Nghiên cứu sử dụng quặng sắt và barite kết hợp với phụ gia khoáng trong chế tạo bê tông siêu nặng cho công trình bức xạ

Từ khóa:

Bê tông siêu nặng
quặng Barite
quặng ilmenite
cường độ nén
độ chảy xòe.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol2-4

Tóm tắt:

Bê tông siêu nặng đóng vai trò thiết yếu trong các kết cấu che chắn bức xạ tại các nhà máy điện hạt nhân và cơ sở y tế có sử dụng các thiết bị phát tia X, máy gia tốc, hoặc nguồn phóng xạ khác,… Việc chế tạo bê tông siêu nặng đòi hỏi sử dụng cốt liệu có khối lượng riêng lớn kết hợp với giải pháp tăng độ đặc chắc của hỗn hợp bê tông. Nghiên cứu này tập trung đánh giá khả năng sử dụng quặng sắt ilmenite và bột barite kết hợp với xi măng Portland, và phụ gia khoáng hóa hoạt tính nhằm chế tạo bê tông hạt mịn siêu nặng cản xạ. Kết quả thí nghiệm cho thấy hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt, khối lượng thể tích đạt trên 3,3 tấn/m³ và cường độ nén trung bình từ 50 đến 70 MPa sau 28 ngày dưỡng hộ. Những kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng vật liệu nội địa trong chế tạo bê tông cản xạ có khối lượng thể tích lớn và cường độ cao, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cho các công trình bao che hoặc kết cấu chắn bức xạ tại các cơ sở chiếu xạ và nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] Lập Ban Chỉ đạo xây dựng Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận. https://thanhnien.vn/lap-ban-chi-dao-xay-dung-nha-may-dien-hat-nhan-ninh-thuan-185250111162826777.htm

[2] Nguyễn Mạnh Kiểm (2014), Bê tông cản xạ trên cơ sở vật liệu trong nước, Thông tin Vật liệu Xây dựng. https://vatlieuxaydung.org.vn/vlxd-ket-cau/be-tong/be-tong-can-xa-tren-co-so-vat-lieu-trong-nuoc-4308.htm.

[3] Lê Phượng Ly, Lê Thuận An (2022). Nghiên cứu chế tạo xi măng có khối lượng riêng lớn. Hội nghị Khoa học Cán bộ trẻ lần thứ XVI. Viện Khoa học công nghệ xây dựng. Trang 50-55.

[4] Баженов Ю.М. (2001), Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии//Материалы Всероссийской конференции. М. С.91-101. 

[5] Рыбьев И.А (2012). Строительное материаловедение. М.: Юрайт. 2012, 701 с.

[6] Tăng Văn Lâm và cộng sự (2024). Khảo sát khả năng chế tạo bê tông siêu nặng, cường độ cao và cản phóng xạ từ các nguồn vật liệu sẵn có tại Việt Nam. Hội thảo khoa học tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, tháng 10.

[7] Tăng Văn Lâm, Nguyễn Trọng Dũng, Bulgakov B.I., Aleksandrova O.V., (2025). Research on the possibility of manufacturing high-strength ultra heavy-weight concrete from available material sources in Vietnam. Proceedings of the 2nd Conference on Advances in Civil Engineering (ICACE 2024).

[8] Vũ Mạnh Hùng, Phạm Quang Điện, Lê Quang Hiệp, Hà Sơn, Trần Ngọc Toàn, Lưu Văn Chức (1995). Nghiên cứu chế tạo vật liệu cản xạ chống tia X, Hà Nội.

[9] Trần Ngọc Tính (2006). Nghiên cứu thiết kế cấp phối bê tông rất nặng sử dụng cốt liệu quặng barit Tuyên Quang, xi măng Bút Sơn PC40 dùng trong công trình cản xạ ở Việt Nam. Đề tài cấp Bộ Xây dựng.

[10] Nguyễn Mạnh Kiểm (2000). Bê tông cản xạ trên cơ sở vật liệu trong nước, Hà Nội.

[11] Dương Ngọc Đức, Vũ Hải Quang (2021). Tính toán lựa chọn thành phần cấp phối bê tông cản xạ cốt liệu barit cho hạng mục che chắn nguồn Cobalt 60. Tạp chí Vật liệu và Xây dựng-Bộ Xây dựng 11.6: 60-Trang.

[12] Dương Ngọc Đức (2020). Nghiên cứu lựa chọn thành phần bê tông cản xạ cốt liệu barit cho hạng mục che chắn nguồn Cobalt 60. Đề tài khoa học công nghệ cấp cơ sở, 60 trang.

[13] Nguyễn Văn Dũng (2022). Nghiên cứu ảnh hưởng của xỉ đồng và xỉ hạt lò cao nghiền mịn đến tính chất của bê tông chống bức xạ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, Trang 24-28.

[14] S. Al-Hamarneh et al. (2018), “Gamma-ray shielding properties of concrete,” Annals of Nuclear Energy, Vol. 120, pp. 179–185.

[15] IAEA Safety Report Series No. 33: Radiation Protection Infrastructure, International Atomic Energy Agency, 2004.

[16] J. Singh, P. Kumar (2014), “Radiation shielding properties of concrete with different aggregates,” Radiation Physics and Chemistry, Vol. 104, pp. 167–173.