WPŁYW CZASU DOJRZEWANIA KOMPOZYTÓW śuślowych O MATRYCY CEMENTOWEJ NA EKSHALACJĘ RADONU

Podobne dokumenty
E K S H A L A C J A R A D O N U Z GIPSOBETONÓW LEKKICH DROBNOKRUSZYWOWYCH

*)

THE NATURAL RADIOACTIVITY OF CHOSEN MINING- WASTE MA- TERIAL

CEMENTY POWSZECHNEGO UŻY TKU Z DODATKAMI

2. KRUSZYWA BUDOWLANE

WIELKOŚCI EKSHALACJI RADONU Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH *) 1. Wprowadzenie

P R O M I E N I O T W Ó R C Z OŚĆ NATURALNA WYBRANYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Barbara PIOTROWSKA, Krzysztof ISAJENKO, Marian FUJAK, Joanna SZYMCZYK, Maria KRAJEWSKA

WYKORZYSTANIE ODPADÓW Z GÓRNICTWA I ENERGETYKI W BUDOWNICTWIE

Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

K S Z T A Ł T O W A N I E C E R A M I K I C IĘŻ K I E J N A B A Z I E O D P A D Ó W H U T N I C Z Y C H

PROMIENIOWANIE NATURALNE W ŚRODOWISKU MIESZKALNYM CZŁOWIEKA

Pierwiastki promieniotwórcze w materiałach budowlanych

Mandat 114 ZAŁĄCZNIK I ZAKRES STOSOWANIA CEMENT, WAPNA BUDOWLANE I INNE SPOIWA HYDRAULICZNE LISTA WYROBÓW DO WŁĄCZENIA DO MANDATU

Wskaźniki aktywności K28 i K90 popiołów lotnych krzemionkowych o miałkości kategorii S dla różnych normowych cementów portlandzkich

Mieszanki CBGM na inwestycjach drogowych. mgr inż. Artur Paszkowski Kierownik Działu Doradztwa Technicznego i Rozwoju GRUPA OŻARÓW S.A.

P O L I T E C H N I K A W R O C Ł A W S K A

SKURCZ BETONU. str. 1

WPŁYW POPIOŁÓW LOTNYCH WAPIENNYCH NA TEMPERATURĘ BETONU PODCZAS TWARDNIENIA W ELEMENTACH MASYWNYCH

Mieszanki CBGM wg WT5 na drogach krajowych

Ocena kruszywa hutniczego sezonowanego i kruszywa hutniczego niesezonowanego w aspekcie ekologicznym dla Tube City IMS Poland Sp. z o.o.

POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH

Materiały budowlane : spoiwa, kruszywa, zaprawy, betony : ćwiczenia laboratoryjne / ElŜbieta Gantner, Wojciech Chojczak. Warszawa, 2013.

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

ODPORNOŚĆ BETONÓW SAMOZAGĘSZCZALNYCH NA BAZIE CEMENTU ŻUŻLOWEGO (CEM III) NA DZIAŁANIE ŚRODOWISK ZAWIERAJĄCYCH JONY CHLORKOWE

Promieniowanie w naszych domach. I. Skwira-Chalot

Identyfikacja źródeł emisji pyłu przy pomocy radioaktywnego izotopu ołowiu 210 Pb

Popiół lotny jako dodatek typu II w składzie betonu str. 1 A8. Rys. 1. Stosowanie koncepcji współczynnika k wg PN-EN 206 0,4

SYSTEM ZARZĄDZANIA I AKREDYTACJE

gospodarka odpadami Anna Król Politechnika Opolska

SEMINARIUM NAUKOWE W RAMACH PROJEKTU

LEKKIE KRUSZYWO SZTUCZNE KOMPLEKSOWE ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW KOMUNALNYCH I PRZEMYSŁOWYCH. Jarosław Stankiewicz

Samozagęszczalne kompozyty ciężkie o matrycy cementowej

INSTYTUT BADAWCZY DRÓG I MOSTÓW Warszawa, ul. Jagiellońska 80 tel. sekr.: (0-22) , fax: (0-22)

WYŻSZA SZKOŁA EKOLOGII I ZARZĄDZANIA Warszawa, ul. Olszewska 12. Część VI. Autoklawizowany beton komórkowy.

