نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد نهم، شمارۀ 4 زمستان 4934 3913

محافظت در برابر پرتوهاي گاما با کاربرد بتن سنگين
حاوي سرباره سرب

علی یداللهی؛ دانشگاه شهید بهشتی، دانشکدۀ مهندسی هسته ای علی محمد آجرلو*؛ دانشگاه شهید بهشتی، دانشکدۀ مهندسی عمران ،آب و محیط زیست، گروه سازه و ژئوتکنیک
احمدرضا ذوالفقاری؛ دانشگاه شهید بهشتی،دانشکدۀ مهندسی هسته ای تاريخ: دريافت 39/44/33 پذيرش 43/8/39 چکيده
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

امروزه استفاده از بتن هاي سنگین به عنوان سپر محافظ در مقابل پرتوهاي پرانرژي گاما بسیار متداول است. در تولید بتن هاي سنگین می توان از سرباره سرب به عنوان مصالح اولیه استفاده کرد. کاربرد سرباره سرب در تولید بلوك هاي بتنی موجب صرفه جویی در استفاده از منابع طبیعی و هم چنین کاهش مشکلات زیست محیطی ناشی از ذخیره سازي این ضایعات صنعتی می شود. در عین حال بتن تولیدي نیز به دلیل وجود عناصر فلزي سنگین با عدد اتمی بالا می تواند به عنوان یک حفاظ مؤثر در مقابل تابش پرتوهاي گاما استفاده شود. تحقیق حاضر به بررسی امکان استفاده از سرباره سرب تولیدي در فرآیند بازیافت باتري هاي سربی به عنوان سنگ دانه در تولید بتن می پردازد. براي این منظور مقاومت مکانیکی و ضریب تضعیف پرتو گاما براي نمونه هاي سیمانی تهیه شده با جاي گزینی 44 تا 04 درصد سرباره سرب به جاي سنگ دانه طبیعی اندازه گیري شده است. هم چنین تأثیر 4 تا 5 درصد پودر سرب در زمان گیرش نمونه هاي سیمانی اندازه گیري شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش میزان سرباره سرب، چگالی، مقاومت مکانیکی و ضریب تضعیف پرتو گاما براي نمونه هاي سیمانی افزایش قابل توجه پیدا می کند، ولی افزودن پودر سرب به خمیر سیمان زمان گیرش آن را شبیه سیمان هاي دیرگیر به تأخیر می اندازد. به طورکلی، ساخت بتن سرباره سرب مناسب با کم ترین ضخامت، هزینه ساخت حفاظ را کاهش داده و بیش ترین میزان تضعیف را فراهم می کند.
1653438208963

واژه هاي کليدي: بتن سنگین، سرباره سرب، پرتو گاما، مقاومت مکانیکی، ضریب تضعیف * نويسنده مسئول [email protected]
مقدمه
تماس با مقدار بیش از حد مجاز تابش هاي هستهاي می تواند سبب ایجاد آسیب هاي جدي و غیرقابل درمان در افراد شود. به همین دلیل محافظت همه جانبه از مردم و محیط زیست در مقابل این تابش ها ضروري است و سپرهاي محافظ باید به گونه اي طراحی شوند که دز معادل دریافت شده به وسیلۀ هر فرد از ماکزیمم دز مجاز تجاوز نکند. براي طراحی حفاظ در مقابل پرتوهاي گاما در مرحلۀ اول داشتن اطلاعات کافی در خصوص این پرتو، مکانیزم واکنش آن با مواد و هم چنین نحوه تضعیف آن ضروري به نظر میرسد از این رو، توضیحاتی در این زمینه ارائه می شود.
9. پرتو گاما و مکانيزم واکنش آن با مواد
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

