ПРОГНОЗУВАННЯ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ КОМПОЗИТНИХ СТІНОВИХ БЛОКІВ НА ОСНОВІ БАРИТУ ТА МАГНЕТИТУ

Анотація

Сучасне будівництво спеціалізованих об’єктів в Україні, зокрема медичних центрів, атомних станцій, промислових комплексів, потребує матеріалів із підвищеними захисними властивостями від іонізуючого випромінювання. Використання важких наповнювачів, зокрема сульфату барію та оксиду заліза, дає змогу суттєво підвищити густину стінових блоків, однак важливим питанням залишається прогнозування їхньої надійності протягом тривалого терміну експлуатації в різних кліматичних зонах.

Метою статті є обґрунтування системи показників та методів прогнозування надійності композитних стінових блоків на основі бариту та магнетиту з урахуванням регіональних особливостей України.

У процесі дослідження застосовано аналіз нормативних вимог (ДСТУ), статистичне моделювання (розподіл Вейбулла, імітація Монте-Карло), а також методи прискореного старіння та неруйнівного контролю.

У результаті дослідження визначено основні критерії довговічності: міцність на стиск (≥10 МПа), морозостійкість (≥25 циклів), водопоглинання (≤10%), збереження густини (≥95%) та радіаційного захисту (≥90%). Встановлено, що співвідношення бариту до магнетиту в діапазоні 60:40 – 80:20 впливає на початкову міцність (18–32 МПа), густину (2800–3500 кг/м³) та прогнозоване збереження міцності через 50 років (82–93%). Для різних кліматичних зон (західна, центральна, східна, південна, північна) оцінено ризики деградації: цикли замерзання-відтавання (30–80 на рік), вологість (55–80%), сульфатну та хлоридну атаку. Економічний аналіз засвідчує, що вартість композитів у 1,5–2,5 раза вища за звичайний бетон, однак точне прогнозування дає змогу оптимізувати витрати на технічне обслуговування й подовжити термін служби на 15–25% в агресивних середовищах.

У висновках зазначено, що інтеграція ймовірнісних моделей, неруйнівного моніторингу та технологій цифрових двійників дозволяє зменшити невизначеність довгострокових прогнозів із ±20–25% до ±10–15%, що підвищує економічну обґрунтованість застосування цих матеріалів у стратегічних інфраструктурних проєктах України. Подальші дослідження мають бути спрямовані на створення галузевих баз даних експлуатаційних характеристик та адаптацію європейських протоколів випробувань до національних стандартів.