ZAŁĄCZNIK I ZAKRES STOSOWANIA KRUSZYWA

Promieniowanie w środowisku człowieka

Wybrane właściwości wibroprasowanych betonów ciężkich z udziałem granulowanego żużla ISP

Autoklawizowany beton komórkowy : technologia, właściwości, zastosowanie / Genowefa Zapotoczna-Sytek, Svetozar Balkovic. Warszawa, 2013.

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC OS-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

WYKORZYSTANIE ODPADOWYCH POPIOŁÓW LOTNYCH DO WYTWARZANIA BETONU JAKO ELEMENT BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji prefabrykatów inżynieryjno-technicznych infrastruktury drogowej

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

przyziemnych warstwach atmosfery.

Wpływ popiołów lotnych krzemionkowych kategorii S na wybrane właściwości kompozytów cementowych

Cement czysty czy z dodatkami - różnice

OZNACZANIE STĘŻENIA RADONU W POWIETRZU - PORÓWNANIE DETEKTORÓW PICO-RAD" I ELEKTRETOWYCH KOMÓR JONIZACYJNYCH

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

BADANIE PRZYDATNOŚCI POPIOŁU LOTNEGO ZE SPALANIA BIOMASY DO PRODUKCJI BETONÓW CEMENTOWYCH

Wyższy Urząd Górniczy. Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych

Instytut Techniki Budowlanej. SPRAWOZDANIE Z BADAŃ Nr LZK /16/Z00NZK

(12) OPIS PATENTOWY (13) PL (11)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1344

DOŚWIADCZENIA W STOSOWANIU CEMENTU PORTLANDZKIEGO ŻUŻLOWEGO CEMII/B-S 42,5N W BUDOWIE NAWIERZCHNI BETONOWYCH

KRUSZYWA WAPIENNE ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI BETONU TOWAROWEGO I ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

D NAWIERZCHNIA CHODNIKÓW Z KOSTKI BETONOWEJ

KIERUNKI ROZWOJU TECHNOLOGII PRODUKCJI KRUSZYW LEKKICH W WYROBY

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Olsztyn

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 21/12

BETONOWANIE OBIEKTÓW MASYWNYCH Przykłady realizacji

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Cembureau Cement Portlandzki CEM I

11.4. Warunki transportu i magazynowania spoiw mineralnych Zasady oznaczania cech technicznych spoiw mineralnych 37

PROJEKTOWANIE SKŁADU BETONÓW Z DODATKIEM POPIOŁÓW LOTNYCH ORAZ ICH WPŁYW NA TEMPO PRZYROSTU WYTRZYMAŁOŚCI

WPŁYW DODATKU ŻUŻLA WIELKOPIECOWEGO NA STRUKTURĘ I MROZOODPORNOŚĆ BETONU

Możliwości zastosowania fluidalnych popiołów lotnych do produkcji ABK

Etap II. Analiza wybranych właściwości mieszanki betonowej i betonu 1/15

Substancje radioaktywne w środowisku lądowym

REGULAMIN OGÓLNOPOLSKIEGO KONKURSU POWER CONCRETE 2018

Możliwość stosowania frakcjonowanych UPS w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

Beton nowoczesny i trwały materiał dla budownictwa podziemnego

PREFABRYKATY GOTOWE ELEMENTY I CZĘŚCI SKŁADOWE (Kod CPV )

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

ZASTOSOWANIE POPIOŁÓW LOTNYCH Z WĘGLA BRUNATNEGO DO WZMACNIANIA NASYPÓW DROGOWYCH

ZAŁĄCZNIK I ZAKRES STOSOWANIA KRUSZYWA

ZARZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA I OPIEKI SPOŁECZNEJ. z dnia 12 marca 1996 r.

Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

BADANIE ZMIAN ZACHODZĄCYCH W MASACH Z BENTONITEM POD WPŁYWEM TEMPERATURY METODĄ SPEKTROSKOPII W PODCZERWIENI

REOLOGIA BETONÓW NAPOWIETRZONYCH A CEMENTY Z DODATKAMI MINERALNYMI

1. Wstęp. Z prasy. Encyklopedia medyczna. Autor: Hayk Hovhannisyan. Tytuł: Badanie transportu radonu w ośrodku porowatym na stanowisku laboratoryjnym

Wyznaczanie promieniowania radonu

PREFABRYKATY GOTOWE ELEMENTY I CZĘŚCI SKŁADOWE (Kod CPV )

Zastosowanie cementów hutniczych w betonach specjalnych The application of blustfurnace slag cements in special concretes

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Kruszywa związane hydraulicznie (HBM) w nawierzchniach drogowych oraz w ulepszonym podłożu

Wstęp... CZĘŚĆ 1. Podstawy technologii materiałów budowlanych...

