авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Радонозащитные свойства лакокрасочных и рулонных материалов для покрытий бетонных конструкций

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Кургуз Сергей Александрович


РАДОНОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ
И РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ
БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ


25.00.36. — Геоэкология,
05.23.05. — Строительные материалы и изделия


Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Красноярск 2003

Работа выполнена в Красноярской государственной архитектурно-строительной академии (КрасГАСА) и Региональном радиологическом центре ФГУ «Центр госсанэпиднадзора в Красноярском крае» (РРЦ ЦГСЭН в Красноярском крае)


Научный руководитель:
кандидат технических наук Р.А. Назиров


Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор О.И. Недавний
доктор технических наук, профессор В.И. Верещагин


Ведущая организация:
Институт «КРАСНОЯРСКГРАЖДАНПРОЕКТ»
660010, г. Красноярск, пр. Им. газ. «Красноярский Рабочий», д. 126


Защита диссертации состоится 30 октября 2003 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.265.02 при Томском государственном архитектурно-строительном университете (ТГАСУ) по адресу: 634003, г. Томск, пл. Соляная, д. 2, ауд. 1172

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета


Автореферат разослан 25 сентября 2Ю03 г.


Ученый секретарь
диссертационного совета,
д.г.-м.н ГГ. Щербак

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. По данным Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН наибольшая часть дозы облучения (около 80 % от общей), получаемой населением в обычных условиях, связана именно с природными источниками радиации. Более половины этой дозы обусловлено присутствием газа радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в воздухе зданий, в которых человек проводит более 70 % времени.

Радон - это природный радиоактивный газ, образующийся в результате распада радия-226 в ряду естественного урана. Вдыхание воздуха с высокой активностью радона и его ДПР приводит к увеличению риска и частоты заболевания раком легких. По оценке службы здравоохранения США у населения США зарегистрировано около 20 000 случаев заболевания раком легких с летальным исходом, вызванного воздействием радона. Ущерб для здоровья населения, по её оценке, «возможно в 10 раз превышает ущерб от загрязнения воздуха вне помещения».

Медицинские и радиогеоэкологические исследования, выполненные в странах Западной Европы, показали, что в зависимости от дозы, создаваемой радоном, облучение населения за 70 лет жизни составляет от 0,2 до 1,5 Зв (20. 150 бэр), то есть облучение жителей наиболее радоноопасных регионов превышает «нормальный» уровень облучения (0,07 Зв) в десятки раз.

Установлено, что более 2/3 количественного поступления радона в здания обусловлено эксгаляцией газа из грунтового основания здания и эманированием радона из строительных материалов. Основные пути проникновения радона в жилища, как правило, и определяют выбор и проведение необходимых мер вмешательства с целью улучшения радоновой обстановки внутри здания.

Ряд мероприятий противорадоновой защиты основан на применении различных покрытий и составов, препятствующих выделению радона из строительных конструкций. Несмотря на широкий спектр возможных технических решений защиты, всё ещё не установлены нормированные параметры, позволяющие производить количественное сравнение эффективности различных решений. Отсутствуют представительные расчётные модели, позволяющие прогнозировать содержание радона в помещениях в случае применения тех или иных средств защиты. Дело осложняется чрезвычайной критичностью многих решений к такому количественно неопределяемому фактору, как «качество строительных работ». Поэтому все предписания по способам противорадоновой
защиты имеют рекомендательный характер, ни одно из них, как правило, не основан на точном расчёте и не нормировано.

Диссертационная работа выполнена в рамках научно-исследовательской
темы ГБ № 69 «Исследование и разработка методов прогнозирования радиационных параметров материалов и строительной продукции» (2002-2003 г.г.) по заданию Министерства образования РФ, финансирование которой осуществлялось из средств федерального бюджета, а также в рамках НИР «Районирование по радоноопасности территории г. Красноярска, относящегося к населённым пунктам первой группы радоноопасности» по государственному контракту с ГУ
«Центр реализации программ по экологии и природопользованию Красноярского края» от 10.09.02 г. № 3-45 «О краевой целевой программе «Мероприятия, финансируемые

за счёт средств, поступающих в краевой бюджет от ФГУП «ГХК» за временную выдержку ОЯТ».

