автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Структура и свойства радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры

На правах рукописи

Королева Олеся Владимировна

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА РАДИАЦИОННО-

ЗАЩИТНЫХ СЕРНЫХ БЕТОНОВ ВАРИАТРОПНО-КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность - 05 23 05 «Строительные материалы и изделия»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2 ио3160304

003160304

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Защита состоится «19» октября 2007 г в «15—» часов на заседании диссертационного совета Д212 1В4 01 в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства по адресу 440028 г Пенза, ул Г Титова, 28, ПГУАС, 1 корпус, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Автореферат размещен на официальном сайте университета WEB www gasa penza сош ru

Автореферат разослан «19» сентября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Ведущая организация

Официальные оппоненты

Научный руководитель

Академик РААСН, Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Соколова Юлия Андреевна

Член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Ерофеев Владимир Трофимович, кандидат технических наук Горбик Григорий Олегович

ЗАО Научно-исследовательский проектно-технологический институт «Стройиндустрия» (г Москва)

Д.212 18401

В А Худяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Перспективные планы развитая атомной отрасли России, обозначенные Президентом Российской Федерации и заключающиеся в увеличении к 2015 году электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, до 25%, а также программы по обеспечению ядерной и радиационной безопасности, включая решение задач по инженерной защите персонала, населения, оборудования, зданий и сооружений ряда отраслей промышленности, в том числе надежное хранение радиоактивных отходов, значительно повысили актуальность исследований, направленных на создание радиациоино-защитных строительных материалов с возможностью регулирования их структуры и свойств

В работах А П Пронина и его научной школы доказана перспективность использования серы в качестве вяжущего вещества для изготовления таких композитов Разработаны особо и сверхтяжёлые серные бетоны на металлическом заполнителе, отличающиеся высокими защитными и физико-механическими свойствами Однако такие материалы разработаны по литьевой технологии, что не гарантирует однородного распределения металлического заполнителя по объёму изделия и, следовательно, высокого качества бетона Решить эту задачу можно путём создания серного бетона каркасной структуры Указанное положено в основу научной гипотезы обеспечить однородное распределение тяжелого заполнителя в объёме радиационно-защитного материала возможно путём предварительного формования каркаса из заполнителя с жёсткой фиксацией отдельных зерен с последующей пропиткой подвижной серной мастикой

Научные и практические данные и закономерности, установленные и обобщённые в диссертационной работе, получены автором на кафедре строительных материалов Пензенского государственного университета архитектуры и строительства при выполнении госбюджетных НИР (НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», ЕЗН Минобразования РФ - № г р 01200304423), грантов по фундаментальным исследованиям в области архитектуры и строительства (№ г р 01200304422), а также работ, выполненных по плану НИР РААСН и межотраслевой программе сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 гг (№ г р 01200216502,01200307724)

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка рецептуры и технологии изготовления радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи

1 Установить закономерности влияния геометрических размеров, формы зерна заполнителя, вида и количества клея на пропиточную способность и физико-механические свойства каркасов, на основе которых разработать рецептуры каркасов, характеризующихся высокими показателями физико-механических свойств и пропиточной способностью

2 Установить закономерности влияния основных рецептурных факторов на структурообразование, физико-механические и эксплуатационные свойства серных мастик и провести оптимизацию рецептуры материала, обладающего высокой подвижностью и требуемыми физико-механическими и эксплуатационными свойствами

у

3 Разработать технологию изготовления эффективных радиационно-защит-ных серных бетонов вариатропно-каркаеной структуры, обладающих комплексом заданных эксплуатационных свойств, и исследовать их физико-механические и эксплуатационные свойства

Теоретической и методологической основой исследований являются разработки отечественных и зарубежных ученых в облает строительного материаловедения, механики разрушения композитов, современного бетоноведения, системного анализа Ю М Баженова, Г М Бартенева. А Н Бобрышева, П Й Боженова, А Н Волгущева, А М Данилова, А С Диденкула, В Т Ерофеева, А Д Зимона, М X Карапетьянца, П Г Комохова, Е В Королева, Н И Макридина, М А Мень-ковского, BJB. Патуроева, А П Прошкна, Р 3 Рахимова, ПА Ребиндера, И А. Рыбьева, В П. Селяева, Ю А Соколовой, В И Содоматова, Н.Б Урьева, В М Хрулева, В.Д Черкасова, ЕМ Чернышева, С В Федосова и других, а также зарубежных ученых Ю И Орловского (Украина), М.Ш. Оспановой (Казахстан), О Л Фиговского (Израиль), WC Мс Bee, ТА Sullivana, J L К Ho,R-T Woodhamsa,A Ortega (США), B.R. Cuirella, F W Parretta, R.E Loova, A.H. Vrooma, I J. Jordanna, J E Gillotta (Канада), Mazukami Ku-шо, Tamshima Tadatako, Tanabe Masato, Imai Tomohiro, Niehl Seiya (Япония), A Eckera, G Mrnke (Германия), Ф Ф Лента, T Ри и других.

Информационную базу составляют монографические работы, материалы научно-технических конференций, статьи в научных сборниках и периодических изданиях по исследуемой проблеме

Работа выполнена с применением методологических основ строительного материаловедения в системе «рецептура, технология - структура - свойства» (системно-структурный подход)

При проведении исследований использовались физико-химические методы оценки характеристик структуры и свойств, методы активного планирования эксперимента, методы регрессионного и корреляционного анализа и статистической обработки экспериментальных данных с применением ЭВМ

Научная новизна работы состоит в решении проблемы получения р а д и а -ционно-защитных серных бетонов вариатропно-каркаеной структуры, обеспечивающих повышение экологической безопасности различных отраслей промышленности

Предложены методологические принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркаеной структуры, заключающиеся в декомпозиции системы критериев качества каждого структурного элемента (пропиточной композиции и крупнопористого каркаса) и классификации выделенных свойств на экстенсивные и интенсивные На основе анализа влияния вида и количества компонентов на величину экстенсивных свойств (показатели, на характер изменения и величину которых поверхностные явления не оказывают существенного влияния) выдвигаются гипотезы о видах компонентов материала При декомпозиции интенсивных свойств (характеристики, существенно зависящие от интенсивности физико-химических процессов, протекающих на границе раздела фаз) по процессам, явлениям и фазам выделяются элементарные управляющие рецетурно-технологические факторы и явления, оказывающие существенное влияние на процесс структурообразо-вания материала. Предложены формализованные методики выбора основных компо-

ненгов структурных уровней радиационно-защитаых серных бетонов вариатроп-но-каркасной структуры вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя

Исследованы кристаллическая структура серы и фазовый состав продуктов, образующихся на границе раздела фаз «сера - наполнитель» Разработан критерий для оценки химической активности наполнителя Установлено влияние модифицирующих добавок на дефектность кристаллической структуры серы введение добавок способствует уменьшению плотности дислокаций

Установлены основные закономерности влияния различных рецептурных факторов на физико-технические свойства серных мастик (пропиточных композиций) и крупнопористых каркасов из свинцовой дроби Получены экспериментально-статистические модели влияния вида и концентрации модифицирующих добавок на подвижность и прочность серных мастик Разработан расчётно-экспериментальный метод определения общей пористости серных мастик (получен патент № 2239816)

Основные положения, выносимые на защиту:

- принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатроп-но-каркасной структуры, формализованные методики выбора основных компонентов структурных уровней таких бетонов вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя,

- экспериментальные закономерности направленного структурообразования серных мастик, крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и серных бетонов вариатропно-каркасной структуры с установлением рациональных границ варьирования основных рецептурных факторов, результаты экспериментальных исследований и математические модели влияния основных рецептурных факторов на структуру и физико-технические свойства предлагаемых материалов, результаты многокритериальной оптимизации составов серных мастик и крупнопористых каркасов,

- прикладные основы для разработки оптимальных составов радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры (метод проектирования составов), метод определения общей пористости,

- метод прогнозирования долговечности серных композитов, результаты исследования эксплуатационных свойств предлагаемых материалов (стойкость в химически активных средах, к температуре и термическим циклам, радиационному воздействию и др ), метод определения радиационного разогрева серных композитов,

- оптимальные составы радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, обладающих заданным комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств

Практическая значимость работы заключается в разработке и установлении технологических условий получения эффективных и долговечных серных мастик, крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры

Предложены формализованные методики выбора вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя для серных мастик и крупнопористых каркасов

Разработаны методы определения общей пористости серных композитов, прогнозирования влияния различных рецептурных факторов на внутреннее напря-

жённое состояние и методы проектирования составов серных бетонов вариатроп-но-каркасной структуры и определения величины их радиационного разогрева.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конгрессах, симпозиумах, конференциях и совещаниях «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве на 2001-2005 гг » (Москва, 2002, 2003 г), на VIII и X Академических чтениях РААСН (Самара, 2004 г, Пенза-Казань, 2006 г), «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2003-2005 гг), «Долговечность строительных материалов и конструкций» (Саранск, 2005 г ), «Актуальные проблемы строительства» (Саранск, 2005, 2006 гг ) Результаты работы экспонировались на Международных (Астана, 2003 г ) и Всероссийских (Н Новгород, 2005 г, Москва, 2007 г ) выставках и получили высокую оценку

Достоверность результатов работы. В диссертации результаты исследований подтверждаются сходимостью большого количества экспериментальных данных, полученных с применением стандартных и высокоинформативных методов, положительными результатами внедрения составов и технологии

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ (в журналах по перечню ВАК — 6 статей), новизна технических решений подтверждена 5 патентами РФ

Объем н структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов, списка использованных источников и 3-х приложений Содержит 225 стр машинописного текста, в том числе 74 рисунка и 86 таблиц Библиография включает 186 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Отечественный в зарубежный опыт. При строительстве и эксплуатации объектов атомной промышленности, научных и медицинских учреждений успешно применяются строительные материалы на основе веществ, строение и химический состав которых обеспечивают эффективное поглощение ионизирующих излучений Для изготовления таких материалов предложено использовать различные вяжущие вещества, в том числе и серу, обоснование применения которой проведено в работах А П Прошина и учёных его научной школы

В технологии радиационно-защитных бетонов имеются как методологические, так и технологические трудности В частности, методологические проблемы связаны с определением критериев качества таких материалов (перечня свойств и их количественных значений), а технологические — с обеспечением однородного распределения компонентов по объёму изделия, в предотвращении усадки и образования термических трещин при охлаждении изделия, а также со снижением затрат труда и исключением трудоемких операций

Методологические задачи решаются в рамках системно-структурного подхода (полиструктурной теории) и системного анализа, в соответствии с которыми оценку и анализ строительных материалов производят на основе рассмотрения материала как целостной и единой системы с присущими системными свойствами и парадоксами целостности и иерархичности Основное системообразующее свойст-

во системы «строительный материал» определяется поверхностными явлениями и граничными взаимодействиями, обеспечивающими её целостность

Основные технологические задачи во многом решаются в рамках каркасной технологии Однако возникает необходимость решения ряда взаимосвязанных задач, а именно определить гранулометрический состав заполнителя (диаметр и форму зерна, количество фракций заполнителя), из которого одновременно формируется плотный и прочный каркас, обладающий высокой пропиточной способностью, разработать составы пропиточных композиций, характеризующихся высокой подвижностью в вязкопластичном состоянии и приемлемыми физико-механическими и эксплуатационными свойствами

Методологические прнвципы создания радиациоино-защитных серных бетонов. Во многих случаях создание новых строительных материалов проводится, если способы модификации традиционных материалов исчерпаны Для каждого эксплуатационного воздействия устанавливают количественное значение и границы изменения соответствующего свойства Совокупность свойств определяет качество материала Установление перечня свойств осуществляется декомпозицией системы качества рассматриваемого материала и его структурных составляющих (см, например, рис 1), которая осуществляется на основе анализа области его применения и сведении о традиционных материалах Выделенные свойства целесообразно классифицировать на экстенсивные и интенсивные Интенсивными называются свойства, на величину и характер изменения которых значительное влияние оказывают процессы, протекающие на границе раздела фаз (например, механические и деформативные свойства, стойкость в агрессивных средах и др ) Интенсивные свойства по существу аналогичны интегратавным свойствам системы «строительный материал», выделяемым при её анализе Экстенсивные свойства - показатели материала, которые в основном (влияние границы раздела фаз незначительно и не превышает статистическую погрешность эксперимента) зависят от содержания компонентов и количества энергии, подведённой в материал в процессе его изготовления (средняя и истинная плотность, теплоёмкость, теплопроводность, пористость и др)

Качеством материала управляют с помощью варьирования рецептурно-технологических факторов, выбор которых зависит от знаний о материале и технологии, а также фактических возможностей управления производством (уровня техники) Для установления элементарных управляющих факторов проводят декомпозицию выбранной группы свойств (интенсивные или экстенсивные) по процессам, явлениям и компонентам (табл 1).