Beton - skład, domieszki, właściwości

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji kruszyw lekkich

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Ocena ekologiczna kruszywa hutniczego sezonowanego i kruszywa hutniczego niesezonowanego dla Tube City IMS Poland Sp. z o.o.

ANALIZA WPŁYWU SEPAROWANYCH POPIOŁÓW DENNYCH NA MROZOODPORNOŚĆ BETONU

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWA I ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU LUB KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

WYZNACZANIE PROMIENIOWANIA RADONU Instrukcja dla uczniów szkół ponadpodstawowych

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

KSZTAŁTOWANIE WYMAGAŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH BETONU DO NAWIERZCHNI

SYSTEM MIESZANIA CEMENTU MULTICOR PRODUKCJA JUST-IN-TIME

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 24/14

ZAGĘSZCZALNOŚĆ WAśNE KRYTERIUM STEROWANIA JAKOŚCIĄ MAS Z BENTONITEM

Transkrypt:

Dr inŝ. Jan Antoni RUBIN Politechnika Śląska, Gliwice Polskie Towarzystwo Badań Radiacyjnych WPŁYW CZASU DOJRZEWANIA KOMPOZYTÓW śuślowych O MATRYCY CEMENTOWEJ NA EKSHALACJĘ RADONU Streszczenie: Promieniotwórczość naturalna to jedna z wielu cech technicznych materiałów budowlanych. W referacie zaprezentowano wyniki badań własnych, nad ekshalacją radonu Rn-222 z betonów lekkich kształtowanych przy uŝyciu kruszywa ŜuŜlowego. Przedstawiono równieŝ wyniki z pomiarów wielkości innych cech technicznych wspomnianych kompozytów ŜuŜlowych, takich jak: gęstość objętościowa, nasiąkliwość masowa, wytrzymałość na ściskanie statyczne oraz porowatość otwarta. Zaprezentowano takŝe wyniki z pomiarów promieniotwórczości naturalnej surowców składowych. THE INFLUENCE OF SLAG COMPOSITES CURING TIME WITH CEMENT MATRIX ON RADON EXHALATION Summary: The natural radioactivity is one of many technical qualities of building materials. In paper, the results of own research on Rn-222 radon exhalation from lightweight concretes formed with the use of slag aggregate, were presented. The results of volume measurement of other mentioned slag composites technical qualities, such as: volume density, mass absorbability, compression static resistance and open porosity, were also presented. Moreover, the results of component raw materials natural radioactivity were presented. 1. WPROWADZENIE Swoistym produktem towarzyszącym wszelkiej działalności człowieka są odpady, w tym równieŝ odpady przemysłowe. Do jednych z najbardziej uciąŝliwych dla środowiska zalicza się procesy górnicze oraz energetyczne ze względu na powstawanie obok podstawowego produktu, znacznych ilości odpadów, których nieprawidłowe zagospodarowanie wiąŝe się w istotny sposób z degradacją środowiska naturalnego. Nagromadzone na składowiskach odpady z górnictwa węgla kamiennego, a takŝe energetyki zawodowej stanowią spore obciąŝenie dla lokalnego środowiska 101

