Цементные бетоны и растворы с пониженной естественной радиоактивностью и радонопроницаемостью

Тарасов, Игорь Владимирович

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Цементные бетоны и растворы с пониженной естественной радиоактивностью и радонопроницаемостью

кандидата технических наук: Тарасов, Игорь Владимирович
город: Красноярск
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Цементные бетоны и растворы с пониженной естественной радиоактивностью и радонопроницаемостью»

Автореферат диссертации по теме "Цементные бетоны и растворы с пониженной естественной радиоактивностью и радонопроницаемостью"

На правах рукописи

Тарасов Игорь Владимирович

ЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОНЫ И РАСТВОРЫ С ПОНИЖЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИОАКТИВНОСТЬЮ И РАДОНОПРОНИЦАЕМОСТЬЮ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 О ОКТ 2000

Красноярск - 2008

003451285

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Рашит Анварович Назиров

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Николай Алексеевич Машкии

кандидат геолого-минералогических наук, Виталий Владимирович Коваленко

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Томский государственный

архитектурно-строительный университет»

Защита состоится 18 ноября 2008 г, в 11 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.08 при федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 82, ауд. К-120. Тел. (8-391) 252-78-66; факс (8-391) 252-78-66; e-mail tarasovs_box@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института градостроительства, управления и региональной экономики Сибирского федерального университета

Автореферат разослан « /6 » октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Е.В. Пересыпкин

Общая характеристика работы

Актуальность: Актуальность исследований обусловлена необходимостью научной проработки вопроса об основах и методах получения экологически чистых по радиационному фактору строительных материалов, в том числе с пониженной радонопроницаемостью.

Всесторонняя распространенность естественных радионуклидов (EPH) и продуктов их распада в минеральных и органических веществах, вовлекаемых в строительное производство, ставит ряд экологических и социально-экономических проблем в жилищном комплексе. Прежде всего, это связано с тем, что эманации радиоактивных газов радона и торона, выделяемые в результате распада EPH, способствуют существенному повышению объемных активностей (ОА) этих газов внутри помещений. Кроме того, внутри здания изменяется геометрия изотропного поля излучения, вследствие чего при одинаковой концентрации радиоактивных элементов доза облучения в помещении будет всегда больше, чем на открытой местности. Принимая во внимание то, что более половины своего времени человек проводит в помещениях зданий, очевидно, что ведущая роль в решении задачи снижения облучения населения принадлежит строительной отрасли, а разработка составов экологически чистых по радиационному фактору строительных материалов и способов снижения их радонопроницаемости является современной актуальной задачей.

Уменьшение уровня облучения населения от естественных источников ионизирующего излучения без значительных капитальных затрат возможно за счет снижения естественной радиоактивности строительных материалов путем выбора сырья с меньшим содержанием EPH и радоновыделением.

Цель работы: разработка составов цементных бетонов и растворов, обеспечивающих снижение доз облучения населения от естественных радионуклидов в помещениях зданий.

Основные задачи исследований:

• Исследовать возможность снижения радонопроницаемости цементных бетонов и растворов путем инициирования кристаллизации новообразований в поровом пространстве поверхностного слоя цементных композиций.

• Исследовать влияние попеременного замораживания и оттаивания на выход радона из цементных бетонов.

• На основе результатов изучения эманирования компонентов разработать составы цементных бетонов с пониженным радоновыделением и произвести их оценку по снижению индивидуальной эффективной дозы внутреннего и внешнего облучения в помещениях зданий.

Научная новизна:

• Установлено, что эмпирическое распределение значений плотности потока радона (ППР) на участках, отводимых под застройку на территории г. Красноярска, приближается к логнормальному закону. Среднее значение ППР составило 54,4 мБк/с-м". Верхняя граница доверительного интервала равна 100 мБк/с-м2.

• Установлено, что образование высокосульфатной формы гидросуль-фоалюмината кальция в поровом пространстве поверхностного слоя в среднем в 3,2 раза снижает радонопроницаемость цементных композиций.

• Выявлена аналитическая зависимость влияния влажности окружающей среды на эманирование природного источника радона. При увеличении относительной влажности воздуха с 35% до 60% (в интервале эксплуатационной влажности помещений жилых квартир) коэффициент эманирования по радону увеличивается на 55%.

• Установлено, что при испытаниях тяжелого бетона на морозостойкость количество выделяемого радона на начальных стадиях увеличивается, а затем практически не изменяется. Это увеличение обусловлено механизмом морозного разрушения структуры бетона, который создает благоприятные условия для диффузии радона от крупного заполнителя наружу.

• Отмечено, что радоновыделение образцов газобетона автоклавного твердения уменьшается с увеличением количества циклов замораживания и оттаивания. Это обусловлено, по всей видимости, преобладанием процесса карбонизации гидросиликатов кальция при испытаниях.

Практическая ценность:

• Развито направление улучшения радиационно-экологических показателей цементных бетонов и растворов за счет снижения их эманирования путем использования низкоэманирующих заполнителей, например, радиационно-чистых пород горнблендита, сидерита, являющихся побочными продуктами горной промышленности, мраморных пород, а также тонкомолотого доломита в качестве минеральной добавки.

• Разработаны составы низкоэманирующих тяжелых бетонов, не уступающих по своим строительно-техническим свойствам традиционным, применение которых обеспечивает снижение суммарной дозы облучения населения в помещениях зданий до 42%.

• Применение гипсосодержащих материалов, например, кеков — отходов цветной металлургии в конструктивных схемах монолитных бетонных стяжек, обеспечивающее снижение уровня облучения населения в помещениях зданий.

• Методика нестационарного определения коэффициента диффузии радона строительных материалов, позволяющая в десять и более раз сократить время эксперимента.

Реализация результатов работы

На основе результатов диссертационных исследований разработаны составы растворов с пониженной радонопроницаемостью для производства противо-радоновых барьеров по грунтовому основанию. Предлагаемые составы приняты к практическому применению в зданиях серии 111-97.00 при строительстве на радоноопасных территориях. Основные результаты работы внедрены в учебные курсы «Методы исследования и контроля качества строительных материалов» и «Использование отходов промышленности в производстве строительных материалов» для специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». Результаты исследований и научных разработок при-

меняются в производственной деятельности отделения радиометрии радона ФГУ здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае».

Методология работы

Методология работы основана на базовых положениях строительного материаловедения, физико-химических превращениях при гидратации цемента, формировании структуры материалов, а также на показателях естественной радиоактивности компонентов сложных строительных смесей. Проведение исследований осуществлялось с использованием современных теоретических и технических разработок, известных в области технологии строительных материалов, учёных Ю.М. Баженова, Ю.М. Буга, A.B. Волженского, И.Н. Ахвердова, И.И. Курбатовой, В.Г. Батракова и исследований в области естественной радиоактивности И.Е. Старика, Э.М. Крисюка, В.В. Коваленко, P.A. Назирова, JI.A. Гулабянца и др.

Апробация работы и публикации

Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на конференциях, в том числе: XXIV Региональной научно-технической конференции «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2006 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (Красноярск, 2006 г.); Красноярском городском социальном форуме (Красноярск, 2006 г.), XIII Международном семинаре Азиатско-Тихоокеанской академии материалов «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» (г. Новосибирск, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2007 г.).

По материалам диссертации опубликовано 24 работы включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ и получен патент на изобретение.

Основные положения, выносимыв на защиту:

• статистические показатели распределения значений мощности дозы гамма-излучения и эквивалентной равновесной объемной активности радона в помещениях зданий городов Красноярского края и плотности потока радона на территории г. Красноярска;

• аналитическая зависимость эманирования источника радона от относительной влажности воздуха;

• методика ускоренного способа определения эффективного коэффициента диффузии радона в материале и результаты расчета по предлагаемому методу;

• способ снижения радонопроницаемости цементных монолитных радо-нозащитных барьеров;

• составы бетонов с пониженной эманирующей способностью;

• экспериментальные зависимости радоновыделения тяжелого и ячеистого автоклавного бетона от количества циклов попеременного замораживания и оттаивания и их научно-теоретическое обоснование.

Вклад автора в решение научной задачи

Автором осуществлено проведение экспериментов, обобщение результатов расчётов и экспериментальных исследований; внедрение результатов работы в строительную практику. Впервые установлен закон распределения значений плотно-

сти потока радона на участках, отводимых под застройку на территории г. Красноярска, и научно обоснована верхняя граница доверительного интервала этой величины. В интегрированной системе программирования MathCad разработан алгоритм расчета коэффициента диффузии радона в материале и эффективности применения низко-эманирующих бетонов в снижении эффективной дозы облучения населения от естественных радионуклидов в помещениях зданий из сборного железобетона.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и основных выводов, изложена на 208 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков, 45 таблиц, список используемой литературы из 185 наименований и 7 приложений на 27 страницах.

Диссертационная работа выполнялась в Сибирском федеральном университете. Эксперименты и лабораторные исследования проводились в лаборатории строительной физики и радиационного контроля Сибирского федерального университета и испытательном лабораторном центре Федерального государственного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае».

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационных исследований, сформулированы цель и задачи работы, показана её научная новизна и практическая ценность, изложены основные положения, вынесенные на защиту, а также приведены сведения об апробации работы.

Глава 1 посвящена вопросам воздействия природных источников ионизирующего излучения (ИИИ) на здоровье населения, естественной радиоактивности строительных материалов и их влияния на формирование радиационного фона в помещениях зданий. Рассмотрены основные способы защиты населения от природных и техногенных ИИИ в жилых помещениях в мировой практике.

Основную часть облучения население Земли получает от природных ИИИ. Они формируют естественный радиационный фон (ЕРФ) биосферы, состоящий из космического излучения и излучения естественно распределенных природных радиоактивных веществ (в приземной атмосфере, на поверхности земли, в строительных материалах, в продуктах питания, воде и др.). На протяжении последних десятилетий наблюдается постепенное увеличение ЕРФ за счет современной производственной деятельности человека, в результате которой формируется технологически изменённый естественный радиационный фон (ТИЕРФ). Его величина обусловлена дополнительным поступлением естественных радионуклидов в среду обитания человека вместе с разнообразными видами минерального сырья, извлекаемого из недр.