Анализ области применения и расчеты значений экстенсивных свойств (например, по методу абсолютных объёмов) являются основанием для выдвижения гипотез о видах вяжущего вещества и дисперсных фаз (формирование альтернатив)

Выбор основных компонентов материала может быть осуществлен на основании априорной информации, практического опыта исследователя и анализа механизмов взаимодействия эксплуатационных сред с компонентами композита Это требует также привлечения фундаментальных наук физики, химии, физической химии и других

Радиационно-защитный серный бетон каркасной структуры

— Параметры состояния

Средняя плотность

Пористость

Механические свойства

Стойкость в агрессивных средах

-с

Прочность

Деформативные свойства_

1

I

1

Н Сопоотивпекае удару

{ Модуль упругости

1 Коэффициент

ТРЗЩИ НО СТОЙКОСТИ

1 Коэффициент интенсивности) напряжений 1

Рис 1 Декомпозиция системы качества радиациояно-защитного серного бетона вариатропно-каркасной структуры

Таблица 1

Перечни элементарных управляющих рецептурно-технологических факторов

Пропиточная композиция Крупнопористый каркас

№ п/п Наименование фактора № п/п Наименование фактора

1 Количество вяжущего вещества и дисперсных фаз 1 Количество клеевой композиции и заполнителя

2 Прочность, модуль упругости, термическая усадка вяжущего 2 Прочность, модуль упругости, усадка клеевой композиции

3 Прочность, модуль упругости, сжимаемость наполнителя 3 Прочность, модуль упругости, сжимаемость заполнителя

4 Дисперсность наполнителя 4 Крупность и форма зёрен заполнителя

5 Вид и количество добавок 5 Вид и количество добавок

6 Химическая активность поверхности наполнителя 6 Шероховатость поверхности заполнителя

7 Шероховатость поверхности наполнителя

В диссертационной работе разработаны формализованные методики выбора компонентов (сокращение альтернатив), основанные на критериальном подходе Обоснование выбора вяжущего проводилось по обобщенному критерию, включающему технологический (вязкость, смачивающая способность), эксплуатационный (прочность, радиационно-защитные и теплофизические свойства) и технико-экономический (энергозатратность технологии) показатели На основе анализа некоторых минеральных (портландцемент, строительный гипс) и органических (эпоксидная смола, сера, битум) вяжущих показано, что по выбранным показателям качества для изготовления радиационно-защитного бетона вариатроп-но-каркасной структуры целесообразно использовать серу

Обоснование выбора наполнителя проводили по критерию ка = (где йн, - толщина защитного слоя, изготовленного, соответственно, из нового и базового материалов) Применение материала эффективно при условии ка < 1

Анализ результатов технико-экономического расчёта, проведённого для серных композитов, изготовленных на различных наполнителях, имеющихся в Пензенской области и на территории России (барит, ферроборовый шлак, оксид свинца, сажа, кварцевый наполнитель, ангидрит), показывает, что по критерию Ад для изготовления радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры можно использовать все рассматриваемые наполнители Окончательно решение относительно вида наполнителя принимается по результатам исследования влияния рецептурно-технологических факторов на свойства мастик, определяющих их качество

В каркасных бетонах из заполнителя формируют крупнопористый каркас, который должен обладать приемлемыми физико-механическими свойствами и высокой пропиточной способностью С применением метода машинного моделирования установлено, что для изготовления качественных каркасов различных типоразмеров целесообразно использовать заполнитель сферической формы с диаметром зёрен 4 6 мм

С применением разработанных формализованных методик выбора компонентов в работе использованы следующие наполнители и заполнители барит (ГОСТ 4689-84 ), оксид свинца, ферроборовый шлак, содержащий до 4,5% В2Оз, сажа (ТУ 7885-86Е), ангидрит (ГОСТ 1390-1-93), свинцовая дробь с диаметром частиц 4, 8 и 8,5 мм В качестве вяжущего вещества используется техническая сера (ГОСТ 127-93)

Регулирование процессов структурообразования и свойств серных композитов осуществляли добавлением модификаторов, в качестве которых применяли доступные материалы парафин (ГОСТ 23683-89), стеариновую кислоту (ГОСТ 9419-78), керосин (ГОСТ 10227-86), канифоль (ГОСТ 14201-83), нафталин, лак КО-922, скипидар (ТУ 13-0279856-74-87)

Для склеивания каркаса использовали эпоксидный клей, получаемый смешиванием эпоксидной смолы марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) и отвердителя - поли-этиленполиамина (ТУ 6-02-594-80) в количестве 13,5% от массы смолы

Таким образом, оптимизация структуры и свойств радиационно-защитного серного бетона вариатропно-каркасной структуры предполагает проведение исследований в два этапа (алгоритм синтеза) Предварительно на основе результатов анализа условий эксплуатации, априорной информации о традиционных материа-

лах и расчётов величин экстенсивных свойств проводится декомпозиция системы качества радиационно-защитного серного бетона вариатропно-каркасной структуры и его составляющих структур (крупнопористого каркаса, клеевой и пропиточной композиций), определяются виды компонентов (формулируются и сокращаются альтернативы), выделяются и ранжируются управляющие рецептурно-технологические факторы С целью определения границ варьирования управляющих факторов проводятся исследования (первый этап), направленные на установление влияния отдельных рецептурных и технологических факторов на структуру и эксплуатационные свойства композита (или его структурных уровней) На втором этапе получают математические модели влияния совокупности выделенных факторов на эксплуатационные свойства материала Затем определяются рецептура и технологический режим изготовления материала с заданными свойствами (например, используя метод нелинейного программирования)

Структурообразовавве и свойства радиационио-защитиых серных бетонов вариатропно-каркасной структуры. Технология каркасных бетонов является важным достижением полиструктурной теории В И. Соломатова, показывающей, что при проведении раздельного формирования отдельных структур можно создать уникальные композиты на мало- или несовмещающихся компонентах

В работе создание радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры проводили последовательной оптимизацией структуры и свойств двух структурных составляющих пропиточной композиции (серной мастики) и крупнопористого каркаса из свинцовой дроби

Структурообразование и свойства мастик Серные мастики являются типичными дисперсными системами, полученными на основе маловязкой дисперсионной среды и тонкомолотых дисперсных фаз На процессы формирования структуры и свойств серных композитов значительное влияние оказывают физико-химические взаимодействия, протекающие на границе раздела фаз Причем определяющее влияние оказывает интенсивность указанных взаимодействий при активном протекании процессов, повышающих подвижность мастик и способствующих формированию плотных структур, смачиваемость наполнителя не оказывает значительного влияния на прочность материала Незавершенность процессов поверхностного физико-химического взаимодействия приводит к образованию поризованной структуры, имеющей невысокую прочность.

Для оценки химической активности наполнителя предложен показатель

_ а Х1Т

Ы % - п » (1)

10 э

где к,- показатель, характеризующий влияние поризации смеси на ее подвижность, тс, т- предельное напряжение сдвига расплава серы и мастики, соответственно, а - эмпирический коэффициент в зависимости т = /{у{ ), характеризующий тс, - объёмная доля наполнителя, кП - показатель, характеризующий фактическое влияние наполнителя на пористость мастики, Пт, П, - соответственно, теоретическая и экспериментальная пористость материала По этому показателю ферро-боровый шлак и оксид свинца являются химически активными, промежуточное положение занимает барит, химически инертные - ангидрит и сажа

Рентгеноструктурные исследования подтвердили, что между серой и химически активными наполнителями протекают химические реакции с образованием различных соединений на границе раздела фаз Показано, что наполнители увеличивают плотность дислокаций в сере, а введение модификаторов способствует ей снижению (на 30 35%) Установлено, что новообразования практически не оказывают влияние на структуру вяжущего и в условиях неравномерного твердения материала наполнители не являются центрами кристаллизации серы

Физико-химические взаимодействия и однородность распределения фаз оказывают доминирующее влияние на структуру, технологические и эксплуатационные свойства серного композита Начальное формирование структуры материала протекает в период его нахождения в вязкопластичном состоянии, свойствами которого можно управлять, изменяя вид и количество модификатора, вид наполнителя, его дисперсность и степень наполнения материала Установлено, что экспериментальные зависимости т = /(у^-) хорошо описываются функцией вида

т = аехр(буД (2)

где а - константа (при у^ = 0 постоянная а = т0, здесь т0- предельное напряжение сдвига расплава серы), Ь - коэффициент, учитывающий влияние вида, геометрических и физико-химических свойств наполнителя

Исследования показали, что для малоподвижных мастик, из которых газообразные продукты химической реакции удаляются интенсивно, значения коэффициента а изменяются в широком диапазоне (среднее значение а =3,3 2 Па), для высокоподвижных мастик на ферроборовом шлаке коэффициент а характеризует предельное напряжение сдвига поризованного расплава серы

На экспериментальных зависимостях т = /{у/) можно выделить две параметрические точки (рис 2), соответствующие некоторым предельным концентрациям наполнителя, при которых происходят изменения структуры мастики Для определения характерных степеней наполнения в работе разработана методика анализа реологических кривых по энергетическому показателю

Е V,

у

1 + 1

(3)

где е,— количество энергии, расходуемой на перемещение единицы объёма композита К,, а, Ъ - эмпирические коэффициенты зависимости т = здесь А -толщина прослойки серы, й} - диаметр частицы наполнителя, ау, Ъ, - эмпирические коэффициенты уравнения (2), Е— общее количество энергии

Анализ экспериментальных данных показывает, что влияние модификаторов на технологические свойства мастик имеет индивидуальный характер Наибольший пластифицирующий эффект наблюдается при введении парафина, керосина и канифоли в мастики на барите (60 85%)

Кристаллизация серы сопровождается уменьшением объема на 14,1%, что приводит к возникновению внутренних напряжений, которые, суммируясь с экс-плутационными воздействиями и нагрузками, являются причиной образования структурных дефектов и снижения физико-механических свойств материала В данной работе с применением машинного моделирования определено влияния ос-

новных рецептурно-технологических факторов на напряжённое состояние материала Расчёты показывают, что в области наполнения у^ е (0,35 0,4) формируется структура материала с минимальными внутренними напряжениями Этот результат хорошо согласуется с многочисленными экспериментальными данными, полученными другими исследователями и автором при изучении влияния наполнителей на структуру и прочность серных композитов на различных наполнителях

*-сажа о-ангидрвд- а-бариг + -оксид свинца

Рис 2 Зависимость отношения е,/Я Рис 3 Зависимость предела прочности при от степени наполнения сжатии радиационно-защитных серных

мастик от степени наполнения

Снижение величины внутренних напряжений наблюдается при образовании равномерно распределённой поровой структуры Поры в серных материалах образуются в результате протекания физического и химического процессов, совместное действие которых можно описать в виде

П = (4)

где а, Ь, с-эмпирические коэффициенты*

Введение добавок, повышающих подвижность мастик, как правило, способствует незначительному (до 5%) повышению их средней плотности Обработка поверхности оксида свинца различными модификаторами, образующими на его поверхности защитные пленки, препятствующие химическому взаимодействию с серой, не приводит к существенному повышению средней плотности мастик на указанном наполнителе

Порообразование значительно снижает физико-механические и другие эксплуатационные свойства материала Наиболее важным свойством мастик, характеризующим качество сформировавшейся структуры, является прочность Анализ экспериментальных данных показывает, что зависимость прочности мастик от степени наполнения имеет экстремальный характер Причем, чем выше дисперсность наполнителя (независимо от его химической активности), тем при меньшей степени наполнения достигается максимальная прочность материала Экстремальный характер изменения прочности мастак при введении наполнителя позволяет предположить, что на качество структуры материала оказывают влияние несколько структурообразующих процессов, которые условно могут быть разделены на «конструктивный»^ и «деструктивный».^ Учитывая влияние этих процессов на струк-

* Определение пористости проводили по оригинальной методике, на которую получен патент РФ №2239816

туру материала, для описания экспериментальных данных предложено использовать функцию вида

а + 6v/

где а, Ь, с, й- эмпирические коэффициенты

Анализ экспериментальных данных и расчётных значений показывает, что введение наполнителя приводит к снижению интенсивности влияния как конструктивного, так и деструктивною процессов Сопоставление значений /к и /д показывает, что наполнитель способствует увеличению дефектности материала Указанное хорошо согласуется с результатами рентгеноструктурных исследований

Введение модифицирующих добавок также приводит к изменению прочности мастик Влияние добавок имеет индивидуальный экстремальный характер Получены зависимости влияния концентрации модификатора и степени наполнения на прочность мастик

Исследован комплекс эксплуатационных свойств (определены коэффициенты химической стойкости в воде, 5%-ных растворах ЫаС1, НС1, термо- и мо-

розостойкость) Кинетику изменения прочности серных мастик при воздействии агрессивных факторов предлагается описывать функцией вида

I

1 _ и

=

1 -—кг а1-" д

(6)

где к„~ коэффициент стойкости материала, Д,- прочность материала, г- время, п - константа, /с„- константа скорости деструкции

Эмпирические коэффициенты зависимости (6) определяют кинетические и энергетические параметры процесса деструкции.

где а, Ь, с - эмпирические коэффициенты уравнения к„ =(а + Ьх)'^, х - эксплуатационное воздействие, Гэ-температура среды

Оптимизацию рецептуры серных мастик, пригодных для пропитки каркасов, определяли по разработанному обобщенному критерию (функционал качества)

(?)

