Баритовая рентгенозащитная штукатурка

В некоторых случаях для отделки кроме декоративных и выравнивающих штукатурных растворов требуются специальные, выполняющие специфические функции. К таким относится баритовая штукатурка, предназначенная для защиты персонала в соседних с рентгенкабинетом помещений от излучения. Что это, преимущества, способы расчёта и техника нанесения рассмотрены в данной статье.

Баритовая штукатурка – что это такое

Внешне это сухая смесь (СС), в составе которой:

• магнезитовый либо портландцемент;
• песок баритовый – измельчённый сульфат бария (иное название – барит);
• пластификаторы (различные полимеры).

Сфера применения

В связи с использованием в некоторых учреждениях и производствах технического оборудования, являющегося источником радиоактивных излучений, баритовую штукатурку применяют:

• на промышленных предприятиях для помещений, где радиоактивные вещества и материалы используются в производственных процессах;
• в лабораториях и исследовательских центрах, где применяют технику, излучающую гамма-лучи, или исследуются радиоактивные материалы;
• в томографических и рентгеновских кабинетах, где применяется техника, генерирующая ионизирующие излучения (ИИ);
• в стоматологических поликлиниках, где делаются снимки зубов;
• в жилых зданиях, находящихся там, где неблагоприятен естественный уровень радиации, или расположенных в промзонах с повышенным уровнем излучений (в данном случае необходимо устройство защитного покрытия поверх слоя, содержащего барит);
• в саркофагах и хранилищах источников радиоизлучений.

Сфера применения баритовой штукатурки

Для экранирования рентгеновского и гамма-излучения раньше применяли дорогостоящие экраны из свинца.

Компоненты баритовой штукатурки

Основное вещество, придающее покрытию способность отражать гамма-лучи и рентгеновское излучение (РИ), – баритовый песок. Минеральный компонент (сернокислая соль BaSO4) в виде песка, гранул (фракция до 1,25) может составлять до 95 % раствора (не менее 85 % по весу в сухой смеси). Размер фракций зависит от требуемой толщины покрытия – чем толще слой, тем большую величину зёрен может иметь баритовый песок.

Баритовый песок имеет белый цвет, удельный вес – 4,48 кг/см3, чем объясняется более высокий вес рентгенозащитного состава по сравнению с другими штукатурками.

Связующим в растворах является высокомарочный цемент (не ниже М300), так как песок баритовый менее надёжно сцепляется с низкомарочным цементом. В последнем случае смесь крошится, рассыпаясь даже при укладке. Составы твердеют медленнее смесей на обычном песке. Если нужно ускорить твердение, а водостойкость покрытия не играет роли, используют цемент магнезиальный.

Таким образом, рентгенозащитные составы бывают:

• цементно-баритовые;
• магнезиально-баритовые;
• баритобетон.

Полимеры или иные пластификаторы вносят в состав для повышения рабочих свойств смеси – пластичности, удобоукладываемости. При изготовлении состава своими руками применяют ПВА менее 3 % от веса СС (на 1 кг смеси – 30 г клея).

Заводскую СС разводят так – 200 мл воды на 1 кг порошка. Смесь, составленную самостоятельно, разводят постепенно, доводя до нужной консистенции подливанием жидкости.

Производители и характеристики готовых смесей

Число производителей материалов с баритом не так велико, как производителей иных видов штукатурных составов.

Основными являются:

• Альфапол.
• Аксит.
• Флагман.
• Эталон.
• Sorel.
• Роси.
• Баритобетон.
• Рунит.

Чаще под отдельные заказы производят партии готовых СС баритобетона.

