim. 45 (1/4) 361-366, (1992).

193. Doi M., Fujimoto K., Kobayashi S. and Yonehara H. Spatial distribution of thoron and radon concentration house. Health Phys. 66(1), 43-49, (1994).

194. Li Y., Schery S.D. and Turk B. Soil as a source of indoor 220Rn. Health. Phys. 62(5), (1992).

195. Mjones L., Falk R., Mellander H. and Nyblom L. Measurements of thoron progeny indoor in Sweden. Radiat. Prot. Dosim. 45 (1/4) 349-352, (1992).

196. Porstendorfer J. Properties and behavi our of radon and thoron and decay prod-# . ,ucts in the air. J. Aerosol Sci., Vol. 25, № 2, P. 219-263, (1994).

197. Guo Q., Shimo M., Ikebe Y. and Minato S. The study of thoron and radon progeny concentration in dwelling in Japan. Radiat. Prot. Dosim. 45 (1/4) 357359, (1992).

198. Wattarnikorn P. Seasonal variation of Rn in dwellings in an area close to uraniferous vein. Nuch. Geoph. 1990, v.4, № 2.

199. Bochicchio F., Campos G., Nuccetelli C., h ap. Results of representative Italian National survey on radon indoors // Health Phys. 1996. Vol. 71. P. 741-748.

200. Iglesias J.M.P., Alvares M.C.A., Vivero M.T.D. Indoor Rn concentrations central Asturias // Health Phys. 1996. Vol. 70. № 5.

201. O' Riordan M.C., James A.C., Brown K. Some aspects of human exposure to radon-222 decay products. Radiat. Prot. Dosim., 3, 75-82 (1982).

202. Schery S.D., Petschek A.G. Exhalation of radon and thoron: the question of the effect of thermal gradients in soil. Earth Planet. Sei, Lett., 64, 56-60 (1983).

203. Wilkening M. H., Clements W.E., Stanley D. Radon-222 flux measurement in widely separated regions, p. 717-730. In: CONF-72085 (1975).

204. Exposure to Radiation from the Natural Radioactivity in Building Materials: Report by an NEA Group of Experts (Kolb W. A., Chairmen). Paris: NEA OECD, 1979.

205. Kunsh B., Steger F. Die Vornorm S 5200 «Radioaktivitat in Baustofffen» // Zement und Beton. 1987. N 4. S. 152-154.

206. Austin S. R. A laboratory study of radon emanation from domestic uranium ores. In: Radon in uranium mining. Vienna, IAEA, 1975, p. 151-163

207. Pensko J., Stpiczynska Z., Blaton-Albicka K. In: Symposium on Natural Radiation Environment 111: Proc. of the Intern. Sympos. Houston, 1978, p. 14071414.

208. Stranden E., Berteig L. Radon in dwelling and influencing factors// Ibid. 1980. Vol. 39. P. 275-284.

209. TothA., Feher J. Effective 226Ra -content of some Hungarian building materials (Report KF KI-76-8, Central Research Institute for Physics). Budapest, 1976.

210. Alter H. W., Price P.B. Radon detection. Patent USA 3665194, kl. 250-833, 1967.

211. Fleisher R.L. Reducing noise in uranium exploration. Patent USA 4063087, 1976.

212. Cross W. G. h Tommasion L. A rapid reading technique for nuclear particle damage track in thin foils // Radiac. Effects, 1970, V.5-P.85-90.

213. Barber D.E., Giorgie H.R. Gamma-ray activity in bituminous, subbituminous and lignite coals // Health Phys. 1977. Vol. 32. P. 83-88.

214. Pensko J., Stpiczynska Z. Measurement of natural radioactivity and emanation power of coal-fueled power plant waster used in building // Proc. of the IV Intern. Congress IRPA. Paris, 1977. Vol. 3. P. 793-796.

215. Zostawny A., Kwasniewicz E., Rabsztyn B. Measurement of the thorium, uranium and potassium concentration in some samples of ashes from power stations in Poland // Nucleonika. 1979. Vol. 24. N 1. P. 535-540.

216. Lloyd R. D. Gamma-ray emitters in concrete // Health Phys. 1976. Vol. 31. P. 71-73.

217. Untersuchungen unber die Konzentration naturlicher Radionuclide in Baumaterialien in der DDR/ P. Clajus, R. Lehmann, E. Ettenhuber, D. Obrikat // Report SAAS-250. Berlin, 1979. S. 313-323.

218. Stranden E. Population doses from environmental gamma radiation in Norway // Health Phys. 1977. Vol. 33. P. 319-323.

219. Toth A., Feher I. Gamma spectrometric method for measuring natural radioactivity of building materials: Report KFKI-76-80. Budapest: Centr. Res. Inst. Phys., 1976.

