تولید بتن‌سنگین از سنگدانه‌های باریت معادن استان آذربایجان‌غربی

Abstract

کاربرد بتن‌های سنگین در ساخت راکتورهای نیروگاه‌های هسته‌ای، مراکز پزشکی، مراکز تحقیقاتی شتاب‌دهنده‌ها و نیز مراکز نظامی به‌عنوان پانل‌های محافظ، جایگاه خاصی را داراست. هدف از این تحقیق، طراحی و ساخت بتن سنگین با استفاده از ذخایر باریت استان آذربایجان-غربی است. بدین منظور پس از انجام مطالعات اولیه بر روی چندین نمونه سنگ باریت، نمونه باریت معدن شاخ‌سفید مهاباد براساس استانداردهای ASTM C637 و ASTMC33 (با توجه به مقادیر چگالی و عیار) برای ساخت بتن سنگین انتخاب گردید. سپس طرح اختلاط بتن با انجام 4 آزمایش تعیین، و نمونه‌هایی از بتن سنگین با 0، 50، 65، 75، 85 درصد سنگدانه باریت و همچنین بتن سنگین ساخته شده از 100 درصد سنگدانه باریت، تهیه گردید. در تمامی نمونه‌ها مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان ثابت و به‌ترتیب برابر350 کیلوگرم بر مترمکعب و 48/0 است. بر روی نمونه‌ها آزمایش‌های تعیین مقدار چگالی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، سرعت امواج التراسونیک و آزمایش‌های محافظت پرتویی انجام شد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که بتن سنگین ساخته شده با ترکیب 100% باریت (به‌جای سنگدانه شن و ماسه) دارای چگالی 362/3 گرم بر سانتیمترمکعب، مقاومت فشاری 73/386 کیلوگرم بر سانتیمترمربع، مقاومت کششی 8/54 کیلوگرم بر سانتیمترمربع ، مدول الاستیسیته 105×63/2 کیلوگرم بر سانتیمترمربع، سرعت امواج اولتراسونیک در آن 80/4 کیلومتر بر ثانیه و ضریب تضعیف برای تابش چشمه‌های کبالت-60 و سزیم-137 به‌ترتیب cm-1 22/0 و cm-1 30/0 است.