پرتو گاما پرتوي یونیزان و از جنس امواج الکترومغناطیسی است که از هسته هاي برانگیخته حاصل از تبدیل پرتوزا ساطع می شود. این پرتو انرژي بسیار زیاد دارد، به طوري که انرژي فوتونهاي آن حدود 44444 مرتبه بزرگ تر از انرژي فوتون هاي نور مرئی است ]4[. معمولامعمولاً اشعۀ گاما که از هسته هاي رادیواکتیو صادر می شود انرژي در حدود 4/4 تا 7 مگاالکترون ولت دارد اما ا ‬غلب انرژي کم تر از 4 مگاالکترون ولت دارد.
پرتو گاما هنگام عبور از ماده با اتم هاي آن برهم کنش داده و در اثر این برهم کنش شدت فوتون ها کاهش یافته در نتیجه تعداد فوتون ها کاهش می یابد. ولی در مقابل با حذف شدن فوتون هاي کم انرژي، انرژي متوسط دسته پرتو افزایش می یابد. میزان تضعیف فوتون ها در ماده به صورت نمایی است و از رابطۀ )4( تبعیت می کند :
رابطۀ )4(

که در این جا :

تعداد فوتونهاي اولیه،

تعداد فوتونهاي باقی مانده ،

ضخامت مادۀ جاذب و

ضریب تضعیف هستند.
سه مکانیزم اصلی که براي تضعیف فوتونها اهمیت دارند، فرآیند جذب فوتوالکتریک ،پراکندگی کامپتون و ایجاد زوج یون هستند. در فرآیند جذب فوتوالکتریک و ایجاد زوج یونهر چه عدد اتمی عنصر هدف بیشتر باشد احتمال انجام واکنش افزایش می یابد اما در3913
پراکندگی کامپتون، احتمال انجام واکنش به عدد اتمی ماده جاذب بستگی ندارد ولی به هر حالتحت تأثیر انرژي پرتو و دانسیته ماده جاذب است.
ساختار طراحي حفاظ براي پرتوهاي گاما
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

حفاظ تابش هاي هسته اي به منظور جذب تمام پرتوهاي اولیه و ثانویه منتشر شده از یک منبع، طراحی و ساخته می شود. در طراحی حفاظ در مقابل فوتون ها ،بازدۀ عمل تضعیف، تقریبااً متناسب با جرم ماده اي است که در مسیر پرتو قرار گرفته است، از این رو، مواد مختلف با جرم یک سان در مسیر پرتو، قابلیت حفاظتی یک سانی در مقابل اشعۀ ایکس و گاما دارند ]3[. بتن، با توجه به قابلیت دسترسی زیاد، ارزان بودن، مقاومت مکانیکی زیاد و خواص تضعیف کنندگی آن همواره به عنوان حفاظی مناسب در برابر پرتوهاي پرانرژي گاما استفاده شده است و حفاظ هاي بتنی در راکتورهاي هسته اي، اتاق رادیوتراپی مگاولتاژ و مراکز پسمان داري هسته اي کاربرد بسیار زیادي دارند. بتن به عنوان ماده اي مناسب براي تضعیف پرتوهاي گاما، انواع مختلفی دارد که تفاوت آن ها ناشی از اختلاف در عناصر تشکیل دهندۀ بتن مانند سیمان ،سنگ دانه، آب و مواد افزودنی است. معمولامعمولاً اگر محدودیت فضا در حفاظ گذاري مطرح نباشد ،بتن معمولی محافظ خوبی براي پرتوهاي گاما خواهد بود ولی از آن جاکه ضخامت بتن رابطۀ مستقیم با میزان تضعیف پرتو دارد و دیوارهاي ضخیم بتنی هزینه زیادي در برداشته و فضاي زیادي نیز اشغال می کنند، استفاده از بتن هاي با چگالی زیاد براي کاهش ضخامت دیوارها ترجیح داده می شود. در واقع کارایی حفاظ بتنی در برابر پرتوهاي گاما تقریبایباً با جرم مخصوص آن متناسب است و بتن سنگین با چگالی بیش تر، حفاظ مؤثرتري ایجاد می کنند. در ساخت بتن سنگین به جاي شن و ماسه از افزودنی هاي سنگین مانند آهن، فولاد، سرب، باریت و … استفاده می شود. عناصر سنگین از اتم هاي بزرگ که لایه هاي متعدد الکترون مداري دارند، تشکیل شده اند و اندازۀ فیزیکی، تعداد الکترون هاي مداري و تأثیر میدان الکتروستاتیکی بین ذرات باردار به طور چشم گیري احتمال تضعیف پرتوهاي فوتون با این عناصر سنگین را افزایش می دهد. چگالی بتن هاي سنگین در حدود 9 تا 0 کیلوگرم بر مترمربع است که حدود 5/4 تا5/3 برابر چگالی بتن معمولی است. این نوع بتن ها نیز بسته به نوع سنگ دانه به کار رفته و چگالی آن ها رفتارهاي متفاوتی را در مقابل تابش هاي مختلف از خود نشان می دهند که با توجه به نوع نیاز کاربر و شرایط حاکم برسیستم استفاده می شوند ]3[.
استفاده از سرباره سرب در ساخت بتن حفاظ تابشهاي هسته اي
سرب از فلزات اساسی و پرکاربرد در جهان است. از کل سرب تولیدي در اروپا حدود 74 درصد آن در صنعت باتري سازي استفاده می شود از این رو باتري هاي فرسوده خودرو منبع اصلی سرب ثانویه به حساب می آیند. سالانه در حدود 54 درصد از سرب مصرفی از طریق بازیافت قراضه ها و سرباره هاي باتري هاي فرسوده حاصل می گردد. این امر در سراسر نقاط دنیا از منابع مهم دست یابی به سرب خالص است ]9[. در فرآیند تولید سرب خالص از باتري هاي فرسوده، ناخالصی هایی که در بخش بالایى کوره باقى مى مانند به نام سرباره شناخته می شوند.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