где а, - коэффициенты весомости, (.^/{/У?^ - критерий эксплуатационной стойкости, кя = = й„0 - - критерий, характеризующий физико-механические свойства, А, = хша/х - критерий, характеризующий подвижность мастик (ттх = 25 Па), ку = - критерий, характеризующий радиационно-защитные свойства; р - линейный коэффициент ослабления у-излучения, 2В - коэффициент выведения нейтронов

Основные свойства серной мастики приведены в табл 2.

Таблица 2

Основные свойства серных мастик на ферроборовом шлаке ( у/ = 0,4 )

Наименование показателя Значение показателя

Предельное напряжение сдвига, Па 23,0

Средняя плотность, кг/м3 2130

Пористость, % 9,6

Предел прочности при сжатии, МПа 28,0

Водопоглощение*, % 0,86

Коэффициент диффузии, м2/с 1,62 10"ы

Максимальная рабочая температура, °С 80

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м К) 0,62

Термостойкость" 0,39

Морозостойкость, циклы 200

Коэффициент химической стойкости - вода - 5%-ный р-р ИаС1 - 5%-ный р-р MgS04 -р-рНС1(рН=1) 0,97 0,95 0,95 0,96

Линейный коэффициент ослабления у-излучения (см"1) при энергии фотонов 0,5 2,0 МэВ 0,096 0,186

Коэффициент выведения быстрых нейтронов, см'1 4,77 10"'

Примечания * - показатели определены после 360 суток экспозиции, ** -после 100 теплосмен (нагрев в паровоздушной среде до Г=80°С и охлаждение в воде с 73=20'С)

Структурообраз ование, физико-механические и эксплуатационные свойства крупнопористых каркасов Предварительное изготовление каркаса из свинцовой дроби позволяет решить несколько важных технологических задач (обеспечить однородность распределения металлического заполнителя по объёму, уменьшить усадку, снизить энергозатраты на приготовление бетона и др) и повысить эксплуатационные характеристики бетона. Установлено, что с увеличением диаметра дроби с 4 до 8,5 мм насыпная плотность уменьшается с 6498 до 6182 кг/м3 (до 5%) При этом диаметр каналов £/г увеличивается пропорционально изменению диаметра дроби, что значительно повышает пропиточную способность каркасов Поэтому для изготовления каркасов применяли свинцовую дробь с 0=8 мм Клеевая композиция увеличивает среднюю плотность каркасов, что можно объяснить замещением части объёма, занимаемого воздухом, клеем Зависимость р, = /(&„) удовлетворительно описывается линейной функцией

р5 = 6284,0 + 4987,1/!„, (8)

где Иа—толщина слоя

Оценку пропиточной способности проводили теоретически по зависимости

д^ЗОО-^М-М^соав, (9)

£ а, в

(где ДР - понижение давления при течении (сопротивление), р- плотность пропиточной композиции, ¿-высота каркаса, ц - динамическая вязкость пропиточной

композиции, с1,- диаметр зерна заполнителя, 1Щ- продолжительность пропитки, а - поверхностное натяжение жидкости, 0- краевой угол смачивания, 8 - пустот-ность каркаса) и экспериментально путём визуального осмотра сколов образцов бетона Анализ полученных теоретических и экспериментальных результатов показывает, что каркасы из свинцовой дроби с 0=8 мм обладают высокой пропиточной способностью Прочностные и деформативные свойства каркасов также зависят от количества клея (рис 4 и 5)

3 44 •■ !<

8.

Г

0,005 0,010 0,015 0 020

Толщина слоя хлея, см

Рис 4 Зависимость прочности каркасов от количества клея

и

- Расход клея 1,36% ог массы дроби °-тоже 097% * - то жо 0 67%

Рис 5 Диаграммы деформирования каркасов из свинцовой дроби

Максимальной прочностью обладают каркасы, полученные склеиванием свинцовой дроби 0=8 мм и эпоксидного клея с расходом 0,97% от массы дроби Анализ диаграмм «нагрузка - деформация» (табл 3) показывает, что закономерности деформирования и разрушения каркасов, изготовленных с различным расходом эпоксидного клея, аналогичны Граница 1\ для всех каркасов имеет одинаковые значения, что свидетельствует об идентичности процесса деформирования в начальный период приложения нагрузки Граница /2 для составов с расходом клея 0,97% и величина, характеризующая продолжительность периода деформационного упрочнения ДГ = /2 - /,, имеют минимальные значения, что также выражается в относительно невысоком значении энергетического параметра Е^ Однако показатель, характеризующий величину периода разрушения М" -1 - /2, для таких каркасов имеет максимальные значения При этом расходуется наибольшее количество подводимой энергии (73,38%) (происходит интенсивное ветвление растущей трещины)

Таблица 3

Расход клея, % Значения коэффициентов ъ,„И - /(/"„,,) Л к Е(УТН

с3 сг С\ с0

1,36 1,9796 -2,4368 1,4241 -0,0328 0,20 0,64 0,36

0,97 1,8585 -1,9087 0,9680 -0,0340 0,20 0,59 0,28

0,67 1,5317 -1,5811 0,9817 -0,0280 0,20 0,63 0,32

Оптимизацию рецептуры крупнопористых каркасов проводили по обобщённому критерию вида

где ¿Гфм— коэффициент, характеризующий физико-механические свойства (средняя плотность, пустотность и прочность), вычисляемый по формуле ЛГФ„ = \1кркпкн , Кж- коэффициент, характеризующий эксплуатационные свойства (радиационно-защитные свойства и коэффициент теплопроводности), рассчитываемый по формуле

Установлено, что оптимальным является следующий состав каркасов из свинцовой дроби, мае % свинцовая дробь с 0=8 мм - 99,03, эпоксидный клей -

0,97 Свойства разработанных каркасов приведены в табл 4

Таблица 4

_Основные свойства разработанных каркасов_

Наименование показателя Значение показателя

Средняя плотность, кг/м3 6345

Пустотность, % 44,05

Предел прочности при сжатии, МПа 4,15

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м К) 12,9

Линейный коэффициент ослабления у-излучения (см"') при энергии фотонов 0,5 2,0 МэВ 0,29 1,01

Коэффициент выведения быстрых нейтронов, см'1 1,16 10'2

Структурообразоеание, физико-механические и эксплуатационные свойства серных бетонов вариатроп-но-каркасной структуры Серные бетоны вариатропно-каркасной структуры получают совмещением крупнопористого каркаса и серной мастики Для проектирования составов таких бетонов разработан двухстадийный способ' на первом этапе по энергетическим характеристикам источника излучения и требованиям к конструкции защиты определяется количество свинцового заполнителя и расход клея, а на втором этапе - состав серной мастики с заданной подвижностью Расчёт количества наполнителя в смеси с заданным значением предельного напряжения сдвига т^р предлагается проводить по формуле

1 +

V

(п)

где и = энергия активации процесса течения смеси, а, Ь - эмпириче-

ские коэффициенты зависимости т = /(л/^).

По энергетическим характеристикам источника ионизирующего излучения определяется величина радиационного разогрева

Лг,еп

-(1-е

1-е

(12)

где А0- активность источника, е„- усреднённое значение энергии у-квантов, * -время, а - коэффициент теплоотдачи, Я - расстояние между слоем защиты и источником, ст — теплоёмкость материала защиты, р - средняя плотность материала

защитного слоя, д— коэффициент линейного ослабления у-излучения материалом защитного слоя, см"1; х - толпщна защитного слоя

Проведённые расчеты показали, что радиационно-защитные бетоны вариа-тропно-каркасной структуры целесообразно использовать для облицовки ограждающих конструкций могильников, бункеров и хранилищ радиоактивных отходов, активность которых не более 1016 Бк Количество таких отходов, образующихся на АЭС от одного реактора типа ВВЭР-1000, составляет 99,98% от их общего объёма

Очевидно, что свойства каркасных бетонов зависят от свойств и количества его структурных составляющих Установлено, что зависимости экстенсивных свойств бетона (средняя плотность, пористость, коэффициент теплоемкости, коэффициент теплопроводности) от количества и свойств пропиточной композиции и каркаса с высокой точностью можно определить по методу абсолютных объёмов Исследование механических и деформативных свойств серных бетонов вариатроп-но-каркасной структуры проводили с применением метода акустической эмиссии Диаграммы деформирования серных бетонов каркасной структуры и его структурных составляющих (серной мастики и каркаса из свинцовой дроби) приведены на рис 6, а силовые и энергетические параметры процесса разрушения - на рис 7 и в табл 5

Анализ рис 6 и табл 5 показывает, что диаграмма деформирования серного бетона вариатропно-каркасной структуры представляет собой некоторую суперпозицию диаграмм деформирования его структурных составляющих серной мастики и свинцового каркаса Это особенно чётко прослеживается по изменению значений границ 1\ и ¡2 значения указанных границ для серного бетона располагаются в диапазоне, граничные значения которого определяются соответствующими показателями для структурных составляющих

— - - Радиационно-заздитный серный бетон каркасной структуры, --Серная мастика,

---Металлический каркас из свинцовой дроби

Рис 6 Диаграммы «относительная нагрузка — относительная деформация» разработанного бетона

О

а)

б)

, г,. п ,П

Л1

о.) I »дг ш о,« ом ол* о," ».и 0.1»

2) а)

0,7 9,1 0,9 ОгЧ*«!Ми1" И

б)

П п П

ьоч «.и ьап »л (,м о.п ел о,»

Омиъяпвми вир ум*

Рис. 7. Параметры акустической эмиссии: а) диаграмма « Ею-/„,»; б) диаграмма «Количество импульсов АЭ » 1) для серной мастики; 2) для серного бетона вариатроттно-каркасной структуры

Таблица 5

Результаты экспериментальных исследований

Материал Значения коэффициентов = /(/,„) Л к С МПа-м0,5

т

Серная мастика 2,0562 -2,8990 1,7662 -0.0015 0,16 0,81 0,32

Каркас ¡,8585 -1,9087 0,9680 -0,0340 0,20 0,59 -

Серный бетон 2,8855 —4,2103 7 2,2843 0,0287 0,19 0,66 0,24

Совместный анализ диаграмм на рис, 6 и 7 указывает на целесообразность классификации /| и /2 границами процесса трещин ообраэования. В начальный период нагружения (участок «0-7|») происходит деформирование материала без значительного разрушения его структуры. Разрушаются только перенапряженные связи, общее количество которых можно оценить по величине внутренних напряжений. Структурные составляющие и серный бетон имеют невысокие структурные напряжения: для серной мастики величина (характеризует относитель-

ное количество энергии, расходуемой на участке «0-71»), равна 0,98%, для каркаса -

=0,87%, а для серного бетона вариатропно-каркасной структуры -«о-/,= 1,95%

При этом энергия акустической эмиссии практически не выделяется аналогичные показатели S^JS^ по диаграмме «Едэ—/ют» для серной мастики и бетона соответственно равны 1,0 и 1,24% На участке <<1у-1г» происходит интенсивное поглощение материалом внешней энергии вследствие зарождения и развития микротрещин (в том числе их ветвления на дефектах) В этот период значения si,-i,/sобщ Для серной мастики, каркаса и бетона равны, соответственно, 55,03, 17,76 и 33,82% При этом количество выделяющейся АЭ для серной мастики и бетона, соответственно, равно 48,10 и 17,54% Сопоставление этих данных показывает, что на участке «/)-/?.» нагрузку в основном воспринимает серная мастика, имеющая более высокий модуль упругости На участке «/2 - 1» (объединение микротрещин в макротрещины и зарождение магистральной трещины) интенсивно разрушается каркас На это указывают следующие данные по Ар - f{f0„) для серной мастики, свинцового каркаса и серного бетона вариатропно-каркасной структуры показатель S,^ jS^ соответственно равен 45,77, 82,36 и 61,94%, а по Ею = /</отв) для серной мастики и бетона - S,^t/So6ui = 53,84 и 83,70%, соответственно

Таким образом, структурные составляющие серного бетона вариатропно-каркасной структуры имеют различные периоды интенсивной работы серная мастика как более упругий компонент на участке «Д — /2», а свинцовый каркас - на участке «/2 - 1» Это оказывает значительное влияние и на деформирование серного бетона, который также интенсивно разрушается на участке «12 -1»

Исследованы эксплуатационные свойства серных бетонов вариатропно-каркасной структуры химическая стойкость в воде, 5%-ных растворах MgS04, NaCl, HCl, морозо- и термостойкость, изменение прочности при нагреве, а также радиа-ционно-защитные свойства (табл 6) Установлено, что применение каркасной технологии позволяет по сравнению со сверхтяжёлыми бетонами повысить показатели эксплуатационных свойств на 10 50%

Исследовано влияние ионизирующего излучения на свойства серных бетонов вариатропно-каркасной структуры Установлено, что коэффициент линейного ослабления у-излучения равен 0,26 0,96 см"1, а коэффициент радиационной стойкости (при поглощённой дозе 1 МГр) - 0,95 0,97

Таблица 6

Основные свойства радиационно-защитных серных бетонов _вариатропно-каркасной структуры_