naturalnego człowieka. Skala, a takŝe zasięg tego zjawiska zaleŝy od bardzo wielu czynników, w tym przede wszystkim od ilości i rodzaju omawianych odpadów, jak równieŝ od ich składu chemicznego i granulometrycznego oraz zawartości metali cięŝkich i stęŝenia naturalnych radionuklidów. Niektóre z tych odpadów są klasyfikowane przez EPA (Environmental Protection Agency) jako odpady szczególnie niebezpieczne, które muszą być zagospodarowane w szczególny sposób. Oprócz aspektu ekologicznego występuje takŝe aspekt ekonomiczny związany ze składowaniem odpadów i wynikające z tego faktu opłaty. W istniejących warunkach Górnego Śląska, biorąc pod uwagę szczególnie silne zanieczyszczenie środowiska, wykorzystanie miejscowych materiałów odpadowych wymaga prowadzenia skrupulatnych badań i ustalenia ścisłych kryteriów oceny pod względem przydatności ich w szeroko pojętym budownictwie. 2. PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ NATURALNA Nieodłącznym atrybutem Ŝycia na Ziemi jest promieniowanie jonizujące, zwane inaczej naturalnym tłem promieniowania. Jego źródłem jest: promieniowanie kosmiczne (pochodzenia słonecznego i galaktycznego) oraz promieniowanie ziemskie, pochodzące od naturalnych pierwiastków promieniotwórczych, występujących w skorupie ziemskiej. Spośród naturalnych pierwiastków promieniotwórczych występujących w przyrodzie, istotne znaczenie ze względu na poziom naturalnego tła promieniotwórczego w środowisku mieszkalnym człowieka mają: potas K-40 (okres półrozpadu T ½ = 1,28 10 9 lat); uran U-238 (okres półrozpadu T ½ = 4,47 10 9 lat) wraz z izotopami promieniotwórczymi szeregu uranowego (np. Ra-226, T ½ = 1600 lat; Rn-222, T ½ = 3 doby 19 godz. 44 min.); tor Th-232 (okres półrozpadu T ½ = 1,40 10 10 lat) wraz z izotopami promieniotwórczymi szeregu torowego (np. tor Th-228, T ½ = 1,91 lat). Rozpad promieniotwórczy wspomnianych wyŝej izotopów jest źródłem cząstek alfa i beta oraz promieniowania gamma. Od stęŝenia naturalnych radionuklidów w zewnętrznej warstwie skorupy ziemskiej i w materiałach budowlanych zaleŝy moc dawki naturalnego promieniowania gamma zarówno na otwartym terenie jak i wewnątrz budynku. W wyniku róŝnego rodzaju procesów technologicznych, a szczególnie procesów termicznych moŝe nastąpić kilkakrotny wzrost zawartości wspomnianych radionuklidów w wytworzonych wyrobach w stosunku do surowców wyjściowych. Szczególnie widoczne jest to w procesie spalania paliw organicznych, np. węgla kamiennego i brunatnego. Zawartość radionuklidów w przypadku ŜuŜla kotłowego jest około 2,5 razy większa, zaś w przypadku popiołów lotnych nawet 3,5 razy większa niŝ w spalanym surowcu wyjściowym. 3. WSKAŹNIKI AKTYWNOŚCI Określenie zanieczyszczeń promieniotwórczych w surowcach i materiałach budowlanych polega na wyznaczeniu sumarycznej aktywności występujących w nich radionuklidów, (tzn. potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228) oraz pośrednio wielkości emisji gazowego radonu Rn- 222 i porównaniu wyników z wymaganiami normatywnymi. Wyznaczenie stęŝenia naturalnych pierwiastków promieniotwórczych w badanych surowcach i materiałach pozwala na wyliczenie tzw. wskaźników aktywności: 102

f 1, który określa zawartość naturalnych izotopów promieniotwórczych (sumaryczne promieniowanie gamma) oraz f 2, który określa zawartość radu Ra-226. W zharmonizowanych z przepisami Unii Europejskiej [1] polskich unormowaniach prawnych [8, 4], wskaźniki aktywności zdefiniowane są dwiema zaleŝnościami: f 1 = S K 3000 [ Bq / kg ] + S Ra 300 [ Bq / kg ] + S Th 200 [ Bq / kg ] (1) ƒ 2 = S Ra (2) gdzie: S K, S Ra, S Th stęŝenie potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228, w [Bq/kg]. Wartości wskaźników aktywności f 1 i f 2 dla surowców i materiałów budowlanych, stosowanych w obiektach przeznaczonych na stały pobyt ludzi oraz inwentarza Ŝywego, nie mogą przekraczać o więcej niŝ 20% wartości f 1 = 1 oraz f 2 = 200 [Bq/kg] [2]. 4. BADANIA LABORATORYJNE 4.1. KRUSZYWA BUDOWLANE Po przeanalizowaniu danych z badań wstępnych, do zastosowania oraz do dalszych badań wyselekcjonowano następujące kruszywa budowlane: ŜuŜel elektrowniany (Elektrownia Rybnik ); łupkoporyt ze zwałów samoczynnie przepalony (K.W.K. Rydułtowy ); kruszywo ŜuŜlowo łupkowe (stara hałda k. Rybnika). 4.2. SPOIWA MINERALNE Po przeanalizowaniu danych z badań wstępnych, do zastosowania oraz do dalszych badań wyselekcjonowano następujące spoiwa budowlane: cement CEM I 32,5R Cementownia Strzelce Opolskie ; cement CEM II/B S 32,5R Cementownia Strzelce Opolskie. 4.3. DODATKI MINERALNE Po przeanalizowaniu danych z badań wstępnych, do zastosowania oraz do dalszych badań wyselekcjonowano następujące dodatki mineralne: mączkę glinianą (złoŝe Rybnik Wielopole); pył krzemionkowy (Huta Łaziska ); mączkę piaskową (złoŝe Rybnik Raszowiec). 4.4. KOMPOZYTY śuślowe ETAP PIERWSZY W badaniach wykorzystano wzmiankowane kruszywa budowlane oraz cementy portlandzkie: CEM I 32,5R i CEM II/B S 32,5R. Stos okruchowy skomponowano z (wagowo): 70% ŜuŜla elektrownianego (fr. 0 2 mm) oraz łupkoporytu ze zwałów w ilości 20% (fr. 2 4 mm) i kruszywa 103