Согласно последним результатам отечественных исследований наибольший вклад (79,2 %) в годовую эффективную дозу облучения населения России, составившую в 2006 году 3,74 мЗв, вносит облучение от природных ИИИ. Значительным является и облучение за счет применения лучевых методов диагностики в медицине (20,5 %). Вклад в годовую дозу облучения населения страны за счет эксплуатации ядерно-технических установок, глобальных выпадений и техногенного фона составляет всего 0,32 %. Следует отметить, что население нашей страны получает дозу облучения от EPH, более чем в 3 раза превышающую величину предела дозы,

нормируемой СП 2.6.1.758-99 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)» от техногенного излучения, равную 1 мЗв в год.

Установлено, что более половины средней годовой эффективной дозы облучения жители России получают от вдыхания радона и его дочерних продуктов распада (ДПР), которые в тех или иных количествах неизбежно присутствуют в воздухе любого здания. По оценкам НКДАР ООН, радон со своими ДПР ответственен приблизительно за 3/4 годовой дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации.

Радон и его ДПР за счет ионизирующего излучения вызывают внешнее и внутреннее облучение человека. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить вредные для здоровья физические, химические и биохимические процессы.

В России жилищный фонд представлен преимущественно многоэтажными зданиями из кирпича и железобетона. Некоторые отечественные публикации и работы, посвященные измерениям радона в воздухе помещений, указывают на существенный вклад этих строительных материалов в формирование уровня концентрации радона, однако чаще всего основным источником поступления радона в здание является его грунтовое основание.

Имеющийся в строительной практике положительный опыт реализации мероприятий, направленных на снижение облучения населения, опровергает мнение о невозможности влияния на уровень облучения, обусловленного природными ИИИ. Однако в эксплуатируемых зданиях эти мероприятия, как правило, экономически не целесообразны, поэтому их реализация должна иметь превентивный характер.

Во второй главе представлены характеристики средств измерений, описание методик проведения инструментальных измерений и методов испытаний, а также приведены характеристики используемых материалов.

В качестве основного средства измерений в данной работе использовалась портативная компактная измерительная система, предназначенная для мгновенных измерений и продолжительного мониторинга ОА радона-222 и его ДПР, мощности дозы гамма-излучения, а также ряда климатических параметров, центральным блоком которой является радон-монитор «А1рЬаОиА1Ш Р(22000».

Величину параметров эмалирования определяли на основании анализа кривой накопления радона в герметичном контейнере известного объема из образца материала с известным содержанием радия-226. Алгоритм расчета реализован в интегральной системе программирования МаЛСАБ.

В работе применялся красноярский портландцемент 400-Д20, по химическому составу и физико-механическим свойствам соответствующий требованиям ГОСТ 10178-85.

Для изготовления экспериментальных составов рядовых и низкоэманирую-щих бетонов применялся обычный кварцевый щебень и песок, а также мраморные, горнблендитовые и сидеритовые заполнители. По результатам проведенных исследований установлена перспективность применения этих материалов, являющихся побочными продуктами горной промышленности в качестве заполнителей для экологически чистых по радиационному фактору тяжелых бетонов. Содержание радия в этих породах в 4.. .7 раз меньше, чем в цементе и обычных заполнителях, они обладают стойкостью к силикатному и железистому распаду, высокой плотностью и низким водопоглощением. Свойства заполнителей представлены в табл. 1-3.

Таблица 1

Химический состав горнблендита и сидерита

Материал Соде ржание оксидов, масс. %

ЭЮг А12Оз Ре203 МбО СаО БОз ТЮ2 п.п.п.

Горнблендит 39,2 17,37 17,51 8,87 10,94 - - 3,45

Сидерит 28,06 2,86 43,13 2,25 1,13 0,87 0,16 18,70

Таблица 2

Свойства кварцевого, горнблендитового и сидеритового щебня

Вид щебня Средняя плотность зерен,кг/м3 Насыпная плотность, кг/м3 Стойкость к распаду Водопо-глощение Марка по дроби- моста

силикатному железистому

Щебень из гравия 2500 1450 Стоек Стоек 0,8 1400

"орнблендитовый щебень 3026 1900 Стоек Стоек 0,56 1400

Сидеритовый щебень 3330 1700 Стоек Стоек 0,2 1200

Таблица 3

Свойства используемых материалов по содержанию естественных радионуклидов и эманирующей способности по радону

Материал Удельная активность, Бк/кг Удельная эффективная активность, Бк/кг Эманирующая способность по радону, ¡Бк/кг

«К

Портландцемент 400-Д20 47,9 18,3 247 93,9 6,23

Кварцевые заполнители 29,4 24,7 452 102,2 4,70

Горнблендитовые заполнители 6,0 - - 6,0 1Д7

Сидеритовые заполнители 13,0 3,0 130 29,0 1,53

Карбонатные заполнители (мрамор) 8,2 - 16,1 9,7 1,21

Наполнитель доломитовый 6,6 - - 6,6 0,86

В работе также применялся гипсосодержащий отход промышленности -кек, образующийся в результате производственной деятельности завода цветных металлов. Маточные растворы, содержащие в основном ионы железа, натрия, аммония, хлора и сульфат-ион, нейтрализуют известковым молоком. Отходы нейтрализации этих растворов называются гипсосодержащими кеками. Они представляют собой тестообразную массу, состоящую в основном из тонкодисперсного двуводного гипса, известкового теста, аморфных соединений железа и воды. В табл.4 представлен химический состав кека.

Таблица 4

Химический состав кека

Наименование пробы Содержание оксидов, масс. % п.п.п

СаО Ре203 БОз РеО МёО 8Ю2 А1203

Кек 23,2 30,36 16,24 - 6,2 0,46 0,18 21,9

Методом рентгенофазового (рис.1) и дифференциально-термического (рис.2) анализов установлено, что минералогический состав кека представлен в основном гипсом, гидратированной известью и вторичным карбонатом кальция.

Рис.1. Рентгеновская дифрактограмма кека

Расчёты, проведённые по данным химического и дифференциально-термического анализа, показали, что содержание гипса в кеке находится в пределах 22...27%, а карбоната кальция - 25... 3 8 %.

Глава 3 посвящена изучению и анализу радиационной обстановки в Красноярском крае и существующих методов определения коэффициента диффузии (КД) радона в пористой среде, разработке лабораторного метода определения коэффициента Рис-2' Д^риватограмма кека диффузии с использованием высокоэманирующего источника радона и способов снижения радонопроницаемости цементных композиций.

В результате статистической обработки данных, включающих около 3000 измерений плотности потока радона, выполненных на территории г. Красноярска, установлено, что эмпирическое распределение значений приближается к логнормальному закону. Установлено, что среднее значение ППР на территории г. Красноярска в исследуемый период составило 54,4 мБк/с-м2, что более, чем в 2 раза выше аналогичного показателя в г. Москве (25 мБк/с-м2). Верхняя граница доверительного интервала равна 100 мБк/с-м2, что на 25 % превышает установленное предельно допустимое значение. Этот норматив превышают свыше 350 значений, что составляет почти 12 % всей выборки.

Отсюда следует, что территория Красноярского края характеризуется повышенной радоноопасностью. В связи с этим, разработка способов и материалов, способных эффективно препятствовать поступлению радона в воздух жилых помещений зданий, представляется актуальной задачей для нашего региона.

Методы исследований по определению коэффициента диффузии материалов с использованием высокоэманирующих пород с большим содержанием урана в качестве источника радона требуют подробного изучения их поведения в зависимости от характеристик среды.

С целью оценки влияния влажности на процесс эманирования радона нами проведены специальные исследования. Высокоэманирующий источник радона помещали в эмаяационный контейнер емкостью 200 литров при разной относительной влажности воздуха и наблюдали за накоплением радона (рис.3).

По результатам эксперимента установлено, что влажность окружающей среды в значительной степени влияет на интенсивность выхода радона. При увеличении влажности воздуха с 34,8 % до 57,9 % (на 66 %) равновесная концентрация радона в герметичном контейнере возросла с 2310Бк/м3 до 3580 Бк/м3(на 55 %).

Все кривые хорошо описываются уравнением накопления радона в соответствии с законом радиоактивного распада.

.[1-ехр(-Л-/)]+С0ехр(-Л-/),(1)

43 60

Время, ч

Рис.3. Кривые радоновыделения источника при средней влажности воздуха: 1 - 34,8 %; 2 - 36,6 %; 3-38,0%; 4-57,9 %

C0(t) = Cm

где Сгоа,с - равновесная концентрация радона в эманационном контейнере; Со - начальная концентрация радона; X - постоянная распада радо-на-222; t - время.

Используя методы математической статистики, можно определить равновесную концентрацию радона для каждого эксперимента и получить ее зависимость от относительной влажности воздуха (рис.4).

На основании экспериментальных данных с использованием интегральной MathCad были получены уравнения регрессии:

г(х) = Ь0 +Ьг А,

f(x) = 2397,5 1п(А)

где Ь0= 597,638; bi= 51,763; А-влажность.

45 50 Влажность, %

• - жперижнтаяъяие данные; ... = 2397,5 1а(А)-«135,7; --г(х) = Ь|+Ь,-А.

Рис.4. Зависимость значений равновесной концентрации радона от относительной влажности воздуха

системы программирования

-6135,7,

(2) (3)

Используя полученные уравнения, можно получить значение равновесной концентрации радона в условиях эксперимента при влажности воздуха в диапазоне от 35 до 60 %.

Процесс распространения радона в пористой среде описывается уравнением

ас„ , „ , „ . „ а^с0

дх2

^ = + (4)

гДе с.-шс р1 р - максимальная объёмная активность радона в воз-

духе, находящемся в порах материала, Бк/м3; Сца - удельная активность радия в материале, Бк/кг; р - плотность материала, кг/м3; г] - коэффициент эманиро-вания; Я - постоянная распада радона-222, с"1; Б - коэффициент диффузии радона, м2/с.

Решение уравнения хорошо известно и для принятых условий эксперимента имеет вид

со ьТрс!-- . . .