220. Lowder W.M., O'Brien K. Cosmic-ray dose rates in the atmosphere: Report HASL-254. N. Y. 1972

221. Schindler H. Übergangseffekte bei der Utrastrahlung // Zschriffc fwr Physik. Bd. 72. S.625.

222. Indoor exposure to natural radiation and associated risk assessment: Proc. of the intern, seminar held at Anacapri (Oct. 1983)// Radiation Protection Dosimetry. 1984, Vol. 7. N 1-4.

223. Fl«gge S., Zimens K. Die Bestimmung von Korngrossen und von Diffiisionskonstanten aus dem Emaniervermogen.- «Z. Phys. Chem.», 1939, Bd 42, S. 179-186

224. Lambert G., Bristean P., Polian G. Mise en evidence de la faiblesse des migrations du radon a l'interieur des grins déroché.- «Comptes rendus des séances de 1' academie des Sciences», Serie D-333, v. 274 (19 juni'n 1972).

225. Natural Radiation Environment 111: Proc. of the Intern. Sympos. Houston. (Apr., 1978). Houston, 1980.

226. The chemistry of cements. Edited by H. F. W. Taylor. Department of Chemistry University of Aberdeen, Scotland Academic Press. London and New York, 1964.

227. Brunauer S., Greenberg S.A. Chemistry of Cement. Proceed. Of the 4th Intern. Sympos., Washington, I960. U.S. Department of Commerce, 1962, 135

228. The Second All-Union Symposium on the Problem of Isomorphism. Abstracts of Papers, Moscow, 1969.

229. Hanns K.M., Cook R.L., Kantro D.L. Journ. Appl. Chem., v. 20, № 11, 1970.

230. Stranden E. A. Simple method for measuring the radon diffusion coefficient and f) exhalation rate from building materials // Ibid. 1979. Vol. 37. P. 242-244.

231. Culot M.V.J., Olson H G., Schiager K.J. Effective diffusion coefficient of radon in concrete, theory and field measurements // Health Phys. 1976. Vol. 30. P. 263270.

232. Silica Fume in Concrete. State of art report. FIP. Thomas Telford, Ltd, London, 1988.

233. Radjy F.F., Bogen T., Sellevold E.J., Loeland K.E. Review of Experiences with Condensed Silica-Fum Concretes and Products.//CANMET/ACI Second International Conference. Madrid, Spain. Proceedings. -Vol. 2. P. 1135-1152

234. Diamond S. Effect of Microsilica (silica fum) an pore solution chemistry of cement pastes // Journal of American Ceramic Sosiety. May 1983. - Vol. 66. - № 5.

235. Kurbus B., Bakula F., Gabrovsek R. Reactivity of Si02 fume from ferrosilicon production with Ca(OH)2 under hudro thermal condition // Cement and Concrete

236. Research. 1985. - Vol. 15. - P. 134-140.

237. Regourd M. Condensed silica fume. //Ed. Aitcin P. C: Booklet from Univer-sitet de Sherbrooke. - August 1983. Quebec. - Canada.

238. Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V. Influence of Cement Stone Structure with Silica Fume and Superplasticizer Admixtures on Concrete Strength and Permeability //

239. Blended Cements in Construction. The International Conference in Sheffield UK, 9.12, Sept. 1991. Proceedings.-P. 317-328.

240. Sellevold E.J., Boger D.H. Jensen E. Et al. Silica Fume Cement Pastes: hydration and por structure // Norwegian Institute of technology, Trondheim, 1982, Report BML 82 610, P. 19-50.

241. Traetteberg A. Frost action in mortal of Blended cement with silica dust // ASTM STP 691. American Society for testing and Materials. 1980. P. 536-548.

242. Mehta P.K., Ijorv O.V. Properties of Portland cement concrete fly ash and condensed silica fume // FCB / SINTEF, Norwegian Institute of Technology, Trondheim, 1982, Report STF 65 A 82030.

243. Huang Cheng-yi, Feldman R.F. Influence of silica fume the microstructure development in cement mortars // Cement and concrete Research. 1985. Vol. 15.-№ 2. P. 285-294.

244. Feldman R.F., Huang Cheng-yi. Properties of Portland cement-silica fume pastes. Porosity and surface propertis // Cement and Concrete Research. 1985. -Vol. 15.-P. 765-774.

245. Powers T.C. Some physical aspects of the hydration of Portland cement J. Of Research and Development Laboratories , v.3 № 3, 1961.

246. Swedjemark G. A. Radon in dwelling in Sweden: Report SSI: 1978-13. Stockholm, 1978.

247. Culot M.V.J., Olson H.G., Schiager K.J. Radon progeny control in buildings: Final report. Colorado State University, 1973429

Похожие работы

Строительство
05.23.00