سرباره محصولی فرعی اجتناب ناپذیر در تولید سرب است که شامل اکسیدهاي فلزي و غیرفلزي است. سرباره سرب دست اول به دست آمده از فرآیند ذوب باتري هاي فرسوده، خود حاوي درصد زیادي سرب است به همین دلیل دوباره آن را در کوره ذوب کرده تا سرب باقی مانده آن را جداسازي کنند. سرباره به دست آمده در این مرحله که به عنوان سرباره دست دوم شناخته می شود حاوي مقادیر بسیار کم تر سرب است. سرباره سرب تولیدي در فرآیند بازیافت باتري هاي فرسوده به دلیل وجود ترکیبات حاوي سرب و سایر فلزات سنگین به عنوان مواد خطرناك )سمی( طبقه بندي می شود. با توجه به تولید روزافزون سرب از باتري هاي فرسوده، حجم زیاد سرباره تولیدي در این فرایند به مشکل مهم زیست محیطی تبدیل شده است. به همین دلیل حفاظت از محیط زیست با استفاده مجدد یا بازیابی سرباره هاي سرب امري ضروري به نظر می رسد.
از آن جاکه اکسیدهاي موجود در سرباره سرب با ترکیبات سیمان پرتلند شباهت هایی دارند، کاربرد سرباره به عنوان مصالح ساختمانی و در تولید بلوك هاي بتنی می تواند مؤثر واقع شود.
علاوه بر این وجود عناصر فلزي سنگین با عدد اتمی بالا در سرباره باعث افزایش ضریب تضعیف پرتوهاي گاما در بتن تولیدي می شود. بنا بر این جاي گزینی سرباره سرب به عنوانافزودنی و یا سنگ دانه در تولید بتن از نقطه نظر زیست محیطی، اهمیت بسیار زیادي دارد و3913
این امر موجب صرفه جویی در استفاده از منابع طبیعی و هم چنین کاهش مشکلاتزیست محیطی ناشی از ذخیره سازي این ضایعات صنعتی می شود. در عین حال بتن تولیدي می تواند به عنوان حفاظ مؤثر در مقابل تابش پرتوهاي گاما استفاده شود ]4[.
سنگ دانه ها در بتن حدود 04 تا 75 درصد حجم آن را تشکیل می دهند از این رو خواص فیزیکی، حرارتی و در بعضی اوقات، شیمیایی آن ها در عمل کرد بتن تأثیر می گذارد.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