0 = 1--г——^--ехр(- РЛГо) - £ * • соз^„ ■ • ехр(- ^ ■ Ро\ (5)

собТ^-— л/М-эт -¡М -1 - и- 1 к

где H - коэффициент, учитывающий условия газообмена в пограничном слое на границе раздела сред «воздух» - «образец»; щ - бесчисленное множество корней характеристического уравнения ctg pin = H [*„', Pd = X-h2/D - критерий Предводителева; Fo = D-t/h2-диффузионный критерий Фурье; An - постоянные амплитуды, определяемые соотношением

+2SÍn/i" , (6) ft, + sinocos fj„

Решение уравнения (5) аналогично общеизвестной формуле, описывающей распределение температуры внутри тела и удельный расход тепла.

Расчетные значения Д полученные по формуле (5), хорошо сопоставимы со значениями, полученными по методике авторов В.М. Бондаренко, Н.В. Демина и B.C. Рогалиса. Максимальное расхождение результатов не превышает 10 %. На основании этого можно констатировать, что эффективный коэффициент диффузии радона материалов можно определять нестационарным методом по кинетике его накопления, используя формулу (5).

Зная толщину образца и время прохождения сквозь него эманации, можно оценить скорость ее перемещения в условиях эксперимента. Такую оценку можно провести по времени поступления первых порций радона, прошедших сквозь образец, создающих уверенно аномальные значения.

Время прохождения радона сквозь образец зависит от его толщины и состава исследуемого материала. На рис.5 представлены кривые накопления радона при прохождении сквозь образцы в течение первых суток эксперимента. Хорошо видно, что при диффузии сквозь образец из цементно-песчаного раствора толщиной 35 мм первые порции эманации начинают поступать уже спустя 3,5 часа после начала эксперимента. При увеличении толщины образца того же состава до 58 мм время прохож-

дения радона возрастает до 8 часов. Для образца из тяжелого бетона толщиной 96 мм, что приближается к реальным толщинам цементных монолитных стяжек, это время не превышает 10 часов.

Средняя скорость прохождения эманации зависит от величины КД, что хорошо подтверждается результатами эксперимента. На рис.6 представлен график зависимости линейной скорости прохождения эманации от Ьп коэффициента диффузии радона.

Между этими параметрами существует плотная положительная корреляционная связь. Коэффициент диффузии радона можно рассчитать по формуле

у = 0,0567-х

1,1395

(7)

Рис.5. Нарастание концентрации радона во времени в приемной камере при прохождении сквозь образцы: 1 - цеменгно-песчаного раствора толщиной 35 мм; 2 - цеменгно-песчаного раствора толщиной 58 мм; 3 - тяжелого бетона толщиной 96 мм

Линейна» скорость прохоздали эманации, ц/с 1.00И5 2,(ЮЕ-0! 3.008-05 4.00И5 5.ЮБ-05 6.Ш!

_3,ООМ7

где х - скорость прохождения эманации.

Таким образом, зная скорость прохождения эманации через образец по формуле (7), полученной при испытаниях на стандартном оборудовании (радиометры радона А1рЬаСиАШЭ РС>2000), рекомендованном для прецизионных измерений, можно рассчитать КД радона цементных композиций толщиной 30... 100 мм уже после 5...12 часовой экспозиции.

Применение формул (5) и (7) позволит в десятки раз сократить время проведения эксперимента, так как существующие методы определения КД радона в пористых материалах основываются на оценке равновесных концентраций по обе стороны исследуемого материала.

Представляется целесообразным использование известного эффекта коль-матации пор продуктами гидратации цемента для снижения радонопроницаемости цементных бетонов и растворов. С целью решения данной задачи в ходе работы проводились специальные исследования, направленные на оценку изменения радонопроницаемости цементно-песчаного раствора после нанесения на него в процессе формования дополнительного слоя гипсового теста. В качестве материала для дополнительного слоя, создающего условия для формирования высокосуль-

1.00Е-09

у=0,0567х Г=0,9639

Рис.6. Зависимость линейной скорости прохождения эманации сквозь образец исследуемого материала от Ьп КД радона

фатной формы гидросульфоалюмината кальция (ГСАК), на границе раздела слоев также применяли гипсосодержащий отход в виде кека.

Исследование влияния гипсовых покрытий на состав проводили методами рентгенофазового и дифференциально-термического анализов. Нами установлено, что на границе раздела фаз между гипсом и цементно-песчаным раствором образуется дополнительное количество ГСАК, который в результате значительного содержания воды в кристаллической решетке занимает больший объем, чем исходные компоненты, необходимые для его образования. Образуясь в поровом пространстве поверхностного слоя бетона толщиной не более 2-3 мм, ГСАК кольматирует поры, что и является, на наш взгляд, причиной резкого снижения диффузии радона через образцы. Результаты испытаний и составы образцов це-ментно-песчаного раствора с нанесением дополнительного слоя гипсового теста и кека различной толщины представлены в табл.4.

Таблица 5

Составы и расчетный коэффициент диффузии образцов цементно-песчаного

раствора с нанесением дополнительного гипсосодержащего слоя

Материал Цемента о-песчаный раствор, покрытый гипсовым тестом СВ/Г = 0,55) Состав Толщина, м Расчетный коэффициент диффузии, м2/с

Цемент, кг Песок, кг Вода, л Цементно-песчаный раствор Покрытие

479 1436 335 0,035 0,015 1,83-Ю'8

Цементно-песчаный раствор, покрытый гипсовым тестом (В/Г =0,55) 479 1436 335 0,060 0,005 2,08-Ю"8

Цементно-песчаный раствор, покрытый гипсовым тестом (В/Г = 0,6) 472 1417 331 0,042 0,020 3,97-10"8

Цементно-песчаный раствор, покрытый кеком (В/К =1,3) 479 1436 335 0,035 0,010 0,49-10'8

Цементно- песчаный раствор, покрытый кеком (В/К= 1,3) 472 1417 331 0,042 0,010 2,50-10"8

Из табл.5 видно, что увеличение толщины гипсового покрытия образца не повышает его диффузионного сопротивления по радону. Это связано с высокой радонопроницаемостью гипсового камня. Таким образом, для достижения эффекта резкого снижения КД цементных бетонов и растворов достаточно обеспе-

2.13Е-08

Растворы

Бетоны Обработанные растворы

Рис.7. Средние значения эффективных коэффициентов диффузии цементных бетонов и растворов и растворов, обработанных гипсовым тестом или кеком

чить условия для образования ГСАК в контактной зоне цементной композиции с гипсовым покрытием и таким образом обеспечить целостность основной структуры материалов.

В среднем эффективный коэффициент диффузии у строительных растворов, обработанных гипсом или кеком, почти в 1,8 раза меньше КД цементных бетонов и в 3,2 раза меньше, чем у це-ментно-песчаных растворов (рис.7).

Глава 4 посвящена разработке составов бетонов с пониженным радоно-выделением и исследованиям влияния попеременного замораживания и оттаивания на выход радона из тяжелого и ячеистого автоклавного бетона.

Для получения цементных бетонов, эффективных по радиационному качеству, в виде заполнителей следует применять материалы с низкой естественной радиоактивностью и пониженным эманированием. По результатам гамма-спектрометрического анализа (табл.3) выявлено, что в качестве таких материалов целесообразно использовать горнблендит, сидерит и мрамор в виде щебня и песка, а также тонкомолотый доломит как минеральную добавку.

По результатам специальных эма-национных испытаний разработанных составов низкоэманирующих бетонов выявлено, что наибольший выход радона наблюдается из бетона на кварцевом заполнителе (рис.8). Бетон с горнблендито-вым заполнителем, доломитовым песком и добавкой ЛСТ является наиболее эффективным по радиационному качеству. Снижение эманирующей способности по радону относительно контрольного образца составило более 60%, а удельной эффективной активности более 81 %. Эмалирование бетонов на мраморных и сидеритовых заполнителях несколько выше, однако оно в 2 раза меньше аналогичного показателя традиционного бетона на кварцевом заполнителе.

Вследствие гидравлической активности эманирование бетонов и растворов с течением времени может изменяться. Ранее были установлены закономерности изменения эманирования цементных бетонов в зависимости от состава, степени гидратации цемента, а также возраста бетона и технологических параметров его

Вргш. ч

Рис.8. Кривые радоновыделения образцов-кубов тяжелого бетона: 1 - с кварцевым заполнителем; 2-е сидеритовым заполнителем и добавкой ЛСТ; 3-е мраморным заполнителем; 4-е горнблендито-вым заполнителем, доломитовым песком и добавкой ЛСТ

изготовления. Однако исследований по оценке влияния условий эксплуатации и в первую очередь морозного воздействия на эманирование строительных материалов в отечественной и зарубежной литературе нами не обнаружено. Эти исследования особенно актуальны при прогнозировании радоновыделения из бетонных и железобетонных конструкций в процессе эксплуатации зданий в районах с суровыми климатическими условиями.

На рис.9 представлены кривые радоновыделения образцов-кубов из тяжелого бетона, а на рис.10 графики изменения значений коэффициентов эмалирования по радону во времени при проведении экспериментов. На рис.10 видно, что отношение количества атомов радона, вышедших из образца, к количеству образовавшихся в результате радиоактивного распада становится постоянным уже через

& 0,4

Время, ч

Рис.9. Радоновыделение образцов-кубов тяжелого бетона: 1 - не подвергавшихся испытаниям на морозостойкость; 2 - после 150 циклов замораживания и оттаивания

18 часов. Этот эффект наблюдается как для контрольных образцов, так и для об-

Врсыя.ч

Рис.10. Изменение коэффициента эманирования по радону образцов-кубов тяжелого бетона при проведении экспериментов:

1 - не подвергавшихся испытаниям на морозостойкость;

2 - после 150 циклов замораживания и оттаивания

разцов, подвергнутых испытаниям.

На рис.11 в виде графика представлено изменение коэффициента эманирования тяжелого бетона в зависимости от количества циклов попеременного за-

мораживания и оттаивания.

Значение коэффициента эманирования образцов тяжелого бетона увеличилось с 0,162 до 0,174, приблизительно на 7 %. Выход радона из образцов при испытаниях увеличивается практически пропорционально в течение 90 циклов испытаний, после чего практически не изменяется до окончания наблюдений.

Известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме и при замерзании в порах и капиллярах цементного камня вызывает значительные

2 а №

a s «..к

ф о

2 & 0.1TZ

о г o.i/o

е я

л« 1,168-

s«

8 | № § |

о й 0-162 S

, s

1,07 g !

me S

* 2 'fi-

lls « S

, I

О «

ш К С

d о ,Mfl

m g£ к» 0 8

шоршвашин отгашаш

Рис.11. Влияние испытаний на морозостойкость на выход радона из тяжёлого бетона

10 100 1 20 КО

внутренние напряжения. Частые теплосмены приводят к постепенному расшатыванию структуры цементного камня и бетона, объемному расширению, появлению и объединению микротрещин, снижению прочности. Таким образом, становится возможным поступление наружу дополнительного количества атомов радона от зерен крупного и мелкого заполнителя по образовавшимся микротрещинам. Косвенно подтверждает это характер морозного разрушения образцов, которое в большинстве случаев происходит по наиболее слабому месту - контакту цементного раствора с крупным заполнителем.

В наблюдаемом случае, по всей видимости, уже через 90 циклов испытаний на морозостойкость образцы достигают такой степени разрушения, при которой атомы радона, эманирующие из крупного заполнителя, свободно выходят из материала.

Действительно, диаметр атома радона (0,44-10"9 м) меньше размера мик-ропор цементных бетонов (1-10'9...2Т0"9 м), что позволяет последним накапливаться в поровом пространстве материала. В результате морозного разрушения размеры микропор увеличиваются, образуется дополнительное количество капиллярных пор и микротрещин, которые, объединяясь между собой, создают гораздо более благоприятные условия для диффузии радона от крупного заполнителя наружу.

Обнаруженный эффект, на наш взгляд, может быть положен в основу новых перспективных методов испытаний строительных материалов.

В отличие от тяжелого бетона эманирование образцов газобетона автоклавного твердения уменьшается с увеличением количества циклов замораживания и оттаивания (рис. 12, 13). Кроме того, стабилизация отношения количества атомов радона, вышедших из образца, к количеству образовавшихся в результате радиоактивного распада для образцов, прошедших испытания, наблюдается уже через 12 часов. Для образцов, не подвергнутых испытаниям, период стабилизации значительно больше и составляет почти 42 часа.

£ 0,5

& 1«

0 12 24 3 6 4! 60 72 И 96

Время. Ч

Рис.12. Радоновыделение образцов газобетона автоклавного твердения:

1 - не подвергавшихся испытаниям на морозостойкость; 2 - после 30 циклов замораживания и оттаивания

# |

¡3

-Л !

¡1 к Л Л А и —

- 0,113

Время, ч

Рис. 13. Изменение коэффициента эмалирования по радону образцов газобетона автоклавного твердения: 1 - не подвергавшихся испытаниям на морозостойкость; 2 - после 30 циклов замораживания и оттаивания

Коэффициент эмалирования образцов в процессе испытаний уменьшился с 0,164 до 0,114, приблизительно на 31 % (рис.14). Выход радона из образцов при испытаниях уменьшается практически пропорционально в течение 8-10 циклов испытаний, после чего практически не изменяется до окончания наблюдений.

В газобетоне автоклавного твердения отсутствуют зёрна крупного и мелкого заполнителя. Минералогический состав газобетона представлен в основном кристаллической фазой: остатками зерен песка и низкоосновными гидросиликатами кальция.

В процессе испытаний, с одной стороны, изменяется структура автоклавного бетона, сопровождающаяся вскрытием ранее закрытых пор, что обеспечивает выход дополнительного количества атомов радона, а с другой стороны, гидросиликаты кальция подвергаются воздействию смеси углекислого газа, воды и водяных паров, в результате чего происходит карбонизация гадратирован-ных силикатов кальция.

Таким образом, уменьшение эманирования обусловлено, по всей видимости, процессом карбонизации гидросиликатов кальция при испытаниях на морозостойкость. Этот вывод хорошо согласуется с данными, полученными другими исследователями, по оценке уменьшения эманирования тяжелого бетона в процессе его длительного хранения на воздухе, сопровождающегося карбонизацией, и теоретическим расчетом длины пробега атомов радона в С-8-Н (1), СгЗН и СаСОз который у последнего минерала оказался почти в 1,3 раза меньшим, чем у гидросиликатов кальция автоклавного твердения.

Глава 5 посвящена оценке целесообразности применения разработанных низкоэманирующих бетонов и противорадоновых барьеров при строительстве зданий.

В России жилищный фонд представлен преимущественно многоэтажными зданиями из кирпича и сборного железобетона. В этой связи для реализации расчета было выбрано здание из сборного железобетона серии 111-97.00. С целью оценки вклада строительных материалов в формирование концентрации радона в воздухе жилых помещений были проведены специальные эксперименты по определению фактической ППР с поверхности внутренних несущих стен и ограждающих конструкций.

На рис.15 представлены кривые выхода радона из типовых панелей, выполненных из тяжелого бетона на кварцсодержащем заполнителе и керамзитовом заполнителе. При выходе радона из керамзитобетонной панели равновесие наступает уже к 48 часам экспозиции, а из панели на кварцсодержащем заполнителе только к 96 часам.

Рис.14. Влияние испытаний на морозостойкость на выход радона из автоклавного газобетона

ППР рассчитывали по формуле ППР = (С, - Со)" (V», - У^) / (в • 0, (7)

где Со и С\ - начальная и конечная, соответственно, концентрации радона на прямом участке восходящей кривой накопления в камере-емкости, закрепленной на поверхности конструкции, Бк/м3; Укам - объем камеры-емкости, м3; УпрИб- объем измерительного прибора, м3; Б - площадь соприкосновения емкости с конструкцией, м2; I - время изменения концентрации радона от значения С0 до Сь ч.

По результатам расчетов нами установлено, что вклад тяжелого бетона в формирование концентрации радона составляет около 59 % для 1 и 2-комнатных квартир и около 54 % для 3-комнатных. Расчетная величина вклада керамзитобетонных конструкций не превышает 3 и 6 %, соответственно. Это объясняется разным удельным расходом тяжелого и лепсого бетона при строительстве таких зданий, а также различной эмалирующей способностью этих материалов, значение которой у тяжелого бетона в 2,5 раза выше.

Общий вклад железобетонных строительных конструкций в формирование концентрации радона в помещениях зданий серии 111 -97.00 составляет около 30%.

По результатам расчета вероятной концентрации радона установлено значительное её снижение в квартирах домов, возведенных с применением тяжелых бетонов предлагаемых нами составов по отношению к бетонам на традиционном кварцевом заполнителе.

Значение суммарной дозы в здании из сборного железобетона с применением бетона на кварцевом заполнителе составило 1,001 мЗв/год, а для бетона с горнблен-дитовым заполнителем и добавкой ЛСТ - 0,58 мЗв/год. Эффект снижения суммарной дозы облучения за счет применения предложенных составов бетонов составил 42%. Это обстоятельство указывает на реальную возможность снижения дозы облучения путем улучшения радиационно-гигиенических свойств строительных материалов и на их существенный вклад в формирование суммарной дозы облучения населения.

Для решения задачи повышения степени защищенности здания от проникновения почвенного радона на основании специальных исследований, приведенных в главе 3, и согласно СНиП 2.03.13-88 «Полы» разработаны конструктивные схемы полов с пониженной радонопроницаемостью, способных выполнять функции эффективного противорадонового барьера.

Предлагаемые составы растворов с пониженной радонопроницаемостью приняты к практическому применению в строительстве.

Применение таких противорадоновых барьеров, обладающих пониженной радонопроницаемостью в сравнении с традиционными, обеспечит снижение уровня облучения населения в помещениях зданий.

Рис.15. Кривые выхода радона из типовых панелей выполненных: 1 - из бетона на кварцсодержащем заполнителе; 2 - из бетона на керамзитовом заполнителе

Основные выводы

1. Среднее значение ППР на участках застройки в г. Красноярске составляет 54,4 мБк/с-м2. Установлена расчетная верхняя граница доверительного интервала плотности потока радона, которая оказалась равной 100 мБк/с-м2. Это значение на 25 % превышает нормативное (80 мБк/с-м2), рекомендованное основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности при отводе земельных участков под строительство жилых домов и зданий социально-бытового назначения. Этот норматив превышают свыше 350 значений, что составляет почти 12 % выборки.

2. Снижение радонопроницаемосги цементных бетонов и растворов возможно путем целенаправленного образования дополнительного количества высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция и эффекта кольматации пор в контактной зоне «цементно-песчаный раствор - гипсовый камень». Применение гипса и гипсосодержащего кека с содержанием гипса в количестве 22...27% в качестве элемента радонозащитного барьера позволяет уменьшить эффективный коэффициент диффузии радона в среднем в 3,2 раза.

3. При увеличении влажности воздуха на 66% эмалирование природного источника радона возрастает на 55%. Используя полученную аналитическую зависимость влияния влажности окружающей среды на эманирование источника, можно получить значение равновесной концентрации радона в условиях эксперимента.

4. Радоновыделение и коэффициент эманирования тяжелого бетона увеличивается с увеличением количества циклов замораживания и оттаивания. Увеличение эманирования тяжелого бетона происходит в основном из-за разрушения его структуры при замораживании и оттаивании, способствующее поступлению наружу дополнительного количества атомов радона от зерен крупного и мелкого заполнителя.

5. Эманирование газобетона автоклавного твердения уменьшается с увеличением количества циклов замораживания и оттаивания, что, по всей видимости, обусловлено преобладанием процесса карбонизации гидросиликатов кальция при испытаниях на морозостойкость.

6. Наибольшая эффективность снижения концентрации радона в помещениях зданий (на 54%) наблюдается при использовании бетона с горнблендито-вым заполнителем в сочетании с доломитовым песком и добавкой ЛСТ. Этот показатель можно повысить путем выбора вяжущего с минимальными значениями удельного радоновыделения, а также снижения его расхода за счет известных технологических приемов. Значение суммарной дозы в здании из сборного железобетона с применением традиционного бетона на кварцевом заполнителе составило 1,001 мЗв/год, а с применением предлагаемого состава - 0,58 мЗв/год. Эффект снижения суммарной дозы облучения таким образом составляет 42%.

7. Внедренные в строительную практику разработанные конструктивные схемы полов способны выполнять функции эффективного противорадонового барьера. Применение таких конструкций обеспечит снижение уровня облучения населения в помещениях зданий.

