DE2749059C2 - Method of making a neutron-safe concrete - Google Patents
Method of making a neutron-safe concreteInfo
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Description
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdispersion in an sich bekannter Weise aus folgenden Bestandteilen besteht:3. The method according to claim 2, characterized in that the plastic dispersion in itself as is known, consists of the following components:
30 Gewichtsteile Polyvinylpropionat30 parts by weight of polyvinyl propionate
0,75 Gewichtsteile Terpentinöl0.75 parts by weight of turpentine oil
0,75 Gewichtsteile Xylol0.75 parts by weight of xylene
0,65 Gewichtsteile Fettsäureester0.65 parts by weight fatty acid ester
0,30 Gewichtsteile Paraffinöl
18,5 Gewichtsteile chlorfreie Bitumenemulsion.0.30 part by weight of paraffin oil
18.5 parts by weight of chlorine-free bitumen emulsion.
4. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel vor dem Tauchen soweit mit Wasser gesättigt wird (ca. 80%), daß es nach dem Einbringen in den Beton bis zu seiner Erstarrung diesem das restliche Wasser bis zur vollen Sättigung entnimmt.4. The method according to claim I 1, characterized in that the neutron absorbent is saturated with water before diving (approx. 80%) that it removes the remaining water to full saturation after it has been introduced into the concrete until it solidifies.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton im Preß-, Walz-, Rüttel- oder Schleuderverfahren verdichtet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the concrete in the pressing, Rolling, vibrating or centrifugal processes are compacted.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton durch Auftragen im Spritzverfahren verdichtet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the concrete by Application is compacted by spraying.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton auf eine Dichte von 2,51 bis 2,55 g/cm3 verdichtet wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the concrete is compacted to a density of 2.51 to 2.55 g / cm 3.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel während des Spritzvorganges, z. B. in den Spritzschlauch, in das Strahlrohr oder an der Spritzmaschine eingeführt wird.8. The method according to claim 6, characterized in that the neutron absorbent during the injection process, e.g. B. in the spray hose, in the spray lance or on the spraying machine is introduced.
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichne;, daß vor dem Aufbringen des neutronensicheren Spritzbetons eine Spritzbetonschicht ohne Neutronenabsorptionsmittel aufgetragen wird.9. The method according to claim 6 or 8, characterized in that prior to the application of the neutron-safe shotcrete, a shotcrete layer without neutron absorbents is applied will.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel aus einer Cadmium-, Bor- oder Hafniumverbindung besteht.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the neutron absorbent consists of a cadmium, boron or hafnium compound.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel aus Bortrioxid-Granulat besteht.11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the neutron absorbent consists of boron trioxide granules.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsmischung Stahl-, Kunststoff- oder Kohlenstofffasern zugesetzt werden.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the starting mixture Steel, plastic or carbon fibers are added.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines neutronensicheren Betons gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1. Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DD-PS 26 267 bekanntThe invention relates to a method for producing a neutron-safe concrete according to the Preamble in claim 1. Such a method is, for. B. from DD-PS 26,267 known
Auch aus den DE-OS 25 12 858 (mit weiteren durckschriftlicheii Nachweisen) und 2516 023 ist es bereits bekannt, Beton durch bestimmte Zusätze, z. B. Bortrioxid, strahlungs- und insbesondere neutronensicher zu machen oder, anders ausgedrückt, die zur Strahlungs- und Neutronenabsorption notwendige Wandstärke auf ein annehmbares Maß zu vermindern. Diese Zusätze haben jedoch sämtliche den Nachteil, daß sie die Festigkeitswerte des fertigen Betons beträchtlich vermindern.It is also from DE-OS 25 12 858 (with further proofs in writing) and 2516 023 already known, concrete by certain additives, z. B. To make boron trioxide, radiation-proof and in particular neutron-proof or, in other words, the for To reduce the wall thickness necessary for radiation and neutron absorption to an acceptable level. However, these additives all have the disadvantage that they considerably increase the strength values of the finished concrete Reduce.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungs- und insbesondere neutronensicheren Betons anzugeben, bei dessen Anwendung die Festigkeitswerte des fertigen Betons durch die Zugabe des Neutronenabsorptionsmittels möglichst wenig beeinträchtigt werden.The invention is therefore based on the object of a method for producing a radiation and in particular to indicate neutron-safe concrete, when used, the strength values of the finished Concrete are affected as little as possible by the addition of the neutron absorbent.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Neutronenabsorptionsmittel vor der Zugabe in die Ausgangsmischung in ein Gemisch aus Kunststoffdispersion und Zementgel getaucht wird.This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset in that the Neutron absorbent in a mixture of plastic dispersion before adding to the starting mixture and cement gel is dipped.
Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung wird das Neutronenabsorptionsmittel durch das in dem Gemisch aus Kunststoffdispersion und Zementgel enthaltene und gegebenenfalls zugesetztes Wasser bis zur Sättigung angereichert, jedoch durch die Erwirkung der Kunststoffdispersion und des Zementgels nicht aufgelöst. Beim Eintauchen des Neutronenabsorptionsmittels tritt eine Temperaturerhöhung desselben auf etwa 800C ein. Dabei nimmt das Neutronenabsorptionsmittel Bestandteile der Dispersion auf, die es praktisch ummanteln. Durch die Wärme wird die Dispersion zusammen mit dem Zement innerhalb kurzer Zeit, in der Größenordnung von etwa 10 Minuten, hart und wasserundurchlässig. Somit kann das Neutronenabsorptionsmittel in dem fertigen Beton seine volle Wirkung entfallen, ohne sich jedoch im Beton auflösen und dessen Festigkeit nachteilig beeinflussen zu können. Der fertige Beton ist dreidimensional gleichermaßen belastbar.As a result of the measure according to the invention, the neutron absorbent is enriched to saturation by the water contained in the mixture of plastic dispersion and cement gel and optionally added, but not dissolved by the action of the plastic dispersion and cement gel. When the neutron absorbent is immersed, its temperature increases to about 80 ° C. The neutron absorbent absorbs constituents of the dispersion that practically encase it. The heat causes the dispersion, together with the cement, to become hard and impermeable to water within a short time, on the order of about 10 minutes. Thus, the neutron absorbent in the finished concrete can lose its full effect, but without being able to dissolve in the concrete and adversely affect its strength. The finished concrete is equally resilient in three dimensions.
Als Kunststoffdispersion wird vorzugsweise die in den Unteransprüchen 2 und 3 in ihren einzelnen Bestandteilen angegebene Dispersion benutzt, die aus der DE-AS 22 56 056 an sich bekannt ist.As a plastic dispersion is preferably used in the subclaims 2 and 3 in their individual Ingredients specified dispersion used, which is known from DE-AS 22 56 056 per se.
Unter Umständen, insbesondere wenn die Kunststoffdispersion sehr schnell wirkt, kann es erforderlich sein, das Neutronenabsorptionsmittel vor dem Eintauchen in das Gemisch aus Kunststoffdispersion und Zementgel soweit mit Wasser zu sättigen, daß es nach dem Einbringen in den Beton diesem bis zu seiner Erstarrung das restliche Wasser bis zur vollen Sättigung entnehmen kann.Under certain circumstances, especially if the plastic dispersion works very quickly, it may be necessary to the neutron absorbent prior to immersion in the mixture of plastic dispersion and cement gel to saturate it with water to such an extent that after it has been introduced into the concrete it has solidified the rest of the water can be drawn off until it is fully saturated.
Da das Neutronenabsorptionsmittel (besonders Bortrioxid) bei Sauerstoffabschluß hart wie Korund wird, wird der Beton verzugsweise z. B. im Preß-, Rüttel-, Walz- oder Schleuderverfahren verdichtet.Since the neutron absorbent (especially boron trioxide) becomes as hard as corundum when oxygen is excluded, the concrete is preferably z. B. compacted by pressing, vibrating, rolling or centrifugal processes.
Ferner ist es möglich, den Beton im Spritzverfahren aufzutragen, wobei gleichzeitig eine gute Verdichtung gewährleistet ist.It is also possible to apply the concrete by spraying, with good compaction at the same time is guaranteed.
Die Dichte soll vorzugsweise 2,51 bis 2,55 g/cm3 betragen.The density should preferably be 2.51 to 2.55 g / cm 3 .
Beim Spritzbeton lassen sich sogar Gammastrahlen wirksam abschirmen, so daß die Betonstärken für die Herstellung des Primärteils von Reaktoren vermindert werden können.In the case of shotcrete, even gamma rays can be shielded effectively, so that the concrete strengths for the Production of the primary part of reactors can be reduced.
Vorzugsweise wird, um die Einwirkungszeit der Ausgangsmischung auf das Neutronenabsorptionsmittel möglichst kurz zu halten, diese während des Spritzvorganges, z. B. in den Spritzschlauch, das Strahlrohr oder die Spritzmaschine (s.Z. B. DE-AS 22 15 485) eingeführtPreferably, around the time of action of the starting mixture on the neutron absorbent to keep as short as possible, this during the spraying process, z. B. in the spray hose, the spray lance or the injection molding machine (see e.g. DE-AS 22 15 485) was introduced
Um zu verhindern, daß das Neutronenabsorptionsmittel beim Aufprall auf die Unterlage mechanisch zerstört wird, wird vor dem Aufbringen des Spritzbetons eine Spritzbetonschicht ohne Neutronenabsorptionsmittel aufgetragen.To prevent the neutron absorbent is mechanically destroyed when it hits the base, before the sprayed concrete is applied a shotcrete layer applied without a neutron absorbent.
