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:     | 1 || 3 |

Радонозащитные свойства лакокрасочных и рулонных материалов для покрытий бетонных конструкций

-- [ Страница 2 ] --

Ежегодно приборы проходили государственную метрологическую поверку в Государственном научно-метрологическом центре «ВНИИФТРИ» Госстандарта России (г. Москва) и имеют соответствующие свидетельства установленного образца. Причем, один из радиометров аттестован в качестве рабочего эталона для передачи размера единицы ОА радона-222 в воздухе в диапазоне от 20 до 2.10-6 Бк/м3. Достоверность и воспроизводимость показаний приборов подтверждена также результатами тестовых испытаний при нормальных и критических условиях эксплуатации с использованием калибровочных (метрологически-стандартных) источников радона.

Номенклатура исследуемых покрытий представлена в таблице. Их выбор был обусловлен доступностью и широким применением в строительной практике.

При нанесении слоя покрытия изменяются первичные кинетические параметры радоновыделения из образца материала, в частности величина плотности потока радона q, выделившегося с единицы площади образца за единицу времени (Бк/м2с). Её определение основано на анализе графика накопления радона в замкнутом объеме из образца материала (бетона) размерами 150х150х150 с известным содержанием радия-226.

Алгоритм расчета по данным «АlрhaGUARD РQ2000» реализован в системе программирования МаthCAD.

Эффективность ралонозащиты (П) покрытия определялась как

где n - порядковый номер испытания покрытия после нанесения очередного слоя покрытия (1,2,3..n); 0 - обозначение исходного испытания образца бетона без покрытия.

Подготовка и порядок проведения измерений проводились в соответствии с «Методическими рекомендациями по работе с эманационным контейнером. РТ Роsitron Теchnо1оу GmbH» (Fгаnkfurt/М, 1994) в герметичном контейнере емкостью 50 л. Выбор методики был продиктован возможностью соблюдения условий оптимального определения диффузионных характеристик для стандартного образца строительного материала (150х150х150) или фрагмента ограждающей конструкции, в частности обеспечение наименьшего соотношения между объемами исследуемого образца, ионизационной камеры прибора и внутренним объемом контейнера. Поскольку каждый из линейных размеров образца был меньше длины диффузии радона в бетоне, то схема эксперимента предусматривала полное выделение радона, образующегося внутри бетона.

Испытания проводили следующим образом.

Образец бетона после взвешивания и обмера его линейных размеров помещали в герметичный контейнер, в котором при помощи радиометра «АlрhaGUARD РQ2000» регистрировали изменение ОА радона-222 в течение 72 ч. Первоначально испытывали образец без покрытия, затем на всю поверхность образца наносили исследуемое покрытие, и образец вновь подвергали испытанию. Их повторяемость (серия) определялась числом актов послойного наращивания покрытия или принудительного изменения его структуры. При этом расходы материалов соответствовали рекомендуемым для каждого вида покрытия.

Покрытый образец считался пригодным к испытаниям, если после высыхания покрытия на поверхности образца наружным осмотром не выявлялось наличие дефектов (непокрытые участки, трещины и т.п.), а также, если по истечении рекомендуемого времени для формирования слоя масса покрытия оставалась постоянной при нормальных условиях среды.

Интервал между реализацией единичных экспериментов не превышал 2 суток, исключая время, необходимое для нанесения слоя того или иного вида покрытия и полного его высыхания (от 2 ч до 4 сут.). Соответственно максимальный интервал времени между экспериментами одной серии (для масляной краски) составил не более 6 суток.

После принудительного разрушения исследуемого образца определяли содержание естественных радионуклидов в материале, в частности радия-226 как материнского элемента радона-222. Определение осуществлялось путём обработки спектрограмм, полученных при гамма-спектрометрическом анализе с использованием

поверенного сцинтилляционного спектрометра «Прогресс». Порядок проведения измерений и подготовка проб осуществлялись согласно требованиям ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов».

Послойное наращивание толщины покрытия в опытной серии определялось приращением от опыта к опыту расхода материала на единицу поверхности бетонного образца.

В главе З представлены результаты исследований радонозащитных свойств лакокрасочных материалов, традиционно используемых при отделке ограждающих строительных конструкций.

С увеличением расхода лакокрасочного материала и, следовательно, его толщины эффективность радонозащиты покрытия также увеличивается (рис. 4 и 5).