Наименование показателя Значение показателя

1 2

Средняя плотность, кг/м" 6520

Пористость, % 4,6

Предел прочности при сжатии, МПа 17,7

Предел прочности при изгибе, МПа 3,16

Модуль упругости, МПа 790

Коэффициент трещиностойкости 0,18

Коэффициент конструктивного качества, МПа 2,72

Продолжение табл б

1 2

Коэффициент интенсивное ги напряжений, МПа м0,5 0,24

Водопоглощение, % 0,135

Коэффициент диффузии, м'/с 1,95 10""

Максимальная рабочая температура, "С 80

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м К) 2,26

Термостойкость" 0,5

Морозостойкость, циклы 50

Коэффициент химической стойкости - вода - 5%-ный р-р МаС1 - 5%-ный р-р 1у^8С>4 -р-рНС1(рН=1) 0,92 0,84 0,89 0,87

Линейный коэффициент ослабления у-излучения (см"') при энергии фотонов 0,5 5,0 МэВ 0,26 0,96

Коэффициент выведения быстрых нейтронов, см"1 1,776

Коэффициент радиационной стойкости при поглощённой дозе 1 МГр 0,95 0,97

Примечания * - показатели определены после 360 суток экспозиции, ** -после 100 теплосмен (нагрев в паровоздушной среде до Г=80°С и охлаждение в воде с Т=20°С)

Таким образом, разработанные радиационно-защитные серные бетоны каркасной структуры обладают высокими эксплуатационными свойствами (см. табл 6), что позволяет рекомендовать их для изготовления защитных покрытий в бункерах и хранилищах, предназначенных для хранения радиоактивных отходов, а также для получения различных строительных изделий и конструкций, предназначенных для защиты от рентгеновского и гамма-нейтронного излучения

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны радиационно-защитные серные бетоны вариатроп-но-каркасной структуры (р=6520 кг/м3, По6щ=4,6%, Дсж=17,7 МПа, Rmr=3A6 МПа, <=0,24 МПа м0,5, 0,135%, F50, ¿x=0,87 0,92 (в воде, 5%-ных растворах MgS04, NaCl, НС1), ц=0,26 0,96 см"1, íCI=0,95 0,97 (при поглощённой дозе 1 МГр)), пригодные для изготовления защитных покрытий в бункерах и хранилищах, предназначенных для хранения радиоактивных отходов, а также изготовления специальных строительных изделий и конструкций, эксплуатирующихся в условиях рентгеновского и гамма-нейтронного излучения

2 Для решения задач технологии радиационно-защитных бетонов и методов выявления основных процессов, явлений и фаз, участвующих в структурообразо-вании материала, предложены принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, заключающиеся в декомпозиции системы критериев качества каждого структурного элемента (пропиточной композиции и крупнопористого каркаса) и в декомпозиции интенсивных свойств - по процессам, явлениям и фазам с выявлением элементарных управляющих рецептурно-

технологических факторов и явлений, оказывающих существенное влияние на процесс структурообразования материала

3 Впервые предложены формализованные методики выбора основных компонентов структурных уровней радиационно-защитных серных бетонов вариа-тропно-каркасной структуры вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя Обосновано применение в качестве вяжущего вещества серы, в качестве наполнителей - ангидрита, сажи, барита, ферроборового шлака, оксида свинца и кварцевого песка, а в качестве заполнителя — свинцовой дроби

4 Методом рентгенофазового анализа установлено, что между серой и наполнителями протекают твёрдофазные химические реакции с образованием соединений сложного состава при взаимодействии серы с баритом и ферроборовым шлаком - полисульфидных соединений, а с оксидом свинца - водонерастворимого сульфида свинца Сажа и ангидрит являются химически инертными наполнителями Установлено, что введение наполнителя увеличивает плотность дислокаций в кристаллах серы, а модифицирующие добавки снижают их концентрацию

4 Получены закономерности влияния вида и количества наполнителя, а также вида и концентрации добавки на технологические свойства радиационно-защитных серных мастик Предложена методика анализа реологических кривых «предельное напряжение сдвига - объёмная степень наполнения» и установлены степени наполнения, соответствующие структурным изменениям в мастиках Получены математические модели влияния модифицирующих добавок на реологические свойства серных мастик

5 На основе машинного моделирования определено влияние основных рецептурных факторов на напряжённое состояние серных материалов Установлено, что серные мастики с оптимальной структурой и свойствами можно получить в области наполнения е (0,35 0,4)

6 Установлены закономерности влияния вида и количества наполнителя, а также вида и концентрации добавки на среднюю плотность, пористость, прочность, химическую стойкость, термо- и морозостойкость, радиационно-защитные свойства и теплопроводность мастик Получены математические модели влияния степени наполнения и концентрации добавок на прочность серных мастик Показано, что наполнители повышают дефектность структуры серных мастик Для описания кинетики изменения эксплуатационных свойств предложена обобщённая модель, позволяющая рассчитать кинетические и энергетические параметры процесса деструкции По эффективности защиты от смешанного гамма-нейтронного излучения исследуемые наполнители располагаются в нисходящем порядке в ряд сажа, ферроборовый шлак, ангидрит, барит, оксид свинца

7 С применением разработанного обобщенного критерия, учитывающего подвижность мастик, их механические и радиационно-защитные свойства, проведена многокритериальная оптимизация рецептуры серных мастик, в результате которой получен состав, пригодный в качестве пропиточной композиции

8, Получены закономерности влияния диаметра зёрен свинцовой дроби на насыпную плотность, пустотностъ и структуру зернового слоя Установлено, что для получения каркасов, обладающих высокими физико-механическими свойствами и пропиточной способностью, целесообразно использовать свинцовую дробь с диаметром зёрен 8 мм

По предложенной модели течения пропиточной композиции по поровым каналам крупнопористых каркасов показано и экспериментально подтверждено, что каркасы из свинцовой дроби, склеенные эпоксидным клеем, обладают высокой пропиточной способностью

Исследовано влияние толщины слоя клея на прочностные и деформативные свойства каркасов Установлено, что зависимость прочности каркасов от толщины слоя клея имеет экстремальный характер, который объясняется формированием слоев эпоксидного клея с различным уровнем внутренних напряжений и прочности контакта между зёрнами дроби Проведен анализ диаграмм деформирования и разрушения крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и установлено, что разрушение каркасов происходит вследствие отслоения эпоксидного клея от свинцовой дроби при ее деформировании

С применением разработанного функционала качества, учитывающего физико-механические и эксплуатационные свойства, проведена многокритериальная оптимизация рецептуры каркасов из свинцовой дроби

9 Предложена двухстадийная методика проектирования составов радиацион-но-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры на первом этапе по заданным размерам конструкции защиты, характеристикам источника ионизирующего излучения и требованиям к защите вычисляются расходы заполнителя и клеевой композиции, а на втором проводится расчет расхода компонентов пропиточной композиции с требуемой подвижностью

Определены физико-механические и эксплуатационные свойства серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, полученных совмещением оптимальных серной мастики на ферроборовом шлаке и крупнопористого каркаса из свинцовой составов дроби Определены параметры трещиностойкости предлагаемого бетона и его структурных составляющих С применением метода акустической эмиссии и совместного анализа диаграмм «нагрузка — прогиб» и «нагрузка — энергия акустической эмиссии» установлено, что структурные составляющие серного бетона вариатропно-каркасной структуры имеют различные периоды интенсивной работы серная мастика как более упругий компонент - на начальном этапе нагружения, а свинцовый каркас - на завершающем этапе Показано, что показатели эксплуатационных свойств разработанных бетонов на 10 50% выше, чем для сверхтяжёлых серных бетонов

10 Разработана технологическая схема изготовления и предложены рекомендации по приготовлению радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры Результаты исследований внедрены при изготовлении полов в цехе ООО «Новые технологии» (г Пенза) Экономический эффект составил 440 руб /м2

Разработанные радиационно-защитные серные бетоны вариатропно-каркасной структуры демонстрировались на Всероссийской выставке «Россия Единая» (Н Новгород, 2005 г ), Международной выставке в Казахстане (Астана, 2003 г ), где удостоились дипломов, награждены бронзовой медалью VII Московского Международного салона инноваций и инвестиций (Москва, 2007 г )

Основные положения диссертация опубликованы в следующих работах:

1 Прошин, А П Пористость серных мастик специального назначения [Текст] / А П Прошин, Е В Королев, Г А Филиппов, С А Болтышев, О В Королева //Известия вузов Строительство -2002 - №5 - С 31-36

2 Егорев, С И Радиационный разогрев особо тяжелых материалов на основе расплавов [Текст] /СИ Егорев, Е В Королев, А П Прошин, О В Королева // Известия Тульского государственного университета Серия Технология, механика и долговечность строительных материалов, конструкций и сооружений Вып 3 -Тула ТулГУ, 2002 -С 147-153

3 Прошин, А П Внутренние напряжения в серных композитах [Текст] /АП Прошин, ЕВ Королев, С А Болтышев, О В Макаров, ГА Филиппов, О В Королева // Вестник РААСН Волжского регионального отделения Вып 5 - Н Новгород, 2002 - С 132-142

4 Прошин, А.П Прочность серных мастик специального назначения ¡Текст] / А П Прошин, Е В Королев, Г А Филиппов, С А Болтышев, О В Королева, Е Н Авдеева // Известия Тульского государственного университета. Серия Строительные материалы, конструкции и сооружения Вып 4 - Тула ТулГУ, 2003 -С 161-167

5 Прошин, А П Показатель для определения химической активности наполнителей, применяемых для изготовления серных композшщонных материалов [Текст] / А П Прошин, Е В Королев, В Л Хвастунов, С А Болтышев, О В Королева, Е Н Авдеева // Вестник БГТУ им В Г Шухова - №5 - Белгород БГТУим В Г Шухова, 2003 -С 295-298

6 Прошин, А П Разработка экологически чистых радиационно-защитных композиционных материалов с регулируемыми показателями структуры и свойств и технологии их производства [Текст] / А П Прошин, Е В Королев, С А Болтышев, О В Королева // Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве на 2001-2005 гг сб тезисов докладов научно-практической конференции-выставки по результатам реализации в 2003 г Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ - М МГСУ, 2003 - С 7-9

7 Патент №2235079 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов [Текст] /ЕВ Королев, С А Болтышев, А П Прошин, Г А Филиппов, О В Королева, опуб 27 08 2004, Бюл №24

8 Патент №2237300 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных строительных материалов [Текст] 1С А Болтышев, Е В Королев, А П Прошин, О В Королева, Г А Филиппов, опуб 27 09 2004, Бюл №27

9 Патент № 2239816 Способ определения общей пористости серных композиционных материалов [Текст] /ЕВ Королев, А П Прошин, Г А Филиппов, С А Болтышев, О В Королева, опуб 10 11 2004, Бюл №31

10 Патент № 2250883 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных материалов [Текст] / А П Прошин, Е В Королев, С А Болтышев, О В Королева; опуб 27 04 2005, Бюл №12

11 Патент № 2248634 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных материалов [Текст] / А П Прошин, Е В Королев, С А Болтышев, О В Королева, Д Г Киселев, опуб 20 03 2005, Бюл №8

12 Королев, Е В Выбор кинетической модели деструкции композиционных материалов [Текст] /ЕВ Королев, А П Прошин, С А Болтымев, О В Королева // Современные состояние и перспективы развития строительного материаловедения Восьмые академические чтения РААСН - Самара СГАСУ, 2004 -С 278-281

13 Прошин, AIT Выбор кинетической модели деструкции композиционных материалов Параметры процесса [Текст] / АП Прошин, ЕВ Королев, С А Болтышев, О В Королева // Известия вузов Строительство - 2005 -№3 - С 32-36

14 Баженов, Ю M Теоретические основы выбора вида заполнителя для каркасных бетонов [Текст] / Ю M Баженов, Е В Королев, А П Пропшн, О В Королева, А П Самошин // Известия вузов Строительство - 2005 - №5 -С 38-42

15 Соколова, Ю А Морозостойкость и термостойкость серных композитов специального назначения [Текст] / Ю А Соколова, A M Данилов, С А Болтышев, О В Королева, Д Г Киселев // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения материалы Десятых академических чтений РААСН - Пенза-Казань КГАСУ, 2006 - С 15-18

16 Соколова, Ю А Методологические принципы создания радиационно-защитных каркасных бетонов [Текст] учебное пособие / Ю А Соколова, О В Королева, А П Самошин, Е В Королев - M • Государственная академия переподготовки и повышения квалификации руководящих работников и специалистов инвестиционной сферы, 2006 - 54 с

17 Соколова, Ю А Методика анализа структуры композитов по реологическим кривым [Текст] / Ю А Соколова, С А Болтышев, О В Королева // Вестник центрального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук -Воронеж-Тверь ВГАСУ,2007 -Вып 6 -С 175-178

Королева Олеся Владимировна

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ СЕРНЫХ БЕТОНОВ ВАРИАТРОПНО-КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность 05 23 05 - Строительные материалы и изделия Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать «10» сентября 2007 г Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать на ризографе Объём 1 уч -изд л Тираж 100экз Заказ № 154 Бесплатно

Издательство ПГУАС Отпечатано в цехе оперативной полиграфии ПГУАС 440028, г Пенза, ул Г Титова, 28

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. РАДИАЦИОННО

ЗАЩИТНЫЕ БЕТОНЫ. КАРКАСНЫЕ БЕТОНЫ.