Vorzugsweise besteht das Neutronenabsorptionsmittel aus einer Cadmium-, Bor- oder Hafniumverbindung, insbesondere aus Bortrioxid-Granulat.The neutron absorbent preferably consists of a cadmium, boron or hafnium compound, in particular from boron trioxide granules.
Zur weiteren Erhöhung der Festigkeitswerte und der Abschirmwirkung, z. B. auch gegen elektromagnetische Impulse, können der Betonmischung Stahl- oder Kohlenstoffasem zugesetzt werden.To further increase the strength values and the shielding effect, e.g. B. also against electromagnetic Impulse, steel or carbon fibers can be added to the concrete mix.
Die Ausgangsmischung enthielt folgende Bestandteile: The starting mixture contained the following components:
211.1 kg Sand der Körnung 0,0 bis 0,2 mm211.1 kg of sand with a grain size of 0.0 to 0.2 mm
595.2 kg Sand der Körnung 0,25 bis 1,0 mm595.2 kg of sand with a grain size of 0.25 to 1.0 mm
288.1 kg Sand der Körnung 1,0 bis 2,0 mm
326,4 kg Sand der Körnung 2,0 bis 4,0 mm288.1 kg of sand with a grain size of 1.0 to 2.0 mm
326.4 kg of sand with a grain size of 2.0 to 4.0 mm
499.2 kg Kies der Körnung 4,0 bis 8,0 mm
350,0 kg Hochofenzement 450 L499.2 kg of gravel with a grain size of 4.0 to 8.0 mm
350.0 kg blast furnace cement 450 L
17,5 kg Dispersion nach Unteranspruch 317.5 kg dispersion according to dependent claim 3
0,4 kg Kaliumfluorid0.4 kg of potassium fluoride
0,6 kg Kohlenstoffaser 0,008 mm dick und 10 bis0.6kg carbon fiber 0.008mm thick and 10 to
30 mm lang30 mm long
150,51 Wasser, einschl. der Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe. 150.51 water, including the inherent moisture content of the aggregates.
Diese Ausgangsmischung wurde im SpritzverfahrenThis starting mixture was sprayed
aufgetragen, wobei während des Spritzvorganges in den Spritzschlauch der Maschine erfindungsgemäß vorbehandeltes Bortrioxid-Granulat mit einem Anteil von 1 Gew.-% (24 kg/m3) eingeführt wurde.applied, with boron trioxide granules pretreated according to the invention in a proportion of 1% by weight (24 kg / m 3 ) being introduced into the spray hose of the machine during the spraying process.
Der erhaltene Strahlenschutzbeton hatte einen makroskopischen Absorptionsquerschnitt von 2,4 bei folgenden mittleren Festigkeitswerten nach 28 (90) Tagen:The radiation protection concrete obtained had a macroscopic absorption cross section of 2.4 the following mean strength values after 28 (90) days:
Druckfestigkeit 61,0<32,0)MN/m2
Spaltzugfestigkeit 11,2(15,2) MN/m2
Zugfestigkeit 10,5 (14,5) MN/m2 Compressive strength 61.0 <32.0) MN / m 2
Splitting tensile strength 11.2 (15.2) MN / m 2
Tensile strength 10.5 (14.5) MN / m 2
Die entsprechenden Werte eines ansonsten gleichen Betons ohne Strahlenschutzmittel betrugen 67,0 (91,0) bzw. 13,3 (17,9) bzw. 12,1 (16,7) MN/m2.The corresponding values for an otherwise identical concrete without radiation protection agent were 67.0 (91.0), 13.3 (17.9) and 12.1 (16.7) MN / m 2, respectively.
Bei Erhöhung des Bortrioxidgehalts bis zu 5 Gew.-% vom Betongewicht wurde eine Steigerung des makroskopischen Absorptionsquerschnittes von 12 erreicht. Um die Festigkeitswerte des Betons konstact zu halten, wurden dabVi an der Ausgangsmischung ebenfalls der Gehalt an Zement, Dispersion, Kaliumfluorid und Kohlenstoffaser um 5% erhöht.When the boron trioxide content was increased by up to 5% by weight of the concrete weight, there was an increase in the macroscopic Absorption cross-section of 12 achieved. In order to keep the strength values of the concrete constact, dabVi also the content of cement, dispersion, potassium fluoride and Carbon fiber increased by 5%.
Claims (2)
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