При этом наблюдаются следующие ситуации, когда при нанесении последующего слоя происходит:

- пропорциональный (соотносимый) рост эффективности радонозащиты (латекс СКС-65 ГП, масляная краска, эмаль ГФ-230 ВЭ, эпоксидный клей ЭДП);

- непропорциональный рост эффективности радонозащиты (олифа «Оксоль», лак ПФ-283, краска «Тиккурила», жидкое стекло строительное);

- пропорциональное уменьшение эффективности радонозащиты (латексная эмульсия, битумный лак, жидкое стекло калиевое и натриевое).

Установлено, что для каждого вида покрытий способность препятствовать радоновыделению из образца бетона различна и варьируется в достаточно широких пределах. Наиболее эффективными показали себя олифа «Оксоль», латексная краска «Тиккурила» на акрилатной основе и лак Пф-283. При трехслойном нанесении на поверхность образца их эффективность радонозащиты превышает 50 %.

Наименее эффективны битумный лак, жидкое стекло (калиевое и натриевое) и латексная эмульсия. Для них при тех же условиях эффективность радонозащиты не превышает 10 %.

На основании гипотезы об идентичности математического описания повышения радонозащиты относительно толщины слоя для всех видов лакокрасочных покрытий полученные данные могут быть аппроксимированы с высокой достоверностью уравнением вида

где П - эффективность радонозащиты покрытия; К - показатель эффективности; h - толщина слоя в зависимости от агрегатного состояния материала покрытия; х0 - пробег атома отдачи радона-222 в воздухе (принимается равным - 100 мкм).

Показатель К условно делит область координат «П-h» на две части: левая - область эффективных (свыше 50 % при нанесении третьего слоя) покрытий (К >1), правая - область неэффективных (ниже 50 % при нанесении третьего слоя) покрытий (К<1).

При этом толщина, при которой теоретически достигается полный эффект радонозащиты, должна составлять не менее 700... 800 мкм для покрытий в товарном виде и около 500 мкм - в пересчете на сухой слой. Для низкоэффективных покрытий не менее 1мм и 800 мкм, соответственно.

Были проведены дополнительные эксперименты, целью которых являлось достижение полной радоноизоляции или близкого к ней результата при послойном окрашивании образца бетона разными покрытиями. Для этого в качестве «неэффективного» покрытия был выбран битумный лак, а в качестве «эффективного» - олифа «Оксоль». Для уменьшения расходов битумного лака и олифы при нанесении первого слоя поверхности образцов были обработаны составом ГКЖ-94 с расходом 0,16 кг/м2 (в товарном виде). Эксперимент также считался оконченным, если по достижении требуемой толщины покрытия условие полной радоноизоляции не наблюдалось. Результаты экспериментов показаны на рис. 6.

Для олифы «Оксоль» реальная толщина, необходимая для полной радоноизоляции, близка к прогнозируемому значению (около 500 мкм). Для битумного лака как модели «неэффективного покрытия» подтверждается предположение о том, что толщина сухого слоя, необходимая для полной радоноизоляции, должна быть не менее 800 мкм. При этом количество наносимых слоев для битумного лака составило 10, а для олифы - 5.

Характерно, что обработка поверхности бетона ГКЖ-94 перед нанесением покрытий в обоих случаях практически не снизила радоновыделение из образцов. При этом следует отметить, что после обработки ГКЖ-94 водопоглощение идентичных образцов бетона уменьшилось в 8 раз.

Установлено, что наибольшей эффективностью радонозащиты обладают те лакокрасочные материалы, для которых отношение массы материала в товарном и сухом виде минимально и не превышает 2. Данный показатель может рассматриваться в качестве критерия для первичной оценки и прогнозирования радонозащитных свойств того или иного лакокрасочного покрытия.

Отмечается, что если формирование первого слоя у всех покрытий не вызывает заметного повышения радоноизолирующей способности, то уже при формировании второго слоя дифференцирование таких свойств имеет ярко выраженный характер. Так, например, для эффективных покрытий фактически полная их воздухо- и водонепроницаемость (по ГОСТ 12730.5-84) наблюдается уже при формировании второго слоя, И это также может являться первичным критерием при оценке радоноизолирующих свойств различных покрытий.