ŜuŜlowo łupkowego w ilości 10% (fr. 4 8 mm). Oznaczenia próbek betonowych serii C30 przy zróŝnicowanych rodzajach dodatków mineralnych: C3/I stosunek cementu portlandzkiego CEM I do standardowego stosu okruchowego jak 1:3 (wagowo); C3/IMG skład jak dla C3/I, zmodyfikowany jednak poprzez zamianę 30% cementu na mączkę glinianą (wagowo); C3/IPK skład jak dla C3/I, zmodyfikowany jednak poprzez zamianę 30% cementu na pył krzemionkowy (wagowo); C3/IIB stosunek mieszanego cementu portlandzko ŜuŜlowego CEM II/B-S (zawartości ŜuŜla granulowanego 32%) do standardowego stosu okruchowego jak 1:3 (wagowo); C3/IMP skład jak dla C3/I, zmodyfikowany jednak poprzez zamianę 30% cementu na mączkę piaskową (wagowo). Praca badawcza składała się z następujących podetapów: kształtowanie próbek z zaprojektowanych i wykonanych mieszanek betonowych; wykonanie badań porowatości na porozymetrze rtęciowym Carlo Erba 2000; oznaczenie gęstości pozornej; oznaczenie nasiąkliwości wagowej; oznaczenie wytrzymałości na ściskanie statyczne (próbki walcowe H= =8 cm); ekspozycja detektorów typu Pico-Rad w obecności zwartych próbek betonowych w szczelnej komorze pomiarowej zestawu HP Alpha; pomiary stęŝenia radonu S Rn zaabsorbowanego przez detektory Pico-Rad, analizatorem LSC typu Tri-Carb 1900 TR; pomiary stęŝeń potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228 w omawianych betonach, przy uŝyciu spektrometru półprzewodnikowego HPGe CANBERRA. Wielkości ekshalacji radonu z próbek betonowych wyznaczono z zaleŝności: E Rn Rn k Rn = λ t F (1 Rn pr e gdzie: E Rn ekshalacja radonu z próbki, [Bq/m 2 h]; S Rn pomierzone stęŝenie radonu, [Bq/m 3 ]; V k objętość komory pomiarowej, [m 3 ]; λ Rn stała rozpadu Rn 222 = 7,56 10-3, [1/h]; F pr powierzchnia całkowita próbki, [m 2 ]; t czas ekspozycji próbki w komorze pomiarowej, [h]. 4.5. KOMPOZYTY śuślowe ETAP DRUGI W badaniach wykorzystano próbki laboratoryjne z ETAPU PIERWSZEGO przechowywane przez sześć lat w stałych warunkach klimatycznych (temp. +16 18 C, wilgotność ok. 90 96%). Praca badawcza składała się z następujących podetapów: wykonanie badań porowatości na porozymetrze rtęciowym Carlo Erba 2000; oznaczenie gęstości pozornej; oznaczenie nasiąkliwości wagowej; oznaczenie wytrzymałości na ściskanie statyczne; symulacja komputerowa wielkości ekshalacji radonu (wielkości pomiarowe na granicy czułości metody); wyznaczenie wartości wskaźników aktywności. S V λ ) (3) 104

Wyniki omawianych badań i oznaczeń zaprezentowano w tabeli 1, zaś wartości promieniotwórczości naturalnej surowców składowych w tabeli 2. Tabela 1. Kompozyty serii C30 stała ilość spoiwa. Lp. CECHY TECHNICZNE Jednostki Symbol kompozytu: C3/I C3/IMG C3/IPK C3/IIB C3/IMP 1. Objętość całkowita porów, V cp [mm 3 /g] 114,02 66,53 99,19 53,93 78,32 49,43 124,44 56,86 120,97 25,14 2. Powierzchnia właściwa porów, F wp [m 2 /g] 1,62 0,34 1,61 0,12 1,34 0,18 3,64 0,29 3,20 0,01 3. Średni promień porów, P p [nm] 63,0 1840,5 78,8 38,67 39,2 98,12 54,2 329,41 31,4 382,56 4. Porowatość względna, P w [%] 11,63 8,51 14,08 10,13 10,49 10,77 16,42 7,75 16,93 9,07 5. (F wp / V cp ) [1/pm] 14,21 16,23 17,11 29,25 26,45 5,11 2,23 3,64 5,10 0,40 6. Gęstość pozorna, ρ p [kg/dm 3 ] 1,337 1,296 1,373 1,324 1,321 1,314 1,262 1,280 1,336 1,253 7. Nasiąkliwość wagowa, n w [%] 27,83 26,14 27,59 26,36 21,60 27,50 27,18 24,52 24,23 26,94 8. Wytrzymałość na ściskanie H= =8cm, f c [MPa] 8,95 19,37 5,63 14,65 8,22 23,35 8,68 20,92 6,36 14,60 9. StęŜenie radonu, S Rn : 10. Ekshalacja radonu, 11. 12. E Rn : StęŜenie radionuklidów: Wskaźniki aktywności: S K S Ra S Th [Bq/m 3 ] 48,87 ± 4,15 36,89 ± 2,98 58,14 ± 4,68 83,31 ± 5,18 91,92 ± 6,63 [Bq/m 2 h] 0,3263 0,2463 0,3882 0,5563 0,6137 0,1173 0,0338 0,0826 0,0970 0,0093 [Bq/kg] 521,68 566,06 523,78 ± 6,86 ± 4,93 ± 4,39 [Bq/kg] 81,18 82,08 81,70 ± 2,42 ± 2,28 ± 2,21 [Bq/kg] 41,98 42,27 41,76 ± 1,18 ± 1,15 ± 1,12 f 1 [ - ] 0,65 0,67 0,66 ± 0,02 ± 0,02 f 2 81,18 82,08 81,70 [Bq/kg] ± 2,42 ± 2,28 ± 2,21 522,63 ± 7,63 559,54 ± 4,80 86,96 84,00 ± 2,61 ± 2,34 43,83 42,39 ± 1,25 ± 1,20 0,68 0,68 ± 0,02 86,96 84,00 ± 2,61 ± 2,34 105

Gdzie: wartości podkreślone pochodzą z badań z roku 1999, zaś wartości nie podkreślone pochodzą z badań z roku 2005. Tabela 2. Promieniotwórczość naturalna surowców składowych. Lp. Surowiec składowy: StęŜenie radionuklidów [Bq/kg]: Wskaźniki aktywności: 1. śuŝel elektrowniany 794,90 ± 5,83 2. Łupkoporyt ze zwałów 795,00 ± 51,00 3. Kruszywo ŜuŜlowo łupkowe 683,00 ± 55,00 4. Cement CEM I 32,5R 216,71 ± 4,15 5. Cement CEM II/B-S 32,5R 194,69 ± 4,76 6. Glina mielona 644,14 ± 4,76 7. Pył krzemionkowy 279,67 ± 2,07 8. Piasek mielony 148,91 ± 1,27 S K S Ra S Th f 1 f 2 119,52 82,76 1,08 ± 0,60 ± 0,58 139,00 ± 7,00 327,00 ± 16,00 32,53 ± 1,41 61,10 ± 1,86 34,96 ± 1,20 24,02 ± 0,82 7,39 ± 0,14 81,00 ± 4,00 105,00 ± 5,00 9,13 ± 0,47 22,61 ± 0,66 40,03 ± 0,57 3,98 ± 0,06 9,51 ± 0,09 1,13 ± 0,06 1,84 ± 0,10 0,23 0,38 0,53 0,19 0,12 119,52 ± 0,60 139,00 ± 7,00 327,00 ± 16,00 32,53 ± 1,41 61,10 ± 1,86 34,96 ± 1,20 24,02 ± 0,82 7,39 ± 0,14 5. ANALIZA WYNIKÓW Spośród parametrów charakteryzujących porowatość zaprezentowanych w mniejszej pracy kompozytów ŜuŜlowych, wartość liczbowa stosunku powierzchni właściwej porów (F wp ) do objętości całkowitej porów (V cp ) wykazuje największą korelację z wielkością ekshalacji radonu (E Rn ). Relację między tymi wielkościami zilustrowano na rys. 1. Dla zaprezentowanych na wykresie zaleŝności otrzymanych metodą regresji liniowej, wartości korelacji są bardzo wysokie. 106