1.1. Методологические принципы создания композиционных строительных материалов.

1.1.1. Полиструктурная теория.

1.1.2. Системные представления о строительных материалах.

1.2. Радиационно-защитные бетоны.

1.3. Структура и свойства каркасных бетонов.

Выводы.

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Цель и задачи исследования.

2.2. Применяемые материалы и их характеристики.

2.3. Методы исследования и аппаратура.

2.4. Технология изготовления серных бетонов каркасной структуры.

2.5. Статистическая оценка результатов измерений и методы математического планирования эксперимента.

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ СЕРНЫХ БЕТОНОВ

ВАРИАТРОПНО-КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ.

3.1. Декомпозиция системы качества и алгоритм синтеза радиационно-защитного серного бетона каркасной структуры.

3.2. Выделение и ранжирование управляющих факторов.

3.3. Методики уменьшения количества альтернатив при выборе компонентов.

3.3.1. Выбор вида вяжущего вещества.

3.3.2. Выбор вида наполнителя.

3.3.3. Выбор вида заполнителя.

Выводы.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЕРНЫХ МАСТИК.

4.1. Структурообразование серных мастик.

4.2. Смачиваемость наполнителей расплавом серы.

4.3. Технологические свойства.

4.4. Внутренние напряжения.

4.5. Средняя плотность и пористость.

4.6. Прочность.

4.7. Эксплуатационные свойства.

4.7.1. Выбор кинетической модели деструкции 126 композиционных материалов. Параметры процесса.

4.7.2. Химическая стойкость.

4.7.3. Морозостойкость и термостойкость.

4.7.4. Теплофизические свойства.

4.7.5. Радиационно-защитные свойства.

4.8. Многокритериальная оптимизация составов радиационнозащитных серных мастик.

Выводы.

ГЛАВА 5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КАРКАСОВ.

5.1. Средняя плотность.

5.2. Пропиточная способность каркасов.

5.3. Прочностные и деформативные свойства.

5.4. Теплопроводность и радиационно-защитные свойства.

5.5. Многокритериальная оптимизация составов каркасов.

Выводы.

ГЛАВА 6. СВОЙСТВА РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ СЕРНЫХ

БЕТОНОВ ВАРИАТРОПНО-КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ.

6.1. Проектирование составов радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры.

6.2. Физико-механические свойства.

6.3. Эксплуатационные свойства.

Выводы.

ГЛАВА 7. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ

РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ СЕРНЫХ БЕТОНОВ

ВАРИАТРОПНО-КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ.

7.1. Принципиальная технологическая схема изготовления серных бетонов вариатропно-каркасной структуры.

7.2. Меры безопасности при изготовлении и проведении работ.

7.3. Промышленное внедрение.

Актуальность темы. Перспективные планы развития атомной отрасли России, обозначенные Президентом Российской Федерации и заключающиеся в увеличении к 2015 году электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, до 25%, а также программы по обеспечению ядерной и радиационной безопасности, включая решение задач по инженерной защите персонала, населения, оборудования, зданий и сооружений ряда отраслей промышленности, в том числе надёжное хранение радиоактивных отходов, значительно повысили актуальность исследований, направленных на создание радиационно-защитных строительных материалов с возможностью регулирования их структуры и свойств.

В работах А.П. Прошина и его научной школы доказана перспективность использования серы в качестве вяжущего вещества для изготовления таких композитов. Разработаны особо и сверхтяжёлые серные бетоны на металлическом заполнителе, отличающиеся высокими защитными и физико-механическими свойствами. Однако такие материалы разработаны по литьевой технологии, что не гарантирует однородного распределения металлического заполнителя по объёму изделия и, следовательно, высокого качества бетона. Решить эту задачу можно путём создания серного бетона каркасной структуры. Указанное положено в основу научной гипотезы: обеспечить однородное распределение тяжёлого заполнителя в объёме радиационно-защитного материала возможно путём предварительного формования каркаса из заполнителя с жёсткой фиксацией отдельных зёрен с последующей пропиткой подвижной серной мастикой.

Научные и практические данные и закономерности, установленные и обобщённые в диссертационной работе, получены автором на кафедре строительных материалов Пензенского государственного университета архитектуры и строительства при выполнении госбюджетных НИР (НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», ЕЗН Минобразования РФ - № г.р. 01200304423), грантов по фундаментальным исследованиям в области архитектуры и строительства (№ г.р. 01200304422), а также работ, выполненных по плану НИР РААСН и межотраслевой программе сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 гг. (№ г.р. 01200216502, 01200307724).

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка рецептуры и технологии изготовления радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Установить закономерности влияния геометрических размеров, формы зерна заполнителя, вида и количества клея на пропиточную способность и физико-механические свойства каркасов, на основе которых разработать рецептуры каркасов, характеризующихся высокими показателями физико-механических свойств и пропиточной способностью.

2. Установить закономерности влияния основных рецептурных факторов на структурообразование, физико-механические, и эксплуатационные свойства серных мастик и провести оптимизацию рецептуры материала, обладающего высокой подвижностью и требуемыми физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

3. Разработать технологию изготовления эффективных радиационно-защит-ных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, обладающих комплексом заданных эксплуатационных свойств, и исследовать их физико-механические и эксплуатационные свойства.

Теоретической и методологической основой исследований являются разработки отечественных и зарубежных учёных в области строительного материаловедения, механики разрушения композитов, современного бетоноведения, системного анализа: Ю.М. Баженова, Г.М. Бартенева, А.Н. Бобрышева, П.И. Боженова, А.Н. Волгушева, A.M. Данилова, A.C. Диденкула, В.Т. Ерофеева, А.Д. Зимона, М.Х. Карапетьянца, П.Г. Комохова, Е.В. Королева, Н.И. Макридина, М.А. Меньковского, В.В. Патуроева, А.П. Прошина, Р.З. Рахимова, П.А. Ребиндера, И.А. Рыбьева, В.П. Селяева, Ю.А. Соколовой, В.И. Соломатова, Н.Б. Урьева, В.М.Хрулева, В.Д. Черкасова, Е.М. Чернышова, C.B. Федосова и других, а также зарубежных ученых: Ю.И. Орловского (Украина), М.Ш. Оспановой (Казахстан), O.JI. Фиговскош (Израиль), W.C. Мс Bee, Т.А. Sulüvana, J.L.K. Но, R.T. Woodhamsa, А. Ortega (США), B.R. Currella, F.W. Parretta, R.E. Loova, A.H. Vrooma, I J. Jordanna, J.E. Gillotta (Канада), Mazukami Kunio, Tanishima Tadahiko, Tanabe Masato, Imai Tomohiro, Nichi Seiya (Япония), A. Eckera, G. Minke (Германия), Ф.Ф. Ленга, Т. Ри и других.

Информационную базу составляют монографические работы, материалы научно-технических конференций, статьи в научных сборниках и периодических изданиях по исследуемой проблеме.

Работа выполнена с применением методологических основ строительного материаловедения в системе «рецептура, технология - структура - свойства» (системно-структурный подход).

При проведении исследований использовались физико-химические методы оценки характеристик структуры и свойств, методы активного планирования эксперимента, методы регрессионного и корреляционного анализа и статистической обработки экспериментальных данных с применением ЭВМ.

Научная новизна работы состоит в решении проблемы получения радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, обеспечивающих повышение экологической безопасности различных отраслей промышленности.

Предложены методологические принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, заключающиеся в декомпозиции системы критериев, качества каждого структурного элемента (пропиточной композиции и крупнопористого каркаса) и классификации выделенных свойств на экстенсивные и интенсивные. На основе анализа влияния вида и количества компонентов на величину экстенсивных свойств (показатели, на характер изменения и величину которых поверхностные явления не оказывают существенного влияния) выдвигаются гипотезы о видах компонентов материала. При декомпозиции интенсивных свойств (характеристики, существенно зависящие от интенсивности физико-химических процессов, протекающих на границе раздела фаз) по процессам, явлениям и фазам выделяются элементарные управляющие рецептурно-технологические факторы и явления, оказывающие существенное влияние на процесс структурообразования материала. Предложены формализованные методики выбора основных компонентов структурных уровней радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры: вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя.

Исследованы кристаллическая структура серы и фазовый состав продуктов, образующихся на границе раздела фаз «сера - наполнитель». Разработан критерий для оценки химической активности наполнителя. Установлено влияние модифицирующих добавок на дефектность кристаллической структуры серы: введение добавок способствует уменьшению плотности дислокаций.

Установлены основные закономерности влияния различных рецептурных факторов на физико-технические свойства серных мастик (пропиточных композиций) и крупнопористых каркасов из свинцовой дроби. Получены экспериментально-статистические модели влияния вида и концентрации модифицирующих добавок на подвижность и прочность серных мастик. Разработан расчёгно-экспериментальный метод определения общей пористости серных мастик (получен патент № 2239816).

Основные положения, выносимые на защиту:

- принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры; формализованные методики выбора основных компонентов струюурных уровней таких бетонов: вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя;

- экспериментальные закономерности направленного структурообразования серных мастик, крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и серных бетонов вариатропно-каркасной структуры с установлением рациональных границ варьирования основных рецептурных факторов; результаты экспериментальных исследований и математические модели влияния основных рецептурных факторов на структуру и физико-технические свойства предлагаемых материалов; результаты многокритериальной оптимизации составов серных мастик и крупнопористых каркасов;

- прикладные основы для разработки оптимальных составов радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры (метод проектирования составов), метод определения общей пористости;

- метод прогнозирования долговечности серных композитов; результаты исследования эксплуатационных свойств предлагаемых материалов (стойкость в химически активных средах, к температуре и термическим циклам, радиационному воздействию и др.); метод определения радиационного разогрева серных композитов;

- оптимальные составы радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, обладающих заданным комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств.

Практическая значимость работы заключается в разработке и установлении технологических условий получения эффективных и долговечных серных мастик, крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры.

Предложены формализованные методики выбора вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя для серных мастик и крупнопористых каркасов.

Разработаны методы определения общей пористости серных композитов, прогнозирования влияния различных рецептурных факторов на внутреннее напряжённое состояние и методы проектирования составов серных бетонов вариатропно-каркасной структуры и определения величины их радиационного разогрева.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конгрессах, симпозиумах, конференциях и совещаниях: «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве на 2001-2005 гг.» (Москва, 2002, 2003 г.), на VIII и X Академических чтениях РААСН (Самара, 2004 г., Пенза-Казань, 2006 г.), «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2003-2005 гг.), «Долговечность строительных материалов и конструкций» (Саранск, 2005 г.), «Актуальные проблемы строительства» (Саранск, 2005, 2006 гг.). Результаты работы экспонировались на Международных (Астана, 2003 г.) и Всероссийских (Н.Новгород, 2005 г., Москва, 2007 г.) выставках и получили высокую оценку.

Достоверность результатов работы. В диссертации результаты исследований подтверждаются сходимостью большого количества экспериментальных данных, полученных с применением стандартных и высокоинформативных методов, положительными результатами внедрения составов и технологии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ (в журналах по перечню ВАК - 6 статей); новизна технических решений подтверждена 5 патентами РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов, списка использованных источников и 3-х приложений. Содержит 225 стр. машинописного текста, в том числе 74 рисунка и 86 таблиц. Библиография включает 186 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны радиационно-защитные серные бетоны вариатроп-но-каркасной структуры (р=6520 кг/м3, П0бщ=4,6%, Ясж=17,7 МПа, Дизг=3,16 МПа, К* =0,24 МПа^м0'5, Wm=0,135%, F50, кх=0,87.0,92 (в воде, 5%-ных растворах MgS04, NaCl, HCl), (i=0,26.0,96 см-1, кст=0,95.0,97 (при поглощённой дозе 1 МГр)), пригодные для изготовления защитных покрытий в бункерах и хранилищах, предназначенных для хранения радиоактивных отходов, а также изготовления специальных строительных изделий и конструкций, эксплуатирующихся в условиях рентгеновского и гамма-нейтронного излучения.

2. Для решения задач технологии радиационно-защитных бетонов и методов выявления основных процессов, явлений и фаз, участвующих в структурообразовании материала, предложены принципы создания радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, заключающиеся в декомпозиции системы критериев качества каждого структурного элемента (пропиточной композиции и крупнопористого каркаса) и в декомпозиции интенсивных свойств - по процессам, явлениям и фазам с выявлением элементарных управляющих рецептурно-технологических факторов и явлений, оказывающих существенное влияние на процесс структурообразо-вания материала.

3. Впервые предложены формализованные методики выбора основных компонентов структурных уровней радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры: вяжущего вещества, наполнителя и заполнителя. Обосновано применение в качестве вяжущего вещества серы, в качестве наполнителей - ангидрита, сажи, барита, ферроборового шлака, оксида свинца и кварцевого песка, а в качестве заполнителя - свинцовой дроби.