Сухие смеси, предлагаемые производителями, отличаются составом, свойствами, а также ценой:

• Sorelbarit – в составе магнезиальное связующее, крошка барита, пластификаторы (в продаже в виде двухкомпонентного материала – СС+отвердитель), армирование за счёт базальтовых волокон, допускается нанесение слоя до 3 см за проход.
• FullMIX – цемент М400, крошка барита, пластификаторы, за проход – до 10 мм.
• Радиационно-защитная Роси.
• Рунит.
• Альфапол ШТ-Барит – крошка барита с магнезией

Преимущества баритовой штукатурки

Основные плюсы:

• способность экранирования разных видов ИИ;
• малая стоимость покрытия;
• доступность компонентов на рынке;
• простота нанесения;
• монолитность покрытия;
• возможность изготовления своими руками;

Минусы практически все легкопреодолимые:

• при большой толщине защитного слоя понадобится дополнительная подготовка (изготовление опалубки);
• ядовитость основного компонента;
• большой удельный вес покрытия;
• нанесение только ручное (механическое исключено);
• необходимость установки арматурной сетки;
• необходимость дополнительного покрытия слоя с баритом;
• каждый предыдущий штукатурный слой грунтуется для повышения адгезии.

Как приготовить баритовую штукатурку

Можно приготовить защитный состав в домашних условиях самостоятельно. Благо, что все компоненты (в том числе баритовый песок) имеются в магазинах.

Однако следует учитывать, что приготовленные/выполненные своими руками рентгенозащитные составы имеют недостатки:

• расход материалов будет большим, а отходов получается много;
• защитные свойства не будут одинаковыми по всей плоскости стены;
• сложность в уходе за каждым слоем, причём технологию необходимо соблюдать, следуя каждому пункту инструкции, иначе появятся трещины либо отслоения;
• изготовление раствора, нанесение покрытия, уход за каждым слоем требуют много времени.

Плюсов немного:

• низкая себестоимость;
• возможность самостоятельного изготовления из доступных материалов.

Если есть возможность, рациональнее приобрести готовые составы, которые достаточно затворить перед применением.

На защитную штукатурку кустарного производства сертификаты не выдают. На тонну раствора плотностью 2700 кг/см3 берут:

• портландцемент – 60 кг;
• барит (пыль, песок) – 800 кг;
• песок обычный – 55 кг;
• клей ПВА – 5,5 литров;
• воду в количестве, необходимом для создания нужной консистенции (на 1 кг цемента не более 0,9 л).

Состав компонентов для приготовления баритовой штукатурки

Если расчёты показали, что слой должен быть более 50 мм, рациональнее использовать для защиты баритовую плиту. Сухие компоненты (баритовый песок и другие) смешивают, затем добавляют в воду, в которой растворён ПВА.

Порядок приготовления смеси баритобетон м200

Защитную смесь применяют для:

• заливки полов;
• изготовления блоков для кладки перегородок и изготовления защитных ограждений аппаратуры для рентгена;
• выполнения защитного покрытия с применением опалубки;
• штукатурных работ.

Смесь баритобетона поступает в продажу в виде двух компонентов:

• жидкого затвердителя;
• баритобетонного порошка, в составе которого содержатся полимеры.

Компоненты помещают в ёмкость бетономешалки, смешивают, добавляя воду. Количество воды зависит от назначения раствора. Раствор делают для оштукатуривания пожиже, для полов и заливки стен – погуще.

Требования санитарных органов к нанесению баритовой штукатурки

Штукатурка рентгенозащитная относится к специальным составам, защищающим здоровье людей, находящихся в помещении с аппаратурой и в соседних с ним, поэтому к ней, согласно СанПин 2.6.1.1192–03, предъявляются определённые требования, которым она должна соответствовать.

Во-первых, при проектировании толщина защитного свинцового экрана рассчитывается и принимается по коэффициенту кратности ослабления РИ при максимальной величине мощности лучей оборудования. Соответственно этой толщине определяют толщину защитного штукатурного слоя с баритом. Ориентировочные данные приведены в таблице.

Поскольку защитные смеси разных модификаций различаются, нужен индивидуальный подход в каждом случае. Например, при напряжении 100 кВт на аноде излучателя свинцовый эквивалент толщины магнезиально-баритовой штукатурки в рентгенкабинете составляет:

Параметры свинцового щита прописывают в проекте. При изменении используемого оборудования производят перерасчёт. Любые изменения согласовывают с надзорной организацией. По требованиям ГОСТ 12.4.217–2001 для каждой партии защитных смесей (на производстве) и для уложенных штукатурных покрытий производятся испытания, сведения о которых и результаты фиксируются в протоколах.