پژوهش هاي زیادي براي ارزیابی مصرف ضایعات صنعتی به عنوان مصالح براي تولید بتن انجام شده است. خاکستر بادي به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن براي چندین دهه استفاده می شود و سرباره کوره بلند نیز هم به عنوان سنگ دانه ها و هم به عنوان مواد سیمانی در بتن استفاده می شود. استاندارد ASTM C33 ملزومات را براي استفاده سرباره کوره بلند به عنوان سنگ دانه در بتن فراهم می کند، در حالی که هیچ گونه استانداردي براي استفاده سایر سرباره ها در بتن وجود ندارد. هم چنین تحقیقات زیادي به منظور بررسی استفاده از سرباره سرب در بتن صورت نگرفته است. طبق تحقیقات انجام شده ]5[، ]0[، ثابت شده است، استفاده از سرباره سرب تولیدي در فرآیند بازیافت باتري هاي فرسوده به عنوان سنگ دانه در مخلوط هاي بتنی باعث بهبود مقاومت فشاري و خمشی بتن شده و علاوه بر آن میزان جذب آب بتن تولیدي را افزایش داده است.

مواد و روش کار
وقتی از سرباره سرب به عنوان مصالح اولیه در تولید بتن استفاده می کنیم، سه معیار اصلی را باید مد نظر قرار دهیم:
هزینه بتن تولیدي، سازگاري سرباره سرب با سایر مواد و ویژگی هاي فیزیکی و مکانیکی بتن تولیدي، استفاده موفقیت آمیز از سرباره سرب به عنوان مصالح بتن به برآورده کردن این سه معیار وابسته است ]4[.
هدف اصلی از تحقیق حاضر، بررسی امکان استفاده از سرباره سرب دست اول و دست دوم تولیدي در فرآیند بازیافت باتري هاي سربی به عنوان سنگ دانه در تولید بتن و تأثیر آن بر روي میزان تضعیف پرتوهاي گاما است. براي این منظور آزمون هاي زمان گیرش سیمان ،مقاومت فشاري، خمشی و کششی و هم چنین ضریب تضعیف پرتو گاما بر روي نمونه هاي سیمانی با نسبت هاي مختلف سرباره سرب دست اول و دست دوم انجام شده است.
9. مشخصات مصالح استفاده شده
مصالح استفاده شده در این تحقیق شامل: سنگ دانه طبیعی از نوع رودخانه اي و با چگالی
47/3 گرم بر سانتی متر مکعب بوده است. دانه بندي سنگ دانه بر اساس استانداردASTM C778 ]7[ مطابق با جدول 4 است.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

سیمان مصرفی، از نوع سیمان پرتلند تیپ 3 سبزوار است و سرباره سرب دست اول و دست دوم استفاده شده در آزمایش نیز از گارگاه بازیافت باتري هاي فرسوده تهیه شده و مطابق با استاندارد ASTM C778 دانه بندي شده است. چگالی سرباره دست اول 48/4 و چگالی سرباره دست دوم 74/3 گرم بر سانتی متر مکعب است. آنالیز شیمیایی مربوط به سیمان، ماسه و سرباره سرب مصرفی در جدول 3 آورده شده است. آب مصرفی در آزمایش نیز از آب شرب است.
جدول 9. دانه بندي سنگ دانه
مقدار سنگ دانه باقی مانده روي الک
)درصد( ابعاد چشمه هاي الک
)میلی متر(
4 3/44
75 4/04
995 4/44
075 4/5
875 4/40
334 4/48
2. زمان گيرش سيمان پرتلند نوع 2 حاوي پودرسرب
وقتی که پودر سیمان با مقدار مناسب آب مخلوط میشود، به خمیر نرمی تبدیل می شود که در اثر مرور زمان حالت خمیري )پلاستیسیته( خود را از ‬دست داده و بالاخره تبدیل به جسم سخت میگردد. گیرش واژه اي است که براي توصیف این تغییر وضعیت از حالت خمیري به3911
حالت جامد به کار می رود ]8[. اگرچه پدیده گیرش مرتبط با خاصیت بتن تازه است لیکن درخواص بتن سخت شده از جمله مقاومت و دوام بی تأثیر نیست. پیش بینی زمان هاي گیرش اولیه و نهایی بتن در برنامه ریزي مراحل مختلف عملیات اجرایی بتن از قبیل حمل، پمپ ،ریختن در قالب، متراکم کردن و پرداخت سطحی بتن به طور کامل مؤثر است. از این رو اطلاع از زمان هاي گیرش بتن براي تصمیم گیري در خصوص استفاده و یا عدم استفاده از سرباره سرب به عنوان افزودنی به بتن بسیار ضروري است.
زمان گیرش به دو مرحلۀ گیرش اولیه و گیرش نهایی تقسیم می شود. زمان گیرش اولیه مدت زمان سپري شده از لحظه اختلاط آب و سیمان است که از آن به بعد رشد کریستال هاي ناشی از هیدراسیون سیمان به اندازه اي است که روانی خمیر رو به کاهش می گذارد. زمان گیرش نهایی نیز مدت زمان سپري شده از لحظۀ اختلاط آب و سیمان تا زمانی است که کارایی خمیر به کلی از بین می رود.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