4. Методом рентгенофазового анализа установлено, что между серой и наполнителями протекают твёрдофазные химические реакции с образованием соединений сложного состава: при взаимодействии серы с баритом и ферроборовым шлаком -полисульфидных соединений, а с оксидом свинца - водонерастворимого сульфида свинца. Сажа и ангидрит являются химически инертными наполнителями. Установлено, что введение наполнителя увеличивает плотность дислокаций в кристаллах серы, а модифицирующие добавки снижают их концентрацию.

4. Получены закономерности влияния вида и количества наполнителя, а также вида и концентрации добавки на технологические свойства радиационно-защитных серных мастик. Предложена методика анализа реологических кривых «предельное напряжение сдвига - объёмная степень наполнения» и установлены степени наполнения, соответствующие структурным изменениям в мастиках. Получены математические модели влияния модифицирующих добавок на реологические свойства серных мастик.

5. На основе машинного моделирования определено влияние основных рецептурных факторов на напряжённое состояние серных материалов. Установлено, что серные мастики с оптимальной структурой и свойствами можно получить в области наполнения vf е (0,35.0,4).

6. Установлены закономерности влияния вида и количества наполнителя, а также вида и концентрации добавки на среднюю плотность, пористость, прочность, химическую стойкость, термо- и морозостойкость, радиационно-защитные свойства и теплопроводность мастик. Получены математические модели влияния степени наполнения и концентрации добавок на прочность серных мастик. Показано, что наполнители повышают дефектность структуры серных мастик. Для описания кинетики изменения эксплуатационных свойств предложена обобщённая модель, позволяющая рассчитать кинетические и энергетические параметры процесса деструкции. По эффективности защиты от смешанного гамма-нейтронного излучения исследуемые наполнители располагаются в нисходящем порядке в ряд: сажа, ферроборовый шлак, ангидрит, барит, оксид свинца.

7. С применением разработанного обобщённого критерия, учитывающего подвижность мастик, их механические и радиационно-защитные свойства, проведена многокритериальная оптимизация рецептуры серных мастик, в результате которой получен состав, пригодный в качестве пропиточной композиции.

8. Получены закономерности влияния диаметра зёрен свинцовой дроби на насыпную плотность, пустотность и структуру зернового слоя. Установлено, что для получения каркасов, обладающих высокими физико-механическими свойствами и пропиточной способностью, целесообразно использовать свинцовую дробь с диаметром зёрен 8 мм.

По предложенной модели течения пропиточной композиции по поровым каналам крупнопористых каркасов показано и экспериментально подтверждено, что каркасы из свинцовой дроби, склеенные эпоксидным клеем, обладают высокой пропиточной способностью.

Исследовано влияние толщины слоя клея на прочностные и деформативные свойства каркасов. Установлено, что зависимость прочности каркасов от толщины слоя клея имеет экстремальный характер, который объясняется формированием слоёв эпоксидного клея с различным уровнем внутренних напряжений и прочности контакта между зёрнами дроби. Проведён анализ диаграмм деформирования и разрушения крупнопористых каркасов из свинцовой дроби и установлено, что разрушение каркасов происходит вследствие отслоения эпоксидного клея от свинцовой дроби при её деформировании.

С применением разработанного функционала качества, учитывающего физико-механические и эксплуатационные свойства, проведена многокритериальная оптимизация рецептуры каркасов из свинцовой дроби.

9. Предложена двухстадийная методика проектирования составов радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры: на первом этапе по заданным размерам конструкции защиты, характеристикам источника ионизирующего излучения и требованиям к защите вычисляются расходы заполнителя и клеевой композиции, а на втором проводится расчёт расхода компонентов пропиточной композиции с требуемой подвижностью.

Определены физико-механические и эксплуатационные свойства серных бетонов вариатропно-каркасной структуры, полученных совмещением оптимальных серной мастики на ферроборовом шлаке и крупнопористого каркаса из свинцовой составов дроби. Определены параметры трещиностойкости предлагаемого бетона и его структурных составляющих. С применением метода акустической эмиссии и совместного анализа диаграмм «нагрузка - прогиб» и «нагрузка - энергия акустической эмиссии» установлено, что структурные составляющие серного бетона вариатропно-каркасной структуры имеют различные периоды интенсивной работы: серная мастика как более упругий компонент - на начальном этапе нагружения, а свинцовый каркас -на завершающем этапе. Показано, что показатели эксплуатационных свойств разработанных бетонов на 10.50% выше, чем для сверхтяжёлых серных бетонов.

10. Разработана технологическая схема изготовления и предложены рекомендации по приготовлению радиационно-защитных серных бетонов вариатропно-каркасной структуры. Результаты исследований внедрены при изготовлении полов в цехе ООО «Новые технологии» (г. Пенза). Экономический эффект составил 440 руб./м2.

Разработанные радиационно-защитные серные бетоны вариатропно-каркасной структуры демонстрировались на Всероссийской выставке «Россия Единая» (Н.Новгород, 2005 г.), Международной выставке в Казахстане (Астана, 2003 г.), где удостоились дипломов, награждены бронзовой медалью VII Московского Международного салона инноваций и инвестиций (Москва, 2007 г.).

1. Соломатов, В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов // материалы юбилейной конференции. - М.: МИИТ, 2001. - С. 41-56.

2. Соломатов, В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов // Материалы юбилейной конференции. М.: МИИТ, 2001. - С. 56-66.

3. Бобрышев, А.Н. Синергетика композиционных материалов Текст.: монография / А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, JI.O. Бабин, В.И. Соломатов. -Липецк: НПО ОРИУС, 1994. 152 с.

4. Соломатов, В.И. Проблемы интенсивной раздельной технологии Текст. /

5. B.И. Соломатов // Материалы юбилейной конференции. М.: МИИТ, 2001.1. C. 66-72.

6. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов Текст.: учебник / Н.Ф. Еремин. М.: Высшая школа, 1986. - 280 с.

7. Прангишвили, И.В. Идентификация систем и задачи управления: на пути к современным системным методологиям Текст. / И.В. Прангишвили, В.А. Лотоцкий, К.С. Гинсберг, В.В. Смолянинов // Проблемы управления. -2004.-№4.-С. 2-15.

8. Данилов, A.M. Строительные материалы как системы Текст. / A.M. Данилов, Е.В. Королев, И.А. Гарькина //Строительные материалы. 2006. - №7. -С.55-57.

9. Егер, Т. Бетоны в технике защиты от излучений Текст.: монография / Т. Егер. М.: Атомиздат, 1960. - 84 с.

10. Дубровский, В.Б. Строительные материалы и конструкции защиты от ионизирующих излучений Текст.: монография / Дубровский В.Б., 3. Абле-вич. М.: Стройиздат, 1983. - 240 с.

11. Комаровский, А.Н. Строительные материалы для защиты от излучений ядерных реакторов и ускорителей Текст.: монография / А.Н. Комаровский. М.: Атомиздат, 1958. - 116 с.

12. Бродер, Д.М. Бетон в защите ядерных установок Текст.: монография / Д.М. Бродер, Л.Н. Зайцев, М.М. Колмочков. М.: Атомиздат, 1966. - 240 с.

13. Дубровский, В.Д. Бетоны на железорудных заполнителях в условиях высоких радиационно-температурных нагрузок Текст.: монография / В.Д. Дубровский, Г.И. Жолдак // Вопросы физики защиты реакторов. М.: Атомиздат, 1972. - 124 с.

14. Ма, Б.М. Материалы ядерных энергетических установок Текст.: монография / Б.М. Ма. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 405 с.

15. Машкович, В.П. Защита от ионизирующих излучений Текст.: монография / В.П. Машкович, А.В.Кудрявцева. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 128 с.

16. Прошин, А.П. Строительные растворы для защиты от радиации Текст.: монография / А.П. Прошин, Е.В. Королев, H.A. Очкина, С.М. Саденко Пенза: ПГАСА, 2002.-202 с.

17. Прошин, А.П. Особо тяжелый высокопрочный бетон для защиты от радиации с использованием вторичных ресурсов Текст.: монография / А.П. Прошин, B.C. Демьянова, Д.В. Калашников. Пенза: ПГУАС, 2004. - 140 с.

18. Патент №2197024. Композиция для защиты от ионизирующих излучений Текст. / А.П. Прошин, А.А. Володин, Е.В. Королев; опубл. 20.01.2003.

19. Патент №5678234 Process for the encapsulation and stabilization of radioactive, hazardous and mixed wastes Текст. / Colombo; опубл. 14.10.1997.

20. Патент №2153714 Композиция для защиты от естественного радиационного фона Текст. / А.Н. Волгушев, А.Е. Никитин, Д.Н. Абдурашитов, В.Э. Янц, А.А. Смольников, А.А. Клименко, С.И. Васильев, С.Б. Осетров; опубл. 28.12.1998.

21. Патент № 2132830 Композиция для изготовления строительных изделий Текст. / А.П. Прошин, Н.А. Прошина, Е.В. Королев, А.С. Кирсанов; опуб. 10.07.99, Бюл. №19.

22. Патент № 2105739 Композиция для изготовления строительных изделий Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королев, А.С. Кирсанов, Н.А. Прошина; опуб. 27.02.1998, Бюл. №6.

23. Патент №2152368 Композиция для изготовления строительных изделий Текст. / А.П. Прошин, Н.А.Прошина, Е.В. Королев; опуб. 10.07.2000, Бюл. №18.

24. Патент №2208851 Композиция для изготовления радиационно-защитных материалов Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королев, Г.А. Филиппов; опуб.2007.2003, Бюл. № 20.

25. Патент №2234477 Бетон для защиты от ионизирующего излучения Текст. / С.А. Болтышев, Е.В. Королев, А.П. Прошин, О.В. Королева; опуб.2008.2004, Бюл. №23.

26. Патент №2294029 Особо тяжелый бетон для защиты от ионизирующих излучений Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королев, С.А. Болтышев, О.В. Королева; опуб. 20.02.2007, Бюл. №5.

27. Патент №2188806 Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королев, Н.А. Прошина; опуб. 27.09.2002.

28. Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы Текст.: монография / Е.В. Королев, А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова. М.: Палеотип, 2006. - 272 с.

29. Ерофеев, В.Т. Каркасные строительные композиты Текст.: монография / В.Т. Ерофеев, Н.И. Мищенко, В.П. Селяев, В.И. Соломатов. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1995. - 372 с.

30. Королёв, Е.В. Строительные материалы на основе серы Текст.: монография / Е.В. Королёв, А.П. Прошин, В.Т. Ерофеев, В.М. Хрулёв, В.В. Горетый. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2003. - 372 с.

31. Яушева, Л.С. Серобетоны каркасной структуры Текст.: дис. канд. техн. наук / Л.С. Яушева. Саранск: МГУ им. Н.П. Огарёва, 1998. - 170 с.

32. Ерофеев, В.Т. Каркасные строительные композиты Текст.: автореферат дис. д-ра техн. наук / В.Т. Ерофеев. М., МИИТ, 1993. - 52 с.

33. Гусев, Б.В. Исследование напряженно-деформированного состояния композитов с использованием метода конечных элементов Текст. / Б.В. Гусев, В.Г. Зазимко, Н.И. Нетеса // Известия Вузов. Строительство и архитектура. 1981. -№ 8. - С. 13-16.

34. Дементьев, А.Г. Структура и свойства пенопластов Текст.: монография / А.Г. Дементьев, О.Г. Тараканов. М.: Химия, 1983. - 176 с.

35. Зазимко, В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов Текст.: монография / В.Г. Зазимко. М.: Транспорт, 1981. - 103 с.

36. Ломакин, Е.В. О средах, чувствительных к виду напряженного состояния Текст. / Е.В. Ломакин, Г.О. Гаспарян // Нелинейные модели и задачи механики деформируемого твердого тела. М., 1984. - С. 59-76.

37. Фудзии, Т. Механика разрушения композиционных материалов Текст.: монография / Т. Фудзии, М. Дзако. М.: Мир, 1982. - 232 с.

38. Паршин, А.М. Радиационная повреждаемость и свойства сплавов Текст.: монография / A.M. Паршин, А.Н. Тихонов, Г.Г. Бондаренко, Н.Б. Кириллов. СПб.: Политехника, 1995. - 301 с.

39. Амаев, А.Д. Радиационная повреадаемость конструкционных материалов Текст.: монография / А.Д. Амаев, A.M. Крюков, И.М. Неклюдов и др. -СПб.: Политехника, 1997. 312 с.

40. Защита от ионизирующих излучений Текст. /Под ред. Гусева Н.Г.// т.1 Физические основы защиты от излучений // -М.: Энергоатомиздат, 1969. -367с.

41. Строительство защитных сооружений Текст. /Перевод с нем. под ред. A.A. Гогешвили.- М.: Стройиздат, 1986. С. 105-117.

42. Конспект лекций по курсу "Радиационное материаловедение" Текст. / Под ред. A.C. Монакова.- М.: МЭИ, 1990. 58с.

43. Милинчук, В.К. Основы радиационной стойкости органических материалов Текст.: монография / В.К. Милинчук, Э.Р. Клиншпонт, В.И. Тупиков. М.: Энергоатомиздат, 1994. - 256 с.

44. Чарльзби, А. Ядерные излучения и полимеры Текст.: монография / А. Чарльзби. М.: ИЛ, 1962. - 522 с.

45. Князев, В.К. Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций Текст. / В.К. Князев. М.: Советское радио, 1978. - С. 151172.

46. Паркинсон, А. Действие радиации на органические материалы Текст.: монография / А. Паркинсон. -М.: Атомиздат, 1965. 364 с.

47. Ларичева-Банаева, В.П. Эпоксидные смолы и радиация Текст.: монография / В.П. Ларичева-Банаева. М.: НИИТЭХИМ, 1976. - 33 с.

48. Хакимуллин, Ю.Н. Высоконаполненные композиционные материалы строительного назначения на основе насыщенных эластомеров Текст.: автореферат доктора техн. наук. Казань, 2003. - 36 с.

49. Худяков, В.А. Разработка и исследование свойств модифицированных эпоксидных композитов для защиты от ионизирующих излучений Текст.: дисс.канд. техн. наук. / В.А. Худяков. Пенза, 1994. - 141 с.

50. Береговой, В.А. Теплофизические свойства композиционных материалов для защиты от радиации Текст.: дисс.канд. техн. наук. / В.А'. Береговой-Пенза, 1997.- 151 с.

51. Бормотов, А.Н. Пластифицированные эпоксидные композиты повышенной плотности Текст.: дисс.канд. техн. наук. / А.Н. Бормотов. Пенза, 1998.- 195 с.

52. Смирнов, В.А. Акустико-эмиссионное исследование эпоксидных композиционных материалов специального назначения Текст.: дисс.канд. техн. наук. / В.А. Смирнов. Пенза, 2001. - 225 с.

53. Второв, Б.Б. Резорциновые композиты для защиты от радиации Текст.: дисс.канд. техн. наук. / Б.Б. Второв Б.Б. Пенза, 1998. - 201 с.

54. Кутайцева, О.Н. Радиационно-защитные полистирольные покрытия Текст.: дисс.канд. техн. наук. / О.Н. Кутайцева. Пенза, 2001. - 160 с.

55. Свечникова, Т.Т. Особо тяжелые асальтовые бетоны для радиационной защиты Текст.: дисс.канд. техн. наук. / Т.Т. Свечникова. Пенза, 1998. -150 с.

56. Козлов, В.Ф. Справочник по радиационной безопасности Текст.: справочник / В.Ф. Козлов. М.: Энергоатомиздат, 1999. - 520 с.

57. Соколова, B.C. Цементно-магнетитовые композиты для утилизации радиоактивных отходов АЭС Текст.: автореферат кандидата техн. наук / B.C. Соколова. Белгород, 2002. - 18 с.

58. Дубровский, В.Б. Радиационная стойкость строительных материалов Текст.: монография / В.Б. Дубровский. М.: Стройиздат, 1977. - 278 с.

59. Михайлов, К.В. Полимербетоны и конструкции на их основе Текст.: монография / К.В. Михайлов, В.В. Патуроев, Р. Крайс. М.: Стройиздат, 1989. -301с.

60. Комаровский, А.Н. Защитные свойства строительных материалов

61. Текст.: монография / А.Н. Комаровский. М.: Атомиздат, 1971. -238 с.

62. Лекишвили, P.A. Безусадочные особо тяжелые цементы Текст. / P.A. JTe-кишвили, Г.И. Заалишвили //третья всесоюзная научная конференция по защите от ионизирующих излучений ядерно-технических установок. Тбилиси: 1981.

63. Дубровский, В.Б. Радиационные изменения свойств портландцементного камня Текст. / В.Б. Дубровский, В.В. Кореневский // вторая научная конференция по защите от ионизирующих излучений ядерно-технических установок М.: инженерно-физический институт, 1978.

64. Дубровский, В.Б. Защитные свойства борсодержащих бетонов Текст.: монография / В.Б. Дубровский, М.Я. Кулаковский. М.: Атомная энергия, 1967.

65. Королев, Е.В. Серные композиционные материалы специального назначения Текст.: дисс. доктора техн. наук / Е.В. Королев. Пенза, 2005. - 490 с.

66. Очкина, Н.А. Радиационно-защитные растворы на основе высокоглиноземистого цемента Текст.: дисс. канд. техн. наук. Пенза, 2002.-206 с.

67. Бибергаль, А.В. Защита от рентгеновских и гамма-лучей Текст.: монография / А.В. Бибергаль, У.Я. Маргулис, Е.И. Воробьев. М.: Атомиздат, 1960.-И9 с.

68. Рояк, С.М. Специальные цементы Текст.: монография / С.М. Рояк, Г.С. Рояк. М.: Стройиздат, 1993. - 392 с.

69. Жук, Н.Н. Специальные свойства бетонов модифицированной серой Текст.: автореферат кандидата техн. наук / Н.Н. Жук. Одесса, 2002. - 18 с.

70. Гусев, Н.Г. Защита от гамма-излучения продуктов деления Текст.: монография / Н.Г. Гусев. М.: Атомиздат, 1968. - 319 с.

71. Zement und betonfragen bei der Errichtung von Kernreactoren und Karne-nenergiean Текст. //Bau und Bauindustrie, 1980. №6. - P. 300 - 305.

72. Дубровский, В.Б. Гематитовый жароупорный бетон для биологической защиты атомных электростанций Текст. / В.Б. Дубровский, А.Ф. Ширен-ков, В.И. Поспелов // Энергетическое строительство. М., 1967. - №7. - С. 811.

73. Кузнецова, Т.В. Глиноземистый цемент Текст.: монография / Т.В. Кузнецова, Й. Талабер. М.: Стройиздат, 1989. - 524 с.

74. Весёлкин, А.П. Иссдедование защитных свойств бетонов разных составов Текст. / А.П. Весёлкин, Е.В. Воскресенский, В.А. Егоров // Вопросы физики защиты реакторов. М.: Атомиздат, 1974. - 230 с.

75. Дубровский, В.Б. Вопросы атомной науки и техники Текст. / В.Б. Дубровский, В.В. Кореневский, Е.Б. Сучак //Проектирование и строительство. -М, 1979. -№ 2/4. -С.45-49.

76. А.с. №196887 Q21 Fl/04 Smes pro vyrobu tiz Kych béton Текст. / F. Skrara, K. Kolar, Z. Novotny, Zadak Z.; опубл. 30.10.81.

77. Ицкович, С.М. Заполнители для бетона Текст.: учебное пособие / С.М. Ицкович. М.: Высшая школа,1972. - С. 208-211.

78. Виноградов, Б.Н. Влияние заполнителей на структуру и свойства бетонов Текст.: монография / Б.Н. Виноградов. М.: Стройиздат, 1986. -249 с.

79. Mitsunori К., Kunio T., Shigemasa H. Case studies of concrete structures damaged by the alsabi aggregate reaction in Japan Текст. // Review 37 Jen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Tech. Sess. - Tokyo, 1983. - P. 88-89.

80. Баженов, Ю.М. Технология бетона Текст.: учебное пособие / Ю.М. Баженов. -М.: Высшая школа, 1987.-414 с.

81. Рамачандран, В. Наука о бетоне Текст.: учебное пособие / В. Рамачандран, Р. Фельдман, Дж. Бодуэн. М.: Стройиздат, 1986. - 298 с.

82. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон Текст.: монография / В.Б. Ратинов, Т.И. Ро-зенберг. М.: Стройиздат, 1989. - 269 с.

83. Десов, А.Е. Структура, прочность и деформации бетонов Текст. / А.Е. Десов. // Труды НИИЖБ М.: 1966. - 364 с.

84. Антонюк, В.Г. Методическая разработка по применению строительных материалов в защите от радиоактивных излучений Текст. / В.Г. Антонюк. Днепропетровск: Криворожский горнорудный институт, 1972.

85. Дубровский, В.Б. Радиационная безопасность и защита АЭС Текст. / В.Б. Дубровский, В.В. Кореневский, Л.П. Музалевский. М.: Атомиздат, 1985. -№9.-С. 242-246.

86. Makatious, A.S. Sekondaty у dose distvibutions in light and heavy weight concrete shields Текст. / A.S. Makatious, R.M. Megahid // Int. I. Appl. Radiat and Isotop, 1982. - №7. - P. 569-573.

87. Десов, A.E. Технология и свойства тяжелых бетонов Текст. / А.Е. Десов // Труды НИИЖБ,-М., 1959. 129 с.

88. Фокин, К.Ф. Строительная теплотехника огравдающих частей зданий Текст. / К.Ф. Фокин. М.: Стройиздат, 1973. - 273 с.

89. Адамчик, К.А. Активизация заполнителей Текст. / К.А. Адамчик // Автоматизация и усовершенствование процесса приготовления и укладки бетонной смеси: сб. трудов конференции. М.: Стройиздат, 1964. - 213 с.

90. Денисов, А.В. Вопросы атомной науки и техники Текст. / А.В. Денисов, В.Б. Дубровский, В.В. Кореневский // Проектирование и строительство. М., - 1979.-№2/4.-С. 41-44.

91. Биологическая защита ядерных реакторов. Справочник. Текст. / Перевод с англ. под ред. Ю.А. Егорова. М.: Атомиздат, 1965. - 139 с.

92. Патент №1489444 С 046 G 21F Текст. / Marren M.; опубл. 9. 08. 1966.

93. Раманкулов, М.Р. Изучение зависимости проникающей способности у-излучения от толщины проб и концентрации ВаО в цементе Текст.: монография / М.Р. Раманкулов, У.Б. Байтасов, А.С. Сейтказиев. М.: Атомиздат, 1975.- 154 с.

94. Hall, W.T. Lead Concrete flrst extrahinh density shielding suitable, for installation bu mass production.Methods Текст. / W.T. Hall //Nucl Engng and Design, 1966.-T3.-P. 476-477.

95. Eisaburo, O. Effekt of y rau Irradiation on superplasticiser and superplasti-cised concretes Текст. / О. Eisaburo, T. Yukio, M. Tatsuya, H. Yukihiko // Review 37 Jer. Meet. Cem. Assoc. Jap. Tech. Sess. - Tokyo, 1983. - P. 98 - 100.

96. Фрейдин, К.Б. Технология возведения специальных сооружений в энергетическом строительстве Текст. / К.Б. Фрейдин. М.: Атомиздат, 1985. -С. 48 -53.

97. Инструкция по проектированию составов и приготовлению бетонов на специальных тяжелых заполнителях Текст. М., ЦНИИПС, 1955.

98. Комаровский, А.Н. Строительство ядерных установок Текст.: монография / А.Н. Комаровский. М.: Атомиздат, 1969. - 196 с.• 100. Higt density concrete: mixing, transporting and placing Текст. / "J. Amer. . Concr. Inst", 1975. -№ 8, -P. 407-414.

99. Henrie, I. Magnetite Iron Ore Concrete for Nuclear Shielding Текст. /1. Hen-rie // J. Amer. Concr. Inst, 1955. № 6. - P. 541 - 550.

100. Galleaher, R. Summary Report on Portland Cernent Concretes for Shielding Текст. / R. Galleaher, A. Kitzes // Oak Ridge National Lab. March, 1953. №2. -P. 6-11.

101. Стеферсон ,P. Введение в ядерную технику Текст.: учебное пособие / Р. Стеферсон М.: ГИТТЛ, 1956. - 97 с.

102. Strahlenschutzbetone. Merkblatt fur das Entwerfen, Herstellen und Prüfen ven Betonen des bautechnischen Strahlenschutzes Текст. // Beton, 1978. -№10.-P. 368 -371.

103. Патент № 53 13373 C4 B28 В 1/08 Текст. / Kanda Mamory, Isiwatari Sesyke. Titiby Cemento; опубл. 10.05.1978.

104. Ohama, Y. Reference (35) / Y. Ohama, 1973. P. 108-113 c.

105. Shimizu, K. Kankupomo koraky Текст. / К. Shimizu, T. Hattori, T. Okumura, К. Yamashiro //. Concr. J, 1975. -№ 1. -P. 18-32.

106. Schneider, V. Eigenschaften und Verwendung von Normalbeton mit Bazalt -Luschlag Текст. / V. Schneider, V. Diederichs, W. Rjsenberger // Beton-wer+Fertigteil Techn. Teil 2.- 1982. - №12. - P. 739-743.

107. Кореневский, B.B. О требованиях к бетону и к конструкции защиты реактора из железобетона Текст. / В.В. Кореневский, В.К. Пергаменщик //Вопросы физики защиты реакторов. М., 1974. - С. 6.

108. Ablewich, Z. Budownictwo w texnice jadrowej Arkady Текст. / Z. Ablewich, B. Jozwik. Warszawa, 1978.

109. Tourasse, M. Les bétons lourds propriétés physique et essais mechaniques Текст. / M. Tourasse // Second United Nation International Conference of the Peacefiil Uses of Atomic Energu, 1958. P.l 152.

110. Гвоздев, A.A. Температурно-усадочные напряжения в бетонных блоках и массивных сооружениях Текст. / A.A. Гвоздев // сб. трудов МИСИ. №17. -М.: Госстройиздат, 1957.

