Анотація до роботи:

Лемешев М.С. Радіозахисні покриття із бетелу-м. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 — будівельні матеріали та вироби. — Вінницький національний технічний університет, Вінниця — 2006.

В роботі теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено наукову гіпотезу про набування бетелом-м радіозахисних властивостей за рахунок введення в його структуру електромагнітного дрібнодисперсного наповнювача порошку шламу сталі ШХ-15. Показано механізм дії добавки дрібнодисперснрго шламу сталі ШХ-15 і встановлені закономірності впливу на реологічні, фізико-механічні, радіозахисні властивості ніздрюватих і щільних бетонів. Розроблено технологічні основи отримання спеціального бетону з необхідними фізико-механічними, електромагнітними і радіозахисними властивостями. Встановлені рецептурно-технологічні параметри для виготовлення радіопоглинаючого покриття огороджуючих конструкцій в залежності від технології влаштування. Досліджено кількісні характеристики процесів послаблення ЕМВ бетелом-м щільної, ніздрюватої та варіатропної структури в діапазоні частот 4 — 30 ГГц.

1. В результаті проведення аналітичних досліджень встановлено, що у великих індустріальних містах гранично допустимий рівень ЕМВ в сантиметровому діапазоні перевищений в 10 — 70 раз. Для захисту від “електромагнітного смогу” з санітарно-гігієнічної точки зору доцільно використовувати будівельні конструкції і матеріали поліфункціонального призначення, які поєднують в собі і радіозахисні властивості.

2. Теоретично обґрунтована і експериментально підтверджена можливість отримання спеціального електропровідного бетону з радіоекрануючими і радіопоглинаючими властивостями завдяки використанню в його складі реакційно-спроможного металевого мікронаповнювача порошку шламу сталі ШХ-15. Наявність закису заліза (FeO), магнетиту (Fe₃O₄) і Fe₂O₃ у верхньому шарі невідновленого шламу додає йому феромагнітні властивості, які характерні для радіозахисних композицій.

3. Для металонасичених бетонів характерна наявність об’ємної електропровідної матриці з великою площею границі розподілу фаз дисперсного металевого наповнювача та діелектричної зв’язки. Тонкодисперсні луски металу в основному мають різку поверхню розділу, одночасно виконують функцію мікрофібри, що в свою чергу позитивно позначається на фізико-механічних властивостях таких композицій. По мірі збільшення добавки металевого наповнювача до 34 мас. % міцність на стиск зростає до 23 %, щільність складає 2030 кг/м³. Подальше збільшення вмісту металевого наповнювача призводить до зменшення міцності і щільності зразків за рахунок зростання водопотреб та збільшення пористості композиції.

4. Встановлено, що мікроструктура бетелу-м представлена правильною упаковкою агрегатів взаємопроникаючих фаз електропровідного і діелектричного наповнювачів. Форма і вміст новоутворень та щільність структури залежать від ступеня розрідження металоцементної фази бетелу-м. Мають місце різні прояви адгезії гідросилікатного гелю на поверхні наповнювачів, що підтверджує реакційну спроможність окисленого залізного порошку. Реальна структура бетелу-м відображає ті передумови, на яких базується теоретичне обґрунтування радіопоглинання і радіоекранування багатокомпонентних композиційних матеріалів за наявності в їх складі об’ємної електропровідної матриці.

5. Виявлено, що використання порошків шламів, як наповнювача бетелу-м, сприяє інтенсифікації новоутворень залізовміщуючих гідросилікатів і гідрогранатів. Збільшення вмісту реакційно-спроможного мікронаповнювача до 70 мас. % в складі цементного каменю сприяє збільшенню кількості залізовміщуючих гідратних новоутворень в структурі матеріалу. Зменшення на ренгенограмах інтенсивності ліній характерних для Са(ОН)₂ в пробах з металевим наповнювачем свідчать про більш повну гідратацію вяжучого і утворення гідросилікатного гелю. Отримані результати ДТА і РФА вказують на можливість штучного синтезу залізовміщуючих гідросилікатів і гідрогранатів для отримання композиційного матеріалу з підвищеними радіозахисними властивостями від ЕМВ.

6. Доведено, що завдяки використанню невідновленого порошку шламу сталі ШХ–15 можливо отримати радіозахисний матеріал з низькою електропровідністю 10² — 10³ Омсм і достатньою магнітною проникністю за рахунок присутності на поверхні порошку шламу закису заліза (FeО), магнетиту (Fe₃O₄) і Fe₂O₃. Такий матеріал характеризується високими втратами на поглинання і низьким коефіцієнтом відбиття.

7. Встановлено, що зміна електрофізичних властивостей макроструктури бетелу-м та геометричних характеристик поверхні виробів з нього, дозволяють отримати матеріал в діапазоні властивостей від екрану з загальною ефективністю екранування 18 — 62 дБ і коефіціентом відбиття до 60 % до радіопоглинаючого виробу з загальною ефективністю екранування 22 — 85 дБ та коефіціентом відбиття до 17 %.

8. Проведено дослідно-промислове випробовування розроблених радіозахисних бетелів-м поліфункціонального призначення. Економічний ефект від використання технології виробництва радіозахисних матеріалів дозволяє зменшити їх собівартість на порядок в порівнянні з зарубіжними аналогами.