براي تعیین زمان گیرش اولیه و نهایی خمیر سیمان از روش سوزن ویکات و طبق استاندارد ASTM C191 استفاده شده است ]3[. در انجام این آزمون از نمونه هاي خمیر سیمان حاوي 4 تا 5 درصد پودر سرب با میزان رطوبت نرمال سیمان، استفاده شده است.
جدول 2. آناليز شيميايي مصالح استفاده شده
Other
Compound PbO SO3 Na2O K2O MgO CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2 نوع ترکيب )درصد(
4/44 4 3/48 4/79 4/58 3/77 04/8 9/05 5/9 34/9 سيمان
3/4 4 4/444 3/7 9/4 4/7 3/3 4/3 43 09/9 سنگ دانه طبیعی
43/49 48/5 4/45 4/43 4/48 4 5/9 43/8 4/3 43/3 سرباره سرب
دست اول
43/5 4 4/49 3/3 4/37 4 3/4 34/0 3/4 93/8 سرباره سرب
دست دوم
3. آزمايش تعيين مقاومت مکانيکي نمونه هاي سيماني
مقاومت مکانیکی بتن از جمله ویژگی هاي بسیار مهم آن در کاربردهاي سازه اي است. به طورکلی مقاومت ملات یا بتن به انسجام خمیر سیمان، چسبندگی سیمان به سنگ دانه ها و تا
3233
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

حدي به مقاومت خود سنگ دانه ها بستگی دارد. تأثیر سیمان بر روي خواص مکانیکی ملات و بتن از نظر کیفی یک سان است و رابطۀ بین مقاومت نمونه ملات سیمان و بتن ساخته شده با نسبت آب به سیمان یک سان به صورت خطی است. البته مقاومت بتن در مقایسه با ملات ساخته شده با همان نسبت اختلاط بیش تر است و دلیل این امر تأثیر سنگ دانه هاي بتن در افزایش مقاومت مکانیکی آن است. علاوه بر این مقدار بیش تر هواي محبوس شده در ملات سیمان نسبت به بتن در کاهش مقاومت آن بی تأثیر نیست ]44[. به منظور بررسی تأثیر سرباره سرب دست اول و دست دوم بر مقاومت مکانیکی بتن، از نمونه هاي سیمانی تهیه شده از یک قسمت وزنی سیمان، سه قسمت وزنی سنگ دانه و نصف قسمت وزنی آب استفاده شده است. در تهیه نمونه هاي حاوي سرباره سرب به جاي سنگ دانه طبیعی، سرباره سرب نوع اول و نوع دوم با نسبت هاي 44 تا 04 درصد جاي گزین شد. جزئیات مربوط به طرح اختلاط نمونه هاي آزمایش در جدول 9 آورده شده است.
جدول 3 . جزئيات طرح اختلاط نمونه هاي سيماني حاوي سرباره سرب
نسبت وزنی سنگ دانه سرب نسبت وزنی
سنگ دانه طبیعی نسبت
وزنی آب نسبت وزنی سیمان علامت
اختصاري نوع ترکیب
4 9 4/5 4 NC سیمان نوع 3 و سنگ دانه معمولی
4/3 4/8 4/5 4 C-LSa40 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )4( 44 رصد
4/5 4/5 4/5 4 C-LSa50 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )4( 54 درصد
4/8 4/3 4/5 4 C-LSa60 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )4( 04 درصد
4/3 4/8 4/5 4 C-L’Sa40 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )3( 44 درصد
4/5 4/5 4/5 4 C-L’Sa50 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )3( 54 درصد
4/8 4/3 4/5 4 C-L’Sa60 سیمان نوع 3 و سنگ دانه سرب )3( 04 درصد
مقاومت خمشی ملات سیمان با استفاده از نمونه هاي منشوري به ابعاد 404×44×44 میلی متر و بر اساس استاندارد ASTM C348 و طبق رابطۀ )3( تعیین می شود ]44[.

