В отличие от радиоактивности, которая показывает, насколько опасен материал с точки зрения радиации, которую он сам излучает, радононепроницаемость – это способность бетона задерживать и не пропускать через себя радиацию, а именно – радиоактивный неметаллический газообразный химический элемент радон (Rn).
Также можно встретить следующие названия этого свойства:
- Радонопроницаемость
- Радиопроницаемость
- Радионепроницаемость
- Радиационная проницаемость
- Радиационная непроницаемость
Радон – это тяжелый радиоактивный газ без цвета и запаха, который выделяется при распаде нуклидов. Он тяжелее воздуха в 7,5 раз. А еще он радиотоксичен и канцерогенен.
Радон образуется в процессе природного радиоактивного распада урана, который, в свою очередь, присутствует во всех горных породах и почвах. Поэтому этот газ есть везде.
В квартиры и другие помещения он поступает в два этапа:
- Сначала радон проникает в поры строительной конструкции из материалов, из которых конструкция построена
- Затем он начинает распространяться через трещины и щели
При этом часть радона распадается и попадает в воздух помещения. Больше всего газа скапливается на первых этажах зданий и в подвальных помещениях. Кроме того, радон способен распространяться на большие расстояния, растворяться в воде, проникать в грунт, различные материалы и конструкции.
Тем не менее, пугаться этого газа не стоит. Его концентрация в воздухе обычно мала. А регулярное сквозное проветривание помещения и хорошая вентиляция в доме и подвале избавят вас и от крошечных толик страшного газа.
Требования по снижению доз радиоактивного облучения радоном в зданиях закреплены в Федеральном законе от 09.01.1996 N 3-ФЗ (ред. от 11.06.2021) «О радиационной безопасности населения», Нормах радиационной безопасности НРБ-99/2009 (он же СанПиН 2.6.1.2523-09) и Техническом регламенте о безопасности зданий и сооружений. Хотя некоторые ученые сходятся во мнении, что для обеспечения радоновой безопасности необходимо разработать более уточненные методы расчета радиоактивности воздушной среды. Они в свою очередь могут быть созданы на основе физико-математических моделей процессов выделения радона и его поступления в помещение.
Тем не менее, какие-то нормированные методы проектного расчета радонозащитной способности ограждающих конструкций и критерии оценки этого свойства отсутствуют.
От чего зависит радононепроницаемость бетона
В настоящее время не существует четких требований к радононепроницаемости бетона. Ученые до сих пор изучают этот газ и думают, как ограничить его поступление в помещения и что для этого нужно сделать. Поэтому все данные о зависимости радононепроницаемости бетона от других его характеристик, которые мы приведем ниже, носят лишь теоретический характер. Они не закреплены в нормативных документах, не применяются на практике, а существуют лишь в виде отдельных научных исследований и экспериментов. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Так, самыми интересными и многообещающими нам показались исследования, утверждающие, что радононепроницаемость бетона зависит от:
- Его состава и толщины
- Влажности
- Трещиноватости
Далее мы коротко скажем о каждом.
Состав и толщина бетона
Одно из утверждений, которое выдвигают ученые, звучит так: «время прохождения радона сквозь образец зависит от его толщины и состава исследуемого материала». Был проведен эксперимент, чтобы подтвердить это положение.
Для анализа были взяты три бетонных образца:
- Цементно-песчаный, толщиной 35 мм
- Цементно-песчаный, толщиной 58 мм
- Классический тяжелый, толщиной 98 мм
В результате эксперимента было выявлено, что через первый образец радон начинает проникать уже через 3,5 часа, во втором случае время прохождения газа возрастает до 8 часов, а в третьем – около 10 часов.
Эти данные наглядно отражены в следующем графике нарастания концентрации радона во времени в приемной камере при прохождении сквозь образцы 1, 2 и 3:
Обратите внимание, что для проведения такого эксперимента необходимо знать не только состав и толщину бетонного образца, но и скорость прохождения радона в каждом конкретном случае. Для этого также проводятся анализы.
Влажность бетона
В этом исследовании был использован материал класса B30 с маркой по водонепроницаемости W4. Его плотность в сухом состоянии – 2255 кг/м3.
Компоненты, использованные для его приготовления:
- Портландцемент М400
- Гранитный щебень фракций 5-20 мм
Пробы для этого эксперимента брали небольшие, в них практически отсутствовали усадочные трещины.
Результаты отражены вот на таком графике:
На графике видно, как линия, показывающая коэффициент диффузии радона, снижается в зависимости от увеличения влажности бетонных образцов. При этом влажность испытанной пробы определялась как среднее арифметическое значение влажности в начале и конце каждого цикла измерений. Максимальное уменьшение влагосодержания пробы в течение одного измерительного цикла не превышало 2%.
Логически объяснить такое поведение радона просто – и без того немногочисленные поры и трещины в водонасыщенном бетоне заполнены влагой, и поэтому газу просто негде пройти.
Трещиноватость бетона
Об этом параметре также было сказано в предыдущем исследовании.
При изготовлении монолитных бетонных конструкций значительных размеров невозможно избежать образования на их поверхности усадочных трещин. Они появляются из-за быстрого высыхания внешней поверхности свежеуложенного бетона. Разломы могут образовываться и в результате гидратационного нагрева твердеющей смеси. Возникающая при этом температурная деформация материала также может привести к образованию трещин, так как бетон в первые часы после схватывания обладает небольшой прочностью.
Трещины различного характера по-разному влияют на радононепроницаемость конструкции. И чем больше изломов, тем лучше радон проникает внутрь материала, а затем и сквозь него.
Как можно улучшить радононепроницаемость бетона
Все предложения, выдвигаемые учеными, инженерами и строителями, по поводу улучшения радононепроницаемости бетона тоже носят, в основном, теоретический характер. Зачастую они лишь публикуются в различных научных журналах, статьях и диссертациях. Хотя некоторые способы в последнее время начали успешно применяться на практике, доказывая свою эффективность.
Итак, чтобы повысить радононепроницаемость бетона (или понизить его радонопроницаемость), теоретиками предлагается:
- Увеличить толщину железобетонного изделия
- Заполнить трещины гипсовым тестом, штукатуркой или песчано-цементной смесью
- Искусственно заполнить поры и трещины материала продуктами гидратации цемента (это так называемый эффект кольматации)
- Вводить в бетонную смесь баритосодержащие добавки
По некоторым данным, радононепроницаемость бетона, замешанного по этим рекомендациям, способна увеличиться в два раза и более.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #полезные советы #строительные советы #бетоны #радононепроницаемость #строительные материалы #стройматериалы #бетонирование #радононепроницаемость бетона #свойства бетона