Технология оштукатуривания баритовой штукатуркой

В целом процесс выполняется в несколько этапов:

• подготовка основания;
• установка арматурной сетки;
• установка специальных маяков, позволяющих наносить раствор равномерно на всю поверхность, или опалубки;
• оштукатуривание;
• уход за уложенной отделкой;
• финишное покрытие.

Такие особенности покрытия с баритом, как большой удельный вес и высокая стоимость, требуют экономии раствора и обеспечения прочности его сцепления с основанием, поэтому подготовку основания проводят особо тщательно:

• удаляют все старые покрытия;
• ремонтируют выбоины, большие трещины;
• после очистки от пятен масла, грибка, смазки, удаления ненужных металлических изделий и пыли основание грунтуют дважды с просушкой каждого слоя.

После высыхания грунтовки стены замеряют. Определяют толщину покрытия, подсчитывают необходимое количество материалов.

Штукатурку баритовую рентгенозащитную наносят:

• вручную;
• при температуре +15 — +35°С,
• при влажности до 75 %,
• слоями не более 10 мм.

Место штукатурных работ затеняют и защищают от попадания осадков.

Оштукатуривание стен

Для получения высокопрочного покрытия применяют армирование. Сетку крепят к основанию шурупами или дюбелями. При установке и крепеже сетку максимально растягивают, не допуская провисания. Каждые 15 мм толщины рентгенозащитного состава должны быть армированы.

Основные этапы оштукатуривания:

1. Равномерно наносят широким шпателем на основание стартовый слой 10 мм. Нанеся слой, «расчерчивают» уголком шпателя поверхность, чтобы увеличить сцепление его со следующим. Высушивают, покрывают грунтовкой, которую подсушивают 3 – 4 часа.
2. Выполняют второй слой 5 мм (такой же толщины будут все последующие). После частичного застывания крепят на стену вторую армирующую сеть.
3. Выполняют дальнейшее послойное нанесение раствора, вовремя армируя и подсушивая, пока покрытие не достигнет заданной величины.

Отделку высушивают до набора прочности не менее 7 дней, следя за сохранением влажности поверхности (накрывают плёнкой), чтобы не допустить образования усадочных трещин.

Финишная отделка стен

После набора прочности поверхность шлифуют наждачкой либо шлифмашинкой (защищая дыхательные пути респиратором). Кроме декоративных функций финишная отделка служит целям защиты помещения от попадания в воздух пыли барита. В качестве финишной отделки применяют оклейку обоями, тонкослойную декоративную штукатурку, покраску, пластиковые панели.

Технология заливки баритовой штукатурки толстым слоем

При толщине отделки из баритовой штукатурки > 2 см технология нанесения с использованием опалубки позволяет выполнить работу быстрее, качественнее и надёжнее. Щиты опалубки делают из листовой фанеры или из досок. Установке опалубки предшествует монтаж армирующих сеток. При этом высоту шляпок элементов крепежа принимают равной общей толщине покрытия, в иных случаях – близкой к высоте установки сетки.

Опалубка из досок

Для заливки штукатурного покрытия стены можно изготовить щитовую опалубку из досок (обрезных) толщиной около 20 мм.

Последовательность изготовления:

1. Замеряют стену, чтобы рассчитать размеры опалубочных щитов. Если длина стены до 3 м, можно изготовить один длинный щит. При длине стены 3 и более метра изготавливают два щита, например, длиной по полтора метра. Рациональная высота щита – до 100 см.
2. В качестве вертикальных рёбер жёсткости используют рейки 30 х 50 мм, устанавливая их не далее, чем в метре друг от друга. Прикрепляют рейки, плотно прижимая доски друг к другу. Для прижатия применяют упоры и клинья. К вертикальным планкам добавляют диагональную, для придания щиту жёсткости.
3. После сборки щита опалубку переворачивают лицевой стороной (рабочей) вверх для проверки образованной плоскости. Если доски не образуют единую ровную плоскость, их открепляют и, исправив положение, фиксируют снова.
4. Изготовленный щит (щиты) устанавливают к стене, упирая на дюбели, к которым прикрепили сетку. Проверяют вертикальность уровнем.
5. Фиксируют положение с помощью угловых подпорок.
6. Штукатурный раствор заливают в опалубку сверху, следя, чтобы она заполняла полость равномерно. Желательно применение вибраторов. При их отсутствии постукивают по доскам опалубки молотков с наружной стороны. Так «выгоняют» образовавшиеся при заливке воздушные пузыри. Делают это до тех пор, пока не прекратится оседание залитой смеси.
7. Щиты опалубки снимают тогда, когда залитая смесь застынет (не ранее, чем через неделю). Делать это раньше рисково, так как могут возникнуть отслоения или трещины. Снятые щиты опалубки поднимают выше и фиксируют. Затем заливают баритовым составом следующий участок.
8. Самый верх стены штукатурят вручную, нанося слои мастерком или шпателем.
9. Получившиеся выступы раствора затирают или стёсывают.