)3(
3239
که در آن:

مقاومت خمشی برحسب مگاپاسکال ،

ابعاد مقطع مربعی منشور برحسب میلی متر ،

بیشینه بار اعمال شده در هنگام شکست برحسب نیوتن و

فاصله دهانه بارگذاري برحسب میلی متر هستند.
پس از شکستن نمونه هاي خمشی، طبق استاندارد ASTM C349 می توان از قطعات باقی مانده براي تعیین مقاومت فشاري استفاده کرد ]43[. بر اساس این استاندارد مقاومت فشاري از رابطۀ )9( به دست می آید:

)9(
که درآن:

مقاومت فشاري برحسب مگاپاسکال ،

بیشینه بار اعمال شده در هنگام شکست برحسب نیوتن و

سطح فک بارگذاري یا سطح صفحات کمکی )04×44( برحسب میلی متر مربع است.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

براي نمونه هاي با سطح مقطع مربعی نیز مطابق با استاندارد BS I881 (Part 117) می توان مقدار مقاومت کششی ناشی از دونیم شدن را از رابطۀ )4( تعیین کرد ]49[:

)4(
که درآن

مقاومت کششی ناشی از دونیم شدن برحسب مگاپاسکال،

طول قطعه برحسب میلی متر ،

بیشینه بار اعمال شده بر قطعه در هنگام شکست برحسب نیوتن و

ارتفاع نمونه برحسب میلی متر است.
3. اندازه گيري ميزان تضعيف پرتو گاما
براي تعیین میزان تضعیف پرتو گاما، براي هر طرح اختلاط 9 نمونه با ابعاد 444×444 میلی متر و ضخامت هاي 34، 94 و44 میلی متر ساخته شد. چشمۀ گاما استفاده شده Cs137 با اکتیویته 3 میلی کوري و آشکارساز نیز از نوع سوسوزن NaI است. طرح شماتیک نحوۀ قرار گرفتن نمونه ها بین منبع پرتو گاما و آشکارساز در شکل4 نشان داده شده است.
براي محاسبه میزان تضعیف پرتو گاما از رابطۀ )4( استفاده میکنیم.
پس از تعیین از رابطۀ )4( مقدار نیم لایه جذب (HVL) را از رابطۀ )5( محاسبه می کنیم.

)5(
3232

شکل 9. طرح شماتيک سيستم اندازه گيري ميزان تضعيف پرتو گاما

126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:34 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3193 ]

نتايج
نتایج مربوط به زمان گیرش اولیه و نهایی نمونه ها در جدول 4 ارائه شده است. نتایج نشان می دهد با افزودن 4 تا 5 درصد پودر سرب به خمیر سیمان ، زمان گیرش آن 94 تا 84 درصد به تعویق می افتد. در شکل 3 نیز تأثیر پودر سرب بر افزایش زمان گیرش سیمان نشان داده شده است. نتایج مربوط به مقاومت فشاري، خمشی و کششی 7 و 38 روزه نمونه ها و هم چنین ضریب تضعیف و ضخامت نیم لایه جذب آن ها در جدول 5 ارائه شده است.
جدول 3. تأثير پودر سرب در زمان گيرش سيمان نوع 2
5 9 4 4 درصد وزنی سرب به سیمان
957-334 994-304 334-345 435-450 زمان گیرش اولیه-زمان گیرش نهایی )دقیقه(

0
100
200
300
400
0
1
2
3
4
5
6
اوليه

گيرش

زمان
ثانويه

گيرش

زمان



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید