توليد بتن سنگين از سنگدانه هاي باريت معادن استان آذربايجان غربي

Heavyweight concrete produced with Barite aggregates of W-Azerbaijan mines

كاربرد بتن‌هاي سنگين در ساخت راكتورهاي نيروگاه‌هاي هسته‌اي، مراكز پزشكي، مراكز تحقيقاتي شتاب‌دهنده‌ها و نيز مراكز نظامي به‌عنوان پانل‌هاي محافظ، جايگاه خاصي را داراست. هدف از اين تحقيق، طراحي و ساخت بتن سنگين با استفاده از ذخاير باريت استان آذربايجان-غربي است. بدين منظور پس از انجام مطالعات اوليه بر روي چندين نمونه سنگ باريت، نمونه باريت معدن شاخ‌سفيد مهاباد براساس استانداردهاي ASTM C637 و ASTMC33 (با توجه به مقادير چگالي و عيار) براي ساخت بتن سنگين انتخاب گرديد. سپس طرح اختلاط بتن با انجام 4 آزمايش تعيين، و نمونه‌هايي از بتن سنگين با 0، 50، 65، 75، 85 درصد سنگدانه باريت و همچنين بتن سنگين ساخته شده از 100 درصد سنگدانه باريت، تهيه گرديد. در تمامي نمونه‌ها مقدار سيمان و نسبت آب به سيمان ثابت و به‌ترتيب برابر350 كيلوگرم بر مترمكعب و 48/0 است. بر روي نمونه‌ها آزمايش‌هاي تعيين مقدار چگالي، مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مدول الاستيسيته، سرعت امواج التراسونيك و آزمايش‌هاي محافظت پرتويي انجام شد. نتايج حاصل از آزمايش‌ها نشان داد كه بتن سنگين ساخته شده با تركيب 100% باريت (به‌جاي سنگدانه شن و ماسه) داراي چگالي 362/3 گرم بر سانتيمترمكعب، مقاومت فشاري 73/386 كيلوگرم بر سانتيمترمربع، مقاومت كششي 8/54 كيلوگرم بر سانتيمترمربع ، مدول الاستيسيته 105×63/2 كيلوگرم بر سانتيمترمربع، سرعت امواج اولتراسونيك در آن 80/4 كيلومتر بر ثانيه و ضريب تضعيف براي تابش چشمه‌هاي كبالت-60 و سزيم-137 به‌ترتيب cm-1 22/0 و cm-1 30/0 است.

Heavyweight concrete has a special place in the construction of reactors in nuclear power plants, medical centers, accelerators research centers and military centers as protective panels. Purpose of this research, is design and manufacture of heavyweight concrete with using of barite reserves of W-Azerbaijan province. Therefore, after conducting preliminary studies on several samples of barite ore, barite ore from Shakh-Sefid mine (in Mahabad County) has been appropriated, according to ASTM C637 and ASTMC33 standards for the production of heavyweight concrete. The concrete mix designed with doing several test, and was prepared concrete with different percent of barite and heavyweight concrete made of 100% barite. In all cases the amount of cement and W/C ratio fixed, respectively is 350 (kg/m3) and 0.48. Different experimental such as physical, mechanical and nuclear doing upon the sample. The results showed that heavyweight concrete is made by combining 100% Barite (instead of sand) has a density about 3.362 (gr/cm3), compressive strength 386.73 (kg/cm2), tensile strength 54.8 (kg/cm2), modulus of elasticity 2.63×105 (kg/cm2), the ultrasonic wave velocity 4.80 (km/s) and attenuation coefficients for radiation sources of cobalt-60 and cesium-137, respectively is 0.22 cm-1 and 0.30 cm-1.