Содержание работы отражено в 24 публикациях. Основные из них:

1. Цементные бетоны и растворы экологически чистые по радиационному фактору / И.В. Тарасов, Е.В. Пересыпкин, СЛ. Кургуз, P.A. Назиров // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сб. материалов IV Международ. науч.-техн. конф. - Пенза: ПДЗ, 2005. С. 325-327.

2. Назиров, P.A. Результаты оценки плотности потока радона из грунта и его концентрации в воздухе помещений на территории Красноярского края / P.A. Назиров, И.В. Тарасов, С.А. Кургуз // Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города: сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конф. - Красноярск: КГТУ, 2006. С. 150-155.

3. Низкоэманирующий цементный бетон / P.A. Назиров, И.В. Тарасов, Е.В. Пересыпкин, С.А. Кургуз // Материалы 4-й международной науч.-практ. конф. «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии»: Южное регион, отд-ние РААСН. -Ростов-на-Дону, 2006. С. 313-318.

4. Новые принципы формирования слоя для радонозащитных покрытий / С.А. Кургуз, P.A. Назиров, И.В. Тарасов, Е.В. Пересыпкин // Сб. трудов XIII Международ. семинара Азиатско-Тихоокеанской академии материалов «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» - Новосибирск: НГАСУ (Сибст-рин), 2006. С. 115-119.

5. Пассивные радонозащитные системы зданий / P.A. Назиров, И.В. Тарасов, С.А. Кургуз, Е.В. Пересыпкин // Сб. трудов XIII Международ, семинар Азиатско-Тихоокеанской академии материалов «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» - Новосибирск: НГАСУ, 2006. С. 161-163.

6. Снижение естественной радиоактивности цементных бетонов / P.A. На зиров, Е.В. Пересыпкин, И.В. Тарасов, В.И. Верещагин II Изв. Вузов. Строитель ство. - Новосибирск: НГАСУ, 2007. С. 45-49.

7. Тарасов, И.В. Определение коэффициента диффузии радона в цемент ных бетонах и растворах / И.В. Тарасов // Сб. материалов науч.-практ. конф «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному н знаниях» - М.: МГСУ, 2007. С. 59-60.

8. Тарасов, И.В. Ограничение поступления почвенного радона в возд; помещений зданий как основной фактор снижения облучения населения / И.В Тарасов, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин II Материалы 7-й межрешон. науч.-практ конф. - Омск, 2007. С. 17-21.

9. Основные данные по районированию территории города Красноярска п степени радоновой опасности / A.B. Акимова, В.А. Воеводин, И.В. Тарасов, С.А Кургуз, В.А. Чечеткин, М.В. Болотова // Материалы 59-й республикан. науч конф.-Казань: КГАСУ, 2007.С. 150-153.

10. Назиров, P.A. Цементный бетон с низкой естественной радиоактивно стью / P.A. Назиров, Е.В. Пересыпкин, И.В. Тарасов // Технологии бетонов. 2008. ЖЗ.-С. 8-9.

11. Назиров, P.A. Исследования влияния попеременного замораживания оттаивания на выход радона из тяжелого бетона / P.A. Назиров, И.В. Тарасов Технологии бетонов. 2008. - №5. - С. 58-60.

12. Пат. № 2333174 Российская Федерация. Цементный бетон / P.A. Нази-ров, Е.В. Пересыпкин, В.И. Верещагин, И.В. Тарасов, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин. № 2006145508/03; заявл. 20.12.2006.; опубл. 10.09.2008. Бюл. №25. -4 с.

13. Тарасов, И.В. Регулирование радоновыделения из цементных бетонов и растворов / И.В. Тарасов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. ст. Международ, науч.-техн. конф., посвященной 50-летию Пензенского государственного университета архитектуры и строительства. - Пенза, 2008. С. 260-262.

14. Тарасов, И.В. Разработка высокоэффективных цементных монолитных радонозащитных барьеров / И.В. Тарасов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сб. ст. VII Международ, науч.-техн. конф. - Пенза: ПДЗ, 2008. С. 192-195.

Тарасов Игорь Владимирович

ЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОНЫ И РАСТВОРЫ С ПОНИЖЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИОАКТИВНОСТЬЮ И РАДОНОПРОНИЦАЕМОСТЬЮ

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 08.10.08 г. Формат 60*84 1/16. Усл. печ. л. 1,31. Тираж 100 экз. Заказ № ЗЛ /

Отпечатано на ризографе ИГУРЭ СФУ. 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 82.

Введение 2008 год, диссертация по строительству, Тарасов, Игорь Владимирович

Актуальность: Актуальность исследований обусловлена необходимостью научной проработки вопроса об основах и методах получения экологически чистых по радиационному факторуительных материалов, в том числе с пониженной радонопроницаемостью.

Всесторонняя распространенность естественных радионуклидов (EPH) и продуктов их распада в минеральных и органических веществах, вовлекаемых в строительное производство, ставит ряд экологических и социально-экономических проблем в жилищном комплексе. Прежде всего, это связано с тем, что эманации радиоактивных газов радона и торона, выделяемые в результате распада EPH, способствуют существенному повышению объемных активностей (ОА) этих газов внутри помещений. Кроме того, внутри здания изменяется геометрия изотропного поля излучения, вследствие чего при одинаковой концентрации радиоактивных элементов доза облучения в помещении будет всегда больше, чем на открытой местности. Принимая во внимание то, что более половины своего времени человек проводит в помещениях зданий, очевидно, что ведущая роль в решении задачи снижения облучения принадлежит строительной отрасли, а разработка составов экологически чистых по радиационному фактору строительных материалов и способов снижения их радонопроницаемости является современной актуальной задачей.

В настоящей работе особое внимание уделено усовершенствованию известных методов определения коэффициента диффузии радона в материале и разработке способов снижения радонопроницаемости цементных бетонов и растворов, разработке составов бетонов с пониженным радоновыделением, а также исследованию влияния процесса морозного разрушения на выход радона из тяжелого и ячеистого автоклавного бетона.

Основные задачи исследований:

• Разработать методику определения эффективного коэффициента диффузии радона в материале ускоренным методом с применением высокоэманирую-щей породы в качестве источника радона. Исследовать возможность снижения радонопроницаемости цементных бетонов и растворов путем инициирования кристаллизации новообразований в поровом пространстве поверхностного слоя цементных композиций.

• Исследовать влияние попеременного замораживания и оттаивания на выход радона из цементных бетонов.

• На основе результатов изучения эмалирования компонентов разработать составы цементных бетонов с пониженным радоновыделением и произвести их оценку по снижению индивидуальной эффективной дозы внутреннего и внешнего облучения в помещениях зданий.

Научная новизна:

• Установлено, что эмпирическое распределение значений плотности потока радона (ППР) на участках, отводимых под застройку на территории г. Красноярска, приближается к логнормальному закону. Среднее значение ППР л составило 54,4 мБк/с-м . Верхняя граница доверительного интервала равна 100 мБк/с-м .

Практическая ценность:

• Развито направление улучшения радиационно-экологических показателей цементных бетонов и растворов за счет снижения их эмалирования путем использования низкоэманирующих заполнителей, например, радиационно-чистых пород горнблендита, сидерита, являющихся побочными продуктами горной промышленности, мраморных пород, а также тонкомолотого доломита в качестве минеральной добавки.

• Применение гипсосодержащих материалов, например, кеков - отходов цветной металлургии в конструктивных схемах монолитных бетонных стяжек, обеспечивающее снижение уровня облучения населения в помещениях зданий.

Реализация результатов работы ;,>

На основе результатов диссертационных исследований разработаны составы растворов с пониженной радонопроницаемостью для производства про-тиворадоновых барьеров по грунтовому основанию. Предлагаемые составы приняты к практическому применению в зданиях серии 111-97.00 при строительстве на радоноопасных территориях. Основные результаты работы внедрены в учебные курсы «Методы исследования и контроля качества строительных материалов» и «Использование отходов промышленности в производстве строительных материалов» для специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». Результаты исследований и научных разработок применяются в производственной деятельности отделения радиометрии радона ФГУ здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае».

Методология работы

Методология работы основана на базовых положениях строительного материаловедения, физико-химических превращениях при гидратации цемента, формировании структуры материалов, а также на показателях естественной радиоактивности компонентов сложных строительных смесей. Проведение исследований осуществлялось с использованием современных теоретических и технических разработок, известных в области технологии строительных материалов, учёных Ю.М. Баженова, Ю.М. Бутта, A.B. Волженского, И.Н. Ахвер-дова, И.И. Курбатовой, В.Г. Батракова и исследований в области естественной радиоактивности И.Е. Старика, Э.М. Крисюка, В.В. Коваленко, P.A. Назирова, JI.A. Гулабянца и др.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на конференциях, в том числе: XXTV Региональной научно-технической конференции «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2006 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (Красноярск, 2006 г.); Красноярском городском социальном форуме (Красноярск,. 2006 г.), ХШ Международном семинаре Азиатско-Тихоокеанской академии материалов «Строительные , и отделочные материалы. Стандарты XXI века» (г. Новосибирск, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2007 г.)

Основные положения, выносимые на защиту:

• аналитическая зависимость эманирования источника радона от относительной влажности воздуха;

• способ снижения радонопроницаемости цементных монолитных радо-нозащитных барьеров;

• составы бетонов с пониженной эманирующей способностью;

Вклад автора в разработку проблемы: Автором осуществлено проведение экспериментов, обобщение результатов расчётов и экспериментальных исследований; внедрение результатов работы в строительную практику. Впервые установлен закон распределения значений плотности потока радона на участках, отводимых под застройку на территории г. Красноярска, и научно обоснована верхняя граница доверительного интервала этой величины. В интегрированной системе программирования MathCad разработан алгоритм расчета коэффициента диффузии радона в материале и эффективности применения низкоэманирующих бетонов в снижении эффективной дозы облучения населения от естественных радионуклидов в помещениях зданий из сборного железобетона.

Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и основных выводов, изложена на 208 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков, 45 таблиц, список используемой литературы из 185 наименований и 7 приложений на 27 страницах.