Установлено, что эффективными являются составы лакокрасочных покрытий с молекулярной массой полувысыхающей и невысыхающей основы не менее 300 а.е.м., а также составы с минимальным массовым вкладом пигментов и наполнителей. Это подтверждается результатами испытаний экспериментального состава (рис. 7), моделируемого вышеназванные требования. Его эффективность радоноизоляции значительно выше, чем для других исследуемых покрытий, и практически близка к полной.

Для оценки влияния дефектов в сплошности лакокрасочных покрытий на радоновыделение из образца штучного строительного материала были проведены следующие эксперименты.

После трехразового нанесения эффективного лакокрасочного покрытия на образец бетона на его поверхности искусственно создавался дефект размерами 1х1 см. В качестве покрытия применялись олифа «Оксоль» и краска «Тиккурила», показавшие в предыдущих экспериментах максимальные значения эффективности радонозащиты. Глубина дефекта соответствовала толщине полученного слоя покрытия. После этого образец с дефектом покрытия подвергался испытанию. Результаты показаны на рис. 8.

Притом, что площадь дефекта в обоих случаях составила менее чем 0,1 % от всей покрываемой поверхности образца, эффективность многослойного окрашивания как радоноизолирующего покрытия снизилась более чем в пять раз. Таким образом, наличие даже незначительных дефектов в сплошности на исследуемых покрытиях приводит к резкому снижению эффекта радоноизоляции, каким высоким он бы не был,

Для оценки такого критерия при нанесении покрытий, как «качество работ», или по-другому — оценка сплошности покрытия, нами была проведен следующий эксперимент.

В герметичный контейнер помещали образец высокоэманирующего строительного материала в открытом стеклянном сосуде, высота которого была меньше длины диффузии радона в материале. Схема эксперимента предусматривала радоновыделение только через одну грань образца. Площадь радоновыделения от опыта к опыту искусственно увеличивалась и составила 3,1410-6; З,9510-3 и 0,12 м2 соответственно.

При том, что отношение площадей свободного радоновыделения при различных схемах эксперимента изменялось на четыре порядка, значение равновесной ОА радона в контейнере уменьшалось лишь вдвое. При изменениях площади свободного радоновыделения в пределах одного порядка значение равновесной ОА радона в контейнере практически не изменяется.

Таким образом, можно констатировать, что величина свободной площади радоновыделения не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на процесс радоновыделения из толщи образца. На наш взгляд, это объясняется наличием в образовавшейся структуре материала сильно разветвлённой сети сообщающихся между собой поровых каналов, непосредственно имеющих выход через поверхностные поры,

капилляры и трещины к поверхности образца. По такой сети поровых каналов радон-газ диффундирует к открытому участку поверхности, а так как размер атома радона-222 намного меньше среднего диаметра порового канала, то практически всё количество эманации в образце может выйти из открытых пор, расположенных на незначительной площади поверхности образца.

Даже при абсолютном качестве наносимого покрытия на поверхность бетонного ограждения остается без внимания ряд факторов, каждый из которых может свести на нет эффективность радонозащитных мероприятий.

Одним из таких факторов является образование дефектов на поверхности ограждающих конструкций вследствие, например, усадочных деформаций здания.

Каналы электропроводки и электроарматуры (электрические розетки и выключатели) в стеновых ограждениях и перегородках также являются местами дополнительного поступления радона.

Еще один фактор в равной мере обусловлен как поведенческой функцией человека, так и сложившейся практикой дизайна жилищного интерьера. В частности, сверление и пристрелка по бетону внутри помещений для расположения электроприборов, мебели и декоративных элементов не только нарушают сплошность покрытий, но предполагают также распределение таких точечных нарушений покрытия на поверхности покрываемой конструкции.

В главе 4 представлены результаты исследований радонозащитных свойств различных рулонных и штучных материалов.

Наименее эффективны оказались традиционные материалы: бумажные обои и кафельная плитка. для них эффективность радонозащиты не превышает 5 %. При этом бумажные обои были нанесены в два слоя и дополнительно покрывались слоем латексной эмульсии.

Эффективность укладки рубероида, наклеиваемого на битумную мастику, не превысила 20 %, а для алюминизированной фольги как материала изначально «непрозрачного» для атомов радона-222 его эффективность составила около 30%.

Объяснение этому видится в «свободном» радоновыделении из стыков рулонных материалов. В этом случае полученные данные хорошо согласуются с результатами экспериментов для лакокрасочных покрытий, когда даже незначительные дефекты в сплошности покрытий (не более 0,1 % поверхности) приводят к резкому снижению эффекта радоноизоляции.

