В настоящее время разрабатываются все больше новых видов радиационно-защитных материалов, изделий и конструкций специального назначения на их основе, которые состоят из двух и более компонентов, отличающихся по своей природе. Одним из таких материалов является металлобетон. В работах [1–14] разработаны научные основы создания конструкционных и специальных металлобетонов. Однако в процессе их изготовления на основе существующих литейных технологий возникает задача однородного распределения заполнителя по объёму изделия и, следовательно, высокой однородности металлобетона. Решить эту задачу можно путём создания металлобетона каркасной структуры.При охлаждении металлобетоного изделия каркасного типа из-за различных коэффициентов температурного расширения, модулей упругости свинцовой матрицы и зёрен заполнителей, а также теплофизических свойств компонентов возникают внутренние напряжения. Получаемые напряжения, складываясь с напряжениями возникающими в процессе эксплуатации от внешних воздействий и нагрузок, могут быть причиной снижения физико-механических свойств материала [15]. Поэтому учёт напряжений возникающих в структуре материала особенно важен при проектировании композитов специального назначения, так как к таким материалам предъявляются повышенные требования по непроницаемости, трещиностойкости, массопоглощению и др. Оценка напряжённого состояния материала и определение влияния на него различных рецептурных и технологических факторов является важной научной задачей, имеющей большое практическое значение.В данной статье проведена оценка влияния соотношения модулей упругости матрицы Еm и заполнителя Ез, а также степени наполнения материала (определяющей толщину прослойки вяжущего h) на величину и характер изменения внутренних напряжений в радиальном и тангенциальном направлениях. В качестве модели принята структурная ячейка композиционного материала в виде сферического зерна, заключённого в твердеющую матрицу [16, 17]. Внутренние напряжения в металлобетоне возникают вследствие различных модулей упругости компонентов и коэффициентов линейного температурного расширения при снижении температуры или при возникновении усадки: ,(1)  где sr, st - внутренние напряжения в радиальном и тангенциальном направлении; mз, mm - коэффициенты Пуассона зерна и матрицы; Ез, Еm - модули упругости заполнителя и матрицы; De - разность деформаций; Р - давление, возникающее на границе раздела фаз. Значения sr и st равны: ;(2),(3)  где - объёмная степень наполнения материала; - максимальная плотность упаковки частиц наполнителя в объёме композита.Результаты расчётов представлены в табл. 1, на рис. 1. Из представленных данных видно, что матрица испытывает как растягивающие, так и сжимающие напряжения. На величину этих напряжений значительное влияние оказывают модули упругости матрицы и заполнителя, их соотношение, а также степень наполнения материала. Увеличение модуля упругости заполнителя (уменьшение соотношения Еm/Ез) приводит к росту внутренних напряжений в композите.  Таблица 1Величина напряжений возникающих в свинцовой оболочке   Соотношение модулей упругости заполнителя0,90,80,70,60,50,40,30,20,10123456789101112Температура расплава 350 оС 0,38-0,0323-0,0336-0,0350-0,0365-0,0382-0,0400-0,0420-0,0442-0,0466-0,0494 0,03380,03520,03660,03820,03990,04180,04390,04620,04880,0516 0,50-0,0260-0,0269-0,0278-0,0288-0,0299-0,0310-0,0323-0,0336-0,0350-0,0366 0,04180,04320,04460,04620,04790,04970,05170,05380,05620,0587 0,59-0,0291-0,0299-0,0308-0,0317-0,0327-0,0337-0,0348-0,0360-0,0373-0,0386 0,06360,06340,06370,06930,07140,07370,07610,07870,08150,0844 0,64-0,0280-0,0286-0,0294-0,0301-0,0309-0,0317-0,0326-0,0336-0,0345-0,0356 0,07760,07950,08150,08360,08580,08810,09050,09320,09590,0988Температура расплава 400 оС 0,38-0,1702-0,1770-0,1844-0,1924-0,2011-0,2106-0,2211-0,2327-0,2456-0,2600 0,17770,18480,19250,20090,21000,21990,23090,24300,25640,2714 0,50-0,1285-0,1328-0,1373-0,1422-0,1474-0,1530-0,1591-0,1657-0,1728-0,1806 0,20570,21250,21980,22760,23600,24500,25470,26530,27670,2892 0,59-0,0998-0,1026-0,1056-0,1087-0,1121-0,1156-0,1194-0,1235-0,1278-0,1324 0,21780,22390,23040,23730,24460,25240,26060,26950,27890,2891 0,64-0,0908-0,0931-0,0954-0,0978-0,1004-0,1031-0,1060-0,1090-0,1123-0,1156 0,25210,25820,26470,27150,27860,28620,29410,30260,31150,3209Температура расплава 450 оС 0,38-0,1787-0,1858-0,1936-0,2020-0,2111-0,2211-0,2322-0,2443-0,2579-0,2730 0,18640,19380,20180,21060,22010,23060,24210,25480,26060,2846 0,50-0,1371-0,1416-0,1465-0,1517-0,1573-0,1633-0,1698-0,1768-0,1844-0,1928 0,21920,22650,23420,24260,25150,26110,21150,28270,29490,3082 0,59-0,0977-0,1004-0,1033-0,1064-0,1097-0,1131-0,1169-0,1208-0,1251-0,1296 0,21300,21900,22530,23210,23920,24680,25490,26350,27280,2827 0,64-0,0885-0,0906-0,0929-0,0953-0,0978-0,1005-0,1033-0,1062-0,1094-0,1127 0,23530,25130,25800,26420,27120,27850,28630,29450,30320,3124      а) б) Рис. 1. Зависимость внутренних напряжений от объёмной степени наполнения  и соотношения модулей упругости матрицы и заполнителя Еm/Ез:а) в тангенциальном направлении; б) в радиальном направлении  Изменяя степени наполнения материала и проведя анализ полученных данных можно отметить, что зависимость напряжений в радиальном и тангенциальном направлениях имеет различный характер: внутренние напряжения в тангенциальном направлении увеличиваются, а в радиальном - уменьшаются (рис. 1). Анализ уровня внутренних напряжений показывает, что их величина значительно меньше прочности на разрыв свинца (  МПа). Это позволяет прогнозировать формирование предлагаемого металлобетона без горячих трещин в структуре.