Заключение диссертация на тему "Цементные бетоны и растворы с пониженной естественной радиоактивностью и радонопроницаемостью"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Среднее значение ППР на участках застройки в г. Красноярске со

Г) ставляет 54,4 мБк/с-м . Установлена расчетная верхняя граница доверительного интервала плотности потока радона, которая оказалась равной 100 мБк/с-м2. л

Это значение на 25 % превышает нормативное (80 мБк/с-м ), рекомендованное основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности при отводе земельных участков под строительство жилых домов и зданий социально-бытового назначения. Этот норматив превышают свыше 350 значений, что составляет почти 12 % выборки.

2. Снижение радонопроницаемости цементных бетонов и растворов возможно путем целенаправленного образования дополнительного количества высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция и эффекта кольматации пор в контактной зоне «цементно-песчаный раствор — гипсовый камень». Применение гипса и гипсосодержащего кека с содержанием гипса в количестве 22. .27% в качестве элемента радонозащитного барьера позволяет уменьшить эффективный коэффициент диффузии радона в среднем в 3,2 раза.

3. При увеличении влажности воздуха на 66% эмалирование природного источника радона возрастает на 55%. Используя полученную аналитическую зависимость влияния влажности окружающей среды на эмалирование источника, можно получить значение равновесной концентрации радона в условиях эксперимента.

6. Наибольшая эффективность снижения концентрации радона в помещениях зданий (на 54%) наблюдается при использовании бетона с горнблендитовым заполнителем в сочетании с доломитовым песком и добавкой ЛСТ. Этот показатель можно повысить путем выбора вяжущего с минимальными значениями удельного радоновыделения, а также снижения его расхода за счет известных технологических приемов. Значение суммарной дозы в здании из сборного железобетона с применением традиционного бетона на кварцевом заполнителе составило 1,001 мЗв/год, а с применением предлагаемого состава - 0,58 мЗв/год. Эффект снижения суммарной дозы облучения таким образом составляет 42%.

7. Внедренные в строительную практику разработанные конструктивные схемы полов способны выполнять функции эффективного противорадо-нового барьера. Применение таких конструкций обеспечит снижение уровня облучения населения в помещениях зданий.

Библиография Тарасов, Игорь Владимирович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Коваленко, В.В. Введение в прикладную радиогеоэкологию / В.В. Коваленко, З.Г. Холостова. Новосибирск: Наука, 1998. - 108 с.

2. Пересыпкин, Е.В. Цементные бетоны и растворы с пониженным радо-новыделением: дис.канд. техн. наук: 05.23.05 / Е.В. Пересыпкин.- Красноярск, 2005. 194 с.

3. Радиация. Дозы, эффекты, риск: пер. с англ. Ю.А. Банникова -М.: Мир, 1990.-79 с.

4. Об облучении природными источниками ионизирующего излучения / Д.А. Зарединов, О.Л. Тен, А.И. Болтаева, З.Т. Уринов // АНРИ. 2006. - №3. - С.64-67.

5. Булдаков, Л.А. Радиоактивные вещества и человек / Л.А. Булдаков. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 160 с.

6. Виноградов, А.П. Химическая эволюция земли / А.П. Виноградов. -М.: Изд-во АН СССР, 1959.

7. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации: доклад Научного комитета ООН по действию атомной радиации Генеральной Ассамблее за 1988г. с приложениями. -М. :Мир, 1992.- 552 с.

8. Титаева, H.A. Учебник.- 2-е изд., испр. и доп. / H.A. Титаева М.: Изд-во МГУ, 2000.-336 с.

9. Ильин, Л.А. Радиационная безопасность и защита: справочник / Л.А. Ильин, В.Ф. Кириллов, И.П. Коренков.- М.: Медицина, 1996. 336 с.

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

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

12. Хультквист, Б. Ионизирующее излучение естественных источников / Б. Хультквист. -М.: Изд. иностр. литературы, 1959. -198 с.

13. Онищенко, Г.Г. Итоги и перспективы обеспечения радиационной безопасности населения Российской Федерации / Г.Г. Онищенко // Радиационная гигиена. -2008., С. 1-10.

14. Назиров, Р.А. Радиационные изыскания в строительстве: учеб. пособие / Р.А. Назиров, Г.В. Игнатьев, С.А. Кургуз. -Красноярск: КрасГАСА, 2001. -107 с.

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

16. Золотов, И. И. Проблема защиты населения от радоновой опасности (по материалам конференции "Здоровый дом 95". Секция "Радиация в зданиях", г. Милан, 10-14 сент. 1995)/ И. И. Золотов // АНРИ. - 1996/97. - N 2 (8). - С. 42 - 50.

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

18. Кургуз, С.A. Радонозащитные свойства лакокрасочных и рулонных материалов для покрытия бетонных конструкций: дис.канд. техн. наук: 25.00.36, 05.23.05 / С.А. Кургуз.- Красноярск, 2003. 282 с.

19. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: справоч. изд. / В.А. Баженов, JÏ.A. Булдаков, И.Я. Василенко и др.; Под ред. В.А. Фи-лова и др. JL: Химия, 1990. - 464 с.

20. Сердюкова, А.С. Изотопы радона и короткоживущие продукты их распада в природе / А.С. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов. -М.: Атомиздат, 1969.312 с.

21. Власов, А.Д. Единицы физических величин в науке и технике: Справочник / А.Д. Власов, Б.П. Мурин. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 176 с.

22. Голубев, Б.П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений, изд. 3-е, перераб. и доп.: учебник для вузов. М.: Атомиздат, 1976, 504 с.

23. СП 2.6.1.758-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) / Минздрав России. -М., 1999.

24. Защита от ионизирующих излучений: в 2 т. Т.1. Физические основы защиты от излучений: учебник для вузов 3-е изд., перераб. и доп. / Н.Г. Гусев, В.А. Климанов, В.П. Машкович, А.П. Суворов; -М.: Энергоатомиздат, 1989.-512 с.

25. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий. МУ 2.6.1.715-98: метод, указания СПб, 1998. - 29 с.

26. Павлов, И.В. Приоритетные задачи в области радиационной защиты населения / И.В. Павлов // АНРИ. № 1. 1999. С.4-17.

27. Павлов, И.В. Способы обеспечения радиационной безопасности при разведке и добыче урановых руд / И.В. Павлов, С.С. Покровский, Е.Н. Кам-нев. -М.:Энергоатомиздат, 1994. 256 с.

28. Публикация 39 МКРЗ. Принципы нормирования облучения населения от естественных источников ионизирующего излучения. — М.: Энерго-атомиздат, 1986.

29. Глушинский, М.В. Последствия воздействия на организм радона и продуктов его распада / М.В. Глушинский, Э.М. Крисюк // АНРИ. -1996/1997.-№3.-С. 16-24.

30. Иванов, А.Е. Радиационный рак легкого / А.Е. Иванов М.: Медицина, 1990. 224 с.

31. Москалев, Ю.И. Лучевой канцерогенез в проблеме радиационной защиты / Ю.И. Москалев М.: Энергоатомиздат, 1982. 120 с.

32. Павленко, В.И. Радиационный мониторинг производства извести и силикатного кирпича / В.И. Павленко, И.С. Тушева // Строительные материалы. 2001. - №4. - С. 39-40.

33. Stranden Е. Population doses from environmental gamma radiation in Norway/ZHealth Phys/ 1977/ Vol. 33. P. 319-323.

34. Назиров, P.A. Расчет радиоактивности строительных материалов / Р.А. Назиров // Изв. вузов. Строительство.- 2002. -№9.- С. 63-67.

35. Сидельникова, О.П. Снижение влияния активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационную безопасность жилища: дис. .д-ратехн. наук: 05.23.05 / О.П. Сидельникова. Волгоград, 1998. - 374 с.

36. Чуйкова, И.С. Снижение радиоактивности строительных материалов: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.05 / И.С. Чуйкова. -Белгород, 2002. 17 с.

37. Лукутцова, Н.П. О содержании естественных радионуклидов в бетоне / Н.П. Лукутцова // Бетон и железобетон. 2004. - №5. - С.16-17.

38. Низкоэманирующий цементный бетон / P.A. Назиров, И.В. Тарасов, Е.В. Пересыпкин, С.А. Кургуз // Материалы 4-й международ, науч.-практ. конф. «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии» / Южное регион, отд. РААСН. Ростов-на-Дону, 2006. С. 313-318.

39. Снижение естественной радиоактивности цементных бетонов / P.A. Назиров, Е.В. Пересыпкин, И.В. Тарасов, В.И. Верещагин // Изв. Вузов. Строительство. Новосибирск: НГАСУ, 2007. С. 45-49.

40. Форма государственного статистического наблюдения № 4-ДОЗ. Инструкция по заполнению. М.: Минздрав России. Утв. 28.11.01 № 11-2/283-09.

41. Радоновая безопасность зданий / М.В. Жуковский, A.B. Кружалов, В.Б. Гурвич, И.В. Ярмошенко. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. - 180 с.

42. Henschel D.B. Radon Reduction Techniques for Detached Houses. Technical Guidance (Second Edition). US Environmental Protection Agency. 1988. EPA/625/5-87/019

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

44. Мазуренко, Н.Ю. Влияние некоторых факторов на концентрацию радона в воздухе школьных учреждений / Н.Ю. Мазуренко, М.И. Чубирко // Гигиена и санитария. 1999. - N1.-C. 40-41.

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

46. Воеводин, В.А. Проблемы изучения радоноопасности территорий на примере Красноярского края / В.А. Воеводин, A.A. Дектерев // Алтай

47. Баннов, Ю.А. Лаборатория радиационного контроля ООО «Геокон». Два года: опыт работы / Ю.А. Баннов // АНРИ. 2005. - №2. - С.54-72.

48. Павлов, И.В. Математическая модель формирования уровней ЭРОА радона в помещениях зданий / И.В. Павлов // АНРИ. 2004. - №2. - С. 2-6.

49. Практика радонового мониторинга / В.А. Троицкий, Н.В. Капетий, C.B. Кривашеев, А.М. Маренный, H.A. Нефедов, С.И. Кувшинников // АНРИ. -2006. №4.-С. 53-55.

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

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

52. Андреев, Н.М. Практика радиоэкологического сопровождения строительства / Н.М. Андреев // АНРИ. -1998.- № 1.- С. 20-23.

