Особо тяжелые бетоны: понятие, состав, свойства, характеристики

Особо тяжелые бетоны отличаются титанической плотностью свыше 2500 кг/м³. Если в составе высока доля связанной химически воды, то они причисляются к категории «гидратные». Их применяют только на объектах, которые сталкиваются с радиационной опасностью. Они эффективно задерживают рентгеновское излучение и иные виды волн, которые сопровождают процесс радиационного распада. Это свойство приобретается ими исключительно за счет того, что в составе смеси присутствует химически связанная вода. Она прекрасно гасит практически любое ионизирующее излучение. Эта разновидность бетонов обладает повышенными показателями прочности, жаростойкости, внешним воздействиям механической природы, в них мало микропор, они почти не подвержены усадке.

В качестве заполнителей востребованы заполнители с высокими показателями плотности от 4500 до 6500 кг/м³. При производстве в обязательном порядке применяют многоступенчатую систему контроля качества бетонной смеси. Это важно, чтобы защитные свойства полностью соответствовали требованиям строительных нормативов. В качестве вяжущего компонента выступают: гипсоглиноземистый расширяющийся или глиноземистый цемент, шлакопортландцемент, пуццолановый цемент, портландцемент.

Барит (сульфат бария)

Его получают из горной породы.

• Плотность составляет 4500 кг/м³
• Предельно допустимая прочность на сжатие – 50 МПа
• Уровень водопоглощения – 1–2 %
• Плотность готового бетонного камня – 3700 кг/м³
• Прочность зависит от соотношения цемента и воды и варьирует в интервале от 24,6 до 43,0 МПа

Магнетит (магнитный железняк)

Железная руда со слабым уровнем кислотности.

• Плотность составляет 4500–5000 кг/м³
• Предельно допустимая прочность на сжатие – 200 МПа
• Уровень водопоглощения – 1–2 %
• Плотность готового бетонного камня – 4000 кг/м³
• Прочность зависит от соотношения цемента и воды и варьирует в интервале от 24,6 до 43,0 МПа

Гематитовая руда, которая содержит красный железняк

Железная руда со слабым уровнем кислотности.

• Плотность составляет 4300 кг/м³
• Уровень водопоглощения – 9–10 %
• Плотность готового бетонного камня – 4000 кг/м³

Бурый железняк (лимонит)

Поглощает гамма-лучи и нейтроны. Содержит в своем составе больше химически связанной воды.

• Плотность составляет 3500 кг/м³
• Уровень водопоглощения – 9–10 %
• Плотность готового бетонного камня – 2800 кг/м³

Скрап из чугуна

Чугунный скрап востребован, если требуется прочность конечного бетонного камня от 5000 кг/м³. Такой заполнитель позволяет уменьшить толщину стен, но при этом уровень защиты от гамма-излучения остается прежним. Изготовление заполнителя из чугуна крайне затруднительно. Также он быстро опускается на дно смеси из-за большого веса. Структура его крайне неоднородна. Сам он служит источником радиации вторичного типа. Также наблюдается снижение прочности бетонного камня при применении такого заполнителя, когда она находится под воздействием пучков агрессивных нейтронов.

Особо тяжелые бетоны требуют специальных заполнителей. Их стоимость может во много раз оказаться выше вяжущих компонентов смеси. Также специальные добавки могут значительно увеличить стоимость такого строительного материала. Они помогают повысить уровень безопасности сотрудников, окружающей среды, оборудования от воздействия радиации. Это такие соединения, как: хлористый литий, сернокислый кадмий, карбид бора. Применяются они в очень ограниченных сферах, обладают уникальными качествами, поэтому и цена на них внушительно большая.