1 0,8 2005r. 1999r. Liniowy (1999r.) Liniowy (2005r.) E Rn, [Bq/m 2 h] 0,6 0,4 E (sym.) = 0,0218(F/V) - 0,0039 k = 0,98 0,2 0-5 0 5 10 15 20 25 30 35 (F wp /V cp ), [1/pm] E (pom.) = 0,0209(F/V) - 0,0047 k = 0,91 Rys.1. ZaleŜność pomiędzy porowatością betonów, a wielkością ekshalacji radonu. 6. PODSUMOWANIE Analizując uzyskane wyniki, moŝna dostrzec istotny wpływ wielomiesięcznego okresu dojrzewania omawianych kompozytów ŜuŜlowych, na ich wytrzymałość na ściskanie (f c ), jak równieŝ na ich strukturę wewnętrzną np. w kontekście wydzielania się z nich radonu (E Rn ). W tym ostatnim przypadku wynika to z porowatej struktury omawianych kompozytów ŜuŜlowych oraz z zawartej w nich odpowiedniej ilości i o określonym wymiarze porów efektywnych, odpowiedzialnych za transport radonu; co w funkcji czasu wiąŝe się takŝe ze stałą rozpadu tego promieniotwórczego gazu. Uzyskane w trakcie badań wyniki wskazują, Ŝe gdy ilość spoiwa jest stała przy stałej ilości dodatku mineralnego aplikowanego jako zamiennik cementu portlandzkiego wielkość ekshalacji radonu zaleŝy od rodzaju tegoŝ dodatku. Wynika to z faktu, iŝ zmiana składu fazowego zastosowanego w betonach zaczynu osiągnięta poprzez wprowadzenie do składu cementu np. granulowanego ŜuŜla wielkopiecowego lub pyłu krzemionkowego prowadzi do zmiany jego porowatości (przy stałym wskaźniku wodnocementowym). Maleje bowiem w tym przypadku ilość składników krystalicznych, rośnie zaś Ŝelowych. Efektem tego procesu jest zarastanie duŝych porów kapilarnych, przy równoczesnym wzroście udziału porów Ŝelowych. Wielkości ekshalacji radonowych (- ze wspomnianych struktur krystalicznych i Ŝelowych) wiąŝą się z długością drogi, jaką jest w stanie przebyć w tychŝe strukturach nowopowstały atom radonu zanim wydostanie się poza obszar ciała stałego (- kompozytu ŜuŜlowego). Wartości wskaźników aktywności wyznaczone dla omawianych kompozytów ŜuŜlowych, pozwalają zakwalifikować je do materiałów budowlanych dopuszczonych do stosowania w budynkach przeznaczonych na stały pobyt ludzi lub inwentarza Ŝywego, mimo iŝ jeden ze składników (kruszywo ŜuŜlowo łupkowe) wyraźnie przekracza wartości dopuszczalne dla wskaźników aktywności [2]. 107

Badania pierwszego etapu wykonano w ramach projektu badawczego 7 T07E 024 16 finansowanego przez Komitet Badań Naukowych w latach 1999 2000. Z kolei badania drugiego etapu wykonano w ramach tzw. badań własnych symbol pracy BW-490/RB-4/05. BIBLIOGRAFIA 1. European Commission; Radiation protection 112: Radiological Protection Principles concerning the Natural Radioactivity of Building Materials. Directorate General; Environment, Nuclear Safety and Civil Protection; 1999. 2. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2.01.2007r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th- 228 w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza Ŝywego, a takŝe w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów. Dz. U. 4, poz. 29. 3. Instrukcja 234/2003 pt. Badania promieniotwórczości naturalnej surowców i materiałów budowlanych. ITB. Warszawa, 2003r. 108