 Защита пола

Поскольку прочность бетонобаритного пола меньше, чем требуемая для установки тяжёловесного рентгеновского оборудования, поверх рентгенозащитного монолита делают бетонную стяжку. В этом особенность баритобетонных полов. Перед началом работы поверхность пола (обычно это ж/б плиты) выравнивают, очищают, устанавливают маяки. Нанесённый раствор выравнивают правилом.

Оштукатуривание потолка

Для защиты глаз обязательно применение очков. Оштукатуривание выполняют последовательно:

1. Железобетонную плиту перекрытия готовят для оштукатуривания, очищая от грязи, пыли. Для заделки трещин применяют цементный раствор.
2. Дважды с просушкой грунтуют поверхность валиком, прокатывая в поперечных направлениях. Для повышения сцепления накидывают ковшиком цементное молочко, по консистенции подобное жидкой сметане. Молочко после застывания имеет бахромчатую нижнюю поверхность, увеличивающую сцепление.
3. Из массы раствора с баритом на потолке делают маячки либо устанавливают на дюбели металлические рейки.
4. Оштукатуривание выполняют аналогично оштукатуриванию стены.

Баритовая штукатурка: расход и способы расчета

Основной защитой от РИ являются свинцовые щиты. Их толщину рассчитывают во время проектировки и указывают в проекте. Пересчёт толщины баритовой штукатурки и расхода материалов ведут, исходя из этих параметров (в свинцовом эквиваленте). И тут нужно быть внимательным, так как смеси отличаются содержанием песка барита (его содержание в составе от 85 до 95 %).

В сопроводительной документации к штукатурным смесям производители приводят данные для пересчёта по свинцовому эквиваленту и величину примерного расхода смеси, соответственно ему. Для предварительного расчета принимают расход смеси 20 кг на кв. м покрытия слоем 1 см.

Если толщина слоя штукатурки баритовой – 25 мм, расход составит 20 кг х 2,5 = 50 кг. Общая площадь стены вычисляется просто. Общий расход получают, умножая количество квадратов площади на полученный расход состава на 1 м2.

Общие рекомендации

Выполнение специальной защитной баритовой штукатурки не терпит спешки. Работу ведут тщательно, ответственно соблюдая технологию.

При температуре воздуха выше 22°С оштукатуренную поверхность после окончания работ также увлажняют на ночь.

Запрещено использовать вентилятор при штукатурке

Нельзя пользоваться вентиляторами или иными способами сушки. В штукатурной отделке с баритом нельзя делать штробы, иначе в этих местах защитные функции нарушаются. Все коммуникационные проводки делаются до нанесения смесей.

Рентгенозащитная штукатурка

Вместе с другими видами защитных материалов, например, листовым свинцом, антистатическим линолеумом, рентгенозащитной резиной, рентгенозащитная штукатурка применяется для того, чтобы не пострадали от излучения работники и посетители рентгенкабинетов, а также служащие, работающие в соседних помещениях.

Материалы, содержащие песок барита, способны поглощать рассеянное излучение и служить экраном по периметру помещений, где имеются источники излучения.

Баритовая штукатурка, качество которой достигается за счёт точного соблюдения технологии приготовления раствора, нанесения состава на основание, условий твердения, будет доступной дешёвой альтернативой дорогостоящим свинцовым экранам.