53. Бессолицин, Ю.А. Вентиляционный режим зданий повышенной этажности / Ю.А. Бессолицин, Э.Я. Фогель // Управление микроклиматом жилых и общественных зданий: тр. межвуз. конф. Челябинск, 1986. - С. № 184. - С. 71-77.

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

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

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

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

58. СП 2.6.1.799-99 Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99) / Минздрав России. -М., 1999.

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

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

61. Воздействие ядерного излучения радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) на население / A.A. Котляров, C.B. Кривашеев, А.Д. Курепин, А.И. Мурашов // АНРИ. 1994. - N 2. - С. 20 - 31; N 3. - С. 29 - 38.

62. Bochicchio F., Campos G., Nuccetelli С., и др. Results of representative Italian National survey on radon indoors // Health Phys. 1996. Vol. 71. P. 741-748.

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

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

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

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

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

68. Назиров,Р.А. Радиоэкологическое, сопровождение строительства / P.A. Назиров, С.А. Кургуз, В.В. Коваленко Красноярск, КрасГАСА 2002. -147 с.

69. Проектирование противорадоновой защиты жилых и общественных зданий. Пособие к МГСН 2.02-97. -М.: Москомархитектура, 1998. 30 с.

70. Гулабянц, Л.А. Основные принципы противорадоновой защиты / Л.А. Гулабянц //АНРИ. №2. 1994. С. 32-35.

71. Назиров, P.A. Рекомендации по проектированию и устройству систем противорадоновой защиты зданий и сооружений на территории Красноярского края / P.A. Назиров, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин. — Красноярск: Гротеск, 2002. 44 с.

72. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России. — М., 2003.

73. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2004 году» / под общ. ред. Ю.М. Мальцева, И.В. Вар-фоломеева. — Красноярск, 2005. 234 с.

74. Гончаров, A.A. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / A.A. Гончаров, В.Д. Копылов. -М.: Издат. центр «Академия», 2004. 240 с.

75. Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах. Часть II / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. — М.: Высш. шк., 1986.- 415 с.

76. Пугачёв, B.C. Теория вероятностей и математическая статистика / B.C. Пугачев. -М.: Наука, 1979. 496 с.

77. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 976 с.

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

79. МГСН 2.02-97. Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки / Москомархитектура. М., 1997.

80. ТСН 22-303-2001. Обеспечение радиационной безопасности населения от воздействия природных радионуклидов при строительстве объектов в Пермской области / Главное управление архитектуры и градостроительства администрации Пермской области. Пермь, 2001.

81. Рихванов, Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии / Л.П. Рихванов //Томск: Изд-во Томск, политех, ун-та, 1997. 384 с.

82. Иванова, Т.М. Оценка воздействия метеорологических факторов на объемную активность радона в породах и плотность потока из грунта / Т.М. Иванова // АНРИ. -2001. -№2. С. 9 - 16.

83. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека. ГН 1.1.725-98. -М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1999. 15 с.

84. Report of the application of the radon monitor AlphaGUARD in mines. -DCPS, August 1993.

85. AlphaGUARD PQ2000/MC50. Многопараметрический радоновый дозиметр. Характеристики в нормальных и экстремальных условиях окружающей среды. Frankfurt/Main: РТ Positron Technology GmbH, 1994.

86. Методика измерения активности радионуклидов с использованием сцинтилляционного гамма-спектрометра с программным обеспечением "ПРОГРЕСС". -Менделеево: ВНИИФТРИ. 2005. 23 с.

87. ГОСТ 30108-94. Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов / Госстрой России. -М., 1994.

88. Комплекс спектрометрический для измерений активности альфа-, бета- и гамма-излучающих нуклидов «Прогресс». Руководство по эксплуатации. ЗАО НПП «Доза». -М.

89. Измерение активности радионуклидов / М.Ф. Юдин, Н.И. Кармалицын, А.Е. Кочин, Т.Е. Сазонова, В.И. Фоминых, Е.А. Фролов, Е.А. Хольнов; под ред. Ю.В. Тарбеева —Екатеринбург: Полиграфист, 1999.-397 с.

90. Комплекс измерительный для мониторинга радона «КАМЕРА-01». Паспорт. М,: НТЦ «НИТОН», 2005. - 11 с.

91. Комплекс измерительный для мониторинга радона «КАМЕРА-01». Руководство по эксплуатации. -М,: НТЦ «НИТОН», 2003. 27 с.

92. Комплекс измерительный для мониторинга радона «КАМЕРА-01». Программное обеспечение «Радон 98» Версия 1.0. Руководство пользователя. М,: НТЦ «НИТОН», 2003. - 20 с.

93. Методика измерения плотности потока радона с поверхности земли и строительных конструкций. -М,: НТЦ «НИТОН», 1993. 6 с.

94. Горшков, В. С. Методы физико-химического анализа вяжущих материалов: учеб. пособие / В. С. Горшков, В.В. Тимашев, В.Г. Савельев. М.: Высш. школа, 1981.-335 с.

95. ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема / Госстрой СССР.-М., 1976.

96. ГОСТ 8269.0-97*. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний / Госстрой России. -М., 1998.

97. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ / Госстрой СССР. -М., 1988.

98. ГОСТ 26633-91*. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия / Госстрой СССР. -М., 1991.

99. ГОСТ 30108-94. Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов / Госстрой России. -М., 1994.

100. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент / Госстрой СССР. -М., 1985.

101. Булашевич, Ю.П. Коэффициенты диффузии радона и гелия в естественном залегании пород / Ю.П. Булашевич, Н.П. Карташев, В.Н. Башорин // Сер. Физ. Земли. 1970. №1. С.70-73.

102. Быховский, A.B. Гигиенические вопросы при подземной разработке урановых руд / A.B. Быховский. — М.: Медгиз, 1963.

103. Дощечкин, В.П. Некоторые вопросы определения коэффициента диффузии эманации в горных породах / В.П. Дощечкин, A.C. Сердюкова // Изв. вузов. Геология и разведка. 1969. №7. С. 73-76.

104. Control of radon and daughters in uranium mines and calculations on biologic effects // D.A. Haladay e.a. U.S. Public Health Service, Publication N 494, Washington D.C., 1957.

105. Tsivoglon E.C., Ayer H.E. Emanation of radon in uranium mines and control by ventilation // AMA Arch. Ind. Hyg. And Occup. Med. 1953. Vol. 8. P. 125.

106. Баранов, В.И. К методике изучения проницаемости горных пород для радиоактивных эманаций / В.И. Баранов, Е.Г. Грачева // Тр. Радиевого института. 1937. Т.З.С.117.

107. Попретинский, И.Ф. Определение коэффициентов диффузии радона и эмалирующей способности горных пород по кривым эманационного зондирования / И.Ф. Попретинский // Вопросы рудной геофизики. 1961. Вып.2.С.105.

108. Сердюкова, A.C. Определение коэффициентов диффузии по величине концентрации радона в воздухе горных пород и тупиковых выработок / A.C. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов, М.П. Заводская // Изв. АН СССР. Физ. Земли. 1965. №7.

109. Хайкович, И.М. О накоплении эманации в камере, установленной на поверхности радиоактивной породы / И.М. Хайкович // Вопросы рудной геофизики. Вып. 1. -М.: Госгеолтехиздат, 1960. С. 62.

110. Хайкович, И.М. Интенсивность гамма-излучения радиоактивных пластов при нестационарной диффузии радона / И.М. Хайкович // Вопросы разведочной радиометрии. 1958. С. 65.

111. Булашевич, Ю.П. Определение коэффициентов диффузии радона в горных породах методом мгновенного источника / Ю.П. Булашевич, Н.П. Карташов // Сер. Физ. Земли. 1967. № 10. С. 71-76.

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

113. Гулабянц, JI.A. Теоретическая основа нестационарного метода измерения коэффициента диффузии радона в пористой среде / JI.A. Гулабянц, М.И. Лившиц, A.A. Цапалов // АНРИ. 2006. - №2. - С. 35-37.

114. Гулабянц, Л.А. Экспериментальное устройство для измерения коэффициента диффузии радона в материалах / Л.А. Гулабянц, A.A. Цапалов // АНРИ. 2006. - №4. - С. 35-37.

115. Бодаренко, В.М. Противорадоновая защита в жилых и общественных зданиях / В.М. Бондаренко, Н.В. Демин, B.C. Рогалис // АНРИ. 2005. - №1. - С. 46-48.

116. Шашкин, B.JI. Эманирование радиоактивных руд и минералов / B.JI. Шашкин, М.И. Пруткина. М.: Атомиздат, 1979. - 112 с.

117. Гулабянц, JI.A. Плотность потока радона как критерий оценки радоно-опасности / JI.A. Гулабянц, Б.Ю. Заболотский // АНРИ. 2004. - №3. - С. 16-20.

118. Экспозиционные эманационные методы поисков месторождений полезных ископаемых / В.К. Титов, В.А. Венков, Т.Л. Авдеева, Е.И. Кув-шинникова — Л.: Недра, 1985. 132 с.

119. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М.: Высшая школа, 1967.-600 с.

120. Рыбьев, И.А. Основы строительного материаловедения в лекционном изложении / И.А. Рыбьев.-М.: Астрель: ACT: Хранитель, 2006. 604 с.

121. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник / Ю.М. Баженов М.: АСВ, 2003., 500 с.

122. Тейлор, Х.Ф. Химия цементов / Х.Ф. Тейлор.-М.: Изд-во литературы по строительству, 1969.-428 с.

123. Рояк, С.М. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология: Т. ХУ1. Вып.4 / С.М. Рояк, И.И. Курбатова. М., 1973.

124. Волженский, A.B. Минеральные вяжущие вещества: учеб. для вузов / A.B. Волженский. М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.

125. Шейкин, А.Е. Превращения в сульфатсодержащих фазах и их влияние на прочность цементного камня /А.Е. Шейкин // Специальные цементы и бетон: тр. МИИТ. Вып. 441.- М., 1974.

126. Курбатова, И.И. Химия гидратации портландцемента/ И.И. Курба-това.-М.: Стройиздат, 1977. -159 с.

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

128. Стрелков, М.И. Изменение истинного состава жидкой фазы, возникающей при твердении вяжущих веществ и механизме их твердения / М.И.

129. Стрелков // Совещание по химии цемента: сб. материалов науч. тех. конф. -М.: Стройиздат, 1956.

