ЭЛЕКТРОПРОВОДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕХНОГЕННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
ELECTRICALLY CONDUCTING COMPOSITION FOR PROTECTION AGAINST TECHNOGENIC RADIATION

Предлагаемое техническое решение относится к области создания элементов защиты от различных техногенных излучений, обеспечивающих максимально возможное снижение их воздействий на функционирование технических средств и биологических объектов.
Аналогичные технические решения известны, см., например, патент Российской федерации №2172989, в котором предложена электропроводная композиция для изготовления радиационно-защитных стен, перегородок и штукатурных растворов, предназначенных для биологической защиты персонала и которая содержит следующую совокупность компонентов (признаков), мас. %:
- цемент - 11÷15;
- тяжелый наполнитель в виде железорудного концентрата - 38÷58;
- баритовый наполнитель - 25÷30;
- пластификатор - 0,1÷0,2;
- вода остальное.
Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного являются:
- цемент;
- тяжелый наполнитель;
- мелкий наполнитель;
- пластификатор;
- вода.
Известна также электропроводная композиция, см. патент Российской Федерации, №2172989, в котором предложена электропроводная композиция для защиты от излучений и которая выбрана в качестве ближайшего аналога, прототипа и которая содержит следующие компоненты, мас %:
- цемент - 7÷15;
- крупный заполнитель (магнетит) - 44÷74;
- мелкий заполнитель (магнетит - 15÷37;
- пластифицирующая добавка - 0,1÷014;
- вода - остальное.
Общими компонентами (признаками) прототипа и предлагаемого технического решения являются:
- цемент;
- крупный заполнитель;
- мелкий заполнитель;
- пластифицирующая добавка;
- вода.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных технических решений, заключается в достижении более равномерного распределения потенциалов напряжения в (эксплуатируемых) известных электропроводных композициях, снижающих воздействие различных видов излучений на персонал и эксплуатируемое электрооборудование.
Причиной невозможного достижения вышеуказанного технического результата является то, что известные электропроводные композиции не обеспечивают в процессе эксплуатации равномерного распределения потенциалов напряжения и не обеспечивают максимально возможного снижения воздействия различных видов излучений на персонал и эксплуатируемое оборудование, а также не обеспечивают необходимый и достаточный выбор компонентов и их соотношений, входящих в состав известных видов электропроводных композиций.
Учитывая характеристику и анализ известных технических решений можно сделать вывод, что задача создания электропроводных композиций, обеспечивающих максимально возможное снижения воздействия различных видов излучений на персонал и эксплуатируемое оборудование, является актуальной на сегодняшний день.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни в одном из них не содержится как всей совокупности признаков предлагаемого технического решения, так и отличительных признаков, что позволило сделать вывод о новизне и изобретательском уровне предлагаемого для патентования технического решения.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что электропроводная композиция, содержащая цемент, тяжелый наполнитель, легкий наполнитель, пластификатор и воду, снабжена сажей при следующем соотношении компонентов, мас. %:
- цемент - 28,0÷30,0;
- сажа - 9,0÷10,0;
- гравий - 14,0÷17,0;
- песок - 30,0÷33,0;
- смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно - и диалкилфенолов - 0,28÷0,3;
- вода остальное.
Введение сажи в предлагаемую электропроводную композицию и изменение количественных соотношений компонентов, входящих в состав электропроводной композиции, обеспечивают надежное и равномерное распределение частиц сажи и их сцепление с другими частями, входящими в состав предлагаемой электропроводной композиции, что, в свою очередь, обеспечивает получение равномерного распределения потенциалов напряжения в эксплуатируемой известной электропроводной композиции и максимально возможное снижение воздействий излучений на обслуживающий персонал и эксплуатируемое электрооборудование. В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Использование цемента менее 28,0 мас. % приводит к получению электропроводного бетона недостаточной прочности, а использование цемента более 30,0 мас. % приводит к перерасходу цемента для получения электропроводного бетона.
Использование сажи менее 9,0 мас. % приводит к недостаточно высокой электропроводности бетона, а использование сажи более 10,0 мас. % приводит к избытку сажи в полученном электропроводном бетоне и снижению прочности композиции.
Использование гравия менее 14,0 мас. % приводит к получению электропроводного бетона недостаточно высокой прочности, а использование гравия более 16,0 мас. % приводит к его перерасходу для получения электропроводного бетона.
Использование песка менее 30,0 мас. % приводит к недостаточной прочности получаемого электропроводного бетона, а использование песка более 33,0 мас. % приводит к его перерасходу при производстве электропроводного бетона.
Использование смеси полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов менее 0,28 мас. % не обеспечивает необходимой электропроводности бетона, а использование смеси полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов и более 0,3 мас. % приводит к ее перерасходу.
Использование воды, не превышающее 100%-ного значения компонентов, входящих в состав смеси бетонной электропроводной композиции, приводит к недостаточно качественному получению смеси электропроводной композиции, а использование воды, превышающее 100%-ное значение компонентов, входящих в состав смеси бетонной электропроводной композиции, приводит к увеличению времени отверждения смеси бетонной электропроводной композиции.
Таким образом, из приведенных выше обоснований граничных значений компонентов предлагаемой электропроводной композиции следует, что технический результат достигается только в диапазоне граничных значений и не достигается за его пределами.
Технология получения электропроводной композиции осуществляется следующим образом.
В бетоносмеситель цикличного типа загружают требуемые исходные сухие компоненты, входящие в состав электропроводной композиции, и перемешивают их в течение 5÷7 минут.
Одновременно с этим отмеряют необходимое количество воды, в которой растворяют соответствующее количество смеси полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов.
В перемешанную сухую смесь электропроводной композиции вводят водный раствор смеси полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов и тщательно перемешивают всю композицию в течение десяти минут.
Приготовленную смесь укладывают в соответствующие формы и уплотняют на вибростенде.
Отформованное изделие выдерживают при температуре 20÷25°С в течение восьми часов, после чего подвергают нагреву в пропарочной камере при температуре 98÷100°С и получают готовое изделие из предлагаемой электропроводной композиции.
Для подтверждения достижения технического результата были подготовлены и испытаны три образца (см. табл. 1и табл. 2)
Испытание образцов, изготовленных из предлагаемой электропроводной композиции, проводились в соответствии с ГОСТ 10180-78. Объемная масса смесей определялась по ГОСТ 12730.1-78. Измерения коэффициента ослабления излучения проводились на аттестованном Госстандартом полупроводниковом гамма-спектрометре.
Таким образом, предлагаемая электропроводная композиция, за счет введения в прототип сажи и изменения процентного содержания входящих в нее компонентов, обеспечила в процессе эксплуатации изделий, основанных на предлагаемой электропроводной композиции, более равномерное распределение потенциалов напряжения и обеспечила максимально возможное снижение воздействия различных видов излучений на персонал и эксплуатируемое оборудование.