111. Storch, S. Schwerbeton zur Herstellungeines Transportbehälters fur radioaktives Material Текст. / S. Storch, E. Henning, H. Flatten // Kernforschungsanlage Jülich Gmbh, № P 3635500.

112. Патент № 56 5371 С 04 В 15/04 Текст. / Судо Гиити, Ота Одокасу, Такеда Ацуси.

113. Королёв, E.B. Серные композиционные материалы для защиты от радиации Текст.: монография / Е.В. Королёв, А.П. Прошин, В.И. Соломатов. -Пенза: ПГАСА, 2001.-210 с.

114. Патент №5678234 Process for the encapsulation and stabilization of radioactive, hazardous and mixed wastes Текст. / Colombo; опубл. 14.10.1997.

115. Патент №2179160 Бетонная смесь Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королев, H.A. Прошина, H.A. Очкина.

116. Волков, М.И. Методы испытаний строительных материалов Текст.: • учебное пособие / М.И. Волков. М.: Стройиздат, 1974. - 301 с. ■ • •

117. Калашников, В.И. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Вяжущие вещества» Текст.: метод указания / В.И. Калашников, М.О. Коровкин, Ю.С. Кузнецов. Пенза: ПГАСИ, 1995. - 33 с.

118. Карпенко, Н.И. Общие модели механики железобетона Текст.: монография / Н.И. Карпенко. М.: Стройиздат, 1996. - 416 с.

119. Горшков, B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ Текст.: монография / B.C. Горшков, В.В. Тимошев, В.Г. Савельев. М.: Высшая школа, 1981. - 334 с.

120. Горшков, B.C. Вяжущие. Керамика и стеклокристаллические материалы. Структура и свойства Текст.: монография / B.C. Горшков М.: Стройиздат, 1995.-584 с.

121. Тейлор, Дж. Введение в теорию ошибок Текст.: учебное пособие / Дж. Тейлор. М.: Мир, 1985. - 272 с.

122. Вознесенский, В.А. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ Текст.: учебное пособие / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Б.Л. Огарков. Киев: «Выща школа», 1989. - 326 с.

123. Вознесенский, В.А. Оптимизация состава многокомпонентных добавок в композитах Текст.: брошюра / В.А. Вознесенский. Киев: Общество «Знание» УССР, 1981.-20 с.

124. Вознесенский, В.А. Современные методы оптимизации композиционных материалов Текст.: монография / В.А. Вознесенский, В.Н. Выровой, В.Я. Керш. Киев: Бущвельник, 1983. - 144 с.

125. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии Текст.: монография / С.Л. Ахназарова, В.Л. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985.-327 с.

126. Ляшенко, Т.В. ЭВМ и оптимизация композиционных материалов Текст.: монография / Т.В. Ляшенко, Я.П. Иванов, Н.И. Николов Киев: Бущвельник, 1989. -240 с.

127. Анализ эффективной вязкости полимерной системы на основе модели «смесь I, смесь II, технология свойства» Текст. / В.А. Вознесенский, Я.П. Иванов, Т.В. Ляшенко, В.И. Соломатов //Физико-химическая механика дисперсных систем. - Киев, 1986. - С. 122-128.

128. Новик, Ф.С. Планирование эксперимента на симплексе при изучении металлических систем Текст.: монография / Ф.С. Новик. М.: Металлургия, 1985.-256 с.

129. Баженов, Ю.М. Перспективы применения математических методов в технологии сборного железобетона Текст.: монография / Ю.М. Баженов, В.А. Вознесенский. М.: Стройиздат, 1974. - 191 с.

130. Евстифеева, И.Ю. Предельные состояния структуры серных композитов Текст. / И.Ю. Евстифеева, Е.В. Королёв, Н.И. Макридин, С.И. Егорев // Строительные материалы. 2007. №7 - С.61-63.

131. Кардашов, Д.А. Синтетические клеи Текст.: монография / Д.А. Кардашов. -М.: Химия, 1968. -592 с.

132. Харитонова, Н.П. Термостойкие органосиликатные герметизирующие материалы Текст.: монография / Н.П. Харитонова, И.А. Шенпенкова. Ленинград: Наука, 1977. - 184 с.

133. Соколова, Ю.А. Методологические принципы создания радиационно-защитных каркасных бетонов Текст.: учебное пособие / Ю.А. Соколова, О.В. Королёва, А.П. Самошин, Е.В. Королёв. М.: ГАСИС, 2006. - 54 с.

134. Баженов, Ю.М. Системный подход к разработке и управлению качеством строительных материалов Текст.: монография / Ю.М. Баженов, A.M. Данилов, И.А. Гарысина, Е.В. Королёв, Ю.А. Соколова. М.: Палеолит, 2006. -186 с.

135. Чернышев, Е.М. Современное строительное материаловедение: эволюция методологий и фундаментальности научного знания Текст. / Е.М. Чернышев // Материалы Международной научно-практической конференции-семинара-Волгоград: ВГАСУ, 2004. С.20-25

136. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение Текст.: учебное пособие / И.А. Рыбьев. М.: Высшая школа, 2002. - 701 с.

137. Антонов, A.B. Системный анализ Текст.: учебное пособие / A.B. Антонов -М.: Высшая школа, 2004. 454 с.

138. Королёв, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы Текст.: монография / Е.В. Королёв, А.П. Прошин, Ю.М Баженов, Ю.А. Соколова М.:Палеолит, 2004. - 464 с

139. Баженов, Ю.М, Теоретические основы выбора вида заполнителя для каркасных бетонов Текст.: Ю.М. Баженов, А.П. Прошин, Е.В. Королёв, А.П. Самошин // Известия вузов. Строительство. 2005. - №5. - С. 38-42.

140. Волгушев, А.Н. Производство и применение серных бетоновТекст.: монография / А.Н. Волгушев, Н.Ф. Шестёркина. М.: ЦНИИТЭИМС, 1991. - 51 с.

141. Прошин, А.П. Сверхтяжелые серные бетоны для защиты от радиации Текст.: монография / А.П. Прошин, Е.В. Королёв, С.А. Болтышев Пенза: ПТУ АС, 2005.-224 с.

142. Прошин, А.П. Пористость серных мастик специального назначения Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королёв, Г.А. Филиппов, С.А. Болтышев, О.В. Королёва //Изв. вузов. Строительство. 2002. - №5. - С. 31-36.

143. Прошин, А.П. Пористость серных мастик специального назначения

144. Текст. / А.П. Прошин, Е.В. Королёв, Г.А. Филиппов, С.А. Болтышев, ОБ. Королёва // Известия Тульского государственного университета. Серия: Строительные материалы, конструкции и сооружения. Вып. 4. Тула: ТулГУ, 2003. - С. 161-167.

145. Прошин, А.П. Выбор кинетической модели деструкции композиционных материалов. Параметры процесса Текст. / А.Прошин, Е.В. Королёв, С.А. Болтышев, ОБ. Королёва//Журнал «Известия вузов. Строительство». -2005. №3. -С. 32-36.

146. Гегузин, Я.Е. Живой кристалл Текст.:монография /Я.Е. Гегузин М.: Hay-.v. ка, 1987.- 192 с.

147. Беляев, Н.М. Методы теории теплопроводности Текст.: учебное пособие /Н.М. Беляев, A.A. Рядно 4.1. - М.: Высшая школа, 1982. - 327 с.

148. Поверхности раздела в полимерных композитах Текст.: учебное пособие / Под ред. Э. Плюдемана. М.: Мир, 1978. - 293 с.

149. Горюнов, Ю.В. Смачивание Текст.: монография / Ю.В. Горюнов, Б.Д. Сумм -М.: Знание, 1972.-60 с.

150. Попель, С.И. Поверхностные явления в расплавах Текст.: монография / С.И. Попель М.: Металлургия, 1994. - 432 с.

151. Захарченко, B.H. Коллоидная химия Текст.: монография / В.Н. Захарченко -М.: Высшая школа, 1989. 237 с.

152. Соколова, Ю.А. Методика анализа структуры композита по реологическим кривым Текст.: / С.А. Болтышев, О.В. Королёва // Вестник центрального отделения российской академии архитектуры и строительных наук. -Воронеж-Тверь: ВГАСУ, 2007. Вып. 6. - С.175-178.

153. Зимон, А.Д. Адгезия пыли и порошков Текст.: монография / А.Д. Зимон -М.: Химия, 1967.-372 с.

154. Орловский, Ю.И. Трещиностойкость серных мастик и бетонов Текст.: / Ю.И. Орловский, В.П. Ивашкевич // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1989. - №2. - С. 60-64.

155. Повышение стойкости бетона и железобетона при воздействии агрессивных сред Текст.: учебное пособие / Под ред. В.М. Москвина, Ю.А Саввиной. М.: Стройиздат, 1975. - 240 с.

156. Галушко, А.И. Внутренние напряжения в герметизирующих компаундах РЭА Текст.: монография / А.И. .Галушко М.: Советское радио, 1974. - 104 с.

157. Прошин, А.П. Внутренние напряжения в серных композитах Текст.: / А.П. Прошин, Е.В. Королёв, С.А. Болтышев, О.В. Макаров, Г.А. Филиппов, О.В. Королёва // Вестник РААСН Волжского регионального отделения. Вып. 5. Н. Новгород, 2002. - С. 132-142.

158. Патент № 2239816 Способ определения общей пористости серных композиционных материалов Текст.: / Е.В. Королёв, А.П. Прошин, Г.А. Филиппов, С.А. Болтышев, О.В. Королёва (Россия). опуб.10.11.2004, Бюл. №31.

159. Прошин, А.П. Прочность серных мастик специального назначения Текст. / А.П. Прошин, A.M. Данилов Е.В. Королёв, С.А. Болтышев, О.В. Королёва // Вестник отделения строительных наук РААСН. вып. №9. - Белгород, 2005.-С. 327-333.

160. Ленг, Ф.Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице Текст.: учебное пособие / Ф.Ф Ленг / Под ред. Л. Браутмана. Т.5: Композиционные материалы. Разрушение и усталость. - М.: Мир, 1978. - С. 11-57.

161. Болтышев, С.А. Структура и свойства сверхтяжёлых серных бетонов для защиты от радиации. Текст.: Дисс. канд. техн. наук. / С.А. Болтышев -Пенза, 2003.-196 с.

162. Крейндлин, Ю.Г. Прогнозирование работоспособности монолитных химически стойких облицовок Текст.: монография / Ю.Г. Крейндлин, А.Г. Самойлович, О.Л. Фиговский М.: НИИТЭХИМ, 1988. - 34 с.

163. Патент № 2250883 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных материалов Текст. / Е.В. Королёв, С.А. Болтышев, А.П. Прошин, О.В. Королёва (Россия) опуб. 27.04.2005, Бюл. №12

164. Патент №2248634 Вяжущее для изготовления радиационно-защитных бетонов Текст. / Е.В. Королёв, С.А. Болтышев, А.П. Прошин, Д.Г. Киселёв, О.В. Королёва (Россия) опуб. 20.03.2005, Бюл. №8

165. Бабичев, А.П.Физические величины Текст.: справочник / А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С Григорьева., Е.З. Мейлихова-М.: Энергоатомиздат, 1991.- 1232 с.

166. Немец, О.Ф. Справочник по ядерной физике Текст.: справочник / О.Ф. Не--мец, Ю.В. Гофман-Киев: Наукова думка, 1975:-414 с.

167. Чернышев А.Ю. Высокопроникающие быстротвердеющие смеси для .укрепления оснований автомобильных дорог Текст.:Автореферат канд. техн. наук /А.Ю. Чернышев Белгород, 2005. - 24 с.

168. Циборовский, Я. Процессы химической технологии Текст.: монография / Я. Циборовский Ленинград: ГНТИ химической литературы, 1958. - 932 с.

169. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии -Часть 1: Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты Текст.: учебное пособие / Ю.И. Дытнерский М.: Химия, 1995. - 400 с.

170. Шестаков, В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилищ промышленных стоков Текст.: монография / В.М. Шестаков -М.: ВНИИ «Водгео», 1961. 100 с.

171. Менковский, М.А. Технология серы Текст.: монография / М.А. Менков-ский, В.Т. Яровский М.: Химия, 1985. - 286 с.

172. Урьев, Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы Текст.: монография / Н.Б.Урьев М.: Химия. 1980. - 320с.

173. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур Текст.: учебное пособие / П.А. Ребиндер -М.: Наука, 1966. 347 с.

174. Ицкович, С.М. Крупнопористый бетон (технология и свойства) Текст.: монография / С.М. Ицкович М.: Стройиздат, 1977. - 117 с.

175. Прошин, А.П. Методологические принципы выбора оптимальных наполнителей композиционных материалов Текст.: / А.П. Прошин, A.M. Данилов, Е.В. Королев, В.А. Смирнов, А.Н. Бормотов // Известия вузов. Строительство 2004. -№10. - С. 15-20.

176. Бабич, Е.М. Определение модуля упругости керамзитобетона с учётом свойств составляющих Текст. / Е.М. Бабич, Г.И. Сафонов // Строительство и архитектура 1975. - №4. - С. 163-168.