130. Ахвердов, И.Н. Исследование методом СВЧ поглощения кинетики связывания воды при твердении цементного камня / И.Н. Ахвердов // Докл. АН БССР, 1972. Т. XVI. №3.

131. Рамачандран, B.C. Наука о бетоне: физико-химическое бетоноведе-ние: справ, пособие / B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, Дж. Бодуэн. —М.: Стройиздат, 1986.-278 с.

132. Пантелеев, A.C. Гидратация клинкерных минералов и твердение цемента / A.C. Пателеев, В.В. Тимашев // Силикаты.- 1959.- Вып. 2.-С. 24-47.

133. Коловрат-Червинский, JI.C. О выделении эманаций из твердых тел или расплавленных солей, содержащих радий // Тр. радиевой экспедиции Российской академии наук. № 9. 1918.

134. Спицын, В.И. О механизме выделения эманаций из радиоактивных минералов в жидкие среды // Тр. по изучению радия и радиоактивных руд. Т. 2. -М., Изд-во АН СССР, 1926. С. 264-268.

135. Радиоактивные геофизические методы в приложении к геологии / А.П. Кириков, П.Н. Тверской, А.Г. Граммаков, Г.В. Горшков, Б.С. Айдаркин. ОНТИ Горгеонефтьиздат, 1934. С. 263-271.

136. Старик, И.Е. Вопросы геохимии урана и радия // Академику В.И. Вернадскому к пятидесятилетию научной и педагогической деятельности / И.Е. Старик. -М., Изд-во АН СССР, 1936. С. 445-462.

137. Старик, И.Е. Ралиоактивные методы определения геологического времени / И.Е. Старик . М., ГОНТИ, 1938

138. Старик, И.Е. Основы радиохимии / И.Е. Старик. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1959.

139. Старик, И.Е. Ядерная геохронология / И.Е. Старик. -М-Л.: Изд-во АН СССР, 1961.

140. Старик, И.Е. Эмалирующая способность минералов / И.Е. Старик, О.С. Меликова// Тр. Радиевого института. Т. 5, Вып. 2.1957. С. 184-202.

141. Старик, И.Е. Факторы, влияющие на эманирующую способность искусственных солей и минералов / И.Е. Старик, О.С. Меликова // Радиохимия. Т. 1, Вып. 5. 1959. С. 196-203.

142. Иохельсон, С.Б. О выделении горными породами радона при высоких температурах / С.Б. Иохельсон // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1958. №12. С. 1451-1457.

143. Косов, Н.Д. Эманирование минералов и определение абсолютного геологического возраста / Н.Д. Косов, В.В. Чердынцев // В кн.: Бюллетень Комиссии по определению абсолютного возраста геологических формаций. Вып. 1.-М.: Изд-во АН СССР. 1955. С. 22-28.

144. Никитин, Б.А. О выделении радона из урановых минералов / Б.А. Никитин, Э.К. Герлинг // Тр. Радиевого института. Т. 4. -JL, 1938. С. 318-322.

145. Притчин, Б.П. К динамике выделения накопленного радона при нагревании горной породы // Атомная энергия. 1968. Т. 25. Вып. 4. С. 324—325.

146. Страшников, Н.С. Зависимость эманирования минералов от температуры / Н.С. Страшников, Н.З. Насырова // Сб. науч. работ Казах, гос. ун-та. Оптика. Ядерные процессы. Алма-Ата, 1959. С. 3-13.

147. Пруткина, М.И. Эманирование радона из урановых руд и минералов в жидкости / М.И. Пруткина, B.JI. Шашкин // Атомная энергия. 1967. Т. 22. Вып. 2. С. 140-141.

148. Шашкин, B.JI. О механизме эманирования радиоактивных минералов и руд / B.JI. Шашкин, М.И. Пруткина // Атомная энергия. 1970. Т. 29. Вып. 1. С. 41-42.

149. Захарчук, С.А. Радиоактивность природного облицовочного камня / С.А. Захарчук, Г.В. Демура, И.А. Крампит // АНРИ. 1999. - №3. - С.4-9.

150. Шавгулидзе, З.Д. Природные радиоактивные элементы в некоторых строительных материалах города Тбилиси / З.Д. Шавгулидзе, В.А. Джаши, Т.В. Шенгелая // АНРИ. 2005. - №4. - С.61-64.

151. Общий курс строительных материалов: учебное пособие для строит, спец. вузов / И.А. Рыбьев, Т.И. Арефьева, Н.С. Баскаков, Е.П. Казеннова, Б.Д. Коровников, Т.Г. Рыбьева.-М.:Высш. шк., 1987.-584 с.

152. ГОСТ 27006-86. Бетоны. Правила подбора состава / Госстрой СССР. -М., 1986.

153. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности / Госстрой СССР.-М., 1986.

154. Тимофеев, A.M. Методы и результаты исследования тепломассо-обменных свойств и температурно-влажностного режима многокомпонентных систем с фазовыми переходами: автореф. дис. д-ра техн. наук. -Якутск, 2006.

155. ГОСТ 10060.1-95. Базовый метод определения морозостойкости / Минстрой России. М., 1995.

156. Баженов, Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Баженов. -М.: Стройиздат, 1975.-268 с.

157. Горяйнов, К.Э. Технология теплоизоляционных материалов и изделий / К.Э. Горяйнов, С.К. Горяйнова: учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1982.-376 с.

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

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

160. Нерубенко, С.Л. О совершенствовании методов испытания бетона на морозостойкость / С.Л. Нерубенко, В.А. Гвоздев // Бетон и железобетон. — 1998.-№5.-С. 21-23.

161. ГОСТ Р 51617-2000. Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия / Госстрой России. М., 2000.

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

163. Облучение от естественных источников ионизирующего излучения: Доклад НКДАР Генеральной ассамблее ООН за 1988 год. Нью-Йорк, 1988.92 с.

164. МУ 2.6.1.1088. Оценка индивидуальных эффективных доз облучения населения за счет природных источников ионизирующего облучения: метод, указания / Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. -М., 2002.

165. Пат. номер 2153714 Российская Федерация. Композиция для защиты от естественного радиационного фона / А.Н. Волгушев, А.Е. Никитин, Д.Н. Абдурашитов, В.Э. Янц, A.A. Смольников, A.A. Клименко, С.И. Васильев, С.Б. Осетров. № 98123524/03

166. Павлов, И.В. Задачи и методы радиационного контроля при строительстве зданий / И.В.Павлов и др. // АНРИ. -2003. -№3.

167. Интернет-издание NewsProm.Ru. Руководитель проекта Сергей Пересторонин.

168. Пат. номер 1823554 Российская Федерация. Способ радоноизоля-ции зданий / И.Ю. Сорока, А.И. Молчанов. №, 4885700/33; опубл. 30.10.90.

169. МДС 31-1.98. Рекомендации по проектированию полов (в развитие СНиП 2.03.13-88 «Полы») / АО «ЦНИИпромзданий». -М., 1998.

170. СНиП 2.03.13-88. Полы / Госстрой СССР. -М., 1988.

171. Оценка массовых методов измерения плотности потока радона с поверхности грунта / И.В. Тарасов, P.A. Назиров, С.А. Кургуз, В.В. Родионова // Тр. НГАСУ. Т.9. № 3 (37). Новосибирск: НГАСУ, 2006. С. 34-35.

172. Пат. номер 2333174 Российская Федерация. Цементный бетон / P.A. Назиров, Е.В. Пересьгпкин, В.И. Верещагин, И.В. Тарасов, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин. № 2006145508/03; заявл. 20.12.2006.; опубл. 10.09.2008. Бюл. №25. -4 с.

173. Назиров, РА. Цементный бетон с низкой естественной радиоактивностью / РА. Назиров, ЕВ. Пересьгпкин, ИВ. Тарасов // Технологии бетонов. 2008. №3. - С. 8-9.

174. Тарасов, И.В. Ограничение поступления почвенного радона в воздух помещений зданий как основной фактор снижения облучения населения / И.В. Тарасов, С.А. Кургуз, В.А. Воеводин // Материалы 7-й межрегион, на-уч.-практ. конф. Омск, 2007. С. 17-21.

175. Перспективы развития пассивных радонозащитных систем для зданий / P.A. Назиров, И.В. Тарасов, С.А. Кургуз, Е.В. Пересыпкин // Проблемы архитектуры и строительства: сб. материалов XXV регион, науч.-техн. конф. Красноярск: ИАС СФУ, 2007. С. 147-151.

176. Тарасов, И.В. Разработка высокоэффективных цементных монолитных радонозащитных барьеров / И.В. Тарасов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сб. ст. VII Международ, науч.-техн. конф. Пенза: ПДЗ, 2008. С. 192-195.

177. Тарасов, И.В. Определение коэффициента диффузии радона в цементных бетонах и растворах / И.В. Тарасов // Сб. материалов науч.-практ. конф. «Научно-техническое творчество молодежи путь к обществу, основанному на знаниях» - М.: МГСУ, 2007. С. 59-60.

178. Назиров, P.A. Исследования влияния попеременного замораживания и оттаивания на выход радона из тяжелого бетона / P.A. Назиров, И.В. Тарасов // Технологии бетонов. 2008. №4. - С. 24-26.

179. Министерство здравоохранения Российской Федерации Федеральное государственное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае» Испытательный лабораторный центр Отделение радиометрии радона1. СПРАВКА

180. О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК

181. Тарасов И.В. проводил исследования по оценке корректности результатов измерений плотности потока радона (ППР), получаемых двумя массовыми методами:

182. Экспрессный метод измерения ППР с поверхности земли с помощью радиометра радона типа РРА-01М.

183. Метод определения плотности потока радона на участках застройки сорбционным способом с использованием активированного угля.

184. Среднее значение 225 ±5 55 ±22

185. Таким образом, в результате проведенных исследований Тарасовым И.В. было установлено, что более корректным является метод измерения ППР, основанный на адсорбции газа радона на активированном угле.

186. Обработка данных, включающих около 3000 измерений, выполненных в разных районах г. Красноярска позволила установить, что эмпирическое распределение значений ППР приближается к логнормальному закону (рис. 1).0 20 40 М £0 1 00 120 140 160 100 200

187. Плотность потока радона, мБк/{с"м 2)

Похожие работы

Строительство
05.23.00