Skuteczność działania betonu barytowego

Skuteczność działania betonu barytowego jako materiału osłony biologicznej ilustruje fakt, że osłona z betonu barytowego o grubości 1,80 m (Berkeley) okazuje się równoważną osłonie z betonu magnetytowego o grubości 2,00 m lub osłonie z betonu zwykłego o grubości 2,70 m (program uprawnienia budowlane na komputer).

Betony z domieszką żelaza. W betonach tego typu kruszywem gruboziarnistym są odpady piaskowników, prętów i blachy żelaznej, zrzynki stali profilowej i żelaza oraz rozdrobnione żeliwo. Stosowanie wiórów stalowych pochodzących z obróbki skrawaniem sprzyja powstawaniu niejednorodności i pustych miejsc w betonie (program uprawnienia budowlane na ANDROID). W przypadku stosowania odpadów mających otwory (nakrętkę, podkładki i inne) istnieje również niebezpieczeństwo niewypełnienia otworów zaprawą, przez co zwiększa się niejednorodność betonu i zmniejsza się jego ciężar objętościowy. Ciężary objętościowe oraz wypełnienia przestrzeni przez różnego rodzaju odpady żelazne. Najodpowiedniejszym kształtem odpadów jest kształt zbliżony do kuli lub sześcianu. W przypadku odpadów bardziej zróżnicowanych należy ograniczyć maksymalny i minimalny ich rozmiar.

Dopuszczalne granice rozmiarów kruszywa żelaznego mogą być przyjęte w sposób określony normami dla kruszywa mineralnego (uprawnienia budowlane). Kruszywa o wydłużonej formie nie należy stosować.
Zanieczyszczenia olejem, smarami i tłuszczami pogarszają wiązanie kruszywa w betonie. Rdza nie ma wyraźnego wpływu na sposób wiązania. W opinii inżynierów amerykańskich kruszywo okryte rdzą jest nawet lepsze w porównaniu z kruszywem o gładkiej powierzchni i w związku z tym wywołuje się często sztuczne rdzewienie przez wielokrotne działanie wodą morską na żelazo.

Sortowanie i czyszczenie odpadów znacznie zwiększa koszt kruszywa. Chcąc wykorzystać odpady przemysłowe należy je najpierw pociąć w celu uzyskania kruszywa o właściwym kształcie i rozmiarach. W betonach z domieszką żelaza kruszywem drobnoziarnistym może być piasek, żwir, limonit, magnetyt, hematyt lub śrut żeliwny. Ciężar objętościowy uzyskiwanych betonów z domieszką żelaza waha się zazwyczaj w granicach - 5,5 T/m3, chociaż w niektórych przypadkach może dochodzić nawet do 7 T/m3.

Ciężar objętościowy betonu

Beton z domieszką żelaza i rudy limonitowej ma ciężar objętościowy f-5 T/m3 (program egzamin ustny). W pewnych przypadkach dla przygotowania takiego betonu stosowano wodę morską. Zastosowanie wody morskiej nie wpłynęło jednak w sposób istotny na właściwości techniczne betonu, a m.in. na jego wytrzymałość na ściskanie, która średnio wynosi 180-^220 kG/cm2.

Zastosowanie magnetytu jako kruszywa drobnoziarnistego zwiększa ciężar objętościowy betonu (w stosunku do drobnoziarnistego kruszywa limonitowego) ok. 6%, tzn. 5,3 T/m3, a wytrzymałość na ściskanie ok. 6-8% (opinie o programie). Betony z domieszką żelaza, których ciężar objętościowy przekracza 5,5 T/m3 są kosztowne, a metody przygotowywania i układania takich betonów są bardzo złożone. Betony o dużym ciężarze objętościowym mogą być uzyskiwane nie tylko przez stosowanie kruszywa żelaznego, lecz również przez zastosowanie gęstego zbrojenia wykonanego z prętów ze zwykłej stali.

Nadmiernie gęste zbrojenie betonu stwarza jednak niebezpieczeństwo powstawania niejednorodności i pustych miejsc w osłonie. W literaturze spotyka się stosunkowo mało danych dotyczących osłabiania promieniowań jądrowych w betonach z domieszką żelaza (segregator aktów prawnych). Skuteczność osłaniania przed promieniowaniem Y jest tu - podobnie jak w przypadku betonów innego rodzaju - proporcjonalna do gęstości betonu (z dokładnością 10-15%), natomiast skuteczność osłaniania przed neutronami jest ok. 10-12% gorszą niż w betonie limonitowym.

Znaczna zawartość żelaza prowadzi do wytwarzania wychwytowego promieniowania Y o wysokiej energii. Badania wytrzymałościowe wykazały, że granice wytrzymałości i moduły sprężystości betonów ze śrutem żeliwnym są mniejsze niż w przypadku betonów magnetytowych, hematytowych łub barytowych. Dane wytrzymałościowe betonów ze śrutem żeliwnym, zalecane za granicą do stosowania przy wykonywaniu obliczeń. Dla materiałów krajowych niezbędne są badania własne (promocja 3 w 1).