تاثیر اندازه ذرات و جنس مصالح طبیعی سنگین بر ویژگی های مهندسی و میرایی اشعه گاما در بتن

تابش اشعه در مقادیر بالاتر از حد مجاز برای سلامت انسان بسیار خطرناک است. بتن سنگین دارای استفاده فراوان در سراسر جهان به عنوان محافظ در برابر تشعشعات خطرناک می باشد. مصالح مورد استفاده برای ساخت بتن نقش مهمی را در بهبود ویژگی های آن بازی می کنند، که این موضوع بر روی ویژگی های محافظتی آن نیز تاثیر گذار است. در سال های اخیر تلاش های فراوانی برای تعیین ویژگی های بتن سنگین انجام شده است. با این وجود، علیرغم مطالعات بسیاری که در رابطه با تاثیر مصالح مختلف دارای چگالی بالا، بر روی ویژگی های محافظتی بتن انجام شده است، اطلاعات مناسبی در مورد تاثیر این مصالح سنگین در اندازه ذرات بسیار ریزتر وجود ندارد. بر خلاف ویژگی-های محافظتی بتن، تاثیر مصالح بسیار ریزدانه؛ به عنوان مصالح پرکننده؛ بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بتن به خوبی شناخته شده است. در پایان نامه حاضر ویژگی های بتن معمولی و بتن سنگین ساخته شده از مصالح باریتی؛ زمانی که این مصالح به صورت کامل جایگزین مصالح معمولی می شوند؛ و همچنین تاثیر استفاده از مصالح پرکننده باریتی در مقادیر مختلف بر روی ویژگی های هر دو نوع بتن معمولی و باریتی مورد بررسی قرار گرفته است. طرح اختلاط مورد استفاده قرار گرفته مطابق با روش استاندارد aci-211-1-91 طراحی شده است. مصالح مورد استفاده قرار گرفته مصالح معمول رودخانه ای و مصالح سنگین باریتی می باشند، به طوری که برای ساخت بتن سنگین مصالح باریتی جایگزین مصالح معمولی شده و برای هر دو نوع بتن معمولی و باریتی، پرکننده باریتی در مقادیر 5، 10 و %15 جایگزین مصالح ریزدانه شده و ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و محافظتی برای نمونه های مختلف تعیین شده است. ویژگی های فیزیکی شامل اسلامپ، جذب آب، تخلخل ظاهری و چگالی برای بتن تازه و سخت شده، ویژگی های مکانیکی شامل مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی (برزیلین) و مدول الاستیسیته و ویژگی های محافظتی شامل اندازگیری میرایی اشعه گاما می باشند. نتایج نشانگر افزایش چگالی هنگام جابجایی مصالح معمولی با مصالح باریتی می باشد که این پدیده موجب بهبود ویژگی های محافظتی بتن های حاصل شده است. همچنین استفاده از مصالح بسیار ریزدانه باریتی به موجب خاصیت پرکنندگی خود که موجب کاهش منافذ موجود در بدنه بتن می شود، در بهبود ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و محافظتی بتن های حاصل نقش موثری داشته، به طوری که مقدار بهینه برای این مصالح بین 5 تا %10 حجمی مصالح ریزدانه قرار دارد و همچنین به سبب بالا بودن سطح ویژه برای این مصالح، ضریب میرایی اشعه، هنگام استفاده از این مصالح بهبود می یابد.