Цель работы: Исследование источников поступления радона в здание и оценка эффективности применения в качестве радонозащитных покрытий различных материалов, используемых для отделки бетонных и железобетонных конструкций.

Основные задачи исследования:

- изучение источников поступления радона и характера его распространения в здании;

- изучение влияния различных типов традиционных лакокрасочных и рулонных покрытий, а также способов их нанесения на радоновыделение из строительного материала;

- разработка критериев оценки и практических рекомендаций по проектированию и нанесению радоноизолирующих покрытий для бетонных и железобетонных конструкций.

Научная новизна:

- установлено, что частота обнаружения повышенных уровней радона в воздухе помещений обусловлена особенностями геологического строения и тектонических нарушений территорий населенных пунктов Красноярского края;

- для достижения полного эффекта радоноизоляции толщина сформированного слоя для лакокрасочных покрытий не должна быть меньше величины, равной 5 пробегам атома отдачи радона в воздухе (около 500 мкм);

- эффективными являются составы лакокрасочных покрытий с молекулярной массой полувысыхающей и невысыхающей основы не менее 300 а.е.м.;

- выявлено, что уменьшение площади свободного радоновыделения на четыре порядка сопровождается двукратным уменьшением выхода радона из защищаемой конструкции.

Практическая ценность:

- подтверждено, что для суровых климатических условий Сибири наиболее предпочтительным с позиций энерго- и ресурсосбережения является устройство пассивных радонозащитных систем;

- среднее значение эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в воздухе помещений г. Красноярска оценивается равным 46 Бк/м3 и превышает как средний российский показатель, равный 30 Бк/м3, так и среднемировой - 20 Бк/м3. Максимально зарегистрированное значение ЭРОА радона - 2320 Бк/м3, минимально регистрируемое - < 10 Бк/м3. В 6,5 % зданий ЭРОА радона превышает действующие гигиенические нормативы (НРБ-99), равные 200 Бк/м3 для эксплуатируемых помещений, и 100 Бк/м3 для новых, вводимых в эксплуатацию.

- установлено, что при существующих нормах расходов традиционных лакокрасочных покрытий не обеспечивается качественная радоноизоляция бетонных и железобетонных конструкций;

- разработаны принципы и определены критерии проектирования составов и технологий нанесения радоноизолирующих покрытий;

- выявлено, что наиболее эффективным способом нанесения рулонных покрытий является технология наплавления.

Реализация результатов работы:

Разработаны на основе результатов диссертационных исследований нормативно-техническая документация и рекомендации по устройству систем противорадоновой защиты зданий и сооружений на территории Красноярского края. Результаты работы реализованы в практике экспертных радиоэкологических и радиационно-гигиенических исследований (ФГУ «Центр госсанэпиднадзора в Красноярском крае» ), при проведении мероприятий противорадоновой защиты зданий (Институт «Красноярскгражданпроект» ), а также при выполнении работ по контролю качества выпускаемой продукции в производственных условиях (ЗАО «ТеХполимер» ).

Положения, выносимые на за щиту:

- для базовых условий Сибири наиболее предпочтительным с позиций энерго- и ресурсосбережения является устройство пассивных радонозащитных систем;

- при существующих нормах расходов традиционных лакокрасочных покрытий не обеспечивается качественная радоноизоляция бетонных и железобетонных конструкций;

- для достижения полного эффекта радоноизоляции толщина сформированного слоя для лакокрасочных покрытий не должна быть меньше величины, равной 5 пробегам атома отдачи радона в воздухе (около 500 мкм);

- площадь открытой поверхности не является фактором, определяющим радоновыделение из бетонных и железобетонных конструкций;

- большей эффективностью радоноизоляции обладают составы лакокрасочных покрытий с молекулярной массой полувысыхающей и невысыхающей основы не менее 300, а также с минимальным массовым вкладом наполнителей и пигментов;

- наиболее эффективным способом нанесения рулонных покрытий является технология наплавления.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на ХVII Региональной научно-технической конференции (Красноярск, КрасГАСА, 1999); научно-технической конференции «Актуальные проблемы ограничения облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. Радон-2000» (Пущино, 18-20 апреля 2000); VI научно-практической конференции «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения» (Красноярск, КГТУ, 2000); VIII научно-практической конференции «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсоcбережения» (Красноярск, КГТУ, 2002); II Всероссийской конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций» ) (Красноярск, КГТУ, 2001); IХ Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Красноярск, КГУ, 2003).