Исключением являются специальные гидроизоляционные материалы серий «ТехноЭЛАСТ» и «ТеХполимер», к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования. При этом качество и способ укладки одного и того же материала существенно влияет на эффективность радонозащиты изготавливаемого полотна.

Результаты экспериментов, показанные на рис. 9 свидетельствуют, что эффективность радонозащиты для материала, наносимого методом горячего наплавления, (около 80 %) оказалась выше эффективности радонозащиты для покрытия из того же материала, наносимого методом приклеивания, (54 %).

Таким образом, вид рулонного материала и его толщина не являются достаточными критериями, определяющими радонозащитные свойства формируемого полотна. В большей мере его радонозащитная способность определяется герметизацией стыков и швов.

В главе 5 приведены сведения о практической реализации результатов исследования.

В настоящее время отсутствует федеральная нормативно-правовая база (ГОСТЫ, СНиПЫ и пр.), закрепляющая за теми или иными строительными материалами и конструкциями статус радонозащитных. Действие документов, реализованных в качестве дополнений к территориальным строительным нормам, или отчетов о НИР носит лишь рекомендательный характер и ограничивается ведомственными рамками либо границами территорий некоторых субъектов РФ.

Основные результаты исследований реализованы в вышедшем в 2002 г. нормативном документе «Рекомендации по проектированию и устройству систем противорадоновой защиты зданий и сооружений на территории Красноярского края» (далее - «Рекомендации»).

В «Рекомендациях» на основе обобщения зарубежных и отечественных данных показаны основные источники и пути поступления радона в здания, сформулированы основные принципы их противорадоновой защиты, изложены предложения по их практической реализации при проектировании и строительстве на территории Красноярского края.

Текст «Рекомендаций» был одобрен и согласован ФГУ «Центр госсанэпиднадзора в Красноярском крае».

При моем участии и соавторстве со специалистами КрасГАСА и Регионального радиологического центра ФГУ «Центр госсанэпиднадзора в Красноярском крае» был подготовлен проект «Территориальных строительных норм Красноярского края «Радиоэкологическое сопровождение инженерных изысканий для строительства и проектирования жилых, общественных и производственных зданий (далее – проект ТСН)

В частности, положения проекта ТСН устанавливают и конкретизируют:

- перечень, последовательность, периодичность, объем проведения необходимых работ, входящих в состав радиоэкологического сопровождения инженерных изысканий для строительства и проектирования жилых, общественных и производственных зданий на территории Красноярского края;

- критерии для принятия решений о необходимости выполнения дополнительных работ по дезактивации участка застройки, проектирования и применения специальной противорадоновой защиты зданий применительно к базовым условиям Красноярского края.

В настоящий момент проект ТСН находится на стадии согласований и утверждения в ведомственных структурах при администрации Красноярского края. Актуальность разработки проекта ТСН характеризуется полученными положительными отзывами и заключениями таких ведомственных структур, как ФГУП Красноярский трест инженерно-строительных изысканий «КрасноярскТИСИз», Главного управления по делам ГОЧС, Управления архитектуры и градостроительства администрации Красноярского края, ФГУ «Центр госсанэпиднадзора в Красноярском крае» и пр.

Результаты исследований в рамках диссертационной работы также получили практическое применение при проведении экспертных радиоэкологических исследований и работ по контролю качества выпускаемой продукции в производственных условиях.

На реальных примерах показаны результаты снижения в зданиях высоких уровней радона до нормируемых показателей после проведения необходимых противорадоновых мероприятий, выбор которых был обоснован результатами комплексного анализа возможных источников поступления радона и расчетом.

Рассмотрены наиболее вероятные направления при разработке высокоэффективных противорадоновых покрытий, основанные на результатах испытаний различных экспериментальных составов.

На основании экспериментальных данных и теоретических изысканий предложен новый, отличный от существующих принцип формирования защитного слоя для высокоэффективного противорадонового покрытия. В частности, для горизонтально расположенных конструкций показана возможность достижения полного эффекта радонозащиты при использовании невысыхающих материалов и составов с молекулярной массой основы не менее 300 а.е.м.

Приводимые выше сведения документально подтверждены соответствующими актами о выполнении работ и приведены в приложениях.

Основные выводы



Pages:     | 1 || 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.