Публикации по теме работ. Основные результаты работы изложены в 20 научных публикациях, в том числе 16 статьях и 4 тезисах докладов. Изданы 2 учебных пособия для ВУЗов:

1. Назиров Р.А. Радиационные изыскания в строительстве/ Р.А. Назиров, Г.В. Игнатьев, С.А. Кургуз : Учеб, пособие. - Красноярск: КраеГАСА, 2001. - 106 с.

2. Назиров Р.А. Радиоэкологическое сопровождение строительства / Р.А. Назиров, СА. Кургуз, В.В. Коваленко : Учеб, пособие. - Красноярск: КрасГАСА, 2002. - 147 с.

Выпущен нормативный документ «Рекомендации по проектированию и устройству систем противорадоновой защиты зданий и сооружений на территории Красноярского края» ).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и основных выводов, изложена на 197 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 25 таблиц, список используемой литературы из 142 наименований и 7 приложений на 83 страницах.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, дана краткая аннотация работы, показана её научная новизна и практическая ценность, а также изложены основные положения, вынесенные на защиту, приведены сведения об апробации работы.

Глава 1 посвящена изучению вопросов в области радиационной гигиены населения Красноярского края в сравнении с данными международных организаций здравоохранения, в частности Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН. Показано, что при отсутствии чрезвычайных обстоятельств на территориях проживания воздействие техногенной радиоактивности не является доминирующим дозообразующим фактором для населения. На основании ежегодных отчетов служб госсанэпиднадзора РФ и различных зарубежных статистических материалов показано, что в около 2/3 всей дозовой нагрузки, получаемой человеком в течение жизни, обусловлено природными источниками ионизирующего излучения (рис. 1).

Рассматриваются физические и химические свойства радона, цепочка его радиоактивных преобразований, и излагается информация о единицах и методах измерения объемной активности (ОА) радона в воздухе и его дочерних продуктов распада (ДПР).

На примере зарубежных исследований по мониторингу заболеваний у работников шахт подтверждена значимость радона и ДПР как одного из основных факторов формирования рака легкого у человека.

Рассматриваются принципы регламентирования основных радиационных показателей для РФ и ряда зарубежных стран. Показан анализ радиационного риска и связанного с ним экономического ущерба применительно к территориям РФ. Взгляд на проблему радона с экономической точки зрения подтверждает правильность выводов о том, что наибольшая радиационная опасность для населения обусловлена присутствием газа радона и его ДПР в воздухе жилых, общественных и производственных зданий.

Приведены результаты многолетних исследований, характеризующие центральные и южные территории Красноярского края как радоноопасные. На примере г. Красноярска показана взаимосвязь между особенностями геологического строения территории населенного пункта и радиоэкологическим состоянием его жилой застройки.

На рис. 2 показан геологический план города, где заштрихованная область представляет собой основной разлом и оперяющие его разломы. Основной разлом проходит через Свердловский, Центральный и Железнодорожный районы, немного захватывая Октябрьский район. Картина пространственного распределения частоты регистрируемых значений эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в зданиях (в пределах территории 500 х 500 м), представленная на рис. 3, практически повторяет направление основного разлома. Именно в этих районах было выявлено более 60 зданий повышенной социальной значимости с ЭРОА радона в воздухе помещений, превышающей 200 Бк/м3.

Средняя величина ЭРОА радона в воздухе помещений жилищного и общественного назначения в г. Красноярске без учета аномально высоких значений оценивается равной 46 Бк/м3. Это превышает как средний российский показатель, равный 30 Бк/м3, так и мировой - 20 Бк/м3. Несмотря на кажущуюся незначительность этого превышения, оно эквивалентно 87 избыточным случаям заболевания раком легких на территории края в год. Очевидно, что такая ситуация не может рассматриваться как благополучная.

Данные были получены при обследовании более 3500 помещений различного назначения с применением как мгновенных, так и интегральных методов определения ЭРОА радона. Автор работы принимал непосредственное участие в проведении инструментальных измерений и обработке результатов.

При этом отмечается, что подавляющее число случаев обнаружения высоких уровней радона относится к зданиям, построенным без оценки радиационного состояния, обоснования проекта и отвода земельного участка под строительство.

На основании зарубежного опыта проведения мероприятий по инженерно- строительному вмешательству (на примере Швеции, США и др.) показаны общие принципы осуществления противорадоновых мер защиты здания.

Подробно рассмотрены механизмы и пути поступления радона в здание и особенности его поведения в зависимости от климатических изменений среды.

Основными источниками поступления радона являются грунт под строением и строительные материалы ограждающих конструкций. На основании этого более подробно рассматриваются направления радонозащитных мероприятий, получившие наибольшее распространение в мировой практике:

- изменение режимов проветривания помещений и вентилирование подпольного пространства;

- повышение газонепроницаемости строительных конструкций и устройство пассивной радоноизоляции (барьеры, мембраны, покрытия).

Меры по усилению вентиляции, как правило, трудно прогнозируемы с точки зрения их эффективности применительно к конкретному зданию или помещению. Эффективное применение таких мер (увеличение кратности воздухообмена внутри помещения) бывает ограниченным в холодные сезоны года. данное обстоятельство рассматривается на примере анализа «шведской проблемы» - высоких уровней радона в зданиях.

Ситуация стала возможной, когда в целях экономии тепла (энергии) приоритетом в проектировании индивидуальных жилых домов в Швеции считалось ограничение до минимума воздухообмена внутри зданий за счет чрезвычайной герметизации помещений, что сводило к минимуму вентиляцию. Сравнение климатических показателей территорий, проектно-строительных и радиационно-гигиенических нормативов РФ, Швеции и ряда западных стран показывает, что эффективность мер противорадоновой защиты, связанных с увеличением кратности воздухообмена в помещениях, как правило, не оправдывается с экономических позиций.

В отличие от них мероприятия, нацеленные на повышение газонепроницаемости строительных конструкций, более предпочтительны. Их выбор и характер применения определяются следующими задачами «ограничить»:

- свободное выделение радона, обусловленного присутствием радия-226 в строительных материалах, во внутрь здания из ограждающих конструкций (внутренняя защита);

- проникновение радона из грунта в полости, стыки (поры) ограждающих конструкций, заглубленных в грунт (внешняя защита);

- диффузионный перенос радона через толщу ограждающей конструкции во внутрь помещения (внутренняя или внешняя защита).

В этой связи являются важными решения вопросов, связанных с применением защитных покрытий и конструкций. В частности, вопросов эффективного использования традиционных лакокрасочных и рулонных материалов в качестве радонозащитных покрытий.

Считается, например, что двукратное окрашивание масляной краской или оклейка обоями стен внутри помещения способно снизить их радоновыделение более чем в 10 раз. Однако подобные утверждения, как правило, имеют рекомендательный характер и ограничиваются лишь констатацией факта использования традиционных покрытий при проведении комплекса различных защитных мероприятий без учета их реального вклада, приведших к изменению радоновой обстановки в неблагополучном здании.

На основании этого считаем необходимым определение оптимальных критериев для оценки эффективности применения в качестве радонозащитных традиционных покрытий для внутренней отделки зданий.

В главе 2 приведено описание приборов, методик подготовки и проведения инструментальных измерений, а также представлены характеристики исследуемых материалов.

В качестве основного средства измерений в данной работе использовался радиометр «АlрhаGUARD РQ2000» производства фирмы «Gеnitron Instruments GmbH» (Германия), предназначенный как для «мгновенных» измерений, так и для продолжительного мониторирования ОА радона-222. Радиометры имеют малые габариты, автономны и обеспечивают хранение свыше 7000 результатов

измерения ОА радона и других физических параметров окружающей среды (температуры, влажности и атмосферного давления).



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.